Un sistema de gestió de bateries (BMS) té un paper vital per garantir el funcionament segur i eficient de les bateries d'ions de liti, incloses les bateries de liti LFP i ternàries (NCM/NCA). El seu objectiu principal és controlar i regular diversos paràmetres de la bateria, com ara la tensió, 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 es deixa vulnerable i les conseqüències poden ser greus.
1. Sobrecàrrega o sobredescàrrega
Una de les funcions més crítiques d'un BMS és evitar que la bateria es sobrecarregui o es descarregui excessivament. La sobrecàrrega és especialment perillosa per a bateries d'alta densitat energètica com el liti ternari (NCM/NCA) a causa de la seva susceptibilitat a la fugida tèrmica. Això passa quan la tensió de la bateria supera els límits de seguretat, generant un excés de calor, que podria provocar una explosió o incendi. La descàrrega excessiva, d'altra banda, pot causar danys permanents a les cèl·lules, especialment a les bateries LFP, que poden perdre capacitat i mostrar un rendiment baix després de descàrregues profundes. En ambdós tipus, la fallada del BMS per regular la tensió 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 especialment sensibles a les altes temperatures, més que les bateries LFP, conegudes per una millor estabilitat tèrmica. Tanmateix, tots dos tipus requereixen una gestió acurada de la temperatura. Un BMS funcional controla la temperatura de la bateria, assegurant-se que es mantingui dins d'un rang segur. Si el BMS falla, es pot produir un sobreescalfament, provocant una perillosa reacció en cadena anomenada fuga tèrmica. En un paquet de bateries format per moltes sèries de cèl·lules (cadenes de bateries), la fuga tèrmica es pot propagar ràpidament d'una cel·la a la següent, provocant una fallada catastròfica. Per a aplicacions d'alta tensió com els vehicles elèctrics, aquest risc s'amplifica perquè la densitat d'energia i el nombre de cèl·lules són molt més alts, augmentant la probabilitat de conseqüències greus.
3. Desequilibri entre les cèl·lules de la bateria
En els paquets de bateries multicel·les, especialment aquells amb configuracions d'alta tensió com els vehicles elèctrics, equilibrar la tensió entre les cèl·lules és crucial. El BMS s'encarrega d'assegurar que totes les cèl·lules d'un paquet estiguin equilibrades. Si el BMS falla, algunes cel·les poden sobrecarregar-se mentre que d'altres romanen poc carregades. En sistemes amb múltiples cadenes de bateries, aquest desequilibri no només redueix l'eficiència general sinó que també suposa un perill per a la seguretat. En particular, les cèl·lules sobrecarregades corren el risc de sobreescalfar-se, cosa que pot provocar que fallin catastròficament.
4. Pèrdua de seguiment 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 salut de les cèl·lules individuals. Aquesta informació és vital per entendre la salut dels paquets de bateries. Quan el BMS falla, aquest control crític s'atura, cosa que fa que sigui impossible fer un seguiment del bon funcionament de les cèl·lules del paquet. Per als sistemes de bateries d'alta tensió amb moltes sèries de cèl·lules, la incapacitat de controlar la salut de les cèl·lules podria provocar fallades inesperades, com ara una pèrdua brusca d'energia o esdeveniments tèrmics.
5. Falla d'alimentació o eficiència reduïda
Un BMS fallat pot provocar una eficiència reduïda o fins i tot una fallada total de l'alimentació. Sense una correcta gestiótensió, temperatura i equilibri de cèl·lules, el sistema es pot apagar per evitar més danys. En aplicacions oncadenes de bateries d'alta tensióestan implicats, com els vehicles elèctrics o l'emmagatzematge d'energia industrial, això podria comportar una pèrdua sobtada de potència, amb riscos importants per a la seguretat. Per exemple, aliti ternariLa bateria pot apagar-se inesperadament mentre un vehicle elèctric està en moviment, creant condicions de conducció perilloses.
Hora de publicació: 11-set-2024
