Et batteristyringssystem (BMS) spiller en afgørende rolle i at sikre sikker og effektiv drift af lithium-ion-batterier, herunder LFP og ternære lithium-batterier (NCM/NCA). Dens primære formål er at overvåge og regulere forskellige batteriparametre, såsom spænding, temperatur og strøm, for at sikre, at batteriet fungerer inden for sikre grænser. BMS beskytter også batteriet mod at blive overopladet, overafladet eller at fungere uden for dets optimale temperaturområde. I batteripakker med flere serier af celler (batteristrenge) styrer BMS afbalanceringen af individuelle celler. Når BMS svigter, efterlades batteriet sårbart, og konsekvenserne kan være alvorlige.
1. Overopladning eller overafladning
En af de mest kritiske funktioner ved et BMS er at forhindre, at batteriet bliver overopladet eller overafladet. Overopladning er især farlig for batterier med høj energitæthed som ternær lithium (NCM/NCA) på grund af deres modtagelighed for termisk løb. Dette sker, når batteriets spænding overstiger sikre grænser, hvilket genererer overskydende varme, som kan føre til en eksplosion eller brand. Overafladning kan på den anden side forårsage permanent skade på cellerne, især i LFP-batterier, som kan miste kapacitet og udvise dårlig ydeevne efter dybe afladninger. I begge typer kan BMS'ens manglende regulering af spændingen under op- og afladning resultere i irreversibel skade på batteripakken.
2. Overophedning og Thermal Runaway
Ternære lithiumbatterier (NCM/NCA) er særligt følsomme over for høje temperaturer, mere end LFP-batterier, som er kendt for bedre termisk stabilitet. Begge typer kræver dog omhyggelig temperaturstyring. Et funktionelt BMS overvåger batteriets temperatur og sikrer, at det forbliver inden for et sikkert område. Hvis BMS svigter, kan der opstå overophedning, hvilket udløser en farlig kædereaktion kaldet termisk runaway. I en batteripakke, der er sammensat af mange serier af celler (batteristrenge), kan termisk runaway hurtigt forplante sig fra en celle til den næste, hvilket fører til katastrofale fejl. For højspændingsapplikationer som elektriske køretøjer er denne risiko forstørret, fordi energitætheden og celletallet er meget højere, hvilket øger sandsynligheden for alvorlige konsekvenser.
3. Ubalance mellem battericeller
I flercellede batteripakker, især dem med højspændingskonfigurationer, såsom elektriske køretøjer, er det afgørende at balancere spændingen mellem cellerne. BMS er ansvarlig for at sikre, at alle celler i en pakke er afbalancerede. Hvis BMS fejler, kan nogle celler blive overopladet, mens andre forbliver underopladede. I systemer med flere batteristrenge reducerer denne ubalance ikke kun den samlede effektivitet, men udgør også en sikkerhedsrisiko. Især overopladede celler er i risiko for overophedning, hvilket kan få dem til at svigte katastrofalt.
4. Tab af overvågning og datalogning
I komplekse batterisystemer, såsom dem, der bruges i energilagring eller elektriske køretøjer, overvåger et BMS kontinuerligt batteriets ydeevne, logger data om opladningscyklusser, spænding, temperatur og individuelle cellers sundhed. Disse oplysninger er afgørende for at forstå batteripakkernes tilstand. Når BMS fejler, stopper denne kritiske overvågning, hvilket gør det umuligt at spore, hvor godt cellerne i pakken fungerer. For højspændingsbatterisystemer med mange serier af celler kan manglende evne til at overvåge cellesundhed føre til uventede fejl, såsom pludseligt strømtab eller termiske hændelser.
5. Strømsvigt eller reduceret effektivitet
Et fejlbehæftet BMS kan resultere i reduceret effektivitet eller endda totalt strømsvigt. Uden ordentlig styring afspænding, temperatur og cellebalancering, kan systemet lukke ned for at forhindre yderligere skade. I applikationer hvorhøjspændingsbatteristrengeer involveret, såsom elektriske køretøjer eller industriel energilagring, kan dette føre til et pludseligt tab af strøm, hvilket udgør betydelige sikkerhedsrisici. For eksempel, enternær lithiumbatteripakken kan lukke uventet ned, mens et elektrisk køretøj er i bevægelse, hvilket skaber farlige køreforhold.
Indlægstid: 11. september 2024
