מערכת ניהול סוללות (BMS)ממלא תפקיד חיוני בהבטחת פעולה בטוחה ויעילה של סוללות ליתיום-יון, כולל סוללות LFP וסוללות ליתיום טרנריות (NCM/NCA). מטרתה העיקרית היא לנטר ולווסת פרמטרים שונים של הסוללה, כגון מתח, טמפרטורה וזרם, כדי להבטיח שהסוללה פועלת בגבולות בטוחים. מערכת ה-BMS (BMS) גם מגנה על הסוללה מפני טעינת יתר, פריקת יתר או פעולה מחוץ לטווח הטמפרטורות האופטימלי שלה. בחבילות סוללות עם סדרות מרובות של תאים (מחרוזות סוללות), מערכת ה-BMS מנהלת את האיזון של תאים בודדים. כאשר מערכת ה-BMS כושלת, הסוללה נותרת פגיעה, וההשלכות עלולות להיות חמורות.
1. טעינת יתר או פריקת יתר
אחת הפונקציות הקריטיות ביותר של מערכת BMS היא למנוע טעינה או פריקה יתר של הסוללה. טעינת יתר מסוכנת במיוחד עבור סוללות בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה כמו ליתיום טרנרי (NCM/NCA) בגלל הרגישות שלהן לדליפה תרמית. זה קורה כאשר מתח הסוללה עולה על גבולות בטוחים, ויוצר חום עודף, מה שעלול להוביל לפיצוץ או שריפה. פריקת יתר, לעומת זאת, עלולה לגרום נזק קבוע לתאים, במיוחד ב...סוללות LFP, אשר עלולים לאבד קיבולת ולהציג ביצועים ירודים לאחר פריקות עמוקות. בשני הסוגים, כשל של מערכת ה-BMS בוויסות המתח במהלך טעינה ופריקה עלול לגרום נזק בלתי הפיך לחבילת הסוללה.
2. התחממות יתר ובריחה תרמית
סוללות ליתיום טרנריות (NCM/NCA) רגישות במיוחד לטמפרטורות גבוהות, יותר מסוללות LFP, הידועות ביציבות תרמית טובה יותר. עם זאת, שני הסוגים דורשים ניהול טמפרטורה קפדני. מערכת BMS תפקודית מנטרת את טמפרטורת הסוללה, ומוודאת שהיא נשארת בטווח בטוח. אם מערכת ה-BMS נכשלת, עלולה להתרחש התחממות יתר, מה שיגרום לתגובת שרשרת מסוכנת הנקראת בריחה תרמית. בחבילת סוללות המורכבת מסדרות רבות של תאים (מחרוזות סוללות), בריחה תרמית יכולה להתפשט במהירות מתא אחד לתא הבא, ולהוביל לכשל קטסטרופלי. עבור יישומים במתח גבוה כמו כלי רכב חשמליים, סיכון זה מוגבר מכיוון שצפיפות האנרגיה וספירת התאים גבוהות בהרבה, מה שמגדיל את הסבירות לתוצאות חמורות.
3. חוסר איזון בין תאי הסוללה
במערכות עם סוללות מרובות תאים, במיוחד כאלה עם תצורות מתח גבוה כמו כלי רכב חשמליים, איזון המתח בין התאים הוא קריטי. מערכת ה-BMS אחראית להבטיח שכל התאים בחבילה מאוזנים. אם מערכת ה-BMS כושלת, חלק מהתאים עלולים להיטעון יתר על המידה בעוד שאחרים יישארו טעונים בחסר. במערכות עם מספר מחרוזות סוללות, חוסר איזון זה לא רק מפחית את היעילות הכוללת אלא גם מהווה סכנה בטיחותית. תאים טעונים יתר על המידה בפרט נמצאים בסיכון להתחממות יתר, מה שעלול לגרום להם לכשל קטסטרופלי.
4. הפסקת חשמל או יעילות מופחתת
תקלה במערכת BMS עלולה לגרום ליעילות מופחתת או אפילו להפסקת חשמל מוחלטת. ללא ניהול נכון של מתח, טמפרטורה ואיזון תאים, המערכת עלולה להיכבות כדי למנוע נזק נוסף. ביישומים בהם מעורבים סוללות במתח גבוה, כמו כלי רכב חשמליים או אחסון אנרגיה תעשייתי, הדבר עלול להוביל לאובדן חשמל פתאומי, מה שמציב סיכוני בטיחות משמעותיים. לדוגמה, חבילת סוללות ליתיום משולשת עלולה להיכבות באופן בלתי צפוי בזמן שרכב חשמלי בתנועה, וליצור תנאי נהיגה מסוכנים.
זמן פרסום: 23 בספטמבר 2024
