Een batterijbeheersysteem (BMS) speelt een cruciale rol bij het garanderen van de veilige en efficiënte werking van lithium-ionbatterijen, waaronder LFP- en ternaire lithiumbatterijen (NCM/NCA). Het primaire doel is het bewaken en regelen van verschillende batterijparameters, zoals spanning, temperatuur en stroomsterkte, om ervoor te zorgen dat de batterij binnen veilige grenzen blijft. Het BMS beschermt de batterij ook tegen overladen, te diep ontladen of gebruik buiten het optimale temperatuurbereik. In batterijpakketten met meerdere celreeksen (batterijstrings) beheert het BMS de balancering van de afzonderlijke cellen. Wanneer het BMS faalt, is de batterij kwetsbaar en kunnen de gevolgen ernstig zijn.
1. Overladen of overontladen
Een van de belangrijkste functies van een BMS is het voorkomen van overladen of te ver ontladen van de accu. Overladen is met name gevaarlijk voor accu's met een hoge energiedichtheid, zoals ternaire lithiumaccu's (NCM/NCA), vanwege hun gevoeligheid voor thermische runaway. Dit gebeurt wanneer de spanning van de accu de veilige grenzen overschrijdt, waardoor overtollige warmte wordt gegenereerd, wat kan leiden tot een explosie of brand. Te ver ontladen kan daarentegen permanente schade aan de cellen veroorzaken, met name in LFP-accu's, die capaciteit kunnen verliezen en na diepe ontladingen minder goed kunnen presteren. Bij beide typen kan het onvermogen van het BMS om de spanning tijdens het laden en ontladen te reguleren leiden tot onherstelbare schade aan de accu.
2. Oververhitting en thermische runaway
Ternaire lithiumbatterijen (NCM/NCA) zijn bijzonder gevoelig voor hoge temperaturen, meer nog dan LFP-batterijen, die bekend staan om hun betere thermische stabiliteit. Beide typen vereisen echter zorgvuldig temperatuurbeheer. Een functioneel BMS bewaakt de temperatuur van de batterij en zorgt ervoor dat deze binnen een veilig bereik blijft. Als het BMS uitvalt, kan oververhitting optreden, wat een gevaarlijke kettingreactie veroorzaakt die thermische runaway wordt genoemd. In een batterijpakket dat bestaat uit meerdere celreeksen (batterijstrengen), kan thermische runaway zich snel van de ene cel naar de andere voortplanten, wat tot een catastrofale storing leidt. Bij hoogspanningstoepassingen zoals elektrische voertuigen is dit risico groter omdat de energiedichtheid en het aantal cellen veel hoger zijn, waardoor de kans op ernstige gevolgen toeneemt.
3. Onevenwicht tussen batterijcellen
In accupakketten met meerdere cellen, met name die met een hoge spanning, zoals in elektrische voertuigen, is het cruciaal om de spanning tussen de cellen in balans te houden. Het BMS zorgt ervoor dat alle cellen in een pakket in balans zijn. Als het BMS uitvalt, kunnen sommige cellen overladen raken, terwijl andere onderladen blijven. In systemen met meerdere accupakketten vermindert deze onbalans niet alleen de algehele efficiëntie, maar vormt ook een veiligheidsrisico. Vooral overladen cellen lopen het risico op oververhitting, wat kan leiden tot catastrofale uitval.
4. Verlies van monitoring en datalogging
In complexe batterijsystemen, zoals die gebruikt worden in energieopslag of elektrische voertuigen, bewaakt een BMS continu de batterijprestaties en registreert gegevens over laadcycli, spanning, temperatuur en de gezondheid van individuele cellen. Deze informatie is essentieel voor het begrijpen van de gezondheid van batterijpakketten. Wanneer het BMS uitvalt, stopt deze kritieke monitoring, waardoor het onmogelijk wordt om te volgen hoe goed de cellen in het pakket functioneren. Bij hoogspanningsbatterijsystemen met veel celreeksen kan het onvermogen om de celgezondheid te bewaken leiden tot onverwachte storingen, zoals abrupt stroomverlies of thermische storingen.
5. Stroomuitval of verminderde efficiëntie
Een defect BMS kan leiden tot een verminderde efficiëntie of zelfs een totale stroomuitval. Zonder goed beheer vanspanning, temperatuur en celbalans, kan het systeem worden uitgeschakeld om verdere schade te voorkomen. In toepassingen waarhoogspanningsbatterijstrengenbetrokken zijn, zoals elektrische voertuigen of industriële energieopslag, kan dit leiden tot een plotselinge stroomuitval, wat aanzienlijke veiligheidsrisico's met zich meebrengt. Bijvoorbeeld eenternair lithiumDe accu kan tijdens het rijden van een elektrisch voertuig onverwachts leeg raken, waardoor gevaarlijke rijomstandigheden kunnen ontstaan.
Plaatsingstijd: 11-09-2024
