Akkuhallintajärjestelmä (BMS)on elintärkeässä roolissa 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 (akkuston) sisältävissä akuissa BMS hallitsee yksittäisten kennojen tasapainottamista. Kun BMS vikaantuu, akku jää haavoittuvaiseksi, ja seuraukset voivat olla vakavia.
1. Ylikuormitus tai ylipurkaus
Yksi BMS:n kriittisimmistä toiminnoista on estää akun ylilatautuminen tai ylipurkautuminen. Ylilataus 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 ylimääräistä lämpöä ja voi johtaa räjähdykseen tai tulipaloon. Ylipurkautuminen voi puolestaan aiheuttaa pysyviä vaurioita kennoille, erityisestiLFP-akut, jotka voivat menettää kapasiteettiaan ja heikentää suorituskykyään syväpurkausten jälkeen. Molemmissa tyypeissä BMS:n kyvyttömyys säätää jännitettä latauksen ja purkauksen aikana voi aiheuttaa akkuyksikölle peruuttamattomia vaurioita.
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. Sähkökatkos tai tehon heikkeneminen
Viallinen rakennusautomaatiojärjestelmä voi johtaa tehokkuuden heikkenemiseen tai jopa täydelliseen sähkökatkokseen. Ilman asianmukaista jännitteen, lämpötilan ja kennojen tasapainotuksen hallintaa järjestelmä voi sammua lisävaurioiden estämiseksi. Sovelluksissa, joissa on mukana korkeajännitteisiä akkusarjoja, kuten sähköajoneuvoissa tai teollisessa energian varastoinnissa, tämä voi johtaa äkilliseen virrankatkokseen, mikä aiheuttaa merkittäviä turvallisuusriskejä. Esimerkiksi kolmikomponenttinen litiumakkupaketti voi sammua odottamatta sähköajoneuvon ollessa liikkeessä, mikä luo vaarallisia ajo-olosuhteita.
Julkaisun aika: 23. syyskuuta 2024
