Een batterijbeheersysteem (BMS)speelt een cruciale rol bij het garanderen van de veilige en efficiënte werking van lithium-ionbatterijen, inclusief LFP- en ternaire lithiumbatterijen (NCM/NCA). Het primaire doel is het bewaken en regelen van verschillende batterijparameters, zoals spanning, temperatuur en stroom, om ervoor te zorgen dat de batterij binnen veilige grenzen werkt. Het BMS beschermt de batterij ook tegen overladen, te diep ontladen of buiten het optimale temperatuurbereik te werken. Bij accupakketten met meerdere reeksen cellen (accustrings) regelt het BMS het balanceren van de individuele cellen. Wanneer het BMS uitvalt, blijft de batterij kwetsbaar en kunnen de gevolgen ernstig zijn.
1. Overladen of overmatig ontladen
Een van de meest kritische functies van een BMS is het voorkomen dat de batterij overladen of ontladen wordt. Overladen is vooral gevaarlijk voor batterijen met een hoge energiedichtheid, zoals ternair lithium (NCM/NCA), vanwege hun gevoeligheid voor thermische overbelasting. Dit gebeurt wanneer de spanning van de batterij de veilige limieten overschrijdt, waardoor overtollige warmte ontstaat, wat tot een explosie of brand kan leiden. Overmatig ontladen kan daarentegen permanente schade aan de cellen veroorzaken, vooral in de cellenLFP-batterijen, die capaciteit kunnen verliezen en slechte prestaties kunnen vertonen na diepe ontladingen. Bij beide typen kan het onvermogen van het BMS om de spanning tijdens het laden en ontladen te regelen resulteren in onomkeerbare schade aan het accupakket.
2. Oververhitting en thermische runaway
Ternaire lithiumbatterijen (NCM/NCA) zijn bijzonder gevoelig voor hoge temperaturen, meer nog dan LFP-batterijen, die bekend staan om hun betere thermische stabiliteit. Beide typen vereisen echter een zorgvuldig temperatuurbeheer. Een functioneel BMS bewaakt de temperatuur van de batterij en zorgt ervoor dat deze binnen een veilig bereik blijft. Als het gebouwbeheersysteem uitvalt, kan oververhitting optreden, waardoor een gevaarlijke kettingreactie ontstaat die thermische runaway wordt genoemd. In een batterijpakket dat is samengesteld uit vele reeksen cellen (batterijreeksen) kan de thermische overstroming zich snel van de ene cel naar de volgende voortplanten, wat tot catastrofale storingen kan leiden. Voor hoogspanningstoepassingen zoals elektrische voertuigen wordt dit risico vergroot omdat de energiedichtheid en het aantal cellen veel hoger zijn, waardoor de kans op ernstige gevolgen groter wordt.
3. Onbalans tussen batterijcellen
Bij meercellige accupakketten, vooral die met hoogspanningsconfiguraties zoals elektrische voertuigen, is het balanceren van de spanning tussen de cellen van cruciaal belang. Het BMS is ervoor verantwoordelijk dat alle cellen in een pakket in balans zijn. Als het BMS uitvalt, kunnen sommige cellen overbelast raken, terwijl andere onderbelast blijven. In systemen met meerdere accureeksen vermindert deze onbalans niet alleen de algehele efficiëntie, maar vormt deze ook een veiligheidsrisico. Vooral overladen cellen lopen het risico oververhit te raken, waardoor ze catastrofaal kunnen falen.
4. Stroomstoring of verminderde efficiëntie
Een defect gebouwbeheersysteem kan resulteren in verminderde efficiëntie of zelfs totale stroomuitval. Zonder goed beheer van spanning, temperatuur en celbalancering kan het systeem worden uitgeschakeld om verdere schade te voorkomen. In toepassingen waarbij hoogspanningsbatterijen betrokken zijn, zoals elektrische voertuigen of industriële energieopslag, kan dit leiden tot een plotseling stroomverlies, wat aanzienlijke veiligheidsrisico's met zich meebrengt. Een ternair lithiumbatterijpakket kan bijvoorbeeld onverwacht worden uitgeschakeld terwijl een elektrisch voertuig rijdt, waardoor gevaarlijke rijomstandigheden ontstaan.
Posttijd: 23 september 2024
