Akunhallintajärjestelmällä (BMS) on tärkeä rooli litiumioniakkujen, mukaan lukien LFP- ja kolmiosaisten litiumparistojen (NCM/NCA) turvallisen ja tehokkaan toiminnan varmistamisessa. Sen ensisijainen tarkoitus on valvoa ja säätää erilaisia akun parametreja, kuten jännitettä, lämpötilaa ja virtaa, jotta akku toimii turvallisissa rajoissa. BMS myös suojaa akkua ylilatautumiselta, ylipurkautumiselta tai toiminnalta sen optimaalisen lämpötila-alueen ulkopuolella. Akuissa, joissa on useita kennosarjoja (akkujonoja), BMS hallitsee yksittäisten kennojen tasapainotuksen. Kun BMS epäonnistuu, akku jää haavoittuvaiseksi, ja seuraukset voivat olla vakavia.
1. Ylilataus tai ylipurkaus
Yksi BMS:n kriittisimmistä tehtävistä on estää akun ylilatautuminen tai ylipurkautuminen. Ylilataus on erityisen vaarallista korkean energiatiheyden akuille, kuten kolmiosaisille litiumakuille (NCM/NCA), koska ne ovat alttiita lämpökarkaalle. Tämä tapahtuu, kun akun jännite ylittää turvalliset rajat, jolloin syntyy ylimääräistä lämpöä, mikä voi johtaa räjähdykseen tai tulipaloon. Toisaalta ylipurkaus voi aiheuttaa pysyviä vaurioita kennoille, erityisesti LFP-akuissa, jotka voivat menettää kapasiteettia ja toimia huonosti syväpurkauksen jälkeen. Molemmissa tyypeissä BMS:n epäonnistuminen säätelemään jännitettä latauksen ja purkamisen aikana voi johtaa peruuttamattomiin vaurioihin akulle.
2. Ylikuumeneminen ja Thermal Runaway
Kolmiosaiset litiumparistot (NCM/NCA) ovat erityisen herkkiä korkeille lämpötiloille, herkempiä kuin LFP-akut, jotka tunnetaan paremmasta lämmönkestävyydestä. Molemmat tyypit edellyttävät kuitenkin huolellista lämpötilan hallintaa. Toimiva BMS valvoo akun lämpötilaa ja varmistaa, että se pysyy turvallisella alueella. Jos BMS-järjestelmä epäonnistuu, voi tapahtua ylikuumenemista, mikä laukaisee vaarallisen ketjureaktion, jota kutsutaan lämpökarkaamiseksi. Monista kennosarjoista (akkusarjoista) koostuvassa akussa lämpökarkaistuminen voi levitä nopeasti kennosta toiseen, mikä johtaa katastrofaaliseen vikaan. Korkeajännitesovelluksissa, kuten sähköajoneuvoissa, tämä riski kasvaa, koska energiatiheys ja solujen määrä ovat paljon korkeammat, mikä lisää vakavien seurausten todennäköisyyttä.
3. Epätasapaino akkukennojen välillä
Monikennoisissa akuissa, erityisesti niissä, joissa on korkea jännite, kuten sähköajoneuvot, kennojen välisen jännitteen tasapainottaminen on ratkaisevan tärkeää. BMS on vastuussa siitä, että pakkauksen kaikki solut ovat tasapainossa. Jos BMS epäonnistuu, jotkin solut voivat latautua yli, kun taas toiset jäävät alilatautuneiksi. Järjestelmissä, joissa on useita akkusarjoja, tämä epätasapaino ei ainoastaan vähennä yleistä tehokkuutta, vaan aiheuttaa myös turvallisuusriskin. Etenkin ylivaratut kennot ovat vaarassa ylikuumentua, mikä voi aiheuttaa niiden katastrofaalisen epäonnistumisen.
4. Seurannan ja tietojen kirjaamisen menetys
Monimutkaisissa akkujärjestelmissä, kuten energiavarastoissa tai sähköajoneuvoissa käytetyissä akkujärjestelmissä, BMS tarkkailee jatkuvasti akun suorituskykyä ja kirjaa tietoja lataussykleistä, jännitteestä, lämpötilasta ja yksittäisten solujen kunnosta. Nämä tiedot ovat tärkeitä akkujen kunnon ymmärtämiseksi. Kun BMS epäonnistuu, tämä kriittinen valvonta pysähtyy, mikä tekee mahdottomaksi seurata, kuinka hyvin pakkauksen solut toimivat. Suurijänniteakkujärjestelmissä, joissa on useita kennosarjoja, kyvyttömyys seurata kennojen kuntoa voi johtaa odottamattomiin häiriöihin, kuten äkillisiin virrankatkoihin tai lämpötapahtumiin.
5. Virtakatkos tai alentunut teho
Epäonnistunut BMS voi johtaa tehokkuuden heikkenemiseen tai jopa täydelliseen sähkökatkoon. Ilman asianmukaista hallintaajännite, lämpötila ja kennotasapainotus, järjestelmä saattaa sammua lisävaurioiden estämiseksi. Sovelluksissa, joissakorkeajännitteiset akkujonotmukana, kuten sähköajoneuvot tai teollisuusenergian varastointi, tämä voi johtaa äkilliseen tehon menetykseen, mikä aiheuttaa merkittäviä turvallisuusriskejä. Esimerkiksi akolmiosainen litiumakkupakkaus voi sammua odottamatta sähköajoneuvon liikkuessa, mikä aiheuttaa vaarallisia ajo-olosuhteita.
Postitusaika: 11.9.2024
