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. D'altra banda, una descàrrega excessiva pot causar danys permanents a les cèl·lules, especialment aBateries LFP, que pot perdre capacitat i presentar 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. 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 gestió adequada de la tensió, la temperatura i l'equilibri de les cèl·lules, el sistema es pot tancar per evitar més danys. En aplicacions on s'involucren cadenes de bateries d'alta tensió, com els vehicles elèctrics o l'emmagatzematge d'energia industrial, això podria provocar una pèrdua sobtada de potència, i suposar riscos significatius per a la seguretat. Per exemple, una bateria de liti ternària pot apagar-se inesperadament mentre un vehicle elèctric està en moviment, creant condicions de conducció perilloses.
Hora de publicació: 23-set-2024
