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 hệ thống này là theo dõi 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 bị sạc quá mức, xả quá mức hoặc hoạt động ngoài phạm vi nhiệt độ tối ưu của pin. Trong các bộ pin có nhiều dãy cell (chuỗi pin), BMS quản lý việc cân bằng từng cell. Khi BMS 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 lithium ba thành phần (NCM/NCA) vì 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 ra thiệt hại vĩnh viễn cho các cell, đặc biệt là trong pin LFP, có thể mất dung lượng và thể hiện hiệu suất 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 thiệt hại không thể phục hồi cho bộ pin.
2. Quá nhiệt và thoát nhiệt
Pin lithium ba thành phần (NCM/NCA) đặc biệt nhạy cảm với nhiệt độ cao, nhạy hơn pin LFP, vốn được biết đến với độ ổn định nhiệt tốt hơn. Tuy nhiên, cả hai loại đều cần quản lý nhiệt độ cẩn thận. Một BMS chức năng sẽ theo dõi nhiệt độ của pin, đảm bảo pin luôn ở 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 bao gồm nhiều dãy cell (chuỗi pin), hiện tượng mất kiểm soát nhiệt có thể nhanh chóng lan truyền từ cell này sang cell khác, dẫn đến hỏng hóc thảm khốc. Đối với các ứng dụng điện áp cao như xe điện, rủi ro này còn lớn hơn nữa vì mật độ năng lượng và số lượng cell cao hơn nhiều, làm tăng khả năng xảy 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. BMS chịu trách nhiệm đảm bảo tất cả các cell trong một bộ pin được cân bằng. Nếu BMS bị hỏng, một số cell có thể bị sạc quá mức trong khi những cell khác vẫn bị sạc thiếu. 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 mối nguy hiểm về an toàn. Đặc biệt, các cell bị sạc quá mức có nguy cơ quá nhiệt, có thể khiến chúng bị hỏng thảm khốc.
4. Mất giám sát và ghi dữ liệu
Trong các hệ thống pin phức tạp, chẳng hạn như hệ thống được sử dụng trong lưu trữ năng lượng hoặc xe điện, BMS liên tục theo dõi hiệu suất pin, ghi lại dữ liệu về chu kỳ sạc, điện áp, nhiệt độ và tình trạng từng cell. Thông tin này rất quan trọng để hiểu được tình trạng của bộ pin. Khi BMS bị lỗi, quá trình giám sát quan trọng này sẽ dừng lại, khiến không thể theo dõi mức độ hoạt động tốt của các cell trong bộ pin. Đối với các hệ thống pin điện áp cao có nhiều dãy cell, việc không thể theo dõi tình trạng cell có thể dẫn đến các lỗi bất ngờ, chẳng hạn như mất điện đột ngột hoặc sự kiện nhiệt.
5. Mất điện hoặc giảm hiệu suất
Một BMS bị lỗi có thể dẫn đến giảm hiệu quả hoặc thậm chí mất điện hoàn toàn. Nếu không có sự quản lý thích hợpđiện áp, nhiệt độ và cân bằng tế bào, hệ thống có thể tắt để ngăn ngừa thiệt hại thêm. Trong các ứng dụng màchuỗi pin điện áp caocó liên quan, như xe điện hoặc 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,liti ba nguyên tửBộ pin có thể tắt đột ngột khi xe điện đang chuyển động, gây ra tình trạng lái xe nguy hiểm.
Thời gian đăng: 11-09-2024
