Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) gegnir mikilvægu hlutverki í að tryggja örugga og skilvirka notkun litíumjónarafhlöðu, þar á meðal LFP og þríþættra litíumrafhlöðu (NCM/NCA). Megintilgangur þess er að fylgjast með og stjórna ýmsum rafhlöðubreytum, svo sem spennu, hitastigi og straumi, til að tryggja að rafhlaðan starfi innan öruggra marka. BMS verndar einnig rafhlöðuna gegn ofhleðslu, ofhleðslu eða notkun utan kjörhitastigs. Í rafhlöðupökkum með mörgum röðum af frumum (rafhlöðustrengjum) stýrir BMS jafnvægi einstakra frumna. Þegar BMS bilar er rafhlaðan viðkvæm og afleiðingarnar geta verið alvarlegar.
1. Ofhleðsla eða ofhleðsla
Eitt mikilvægasta hlutverk BMS er að koma í veg fyrir að rafhlaðan ofhleðist eða ofhleðist. Ofhleðsla er sérstaklega hættuleg fyrir rafhlöður með mikla orkuþéttni eins og þríþætta litíum (NCM/NCA) vegna þess hve viðkvæmar þær eru fyrir hitaupphlaupi. Þetta gerist þegar spenna rafhlöðunnar fer yfir örugg mörk og myndar ofhita sem getur leitt til sprengingar eða eldsvoða. Ofhleðsla getur hins vegar valdið varanlegum skemmdum á frumunum, sérstaklega í LFP rafhlöðum, sem geta misst afkastagetu og sýnt lélega afköst eftir djúpa útskrift. Í báðum gerðum getur bilun BMS í að stjórna spennunni við hleðslu og útskrift leitt til óafturkræfra skemmda á rafhlöðupakkanum.
2. Ofhitnun og hitaupphlaup
Þrískipt litíum rafhlöður (NCM/NCA) eru sérstaklega viðkvæmar fyrir háum hita, meira en LFP rafhlöður, sem eru þekktar fyrir betri hitastöðugleika. Hins vegar þurfa báðar gerðirnar vandlega hitastjórnun. Virkt BMS kerfi fylgist með hitastigi rafhlöðunnar og tryggir að það haldist innan öruggs bils. Ef BMS kerfið bilar getur ofhitnun átt sér stað, sem veldur hættulegri keðjuverkun sem kallast hitaupphlaup. Í rafhlöðupakka sem samanstendur af mörgum röðum af frumum (rafhlöðustrengjum) getur hitaupphlaup breiðst hratt út frá einni frumu til þeirrar næstu og leitt til hörmulegra bilana. Fyrir háspennuforrit eins og rafknúin ökutæki eykst þessi hætta vegna þess að orkuþéttleikinn og frumufjöldi er mun hærri, sem eykur líkur á alvarlegum afleiðingum.
3. Ójafnvægi milli rafhlöðufrumna
Í fjölsellu rafhlöðupökkum, sérstaklega þeim sem eru með háspennustillingar eins og í rafbílum, er mikilvægt að jafna spennuna milli sellna. BMS-kerfið (BMS) ber ábyrgð á að tryggja að allar sellurnar í pakkanum séu í jafnvægi. Ef BMS-kerfið bilar geta sumar sellurnar ofhlaðist á meðan aðrar haldast undirhlaðnar. Í kerfum með mörgum rafhlöðustrengjum dregur þetta ójafnvægi ekki aðeins úr heildarnýtni heldur skapar það einnig öryggishættu. Ofhlaðnar sellurnar eru sérstaklega í hættu á ofhitnun, sem getur valdið hörmulegum bilunum.
4. Tap á eftirliti og gagnaskráningu
Í flóknum rafhlöðukerfum, eins og þeim sem notuð eru í orkugeymslum eða rafknúnum ökutækjum, fylgist BMS stöðugt með afköstum rafhlöðunnar og skráir gögn um hleðsluferla, spennu, hitastig og heilsu einstakra frumna. Þessar upplýsingar eru nauðsynlegar til að skilja heilsu rafhlöðupakka. Þegar BMS bilar hættir þessi mikilvæga vöktun, sem gerir það ómögulegt að fylgjast með því hversu vel frumurnar í pakkanum virka. Í háspennurafhlöðukerfum með mörgum röðum frumna getur vanhæfni til að fylgjast með heilsu frumna leitt til óvæntra bilana, svo sem skyndilegs rafmagnsleysis eða hitatilvika.
5. Rafmagnsleysi eða minnkuð skilvirkni
Bilun í BMS getur leitt til minnkaðrar afkösts eða jafnvel algjörs rafmagnsleysis. Án réttrar stjórnunar áspenna, hitastig og jafnvægi frumna, gæti kerfið slökkt á sér til að koma í veg fyrir frekari skemmdir. Í forritum þar semstrengir fyrir háspennurafhlöðureru að verki, eins og rafknúin ökutæki eða iðnaðarorkugeymslur, gæti þetta leitt til skyndilegs rafmagnsleysis, sem skapar verulega öryggisáhættu. Til dæmis, aþríhyrningslaga litíumRafhlaðan gæti óvænt slokknað á sér á meðan rafknúið ökutæki er á hreyfingu, sem skapar hættulegar akstursaðstæður.
Birtingartími: 11. september 2024
