Что происходит при отказе BMS?
2024-09-19
Система управления аккумулятором (BMS) играет важную роль в обеспечении безопасной и эффективной работы литий-ионных аккумуляторов, включая LFP и тройные литиевые аккумуляторы (NCM/NCA). Ее основная цель — контролировать и регулировать различные параметры аккумулятора, такие как напряжение, температура и ток, чтобы гарантировать работу аккумулятора в безопасных пределах. BMS также защищает аккумулятор от перезаряда, перезаряда или работы за пределами оптимального температурного диапазона. В аккумуляторных батареях с несколькими рядами ячеек (цепочками батарей) BMS управляет балансировкой отдельных ячеек. Когда BMS выходит из строя, аккумулятор остается уязвимым, и последствия могут быть серьезными.
1. Перезаряд или чрезмерная разрядка
Одной из важнейших функций BMS является предотвращение чрезмерной зарядки или чрезмерной разрядки аккумулятора. Чрезмерная зарядка особенно опасна для аккумуляторов с высокой плотностью энергии, таких как тройные литиевые аккумуляторы (NCM/NCA), из-за их подверженности тепловому разгону. Это происходит, когда напряжение батареи превышает безопасные пределы, генерируя избыточное тепло, что может привести к взрыву или возгоранию. С другой стороны, чрезмерная разрядка может привести к необратимому повреждению ячеек, особенно в батареях LFP, которые могут терять емкость и демонстрировать плохую производительность после глубоких разрядов. В обоих типах неспособность BMS регулировать напряжение во время зарядки и разрядки может привести к необратимому повреждению аккумуляторной батареи.
2. Перегрев и тепловой разгон
Тройные литиевые батареи (NCM/NCA) восприимчивы к высоким температурам, в большей степени, чем батареи LFP, которые известны своей лучшей термической стабильностью. Однако оба типа требуют тщательного управления температурой. Функциональная BMS контролирует температуру батареи, гарантируя, что она остается в безопасном диапазоне. Если BMS выходит из строя, может произойти перегрев, вызывающий опасную цепную реакцию, называемую тепловым разгоном. В аккумуляторной батарее, состоящей из множества рядов ячеек (цепочек батарей), тепловой разгон может быстро распространяться от одной ячейки к другой, что приводит к катастрофическому отказу. Для высоковольтных приложений, таких как электромобили, этот риск увеличивается, поскольку плотность энергии и количество ячеек намного выше, что увеличивает вероятность серьезных последствий.
3. Дисбаланс между ячейками батареи
Балансировка напряжения между ячейками имеет решающее значение в многоячеечных аккумуляторных батареях, особенно в тех, которые имеют высоковольтные конфигурации, такие как электромобили. BMS отвечает за обеспечение балансировки всех ячеек в батарее. Если BMS выходит из строя, некоторые ячейки могут оказаться перезаряженными, а другие останутся недозаряженными. В системах с несколькими рядами батарей этот дисбаланс не только снижает общую эффективность, но и представляет угрозу безопасности. Перезаряженные ячейки подвержены риску перегрева, что может привести к их катастрофическому отказу.
4. Потеря мониторинга и регистрации данных
В сложных аккумуляторных системах, таких как те, которые используются в накопителях энергии или электромобилях, BMS непрерывно контролирует производительность батареи, регистрируя данные о циклах зарядки, напряжении, температуре и состоянии отдельных ячеек. Эта информация жизненно важна для понимания состояния аккумуляторных батарей. При отказе BMS этот критически важный мониторинг останавливается, что делает невозможным отслеживание того, насколько хорошо функционируют ячейки в блоке. Для систем высоковольтных батарей с большим количеством рядов ячеек невозможность контролировать состояние ячеек может привести к неожиданным отказам, таким как внезапная потеря мощности или тепловые события.
5. Отказ питания или снижение эффективности
Отказ BMS может привести к снижению эффективности или даже полному отказу питания. Без надлежащего управления напряжением, температурой и балансировкой ячеек система может отключиться, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение. В приложениях, где задействованы высоковольтные батареи, такие как электромобили или промышленные накопители энергии, это может привести к внезапной потере мощности, что создает значительные риски для безопасности. Например, тройная литиевая батарея может неожиданно отключиться во время движения электромобиля, создавая опасные условия для вождения.
