Como a bateria de lítio BMS garante a segurança e evita explosões

O sistema de gestão de baterias de iões de lítio (BMS) garante a operação segura das baterias através de mecanismos de segurança de vários níveis para evitar explosões e fuga térmica.As seguintes são as suas funções essenciais e os princípios de realização::

I. Monitorização em tempo real e protecção dos parâmetros

O BMS assegura que a bateria funciona dentro dos limites de segurança através da monitorização contínua de parâmetros-chave como tensão, corrente e temperatura:

1.Monitorização da tensão

• Monitorização em tempo real da tensão monomérica para evitar sobrevoltagem (> 4,2 V) ou subvoltagem (< 3,0 V). Por exemplo, o BMS corta forçosamente o circuito de carga quando a tensão da unidade excede 3.75V (carga excessiva de nível 1) ou 3.90V (carga excessiva de nível 2).

• Técnicas de gestão da equalização (passivas/activas) para reduzir as diferenças individuais de tensão e evitar sobrecargas ou sobre descargas localizadas devido a inconsistências de tensão

2.Límite actual

• Define limites de corrente de carga/descarga (por exemplo, 1,0C para aviso de sobrecorrente de carga, 2,0C para sobrecorrente de descarga) e corta o circuito quando os limites são excedidos

• A protecção contra curto-circuito corta a corrente em milissegundos através dos tubos MOS para evitar a fuga térmica causada por alta corrente.

3Gestão da temperatura

• O sensor de temperatura monitora a temperatura da bateria em tempo real, a faixa de trabalho é geralmente -20°C~60°C. O sensor de temperatura monitora a temperatura da bateria em tempo real,a gama de funcionamento é geralmente de -20°C a 60°C.
• Temperatura anormal (por exemplo, > 60°C) desencadeia a desligação ou desligamento da energia para evitar a decomposição do eletrólito e a fuga térmica

II. Mecanismos de protecção a vários níveis

O BMS utiliza uma estratégia de proteção em camadas com escalada gradual para enfrentar os riscos:

1Proteção contra sobrecarga

• A tensão de carga é dividida em três níveis de resposta: cessação da carga quando atingir 3,65 V; corte forçado a 3,75 V; bloqueio do sistema a 3,90 V até intervenção manual.

• Equalização de tensão para evitar a sobrecarga de células individuais, por exemplo, equalização passiva através da dissipação de energia resistiva, equalização ativa para transferir energia para células de baixa tensão

2Proteção contra descargas excessivas

• Interromper a descarga quando a tensão de descarga for inferior a 2,5 V; em casos extremos (por exemplo, 2,0 V), cortar a força e activar o mecanismo de recarga.
• Evitar a dissolução da folha de cobre do eletrodo negativo e o crescimento de dendrites de lítio, evitar curto-circuito interno

3Proteção contra sobrecorrência e curto-circuito

• Prazos de corrente dinâmicamente ajustáveis combinados com proteção dupla de hardware (fuso) e software (controle do tubo MOS).

• O BMS corta o circuito dentro de 100 ms em caso de curto-circuito, suprimindo o impacto de alta corrente instantânea (por exemplo, milhares de amperes) na bateria.

III. Prevenção e solução de problemas de escape térmico

1.Aviso de fuga térmica

• O risco de escape térmico, por exemplo, aumentos de pressão do gás antes da decomposição do eletrólito, é previsto através da monitorização da taxa de variação da temperatura e da tensão (dV/dt).
• Combinado com a análise de dados históricos, desencadeia a dissipação de calor ou o isolamento de módulos defeituosos com antecedência.

2.Resolução de problemas e resposta a emergências

• O BMS regista o tipo de falha (por exemplo, pressão diferencial excessiva numa única unidade, baixo SOC) e trata-a de forma hierárquica: alarme, redução de potência, corte do contactor
• Desconexão do circuito principal em caso de mau funcionamento grave (por exemplo, escape térmico) e comunicação a um sistema externo através da interface de comunicação