سیستم مدیریت باتری (BMS)نقش حیاتی در تضمین عملکرد ایمن و کارآمد باتری‌های لیتیوم یونی، از جمله باتری‌های لیتیومی LFP و سه تایی (NCM/NCA) دارد. هدف اصلی آن نظارت و تنظیم پارامترهای مختلف باتری مانند ولتاژ، دما و جریان است تا اطمینان حاصل شود که باتری در محدوده ایمن کار می کند. BMS همچنین از باتری در برابر شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد یا عملکرد خارج از محدوده دمای مطلوب محافظت می کند. در بسته‌های باتری با چندین سری سلول (رشته‌های باتری)، BMS تعادل سلول‌های جداگانه را مدیریت می‌کند. هنگامی که BMS از کار می افتد، باتری آسیب پذیر می شود و عواقب آن می تواند شدید باشد.
1. شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از حد
یکی از حیاتی ترین عملکردهای BMS برای جلوگیری از شارژ یا دشارژ بیش از حد باتری. شارژ بیش از حد برای باتری های با چگالی انرژی بالا مانند لیتیوم سه تایی (NCM/NCA) به دلیل حساسیت آنها به فرار حرارتی خطرناک است. این زمانی اتفاق می‌افتد که ولتاژ باتری از حد مجاز فراتر رود و گرمای اضافی تولید کند که می‌تواند منجر به انفجار یا آتش‌سوزی شود. از طرف دیگر، تخلیه بیش از حد می تواند باعث آسیب دائمی به سلول ها، به ویژه در داخل شودباتری های LFP، که می تواند ظرفیت خود را از دست بدهد و پس از تخلیه عمیق عملکرد ضعیفی از خود نشان دهد. در هر دو نوع، شکست BMS در تنظیم ولتاژ در حین شارژ و دشارژ می‌تواند منجر به آسیب غیرقابل برگشت به بسته باتری شود.
2. گرمای بیش از حد و فرار حرارتی
باتری‌های لیتیومی سه تایی (NCM/NCA) به‌ویژه به دماهای بالا حساس هستند، بیشتر از باتری‌های LFP که برای پایداری حرارتی بهتر شناخته شده‌اند. با این حال، هر دو نوع نیاز به مدیریت دقیق دما دارند. یک BMS عملکردی دمای باتری را کنترل می کند و اطمینان می دهد که در محدوده ایمن باقی می ماند. اگر BMS از کار بیفتد، گرمای بیش از حد ممکن است رخ دهد و یک واکنش زنجیره ای خطرناک به نام فرار حرارتی را آغاز کند. در یک بسته باتری متشکل از چندین سری سلول (رشته‌های باتری)، فرار حرارتی می‌تواند به سرعت از یک سلول به سلول دیگر منتشر شود و منجر به شکست فاجعه‌بار شود. برای کاربردهای ولتاژ بالا مانند وسایل نقلیه الکتریکی، این خطر بزرگ‌تر می‌شود، زیرا چگالی انرژی و تعداد سلول‌ها بسیار بیشتر است و احتمال عواقب شدید را افزایش می‌دهد.
3. عدم تعادل بین سلول های باتری
در بسته‌های باتری چند سلولی، به‌ویژه آنهایی که دارای تنظیمات ولتاژ بالا مانند خودروهای الکتریکی هستند، متعادل کردن ولتاژ بین سلول‌ها بسیار مهم است. BMS مسئول اطمینان از تعادل تمام سلول های یک بسته است. اگر BMS از کار بیفتد، برخی سلول‌ها ممکن است بیش از حد شارژ شوند در حالی که برخی دیگر کم‌شارژ می‌شوند. در سیستم‌هایی با رشته‌های باتری متعدد، این عدم تعادل نه تنها کارایی کلی را کاهش می‌دهد، بلکه یک خطر ایمنی نیز ایجاد می‌کند. سلول های شارژ بیش از حد در معرض خطر گرم شدن بیش از حد هستند که می تواند باعث از کار افتادن فاجعه بار آنها شود.
4. قطع برق یا کاهش راندمان
خرابی BMS می تواند منجر به کاهش راندمان یا حتی قطع برق کامل شود. بدون مدیریت مناسب ولتاژ، دما و تعادل سلول، ممکن است سیستم برای جلوگیری از آسیب بیشتر خاموش شود. در کاربردهایی که رشته‌های باتری با ولتاژ بالا درگیر هستند، مانند وسایل نقلیه الکتریکی یا ذخیره‌سازی انرژی صنعتی، این می‌تواند منجر به از دست دادن ناگهانی نیرو شود که خطرات ایمنی قابل توجهی را به همراه دارد. به عنوان مثال، یک بسته باتری لیتیومی سه تایی ممکن است به طور غیرمنتظره ای در حالی که یک وسیله نقلیه الکتریکی در حرکت است خاموش شود و شرایط رانندگی خطرناکی ایجاد کند.
زمان ارسال: سپتامبر 23-2024
