Un sistema de gestió de bateries (BMS) juga un paper vital per garantir el funcionament segur i eficient de les bateries de liti-ió, incloses les bateries LFP i les bateries de liti ternàries (NCM/NCA). El seu objectiu principal és controlar i regular diversos paràmetres de la bateria, com ara el voltatge, la temperatura i el corrent, per garantir que la bateria funcioni dins dels límits segurs. El BMS també protegeix la bateria de la sobrecàrrega, la sobredescàrrega o el funcionament fora del seu rang de temperatura òptim. En paquets de bateries amb múltiples sèries de cel·les (cadenes de bateries), el BMS gestiona l'equilibri de les cel·les individuals. Quan el BMS falla, la bateria queda vulnerable i les conseqüències poden ser greus.
1. Sobrecàrrega o sobredescàrrega
Una de les funcions més importants d'un BMS és evitar que la bateria es sobrecarregui o es descarregui massa. La sobrecàrrega és especialment perillosa per a les bateries d'alta densitat d'energia com les de liti ternari (NCM/NCA) a causa de la seva susceptibilitat a la fuga tèrmica. Això passa quan el voltatge de la bateria supera els límits segurs, generant un excés de calor, que podria provocar una explosió o un incendi. La sobrecàrrega, en canvi, pot causar danys permanents a les cel·les, especialment en les bateries LFP, que poden perdre capacitat i presentar un rendiment deficient després de descàrregues profundes. En ambdós tipus, si el BMS no regula el voltatge durant la càrrega i la descàrrega, pot provocar danys irreversibles a la bateria.
2. Sobreescalfament i fuga tèrmica
Les bateries de liti ternàries (NCM/NCA) són particularment sensibles a les altes temperatures, més que les bateries LFP, que són conegudes per la seva millor estabilitat tèrmica. Tanmateix, ambdós tipus requereixen una gestió acurada de la temperatura. Un BMS funcional controla la temperatura de la bateria, garantint que es mantingui dins d'un rang segur. Si el BMS falla, es pot produir un sobreescalfament, desencadenant una perillosa reacció en cadena anomenada fugida tèrmica. En un paquet de bateries compost per moltes sèries de cel·les (cadenes de bateries), la fugida tèrmica es pot propagar ràpidament d'una cel·la a la següent, provocant una fallada catastròfica. Per a aplicacions d'alt voltatge com els vehicles elèctrics, aquest risc s'amplifica perquè la densitat d'energia i el nombre de cel·les són molt més alts, cosa que augmenta la probabilitat de conseqüències greus.
3. Desequilibri entre les cel·les de la bateria
En els paquets de bateries multicel·lulars, especialment aquells amb configuracions d'alt voltatge com els vehicles elèctrics, equilibrar el voltatge entre les cel·les és crucial. El BMS és responsable de garantir que totes les cel·les d'un paquet estiguin equilibrades. Si el BMS falla, algunes cel·les es poden sobrecarregar mentre que d'altres es poden carregar massa poc. En sistemes amb múltiples cadenes de bateries, aquest desequilibri no només redueix l'eficiència general, sinó que també representa un perill per a la seguretat. Les cel·les sobrecarregades, en particular, corren el risc de sobreescalfar-se, cosa que pot fer que fallin catastròficament.
4. Pèrdua de monitorització i registre de dades
En sistemes de bateries complexos, com els que s'utilitzen en l'emmagatzematge d'energia o els vehicles elèctrics, un BMS controla contínuament el rendiment de la bateria, registrant dades sobre cicles de càrrega, voltatge, temperatura i estat de les cel·les individuals. Aquesta informació és vital per comprendre l'estat dels paquets de bateries. Quan el BMS falla, aquesta monitorització crítica s'atura, cosa que fa impossible fer un seguiment del funcionament de les cel·les del paquet. Per a sistemes de bateries d'alt voltatge amb moltes sèries de cel·les, la incapacitat de controlar l'estat de les cel·les podria provocar fallades inesperades, com ara pèrdues sobtades d'energia o esdeveniments tèrmics.
5. Fallada de corrent o eficiència reduïda
Un BMS avariat pot provocar una reducció de l'eficiència o fins i tot una fallada total de l'energia. Sense una gestió adequada devoltatge, la temperatura i l'equilibri de les cel·les, el sistema es pot aturar per evitar més danys. En aplicacions oncadenes de bateries d'alt voltatgehi ha implicats, com ara els vehicles elèctrics o l'emmagatzematge d'energia industrial, això podria provocar una pèrdua sobtada d'energia, cosa que planteja riscos importants per a la seguretat. Per exemple, unliti ternariLa bateria es pot apagar inesperadament mentre un vehicle elèctric està en moviment, creant condicions de conducció perilloses.
Data de publicació: 11 de setembre de 2024
