System zarządzania akumulatorem (BMS) odgrywa kluczową rolę w zapewnianiu bezpiecznej i wydajnej pracy akumulatorów litowo-jonowych, w tym LFP i trójskładnikowych akumulatorów litowych (NCM/NCA). Jego głównym celem jest monitorowanie i regulacja różnych parametrów akumulatora, takich jak napięcie, temperatura i prąd, aby zapewnić, że akumulator działa w bezpiecznych granicach. BMS chroni również akumulator przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem lub pracą poza optymalnym zakresem temperatur. W pakietach akumulatorów z wieloma seriami ogniw (łańcuchami akumulatorów) BMS zarządza równoważeniem poszczególnych ogniw. Gdy BMS zawodzi, akumulator pozostaje podatny na uszkodzenia, a konsekwencje mogą być poważne.
1. Przeładowanie lub nadmierne rozładowanie
Jedną z najważniejszych funkcji BMS jest zapobieganie przeładowaniu lub nadmiernemu rozładowaniu akumulatora. Przeładowanie jest szczególnie niebezpieczne w przypadku akumulatorów o dużej gęstości energii, takich jak litowe ogniwa trójskładnikowe (NCM/NCA), ze względu na ich podatność na niekontrolowane przegrzanie. Dzieje się tak, gdy napięcie akumulatora przekracza bezpieczne granice, generując nadmiar ciepła, co może doprowadzić do wybuchu lub pożaru. Z drugiej strony nadmierne rozładowanie może spowodować trwałe uszkodzenie ogniw, szczególnie w akumulatorach LFP, które mogą tracić pojemność i wykazywać słabą wydajność po głębokim rozładowaniu. W obu typach brak regulacji napięcia przez BMS podczas ładowania i rozładowywania może skutkować nieodwracalnym uszkodzeniem akumulatora.
2. Przegrzanie i niekontrolowane przegrzanie
Akumulatory litowe trójskładnikowe (NCM/NCA) są szczególnie wrażliwe na wysokie temperatury, bardziej niż akumulatory LFP, które są znane z lepszej stabilności termicznej. Jednak oba typy wymagają ostrożnego zarządzania temperaturą. Funkcjonalny BMS monitoruje temperaturę akumulatora, zapewniając, że utrzymuje się ona w bezpiecznym zakresie. Jeśli BMS zawiedzie, może dojść do przegrzania, wyzwalając niebezpieczną reakcję łańcuchową zwaną niekontrolowanym wzrostem temperatury. W pakiecie akumulatorów składającym się z wielu serii ogniw (łańcuchów akumulatorów) niekontrolowane wzrosty temperatury mogą szybko rozprzestrzeniać się z jednego ogniwa na drugie, prowadząc do katastrofalnej awarii. W przypadku zastosowań wysokonapięciowych, takich jak pojazdy elektryczne, ryzyko to jest większe, ponieważ gęstość energii i liczba ogniw są znacznie wyższe, co zwiększa prawdopodobieństwo poważnych konsekwencji.
3. Nierównowaga między ogniwami akumulatora
W wielokomorowych zestawach akumulatorów, zwłaszcza tych z konfiguracjami wysokiego napięcia, takich jak pojazdy elektryczne, równoważenie napięcia między ogniwami ma kluczowe znaczenie. BMS odpowiada za zapewnienie równowagi wszystkich ogniw w pakiecie. Jeśli BMS zawiedzie, niektóre ogniwa mogą zostać przeładowane, a inne pozostaną niedoładowane. W systemach z wieloma ciągami akumulatorów ta nierównowaga nie tylko zmniejsza ogólną wydajność, ale również stwarza zagrożenie dla bezpieczeństwa. Szczególnie przeładowane ogniwa są narażone na przegrzanie, co może spowodować ich katastrofalną awarię.
4. Utrata monitorowania i rejestrowania danych
W złożonych systemach akumulatorowych, takich jak te stosowane w magazynach energii lub pojazdach elektrycznych, BMS stale monitoruje wydajność akumulatora, rejestrując dane dotyczące cykli ładowania, napięcia, temperatury i stanu poszczególnych ogniw. Informacje te są niezbędne do zrozumienia stanu akumulatorów. Gdy BMS ulegnie awarii, ten krytyczny monitoring zostanie zatrzymany, uniemożliwiając śledzenie, jak dobrze działają ogniwa w akumulatorze. W przypadku systemów akumulatorów wysokonapięciowych z wieloma seriami ogniw brak możliwości monitorowania stanu ogniw może prowadzić do nieoczekiwanych awarii, takich jak nagła utrata mocy lub zdarzenia termiczne.
5. Awaria zasilania lub obniżona wydajność
Awaria BMS może skutkować obniżoną wydajnością lub nawet całkowitą awarią zasilania. Bez odpowiedniego zarządzaniawoltaż, temperatury i wyważenia ogniw, system może się wyłączyć, aby zapobiec dalszym uszkodzeniom. W zastosowaniach, w którychłańcuchy akumulatorów wysokiego napięciasą zaangażowane, takie jak pojazdy elektryczne lub przemysłowe magazynowanie energii, może to doprowadzić do nagłej utraty mocy, stwarzając poważne ryzyko dla bezpieczeństwa. Na przykład,lit trójskładnikowyAkumulator może się nieoczekiwanie wyłączyć, gdy pojazd elektryczny jest w ruchu, stwarzając niebezpieczne warunki jazdy.
Czas publikacji: 11-09-2024
