Akkujen hallintajärjestelmällä (BMS) on keskeinen rooli litiumioniakkujen, mukaan lukien LFP- ja kolmikomponenttisten litiumakkujen (NCM/NCA), turvallisen ja tehokkaan toiminnan varmistamisessa. Sen ensisijainen tarkoitus on valvoa ja säätää erilaisia akun parametreja, kuten jännitettä, lämpötilaa ja virtaa, sen varmistamiseksi, että akku toimii turvallisissa rajoissa. BMS suojaa akkua myös ylilataukselta, ylipurkaukselta tai käytöltä optimaalisen lämpötila-alueen ulkopuolella. Useita kennosarjoja (akkusarjoja) sisältävissä akuissa BMS hallitsee yksittäisten kennojen tasapainottamista. Kun BMS vikaantuu, akku jää haavoittuvaiseksi, ja seuraukset voivat olla vakavia.
1. Ylikuormitus tai ylipurkaus
Yksi akkujen hallintajärjestelmän (BMS) kriittisimmistä toiminnoista on estää akun ylilatautuminen tai ylipurkautuminen. Ylikuoraus on erityisen vaarallista suuren energiatiheyden akuille, kuten kolmikomponenttisille litium-akuille (NCM/NCA), koska ne ovat alttiita lämpöpurkauksille. Tämä tapahtuu, kun akun jännite ylittää turvalliset rajat, mikä tuottaa ylikuumenemista ja voi johtaa räjähdykseen tai tulipaloon. Ylipurkautuminen voi puolestaan aiheuttaa pysyviä vaurioita kennoille, erityisesti matalapolttoisissa akuissa, jotka voivat menettää kapasiteettiaan ja heikentää suorituskykyään syväpurkausten jälkeen. Molemmissa tyypeissä akkujen hallintajärjestelmän kyvyttömyys säätää jännitettä latauksen ja purkauksen aikana voi aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita akkukokonaisuudelle.
2. Ylikuumeneminen ja lämpöpurkaus
Kolmikomponenttiset litiumparistot (NCM/NCA) ovat erityisen herkkiä korkeille lämpötiloille, jopa enemmän kuin LFP-akut, jotka tunnetaan paremmasta lämpöstabiilisuudestaan. Molemmat tyypit vaativat kuitenkin huolellista lämpötilanhallintaa. Toimiva BMS-järjestelmä valvoo akun lämpötilaa ja varmistaa, että se pysyy turvallisella alueella. Jos BMS-järjestelmä vikaantuu, voi tapahtua ylikuumeneminen, mikä laukaisee vaarallisen ketjureaktion, jota kutsutaan lämpökiihtymiseksi. Useista kennosarjoista (akkusarjoista) koostuvassa akussa lämpökiihdytys voi levitä nopeasti kennosta toiseen ja johtaa katastrofaaliseen vikaantumiseen. Korkeajännitteisissä sovelluksissa, kuten sähköajoneuvoissa, tämä riski kasvaa, koska energiatiheys ja kennomäärä ovat paljon suurempia, mikä lisää vakavien seurausten todennäköisyyttä.
3. Akkukennojen välinen epätasapaino
Monikennoisissa akkupaketeissa, erityisesti korkeajännitteisissä akuissa, kuten sähköajoneuvoissa, kennojen välisen jännitteen tasapainottaminen on ratkaisevan tärkeää. Akkujen hallintajärjestelmä (BMS) vastaa siitä, että kaikki akun kennot ovat tasapainossa. Jos akkujen hallintajärjestelmä (BMS) vikaantuu, jotkut kennot voivat ylilatautua, kun taas toiset pysyvät alilatautuneina. Useita akkusarjoja sisältävissä järjestelmissä tämä epätasapaino ei ainoastaan vähennä kokonaistehokkuutta, vaan aiheuttaa myös turvallisuusriskin. Erityisesti yliladatut kennot ovat vaarassa ylikuumentua, mikä voi aiheuttaa niiden katastrofaalisen vikaantumisen.
4. Valvonnan ja tiedonkeruun menetys
Monimutkaisissa akkujärjestelmissä, kuten energian varastoinnissa tai sähköajoneuvoissa käytettävissä, BMS valvoo jatkuvasti akun suorituskykyä ja kirjaa tietoja latausjaksoista, jännitteestä, lämpötilasta ja yksittäisten kennojen kunnosta. Nämä tiedot ovat elintärkeitä akkupakettien kunnon ymmärtämiseksi. Kun BMS vikaantuu, tämä kriittinen valvonta pysähtyy, jolloin kennojen toiminnan seuraaminen on mahdotonta. Korkeajännitteisissä akkujärjestelmissä, joissa on useita kennosarjoja, kennojen kunnon valvonnan kyvyttömyys voi johtaa odottamattomiin vikoihin, kuten äkilliseen tehonkatkokseen tai lämpötapahtumiin.
5. Sähkökatkos tai tehon heikkeneminen
Viallinen rakennusautomaatiojärjestelmä voi johtaa tehokkuuden laskuun tai jopa täydelliseen sähkökatkokseen. Ilman asianmukaista hallintaajännite, lämpötilan ja kennojen tasapainotuksen vuoksi järjestelmä saattaa sammua lisävaurioiden estämiseksi. Sovelluksissa, joissakorkeajännitteiset akkusarjaton mukana, kuten sähköajoneuvoissa tai teollisessa energian varastoinnissa, tämä voi johtaa äkilliseen sähkökatkokseen, mikä aiheuttaa merkittäviä turvallisuusriskejä. Esimerkiksikolmikomponenttinen litiumAkkuyksikkö voi sammua odottamatta sähköajoneuvon ollessa liikkeessä, mikä aiheuttaa vaarallisia ajo-olosuhteita.
Julkaisun aika: 11. syyskuuta 2024
