Et batteristyringssystem (BMS) spiller en viktig rolle for å sikre sikker og effektiv drift av litiumionbatterier, inkludert LFP og ternære litiumbatterier (NCM/NCA). Dens primære formål er å overvåke og regulere ulike batteriparametere, som spenning, temperatur og strøm, for å sikre at batteriet fungerer innenfor sikre grenser. BMS beskytter også batteriet mot å bli overladet, overutladet eller operere utenfor det optimale temperaturområdet. I batteripakker med flere serier av celler (batteristrenger), styrer BMS balanseringen av individuelle celler. Når BMS svikter, blir batteriet sårbart, og konsekvensene kan bli alvorlige.
1. Overlading eller Overlading
En av de mest kritiske funksjonene til en BMS er å forhindre at batteriet overlades eller overlades. Overlading er spesielt farlig for batterier med høy energitetthet som ternært litium (NCM/NCA) på grunn av deres mottakelighet for termisk løping. Dette skjer når batteriets spenning overskrider sikre grenser, og genererer overflødig varme, som kan føre til eksplosjon eller brann. Overutlading kan derimot forårsake permanent skade på cellene, spesielt i LFP-batterier, som kan miste kapasitet og vise dårlig ytelse etter dype utladninger. I begge typer kan BMSens manglende regulering av spenningen under lading og utlading resultere i irreversibel skade på batteripakken.
2. Overoppheting og Thermal Runaway
Ternære litiumbatterier (NCM/NCA) er spesielt følsomme for høye temperaturer, mer enn LFP-batterier, som er kjent for bedre termisk stabilitet. Begge typer krever imidlertid nøye temperaturstyring. Et funksjonelt BMS overvåker batteriets temperatur, og sikrer at det holder seg innenfor et trygt område. Hvis BMS svikter, kan overoppheting oppstå, og utløse en farlig kjedereaksjon kalt termisk løping. I en batteripakke som består av mange serier av celler (batteristrenger), kan termisk løping raskt forplante seg fra en celle til den neste, noe som fører til katastrofal feil. For høyspenningsapplikasjoner som elektriske kjøretøy er denne risikoen forstørret fordi energitettheten og celleantallet er mye høyere, noe som øker sannsynligheten for alvorlige konsekvenser.
3. Ubalanse mellom battericeller
I flercellede batteripakker, spesielt de med høyspenningskonfigurasjoner som elektriske kjøretøy, er det avgjørende å balansere spenningen mellom cellene. BMS er ansvarlig for å sikre at alle cellene i en pakke er balansert. Hvis BMS svikter, kan noen celler bli overladet mens andre forblir underladet. I systemer med flere batteristrenger reduserer denne ubalansen ikke bare den totale effektiviteten, men utgjør også en sikkerhetsrisiko. Spesielt overladede celler er i fare for overoppheting, noe som kan føre til at de svikter katastrofalt.
4. Tap av overvåking og datalogging
I komplekse batterisystemer, som de som brukes i energilagring eller elektriske kjøretøy, overvåker en BMS kontinuerlig batteriytelse, logger data om ladesykluser, spenning, temperatur og individuell cellehelse. Denne informasjonen er viktig for å forstå tilstanden til batteripakker. Når BMS svikter, stopper denne kritiske overvåkingen, noe som gjør det umulig å spore hvor godt cellene i pakken fungerer. For høyspentbatterisystemer med mange serier av celler, kan manglende evne til å overvåke cellehelse føre til uventede feil, for eksempel brå strømtap eller termiske hendelser.
5. Strømbrudd eller redusert effektivitet
En mislykket BMS kan resultere i redusert effektivitet eller til og med totalt strømbrudd. Uten forsvarlig styring avspenning, temperatur og cellebalansering, kan systemet slå seg av for å forhindre ytterligere skade. I applikasjoner hvorhøyspente batteristrengerer involvert, som elektriske kjøretøy eller industriell energilagring, kan dette føre til et plutselig tap av strøm, noe som utgjør betydelige sikkerhetsrisikoer. For eksempel, enternær litiumbatteripakken kan slå seg av uventet mens et elektrisk kjøretøy er i bevegelse, noe som skaper farlige kjøreforhold.
Innleggstid: 11. september 2024
