یک سیستم مدیریت باتری (BMS) نقش مهمی در اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد باتری های لیتیوم یون از جمله باتری های لیتیوم LFP و سه قلو (NCM/NCA) دارد. هدف اصلی آن نظارت و تنظیم پارامترهای مختلف باتری مانند ولتاژ ، دما و جریان برای اطمینان از کار باتری در حد ایمن است. BMS همچنین از باتری از شارژ بیش از حد ، بیش از حد تخلیه یا کار در خارج از محدوده دمای مطلوب خود محافظت می کند. در بسته های باتری با سری های مختلف سلول (رشته های باتری) ، BMS تعادل سلولهای جداگانه را مدیریت می کند. هنگامی که BMS از کار افتاد ، باتری آسیب پذیر باقی می ماند و عواقب آن می تواند شدید باشد.
1. شارژ بیش از حد یا شارژ بیش از حد
یکی از مهمترین کارکردهای BMS جلوگیری از شارژ بیش از حد باتری یا بیش از حد تخلیه است. شارژ بیش از حد برای باتری های با چگالی پر انرژی مانند لیتیوم سه گانه (NCM/NCA) به دلیل حساسیت آنها به فراری حرارتی خطرناک است. این امر زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ باتری از حد ایمن فراتر رفته و گرمای اضافی ایجاد می کند که می تواند منجر به انفجار یا آتش سوزی شود. از طرف دیگر ، میزان شارژ بیش از حد می تواند باعث آسیب دائمی به سلول ها بویژه در باتری های LFP شود که می تواند ظرفیت خود را از دست بدهد و بعد از تخلیه های عمیق عملکرد ضعیفی را نشان دهد. در هر دو نوع ، عدم موفقیت BMS در تنظیم ولتاژ در هنگام شارژ و تخلیه می تواند منجر به آسیب غیر قابل برگشت به بسته باتری شود.
2. گرمای بیش از حد و فراری حرارتی
باتری های لیتیوم سه گانه (NCM/NCA) به ویژه در برابر درجه حرارت بالا حساس هستند ، بیشتر باتری های ThanLFP ، که به دلیل ثبات حرارتی بهتر شناخته می شوند. با این حال ، هر دو نوع نیاز به مدیریت دقیق دما دارند. یک BMS کاربردی دمای باتری را کنترل می کند و از آن اطمینان حاصل می کند که در یک محدوده ایمن باقی می ماند. در صورت عدم موفقیت BMS ، گرمای بیش از حد ممکن است رخ دهد ، و باعث ایجاد یک واکنش زنجیره ای خطرناک به نام فراری حرارتی می شود. در یک باتری متشکل از بسیاری از سری سلول ها (رشته های باتری) ، فراری حرارتی می تواند به سرعت از یک سلول به سلول دیگر پخش شود و منجر به خرابی فاجعه بار شود. برای کاربردهای ولتاژ بالا مانند وسایل نقلیه برقی ، این خطر بزرگ می شود زیرا چگالی انرژی و تعداد سلول بسیار بیشتر است و احتمال عواقب شدید را افزایش می دهد.
3. عدم تعادل بین سلولهای باتری
در بسته های باتری چند سلولی ، به ویژه آنهایی که پیکربندی ولتاژ بالایی مانند وسایل نقلیه برقی دارند ، متعادل کردن ولتاژ بین سلول ها بسیار مهم است. BMS وظیفه دارد اطمینان حاصل کند که تمام سلولهای موجود در یک بسته متعادل هستند. در صورت عدم موفقیت BMS ، برخی از سلول ها ممکن است بیش از حد شارژ شوند و برخی دیگر تحت فشار قرار بگیرند. در سیستم هایی که دارای چندین رشته باتری هستند ، این عدم تعادل نه تنها باعث کاهش کارایی کلی می شود بلکه خطر ایمنی را نیز به همراه دارد. سلولهای بیش از حد شارژ به ویژه در معرض خطر گرمای بیش از حد هستند که می تواند باعث خراب شدن آنها فاجعه بار شود.
4. از دست دادن نظارت و ورود به سیستم داده ها
در سیستم های باتری پیچیده ، مانند آنهایی که در ذخیره انرژی یا وسایل نقلیه برقی استفاده می شوند ، BMS به طور مداوم عملکرد باتری را کنترل می کند ، داده های ورود به سیستم در چرخه بار ، ولتاژ ، دما و سلامت سلول را وارد می کند. این اطلاعات برای درک سلامتی بسته های باتری بسیار حیاتی است. هنگامی که BMS ناکام ماند ، این نظارت مهم متوقف می شود ، و این امر باعث می شود که چگونه سلول های موجود در بسته عملکرد خوبی داشته باشند. برای سیستم های باتری ولتاژ بالا با سری بسیاری از سلول ها ، عدم توانایی نظارت بر سلامت سلول می تواند منجر به خرابی های غیر منتظره مانند از دست دادن قدرت ناگهانی یا وقایع حرارتی شود.
5. خرابی برق یا کاهش کارایی
BMS شکست خورده می تواند منجر به کاهش کارایی یا حتی قطع برق کل شود. بدون مدیریت مناسبولتاژ، دما و تعادل سلول ، سیستم ممکن است خاموش شود تا از آسیب بیشتر جلوگیری شود. در برنامه هایی که در آنرشته های باتری با ولتاژ بالادرگیر هستند ، مانند وسایل نقلیه برقی یا ذخیره انرژی صنعتی ، این می تواند منجر به از بین رفتن ناگهانی قدرت شود و خطرات ایمنی قابل توجهی را ایجاد کند. به عنوان مثال ، الفسه تایی لیتیومبسته باتری ممکن است به طور غیر منتظره ای خاموش شود در حالی که یک وسیله نقلیه برقی در حال حرکت است و شرایط رانندگی خطرناک ایجاد می کند.
زمان پست: سپتامبر -11-2024
