Akuhaldussüsteem (BMS) mängib olulist rolli liitiumioonakude, sealhulgas LFP ja kolmekomponentsete liitiumakude (NCM/NCA) ohutu ja tõhusa töö tagamisel. Selle esmane eesmärk on jälgida ja reguleerida erinevaid aku parameetreid, nagu pinge, temperatuur ja vool, et tagada aku töö ohutus piirides. BMS kaitseb ka akut ülelaadimise, tühjenemise või väljaspool optimaalset temperatuurivahemikku töötamise eest. Mitme elemendi seeriaga (akujadadega) akude puhul haldab BMS üksikute elementide tasakaalustamist. Kui BMS ebaõnnestub, jääb aku haavatavaks ja tagajärjed võivad olla rasked.
1. Ülelaadimine või ülelaadimine
BMS-i üks kriitilisemaid funktsioone on vältida aku ülelaadimist või tühjenemist. Ülelaadimine on eriti ohtlik suure energiatihedusega akude, näiteks kolmekomponentsete liitiumpatareide (NCM/NCA) puhul, kuna need on vastuvõtlikud termilisele äravoolule. See juhtub siis, kui aku pinge ületab ohutuid piire, tekitades liigset kuumust, mis võib põhjustada plahvatuse või tulekahju. Liigne tühjenemine seevastu võib põhjustada püsivaid kahjustusi elementides, eriti LFP akude puhul, mis võivad pärast sügavtühjenemist kaotada mahutavuse ja olla halvad. Mõlema tüübi puhul võib BMS-i suutmatus pinget laadimise ja tühjenemise ajal reguleerida, põhjustades aku pöördumatu kahjustuse.
2. Ülekuumenemine ja termiline ärajooks
Kolmekomponentsed liitiumakud (NCM/NCA) on eriti tundlikud kõrgete temperatuuride suhtes, eriti tundlikud kui LFP akud, mis on tuntud parema termilise stabiilsuse poolest. Mõlemad tüübid nõuavad aga hoolikat temperatuuri reguleerimist. Funktsionaalne BMS jälgib aku temperatuuri, tagades selle püsimise ohutus vahemikus. Kui BMS ebaõnnestub, võib tekkida ülekuumenemine, mis käivitab ohtliku ahelreaktsiooni, mida nimetatakse termiliseks põgenemiseks. Paljudest elementide seeriatest (akujadadest) koosnevas akus võib termiline põgenemine kiiresti ühest elemendist teise levida, põhjustades katastroofilist riket. Kõrgepingerakenduste (nt elektrisõidukid) puhul suureneb see risk, kuna energiatihedus ja rakkude arv on palju suuremad, mis suurendab tõsiste tagajärgede tõenäosust.
3. Akuelementide tasakaalustamatus
Mitmeelemendilistes akudes, eriti kõrgepinge konfiguratsiooniga, näiteks elektrisõidukites, on elementidevahelise pinge tasakaalustamine ülioluline. BMS vastutab selle eest, et kõik pakendi rakud oleksid tasakaalus. Kui BMS ebaõnnestub, võivad mõned elemendid olla üle laetud, teised aga alalaaditud. Mitme akuahelaga süsteemides ei vähenda see tasakaalustamatus mitte ainult üldist tõhusust, vaid kujutab endast ka ohtu. Eelkõige on ülelaetud elementidel ülekuumenemise oht, mis võib põhjustada nende katastroofilist riket.
4. Seire ja andmete logimise kadu
Keerulistes akusüsteemides, nagu need, mida kasutatakse energiasalvestites või elektrisõidukites, jälgib BMS pidevalt aku jõudlust, logides andmeid laadimistsüklite, pinge, temperatuuri ja üksikute rakkude tervise kohta. See teave on oluline akude seisundi mõistmiseks. Kui BMS ebaõnnestub, see kriitiline jälgimine peatub, mistõttu ei ole võimalik jälgida, kui hästi pakis olevad rakud töötavad. Paljude elementide seeriatega kõrgepingeakusüsteemide puhul võib elementide seisundi jälgimise võimetus põhjustada ootamatuid tõrkeid, nagu äkiline toitekadu või termilised sündmused.
5. Elektrikatkestus või vähenenud efektiivsus
Ebaõnnestunud BMS võib põhjustada efektiivsuse vähenemise või isegi täieliku voolukatkestuse. Ilma korraliku juhtimisetapinge, temperatuuri ja elementide tasakaalustamise korral võib süsteem edasise kahjustuse vältimiseks välja lülituda. Rakendustes, kuskõrgepinge aku stringidon kaasatud, nagu elektrisõidukid või tööstuslikud energiasalvestid, võib see kaasa tuua järsu võimsuse kadumise, mis kujutab endast olulisi ohutusriske. Näiteks akolmekomponentne liitiumaku võib elektrisõiduki liikumise ajal ootamatult välja lülituda, tekitades ohtlikke sõidutingimusi.
Postitusaeg: 11. september 2024
