Lityum Pil BMS Güvenliği Nasıl Sağlar ve Patlamaları Nasıl Önler?

Lityum iyonlu batarya yönetim sistemi (BMS), patlama ve termal kaçışın önlenmesi için çok seviyeli güvenlik mekanizmaları aracılığıyla güvenli batarya çalışmasını sağlar.Aşağıdaki temel işlevleri ve gerçekleştirme ilkeleridir::

I. Gerçek zamanlı izleme ve parametre koruması

BMS, pilin gerilim, akım ve sıcaklık gibi temel parametreleri sürekli olarak izleyerek güvenli sınırlar içinde çalışmasını sağlar:

1. Voltaj izleme

• Aşırı voltaj (> 4.2V) veya düşük voltaj (< 3.0V) önlemek için monomer voltajının gerçek zamanlı izlenmesi. Örneğin, BMS, birim voltajı 3'ü aştığında şarj devresini zorla kesiyor.75V (1 seviye aşırı şarj) veya 3.90V (seviye 2 aşırı şarj).

• Bireysel voltaj farklılıklarını azaltmak ve voltaj tutarsızlıklarından dolayı yerel aşırı şarj veya aşırı boşaltmayı önlemek için eşitleme yönetim teknikleri (pasif/aktif)

2Mevcut limit

• Şarj / boşaltma akım eşiği ayarlar (örneğin, 1.0C şarj aşırı akım uyarısı için, 2.0C boşaltma aşırı akım için) ve sınırları aşıldığında devreyi keser

• Kısa devre koruması, yüksek akımın neden olduğu termal kaçışı önlemek için MOS tüplerinden geçen akımı milisaniyeler içinde kesiyor.

3. Sıcaklık Yönetimi

• Sıcaklık algılayıcısı, gerçek zamanlı olarak pil sıcaklığını izler, çalışma aralığı genellikle -20 °C ~ 60 °C'dir.Çalışma aralığı genellikle -20°C~60°C'dir..
• Anormal sıcaklık (örn. > 60°C) elektrolit parçalanmasını ve termal kaçışını önlemek için gücü kapatır veya kapatır.

II. Çok seviyeli koruma mekanizmaları

BMS, riskleri ele almak için kademeli bir tırmanışla katmanlı bir koruma stratejisi kullanır:

1Aşırı yük koruması

• Şarj voltajı üç tepki seviyesine ayrılır: 3.65V'ye ulaştığında şarjın durdurulması; 3.75V'de zorla kesilmesi; manuel müdahaleye kadar sistemi 3.90V'de kilitlemesi.

• Bireysel hücrelerin aşırı şarj edilmesini önlemek için voltaj eşitleme, örneğin dirençli enerji dağılımı yoluyla pasif eşitleme, düşük voltajlı hücrelere enerji aktarmak için aktif eşitleme

2Aşırı boşaltma koruması

• Serbestleme voltajı 2.5V'den düşük olduğunda boşaltmayı durdurun; aşırı durumlarda (örneğin, 2.0V), zorla kesin ve şarj mekanizmasını etkinleştirin.
• Negatif elektrot bakır folyolarının çözülmesini ve lityum dendritlerinin büyümesini önlemek, iç kısa devreyi önlemek

3Aşırı akım ve kısa devre koruması

• Dinamik olarak ayarlanabilir akım eşiği, çift donanımlı (sikte) ve yazılımlı (MOS boru kontrolü) koruma ile birleştirilmiştir.

• BMS, kısa devre durumunda 100 ms içinde devreyi kesiyor ve anlık yüksek akımın (örneğin binlerce amper) bataryaya etkisini bastırıyor.

III. Termal kaçış önleme ve sorun giderme

1.Termal kaçış uyarısı

• Termal kaçış riski, örneğin elektrolit parçalanmasından önce gaz basıncı artışları, sıcaklık ve voltaj değişim hızı (dV/dt) izleyerek öngörülür.
• Tarihsel veri analizi ile birleştirildiğinde, ısı dağılmasını veya hatalı modülleri önceden izole etmeyi tetikler.

2.Sorun Çözümü ve Acil Duruma Yanıt

• BMS, arıza türünü kaydeder (örneğin, tek bir ünitede aşırı diferansiyel basınç, düşük SOC) ve hiyerarşik bir şekilde işlev görür: alarm, güç azaltma, kontaktor kesimi
• Ciddi arıza durumunda ana devrenin bağlantısı kesilmesi (örneğin termal kaçış) ve iletişim arayüzü üzerinden harici bir sisteme bildirilmesi