Hệ thống quản lý pin (BMS)đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của pin lithium-ion, bao gồm pin LFP và pin lithium ba thành phần (NCM/NCA). Mục đích chính của nó là giám sát và điều chỉnh các thông số khác nhau của pin, chẳng hạn như điện áp, nhiệt độ và dòng điện, để đảm bảo pin hoạt động trong giới hạn an toàn. BMS cũng bảo vệ pin khỏi tình trạng sạc quá mức, xả quá mức hoặc hoạt động ngoài phạm vi nhiệt độ tối ưu. Trong các bộ pin có nhiều dãy cell (chuỗi cell), BMS quản lý việc cân bằng từng cell riêng lẻ. Khi BMS bị hỏng, pin sẽ dễ bị tổn thương và hậu quả có thể rất nghiêm trọng.
1. Sạc quá mức hoặc xả quá mức
Một trong những chức năng quan trọng nhất của BMS là ngăn ngừa pin bị sạc quá mức hoặc xả quá mức. Sạc quá mức đặc biệt nguy hiểm đối với pin có mật độ năng lượng cao như pin lithium ba thành phần (NCM/NCA) do chúng dễ bị mất kiểm soát nhiệt. Điều này xảy ra khi điện áp của pin vượt quá giới hạn an toàn, tạo ra nhiệt lượng dư thừa, có thể dẫn đến nổ hoặc hỏa hoạn. Mặt khác, xả quá mức có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho cell pin, đặc biệt là trongPin LFP, có thể mất dung lượng và hoạt động kém sau khi xả sâu. Ở cả hai loại, việc BMS không điều chỉnh được điện áp trong quá trình sạc và xả có thể dẫn đến hư hỏng không thể phục hồi cho bộ pin.
2. Quá nhiệt và mất kiểm soát nhiệt
Pin lithium ba thành phần (NCM/NCA) đặc biệt nhạy cảm với nhiệt độ cao, hơn cả pin LFP, vốn được biết đến với độ ổn định nhiệt tốt hơn. Tuy nhiên, cả hai loại đều cần được quản lý nhiệt độ cẩn thận. Hệ thống quản lý pin (BMS) hoạt động hiệu quả sẽ theo dõi nhiệt độ của pin, đảm bảo pin luôn nằm trong phạm vi an toàn. Nếu BMS bị lỗi, hiện tượng quá nhiệt có thể xảy ra, gây ra phản ứng dây chuyền nguy hiểm gọi là hiện tượng mất kiểm soát nhiệt. Trong một bộ pin gồm nhiều chuỗi cell pin (cell), hiện tượng mất kiểm soát nhiệt có thể lan truyền nhanh chóng từ cell này sang cell khác, dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng. Đối với các ứng dụng điện áp cao như xe điện, rủi ro này càng lớn hơn do mật độ năng lượng và số lượng cell pin cao hơn nhiều, làm tăng khả năng gây ra hậu quả nghiêm trọng.
3. Sự mất cân bằng giữa các ô pin
Trong các bộ pin nhiều cell, đặc biệt là những bộ pin có cấu hình điện áp cao như xe điện, việc cân bằng điện áp giữa các cell là rất quan trọng. Hệ thống quản lý pin (BMS) chịu trách nhiệm đảm bảo tất cả các cell trong bộ pin được cân bằng. Nếu BMS bị lỗi, một số cell có thể bị quá tải trong khi số khác vẫn bị quá tải. Trong các hệ thống có nhiều chuỗi pin, sự mất cân bằng này không chỉ làm giảm hiệu suất tổng thể mà còn gây ra nguy cơ mất an toàn. Đặc biệt, các cell bị quá tải có nguy cơ quá nhiệt, dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng.
4. Mất điện hoặc giảm hiệu suất
Hệ thống quản lý năng lượng (BMS) bị lỗi có thể dẫn đến giảm hiệu suất hoặc thậm chí mất điện hoàn toàn. Nếu không quản lý điện áp, nhiệt độ và cân bằng cell pin đúng cách, hệ thống có thể ngừng hoạt động để ngăn ngừa hư hỏng thêm. Trong các ứng dụng liên quan đến chuỗi ắc quy điện áp cao, chẳng hạn như xe điện hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp, điều này có thể dẫn đến mất điện đột ngột, gây ra rủi ro an toàn đáng kể. Ví dụ, bộ ắc quy lithium ba thành phần có thể ngừng hoạt động đột ngột khi xe điện đang di chuyển, gây ra tình trạng lái xe nguy hiểm.
Thời gian đăng: 23-09-2024
