W jaki sposób baterie litowe BMS zapewniają bezpieczeństwo i zapobiegają eksplozjom

System zarządzania bateriami litowo-jonowymi (BMS) zapewnia bezpieczne działanie baterii poprzez wieloetapowe mechanizmy bezpieczeństwa w celu zapobiegania eksplozji i ucieczce cieplnej.Następujące są jego podstawowe funkcje i zasady realizacji::

I. Monitorowanie w czasie rzeczywistym i ochrona parametrów

System BMS zapewnia, aby bateria działała w granicach bezpieczeństwa poprzez ciągłe monitorowanie kluczowych parametrów, takich jak napięcie, prąd i temperatura:

1.Monitorowanie napięcia

• Monitorowanie napięcia monomeru w czasie rzeczywistym w celu zapobiegania nad napięciu (> 4,2 V) lub pod napięciem (< 3,0 V).75V (przeładowanie poziomu 1) lub 3.90V (przeładowanie poziomu 2).

• Techniki zarządzania wyrównaniem (pasywne/aktywne) w celu zmniejszenia indywidualnych różnic napięcia i uniknięcia lokalizowanego przeładowania lub przeładowania z powodu niespójności napięcia

2.Obecny limit

• Ustawia progi prądu ładowania/rozładowania (np. 1,0C dla ostrzeżenia o przepływie przepływu, 2,0C dla przepływu rozładowania) i wyłącza obwód, gdy przekroczone są limity

• Ochrona przed zwarciem odcina prąd w ciągu kilkuset sekund przez rurki MOS, aby zapobiec odpływowi cieplnemu spowodowanemu przez wysoki prąd.

3. Zarządzanie temperaturą

• Czujnik temperatury monitoruje temperaturę baterii w czasie rzeczywistym, zakres pracy wynosi zazwyczaj -20°C~60°C. Czujnik temperatury monitoruje temperaturę baterii w czasie rzeczywistym,zakres pracy wynosi zazwyczaj -20°C~60°C.
• Nienormalna temperatura (np. > 60°C) powoduje wyłączenie lub wyłączenie zasilania w celu zapobiegania rozkładowi elektrolitu i ucieczce cieplnej

II. Mechanizmy ochrony na wielu poziomach

BMS wykorzystuje strategię ochrony w warstwach z stopniową eskalacją w celu zaradzenia zagrożeniom:

1.ochrona przed przeładowaniem

• Napięcie ładowania dzieli się na trzy poziomy odpowiedzi: zakończenie ładowania, gdy osiągnie 3,65 V; przymusowe odcięcie na poziomie 3,75 V; zablokowanie systemu na poziomie 3,90 V do czasu ręcznej interwencji.

• Equalizacja napięcia w celu uniknięcia przeładowania poszczególnych ogniw, np. pasywna equalizacja poprzez odpalanie energii przez rezystencję, aktywna equalizacja w celu przekazania energii do ogniw niskiego napięcia

2.ochrona przed nadmiernym rozładowaniem

• Zakończenie rozładowania, gdy napięcie rozładowania jest niższe niż 2,5 V; w skrajnych przypadkach (np. 2,0 V) odcięcie siłą i uruchomienie mechanizmu ładowania.
• Unikać rozpuszczania folii miedzianej elektrody ujemnej i wzrostu dendrytów litu, zapobiegać wewnętrznym zwarciom

3.Ochrona przed prądem i zwarciem

• Dynamicznie regulowane progi prądu w połączeniu z podwójnym zabezpieczeniem sprzętowym (bezpiecznik) i oprogramowaniem (kontrola rur MOS).

• BMS odcina obwód w ciągu 100 ms w przypadku zwarcia, tłumiąc wpływ natychmiastowego dużego prądu (np. tysięcy amperów) na baterię.

III. Zapobieganie ucieczce cieplnej i rozwiązywanie problemów

1.Ostrzeżenie przed ucieczką termiczną

• Ryzyko ucieczki cieplnej, np. wzrost ciśnienia gazu przed rozkładem elektrolitu, jest przewidywane poprzez monitorowanie szybkości zmiany temperatury i napięcia (dV/dt).
• W połączeniu z analizą danych historycznych, powoduje rozpraszanie ciepła lub izolację wadliwych modułów z wyprzedzeniem.

2.Rozwiązywanie problemów i reagowanie w nagłych wypadkach

• System BMS rejestruje rodzaj awarii (np. nadmierne ciśnienie różniczkowe w jednej jednostce, niski SOC) i obsługuje ją w sposób hierarchiczny: alarm, obniżenie mocy, odcięcie kontaktora
• Odłączenie obwodów głównych w przypadku poważnej usterki (np. ucieczki termicznej) i zgłoszenie do systemu zewnętrznego za pośrednictwem interfejsu komunikacyjnego