Useita litiumparistoja voidaan kytkeä sarjaan muodostaen akkukokonaisuuden, joka voi syöttää virtaa erilaisille kuormille ja jota voidaan myös ladata normaalisti sopivalla laturilla. Litiumparistot eivät vaadi akunhallintajärjestelmää (Rakennusautomaatio) latautumiseen ja purkautumiseen. Miksi kaikkiin markkinoilla oleviin litiumakkuihin sitten lisätään BMS? Vastaus on turvallisuus ja pitkäikäisyys.
Akkuhallintajärjestelmää BMS (Battery Management System) käytetään ladattavien akkujen latauksen ja purkauksen valvontaan ja ohjaamiseen. Litiumakkuhallintajärjestelmän (BMS) tärkein tehtävä on varmistaa, että akut pysyvät turvallisten käyttörajojen sisällä, ja ryhtyä välittömästi toimiin, jos jokin yksittäinen akku alkaa ylittää rajoja. Jos BMS havaitsee, että jännite on liian alhainen, se irrottaa kuorman, ja jos jännite on liian korkea, se irrottaa laturin. Se tarkistaa myös, että jokainen akun kenno on samalla jännitteellä, ja laskee jännitteitä, jotka ovat korkeampia kuin muiden kennojen. Tämä varmistaa, että akun jännite ei saavuta vaarallisen korkeaa tai matalaa.–mikä on usein uutisissa näkemiemme litiumakkujen tulipalojen syy. Se voi jopa valvoa akun lämpötilaa ja irrottaa akkupaketin ennen kuin se kuumenee liian kuumaksi syttyäkseen tuleen. Siksi akunhallintajärjestelmä BMS mahdollistaa akun suojaamisen sen sijaan, että luotettaisiin pelkästään hyvään laturiin tai käyttäjän oikeaan toimintaan.
Miksi älä'Tarvitsevatko lyijyakut akunhallintajärjestelmää? Lyijyakkujen koostumus on vähemmän syttyvää, minkä vuoksi ne syttyvät paljon epätodennäköisemmin tuleen, jos latauksessa tai purkauksessa on ongelmia. Mutta tärkein syy liittyy siihen, miten akku käyttäytyy täyteen ladattuna. Lyijyakut koostuvat myös sarjaan kytketyistä kennoista; jos yhdessä kennossa on hieman enemmän varausta kuin muissa kennoissa, se päästää virran kulkemaan vain, kunnes muut kennot ovat täysin latautuneet, samalla kun jännite pysyy kohtuullisena jne. Kennot kurovat umpeen eroa. Tällä tavoin lyijyakut "tasapainottavat itsensä" latautuessaan.
Litiumparistot ovat erilaisia. Ladattavien litiumparistojen positiivinen elektrodi on valmistettu pääasiassa litiumionimateriaalista. Sen toimintaperiaate on, että lataus- ja purkausprosessin aikana litiumelektronit liikkuvat yhä uudelleen positiivisen ja negatiivisen elektrodin molemmille puolille. Jos yksittäisen kennon jännite ylittää 4,25 V (lukuun ottamatta korkeajännitteisiä litiumparistoja), anodin mikrohuokoinen rakenne voi romahtaa, kova kidemateriaali voi kasvaa ja aiheuttaa oikosulun, minkä jälkeen lämpötila nousee nopeasti, mikä lopulta johtaa tulipaloon. Kun litiumparisto on täyteen ladattu, jännite nousee äkillisesti ja voi nopeasti saavuttaa vaarallisen tason. Jos tietyn akkuyksikön kennon jännite on korkeampi kuin muiden kennojen, tämä kenno saavuttaa vaarallisen jännitteen ensimmäisenä latausprosessin aikana. Tällöin akun kokonaisjännite ei ole vielä saavuttanut täyttä arvoaan, eikä laturi lopeta lataamista. Siksi ensimmäiseksi vaarallisen jännitteen saavuttavat kennot aiheuttavat turvallisuusriskejä. Siksi akun kokonaisjännitteen hallinta ja valvonta ei riitä litiumpohjaisille kemikaaleille. Akkuautomaatiojärjestelmän on tarkistettava akkupaketin jokaisen yksittäisen kennon jännite.
Siksi litium-akkujen turvallisuuden ja pitkän käyttöiän varmistamiseksi tarvitaan laadukas ja luotettava akunhallintajärjestelmä (BMS).
Julkaisun aika: 25.10.2023
