מערכת ניהול סוללות (BMS) ממלאת תפקיד חיוני בהבטחת הפעולה הבטוחה והיעילה של סוללות ליתיום-יון, כולל סוללות LFP וסוללות ליתיום משולשות (NCM/NCA). מטרתו העיקרית היא לנטר ולווסת פרמטרים שונים של הסוללה, כגון מתח, טמפרטורה וזרם, כדי להבטיח שהסוללה פועלת בגבולות בטוחים. ה-BMS גם מגן על הסוללה מפני טעינת יתר, פריקת יתר או פעולה מחוץ לטווח הטמפרטורות האופטימלי שלה. בחבילות סוללות עם מספר סדרות של תאים (מחרוזות סוללה), ה-BMS מנהל את האיזון של תאים בודדים. כאשר ה-BMS נכשל, הסוללה נותרת פגיעה, וההשלכות עלולות להיות קשות.
1. טעינת יתר או פריקת יתר
אחת הפונקציות הקריטיות ביותר של BMS היא למנוע טעינת יתר או פריקת יתר של הסוללה. טעינת יתר מסוכנת במיוחד עבור סוללות בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה כמו ליתיום טריני (NCM/NCA) בגלל רגישותן לבריחה תרמית. זה מתרחש כאשר המתח של הסוללה חורג מגבולות בטוחים, יוצר עודף חום, שעלול להוביל לפיצוץ או שריפה. פריקת יתר, לעומת זאת, עלולה לגרום לנזק קבוע לתאים, במיוחד בסוללות LFP, שעלולות לאבד קיבולת ולהפגין ביצועים גרועים לאחר פריקות עמוקות. בשני הסוגים, כישלון ה-BMS לווסת את המתח במהלך הטעינה והפריקה עלול לגרום לנזק בלתי הפיך לחבילת הסוללות.
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 זהיר. BMS פונקציונלי מנטר את טמפרטורת הסוללה, ומבטיח שהיא נשארת בטווח בטוח. אם ה-BMS נכשל, עלולה להתרחש התחממות יתר, ולגרום לתגובת שרשרת מסוכנת הנקראת בריחת תרמית. בחבילת סוללות המורכבת מסדרות רבות של תאים (מחרוזות סוללה), בריחה תרמית יכולה להתפשט במהירות מתא אחד למשנהו, ולהוביל לכשל קטסטרופלי. עבור יישומי מתח גבוה כמו כלי רכב חשמליים, הסיכון הזה מוגדל מכיוון שצפיפות האנרגיה וספירת התאים גבוהים בהרבה, מה שמגדיל את הסבירות להשלכות חמורות.
3. חוסר איזון בין תאי סוללה
בחבילות סוללות מרובות תאים, במיוחד אלו עם תצורות מתח גבוה כגון רכבים חשמליים, איזון המתח בין התאים הוא חיוני. ה-BMS אחראי להבטיח שכל התאים בחבילה מאוזנים. אם ה-BMS נכשל, תאים מסוימים עלולים להיטען יתר על המידה בעוד שאחרים יישארו טעונים בחסר. במערכות עם מיתרי סוללה מרובים, חוסר איזון זה לא רק מפחית את היעילות הכוללת אלא גם מהווה סכנה בטיחותית. תאים טעונים יתר בפרט נמצאים בסיכון להתחממות יתר, מה שעלול לגרום להם להיכשל בצורה קטסטרופלית.
4. אובדן ניטור ורישום נתונים
במערכות סוללות מורכבות, כגון אלו המשמשות באחסון אנרגיה או כלי רכב חשמליים, BMS עוקב באופן רציף אחר ביצועי הסוללה, רושם נתונים על מחזורי טעינה, מתח, טמפרטורה ובריאות התא הפרטני. מידע זה חיוני להבנת תקינות חבילות הסוללות. כאשר ה-BMS נכשל, הניטור הקריטי הזה נפסק, מה שהופך את זה לבלתי אפשרי לעקוב אחר מידת התפקוד של התאים בחבילה. עבור מערכות סוללות במתח גבוה עם סדרות רבות של תאים, חוסר היכולת לנטר את בריאות התא עלולה להוביל לכשלים בלתי צפויים, כגון אובדן חשמל פתאומי או אירועים תרמיים.
5. הפסקת חשמל או יעילות מופחתת
BMS כושל יכול לגרום ליעילות מופחתת או אפילו הפסקת חשמל מוחלטת. ללא ניהול נכון שלמֶתַח, טמפרטורה ואיזון התא, המערכת עשויה להיסגר כדי למנוע נזק נוסף. ביישומים שבהםמחרוזות סוללה במתח גבוהמעורבים, כמו כלי רכב חשמליים או אחסון אנרגיה תעשייתי, הדבר עלול להוביל לאיבוד פתאומי של חשמל, מה שמציב סיכונים בטיחותיים משמעותיים. לדוגמה, אליתיום טריניערכת הסוללות עלולה להיסגר באופן בלתי צפוי בזמן שרכב חשמלי בתנועה, וליצור תנאי נסיעה מסוכנים.
זמן פרסום: 11 בספטמבר 2024
