Et batteristyringssystem (BMS)spiller en viktig rolle i å sikre sikker og effektiv drift av litiumionbatterier, inkludert LFP og ternære litiumbatterier (NCM/NCA). Hovedformålet er å overvåke og regulere ulike batteriparametere, som spenning, temperatur og strøm, for å sikre at batteriet opererer innenfor trygge grenser. BMS-en beskytter også batteriet mot å bli overladet, overutladet eller operere utenfor sitt optimale temperaturområde. I batteripakker med flere serier av celler (batteristrenger) administrerer BMS-en balanseringen av individuelle celler. Når BMS-en svikter, blir batteriet sårbart, og konsekvensene kan være alvorlige.
1. Overlading eller overutlading
En av de viktigste funksjonene til et BMS-system er å forhindre at batteriet blir overladet eller overutladet. Overlading er spesielt farlig for batterier med høy energitetthet, som ternært litium (NCM/NCA), på grunn av deres følsomhet for termisk runaway. Dette skjer når batteriets spenning overstiger sikre grenser, noe som genererer overflødig varme som kan føre til eksplosjon eller brann. Overutlading kan derimot forårsake permanent skade på cellene, spesielt iLFP-batterier, som kan miste kapasitet og gi dårlig ytelse etter dype utladninger. I begge typene kan BMS-ens manglende evne til å regulere spenningen under lading og utlading føre til irreversibel skade på batteripakken.
2. Overoppheting og termisk runaway
Ternære litiumbatterier (NCM/NCA) er spesielt følsomme for høye temperaturer, mer enn LFP-batterier, som er kjent for bedre termisk stabilitet. Begge typene krever imidlertid nøye temperaturstyring. Et funksjonelt BMS overvåker batteriets temperatur og sikrer at den holder seg innenfor et trygt område. Hvis BMS-en svikter, kan det oppstå overoppheting, noe som utløser en farlig kjedereaksjon kalt termisk runaway. I en batteripakke som består av mange serier av celler (batteristrenger), kan termisk runaway raskt forplante seg fra en celle til den neste, noe som fører til katastrofal svikt. For høyspenningsapplikasjoner som elektriske kjøretøy forsterkes denne risikoen fordi energitettheten og celletallet er mye høyere, noe som øker sannsynligheten for alvorlige konsekvenser.
3. Ubalanse mellom battericeller
I flercellede batteripakker, spesielt de med høyspenningskonfigurasjoner som elbiler, er det avgjørende å balansere spenningen mellom cellene. BMS-systemet er ansvarlig for å sikre at alle cellene i en pakke er balansert. Hvis BMS-systemet svikter, kan noen celler bli overladet, mens andre forblir underladet. I systemer med flere batteristrenger reduserer denne ubalansen ikke bare den totale effektiviteten, men utgjør også en sikkerhetsfare. Spesielt overladede celler er i fare for overoppheting, noe som kan føre til katastrofale svikt.
4. Strømbrudd eller redusert effektivitet
Et defekt BMS-system kan føre til redusert effektivitet eller til og med totalt strømbrudd. Uten riktig styring av spenning, temperatur og cellebalansering kan systemet slå seg av for å forhindre ytterligere skade. I applikasjoner der høyspentbatteristrenger er involvert, som elektriske kjøretøy eller industriell energilagring, kan dette føre til plutselig strømtap, noe som utgjør betydelige sikkerhetsrisikoer. For eksempel kan en ternær litiumbatteripakke slå seg av uventet mens et elektrisk kjøretøy er i bevegelse, noe som skaper farlige kjøreforhold.
Publisert: 23. september 2024
