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). Dets 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'et beskytter også batteriet mod at blive overopladet, overafladet eller fungere uden for dets optimale temperaturområde. I batteripakker med flere serier af celler (batteristrenge) styrer BMS'et balanceringen af de enkelte celler. Når BMS'et svigter, er batteriet sårbart, og konsekvenserne kan være alvorlige.
1. Overopladning eller overafladning
En af de mest kritiske funktioner i et BMS er at forhindre, at batteriet overoplades eller overaflades. Overopladning er især farligt for batterier med høj energitæthed, såsom ternært lithium (NCM/NCA), på grund af deres modtagelighed for termisk løbskløb. Dette sker, når batteriets spænding overstiger sikre grænser, hvilket genererer overskydende varme, hvilket kan føre til eksplosion eller brand. Overafladning kan derimod 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 evne til at regulere spændingen under opladning og afladning resultere i uoprettelig skade på batteripakken.
2. Overophedning og termisk løbskhed
Ternære litiumbatterier (NCM/NCA) er særligt følsomme over for høje temperaturer, mere end LFP-batterier, der 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'en svigter, kan der opstå overophedning, hvilket udløser en farlig kædereaktion kaldet termisk løb. I en batteripakke bestående af mange serier af celler (batteristrenge) kan termisk løb hurtigt sprede sig fra en celle til den næste, hvilket fører til katastrofale fejl. For højspændingsapplikationer som elbiler forstørres denne risiko, fordi energitætheden og celletallet er meget højere, hvilket øger sandsynligheden for alvorlige konsekvenser.
3. Ubalance mellem battericeller
I batteripakker med flere celler, især dem med højspændingskonfigurationer såsom elbiler, er det afgørende at afbalancere spændingen mellem cellerne. BMS'en er ansvarlig for at sikre, at alle celler i en pakke er afbalancerede. Hvis BMS'en svigter, kan nogle celler blive overopladede, 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 forårsage katastrofale svigt.
4. Tab af overvågning og datalogning
I komplekse batterisystemer, såsom dem, der bruges i energilagring eller elbiler, overvåger et BMS løbende batteriets ydeevne og logger data om opladningscyklusser, spænding, temperatur og individuelle cellers tilstand. Disse oplysninger er afgørende for at forstå batteripakkernes tilstand. Når BMS'en svigter, 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 cellernes tilstand føre til uventede fejl, såsom pludseligt strømsvigt eller termiske hændelser.
5. Strømsvigt eller reduceret effektivitet
Et defekt BMS kan resultere i reduceret effektivitet eller endda totalt strømsvigt. Uden korrekt styring afspænding, temperatur og cellebalancering, kan systemet lukke ned for at forhindre yderligere skade. I applikationer hvorhøjspændingsbatteristrengeer involveret, såsom elbiler eller industriel energilagring, kan dette føre til et pludseligt strømsvigt, hvilket udgør en betydelig sikkerhedsrisiko. For eksempel enternært lithiumBatteripakken kan lukke uventet ned, mens et elektrisk køretøj er i bevægelse, hvilket skaber farlige kørselsforhold.
Opslagstidspunkt: 11. september 2024
