מערכת ניהול סוללות (BMS) ממלאת 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 ניהול הסוללות (BMS) מגנה גם על הסוללה מפני טעינת יתר, פריקת יתר או פעולה מחוץ לטווח הטמפרטורות האופטימלי שלה. בחבילות סוללות עם סדרות מרובות של תאים (מחרוזות סוללות), מערכת ניהול הסוללות (BMS) מנהלת את האיזון של תאים בודדים. כאשר מערכת ניהול הסוללות (BMS) נכשלת, הסוללה נותרת פגיעה, וההשלכות עלולות להיות חמורות.
1. טעינת יתר או פריקת יתר
אחת התפקידים הקריטיים 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 לפריצה תרמית. זה קורה כאשר מתח הסוללה עולה על גבולות הבטוחים, ויוצר חום עודף, מה שעלול להוביל לפיצוץ או שריפה. פריקת יתר, לעומת זאת, עלולה לגרום נזק קבוע לתאים, במיוחד בסוללות LFP, אשר עלולות לאבד קיבולת ולהציג ביצועים ירודים לאחר פריקות עמוקות. בשני הסוגים, כישלון ה-BMS לווסת את 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. אובדן ניטור ורישום נתונים
במערכות סוללות מורכבות, כגון אלו המשמשות באחסון אנרגיה או כלי רכב חשמליים, מערכת BMS מנטרת באופן רציף את ביצועי הסוללה, ורושם נתונים על מחזורי טעינה, מתח, טמפרטורה ובריאות תאים בודדים. מידע זה חיוני להבנת בריאות חבילות הסוללות. כאשר מערכת BMS כושלת, ניטור קריטי זה מופסק, מה שמקשה על מעקב אחר תפקוד התאים בחבילה. עבור מערכות סוללות מתח גבוה עם סדרות רבות של תאים, חוסר היכולת לנטר את בריאות התאים עלול להוביל לכשלים בלתי צפויים, כגון אובדן חשמל פתאומי או אירועים תרמיים.
5. הפסקת חשמל או יעילות מופחתת
מערכת BMS כושלת עלולה לגרום לירידה ביעילות או אפילו להפסקת חשמל מוחלטת. ללא ניהול נכון שלמֶתַח, טמפרטורה ואיזון תאים, המערכת עשויה להיכבות כדי למנוע נזק נוסף. ביישומים שבהםמיתרי סוללות מתח גבוהמעורבים, כמו כלי רכב חשמליים או אגירת אנרגיה תעשייתית, הדבר עלול להוביל לאובדן פתאומי של חשמל, מה שמציב סיכוני בטיחות משמעותיים. לדוגמה,ליתיום טרנריחבילת הסוללה עלולה להיכבות באופן בלתי צפוי בזמן תנועה של רכב חשמלי, דבר שייצור תנאי נהיגה מסוכנים.
זמן פרסום: 11 בספטמבר 2024
