Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) gegnir mikilvægu hlutverki við að tryggja örugga og skilvirka notkun á litíumjónarafhlöðum, þar með talið LFP og þrískipt litíum rafhlöður (NCM/NCA). Megintilgangur þess er að fylgjast með og stjórna ýmsum rafhlöðubreytum, svo sem spennu, hitastigi og straumi, til að tryggja að rafhlaðan virki innan öruggra marka. BMS verndar rafhlöðuna einnig gegn ofhleðslu, ofhleðslu eða virkni utan ákjósanlegs hitasviðs. Í rafhlöðupökkum með mörgum röð af frumum (rafhlöðustrengir) stjórnar BMS jafnvægi einstakra frumna. Þegar BMS bilar er rafhlaðan eftir viðkvæm og afleiðingarnar geta verið alvarlegar.
1. Ofhleðsla eða ofhleðsla
Eitt af mikilvægustu hlutverkum BMS er að koma í veg fyrir að rafhlaðan sé ofhlaðin eða ofhlaðin. Ofhleðsla er sérstaklega hættuleg fyrir rafhlöður með mikla orkuþéttleika eins og þrískipt litíum (NCM/NCA) vegna þess að þær eru næmar fyrir hitauppstreymi. Þetta á sér stað þegar spenna rafgeymisins fer yfir öryggismörk og myndar umframhita sem gæti leitt til sprengingar eða elds. Ofhleðsla getur aftur á móti valdið varanlegum skemmdum á frumunum, sérstaklega í LFP rafhlöðum, sem geta tapað afkastagetu og sýnt lélega afköst eftir djúphleðslu. Í báðum gerðum getur bilun BMS að stjórna spennunni meðan á hleðslu og afhleðslu stendur valdið óafturkræfum skemmdum á rafhlöðupakkanum.
2. Ofhitnun og hitauppstreymi
Þrír litíum rafhlöður (NCM/NCA) eru sérstaklega viðkvæmar fyrir háum hita, meira en LFP rafhlöður, sem eru þekktar fyrir betri hitastöðugleika. Hins vegar krefjast báðar gerðir vandaðrar hitastýringar. Virkur BMS fylgist með hitastigi rafhlöðunnar og tryggir að hún haldist innan öruggs sviðs. Ef BMS bilar getur ofhitnun átt sér stað, sem veldur hættulegri keðjuverkun sem kallast hitauppstreymi. Í rafhlöðupakka sem samanstendur af mörgum röð af frumum (rafhlöðustrengjum), getur hitauppstreymi fljótt breiðst út frá einni frumu til annarrar, sem leiðir til skelfilegrar bilunar. Fyrir háspennunotkun eins og rafknúin farartæki er þessi hætta aukin vegna þess að orkuþéttleiki og frumufjöldi eru mun hærri, sem eykur líkurnar á alvarlegum afleiðingum.
3. Ójafnvægi milli rafhlöðufrumna
Í fjölfruma rafhlöðupökkum, sérstaklega þeim sem eru með háspennustillingar eins og rafknúin farartæki, skiptir sköpum fyrir jafnvægi á spennunni á milli frumna. BMS er ábyrgt fyrir því að tryggja að allar frumur í pakkningunni séu í jafnvægi. Ef BMS bilar geta sumar frumur orðið ofhlaðnar á meðan aðrar eru enn ofhlaðnar. Í kerfum með marga rafhlöðustrengi dregur þetta ójafnvægi ekki aðeins úr heildar skilvirkni heldur skapar það einnig öryggishættu. Sérstaklega er ofhlaðnar frumur í hættu á ofhitnun sem getur valdið því að þær bili skelfilega.
4. Tap á eftirliti og gagnaskráningu
Í flóknum rafhlöðukerfum, eins og þeim sem notuð eru í orkugeymslu eða rafknúnum farartækjum, fylgist BMS stöðugt með frammistöðu rafhlöðunnar, skráir gögn um hleðslulotur, spennu, hitastig og heilsu einstakra frumna. Þessar upplýsingar eru mikilvægar til að skilja heilsu rafhlöðupakka. Þegar BMS bilar hættir þetta mikilvæga eftirlit, sem gerir það ómögulegt að fylgjast með hversu vel frumurnar í pakkanum virka. Fyrir háspennu rafhlöðukerfi með mörgum röð af frumum gæti vanhæfni til að fylgjast með heilsu frumna leitt til óvæntra bilana, svo sem skyndilegs rafmagnstaps eða hitauppstreymis.
5. Rafmagnsbilun eða minni skilvirkni
Bilað BMS getur leitt til minni skilvirkni eða jafnvel algerrar rafmagnsbilunar. Án réttrar stjórnunar áspennu, hitastig og frumujafnvægi, gæti kerfið lokað til að koma í veg fyrir frekari skemmdir. Í umsóknum þar semháspennu rafhlöðustrengirtaka þátt, eins og rafknúin farartæki eða orkugeymsla í iðnaði, gæti þetta leitt til skyndilegs aflmissis, sem hefur í för með sér verulega öryggisáhættu. Til dæmis, aþrískipt litíumrafhlaða pakki getur slökkt óvænt á meðan rafknúið ökutæki er á ferð, sem skapar hættulegar akstursaðstæður.
Birtingartími: 11. september 2024
