Система управления батареей (BMS) играет жизненно важную роль в обеспечении безопасной и эффективной работы литий-ионных батарей, включая LFP и тройные литиевые батареи (NCM/NCA). Ее основная задача — мониторинг и регулирование различных параметров батареи, таких как напряжение, температура и ток, для обеспечения работы батареи в безопасных пределах. BMS также защищает батарею от перезаряда, переразряда или работы за пределами оптимального температурного диапазона. В батареях с несколькими последовательно соединенными элементами (батарейными цепочками) BMS управляет балансировкой отдельных элементов. При выходе из строя BMS батарея становится уязвимой, и последствия могут быть серьезными.
1. Перезарядка или переразрядка
Одна из важнейших функций системы управления батареей (BMS) — предотвращение перезаряда или переразряда батареи. Перезаряд особенно опасен для батарей с высокой плотностью энергии, таких как тройные литиевые батареи (NCM/NCA), из-за их восприимчивости к тепловому разгону. Это происходит, когда напряжение батареи превышает безопасные пределы, генерируя избыточное тепло, что может привести к взрыву или пожару. Переразряд, с другой стороны, может привести к необратимому повреждению элементов, особенно в литий-железо-фосфатных батареях (LFP), которые могут терять емкость и демонстрировать низкую производительность после глубокого разряда. В обоих типах батарей неспособность BMS регулировать напряжение во время зарядки и разрядки может привести к необратимому повреждению аккумуляторного блока.
2. Перегрев и тепловой разгон
Тройные литий-ионные батареи (NCM/NCA) особенно чувствительны к высоким температурам, в большей степени, чем литий-железо-фосфатные батареи (LFP), которые известны своей лучшей термической стабильностью. Однако оба типа требуют тщательного контроля температуры. Функциональная система управления батареей (BMS) контролирует температуру батареи, обеспечивая ее поддержание в безопасном диапазоне. В случае отказа BMS может произойти перегрев, запускающий опасную цепную реакцию, называемую тепловым разгоном. В батарейном блоке, состоящем из множества последовательно соединенных элементов (батарейных цепочек), тепловой разгон может быстро распространяться от одного элемента к другому, приводя к катастрофическому отказу. Для высоковольтных применений, таких как электромобили, этот риск возрастает, поскольку плотность энергии и количество элементов значительно выше, что увеличивает вероятность серьезных последствий.
3. Дисбаланс между элементами батареи.
В многоэлементных аккумуляторных батареях, особенно в высоковольтных конфигурациях, таких как батареи электромобилей, балансировка напряжения между элементами имеет решающее значение. Система управления батареей (BMS) отвечает за обеспечение балансировки всех элементов в батарее. Если BMS выходит из строя, некоторые элементы могут перезарядиться, а другие остаться недозаряженными. В системах с несколькими батареями этот дисбаланс не только снижает общую эффективность, но и представляет опасность для безопасности. В частности, перезаряженные элементы подвержены риску перегрева, что может привести к их катастрофическому выходу из строя.
4. Потеря мониторинга и регистрации данных.
В сложных аккумуляторных системах, таких как системы хранения энергии или электромобили, система управления батареей (BMS) непрерывно контролирует работу батареи, регистрируя данные о циклах зарядки, напряжении, температуре и состоянии отдельных элементов. Эта информация жизненно важна для понимания состояния аккумуляторных блоков. При выходе из строя BMS этот критически важный мониторинг прекращается, что делает невозможным отслеживание работоспособности элементов в блоке. В высоковольтных аккумуляторных системах с множеством последовательно соединенных элементов невозможность контролировать состояние элементов может привести к неожиданным отказам, таким как внезапное отключение питания или перегрев.
5. Сбой электропитания или снижение эффективности
Неисправность системы управления батареей (BMS) может привести к снижению эффективности или даже к полному отключению электроэнергии. Без надлежащего управленияНапряжениеВ зависимости от температуры и балансировки ячеек система может отключиться, чтобы предотвратить дальнейшие повреждения. В тех случаях, когда...высоковольтные аккумуляторные батареиЕсли в дело вмешаются такие системы, как электромобили или системы промышленного хранения энергии, это может привести к внезапному отключению электроэнергии, что создаёт значительные риски для безопасности. Например,тройной литийАккумуляторная батарея может неожиданно отключиться во время движения электромобиля, создавая опасные условия на дороге.
Дата публикации: 11 сентября 2024 г.
