چگونه باتری لیتیوم BMS امنیت را تضمین می کند و از انفجار جلوگیری می کند

سیستم مدیریت باتری لیتیوم یون (BMS) از طریق مکانیسم های ایمنی چند سطحی برای جلوگیری از انفجار و فرار حرارتی، عملکرد ایمن باتری را تضمین می کند.زیر وظایف اصلی و اصول تحقق آن است::

نظارت در زمان واقعی و حفاظت از پارامترها

BMS اطمینان حاصل می کند که باتری در محدوده های امن کار می کند با نظارت مداوم بر پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ، جریان و دمای:

1نظارت بر ولتاژ

• نظارت در زمان واقعی بر ولتاژ مونومر برای جلوگیری از ولتاژ بیش از حد (> 4.2V) یا ولتاژ پایین (< 3.0V). به عنوان مثال، BMS به زور مدار شارژ را قطع می کند زمانی که ولتاژ واحد بیش از 3 باشد.75 ولت (حداقل سطح 1) یا 3.90 ولت (رنگ 2 شارژ بیش از حد)

• تکنیک های مدیریت تعادل (مستقیم/فعال) برای کاهش تفاوت های ولتاژ فردی و جلوگیری از شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از حد به دلیل عدم سازگاری ولتاژ

2حد فعلی

• تنظیم محدودیت های جریان شارژ / تخلیه (به عنوان مثال 1.0C برای هشدار بیش از حد شارژ، 2.0C برای تخلیه بیش از حد جریان) و قطع مدار زمانی که محدودیت ها فراتر رفته است

• محافظت از مدار کوتاه جریان را در عرض میلی ثانیه از طریق لوله های MOS قطع می کند تا از فرار حرارتی ناشی از جریان بالا جلوگیری شود.

3. مدیریت دمای

• سنسور درجه حرارت دمای باتری را در زمان واقعی کنترل می کند، محدوده کاری معمولاً -20 °C ~ 60 °C است. سنسور درجه حرارت دمای باتری را در زمان واقعی کنترل می کند،محدوده عملیاتی معمولاً -20°C ~ 60°C است.
• دمای غیر طبیعی (به عنوان مثال > 60 °C) باعث خاموش شدن یا خاموش شدن برق برای جلوگیری از تجزیه الکترولیت و فرار حرارتی می شود

II. مکانیسم های حفاظت چند سطحی

BMS از یک استراتژی حفاظت لایه دار با افزایش تدریجی برای مقابله با خطرات استفاده می کند:

1حفاظت از شارژ بیش از حد

• ولتاژ شارژ به سه سطح پاسخ تقسیم می شود: متوقف کردن شارژ زمانی که به 3.65V می رسد؛ قطع اجباری در 3.75V؛ قفل سیستم در 3.90V تا مداخله دستی.

• تعادل ولتاژ برای جلوگیری از شارژ بیش از حد سلول های فردی، به عنوان مثال تعادل منفعل از طریق دفع انرژی مقاوم، تعادل فعال برای انتقال انرژی به سلول های ولتاژ پایین

2حفاظت از تخلیه بیش از حد

• تخلیه را زمانی که ولتاژ تخلیه کمتر از 2.5V باشد متوقف کنید؛ در موارد شدید (به عنوان مثال 2.0V) ، به زور قطع کنید و مکانیسم شارژ مجدد را فعال کنید.
• جلوگیری از انحلال ورق مس الکترود منفی و رشد دندریت های لیتیوم، جلوگیری از مدار کوتاه داخلی

3محافظت از جریان بیش از حد و مدار کوتاه

• آستانه های جریان قابل تنظیم پویا در ترکیب با حفاظت دوگانه سخت افزاری (فیوز) و نرم افزاری (کنترل لوله MOS).

• BMS مدار را در عرض 100 میلی متر در صورت اتصال کوتاه قطع می کند و تأثیر جریان فوری بالا (به عنوان مثال هزاران آمپر) را بر باتری سرکوب می کند.

III. پیشگیری و رفع مشکل از خارج شدن حرارتی

1.هشدار فرار حرارتی

• خطر فرار حرارتی، به عنوان مثال افزایش فشار گاز قبل از تجزیه الکترولیت، با نظارت بر سرعت تغییر دمای و ولتاژ (dV / dt) پیش بینی می شود.
• در ترکیب با تجزیه و تحلیل داده های تاریخی، از قبل انتشار گرما یا جداسازی ماژول های معیوب را آغاز می کند.

2.حل مشکلات و واکنش اضطراری

• سیستم BMS نوع خطا را ثبت می کند (به عنوان مثال فشار فرقی بیش از حد در یک واحد، SOC پایین) و آن را به صورت سلسله مراتبی مدیریت می کند: هشدار، کاهش قدرت، قطع تماس
• قطع اتصال مدار اصلی در صورت خرابی جدی (به عنوان مثال فرار حرارتی) و گزارش به یک سیستم خارجی از طریق رابط ارتباطی