Hoe lithiumbatterie-BMS de veiligheid garandeert en explosies voorkomt

Het lithium-ion-batterijbeheersysteem (BMS) zorgt voor een veilige werking van de batterij door middel van veiligheidsmechanismen op meerdere niveaus om explosie en thermische ontsnapping te voorkomen.De volgende zijn de kernfuncties en de realisatieprincipes::

I. Real-time monitoring en parameterbescherming

Het BMS zorgt ervoor dat de batterij binnen veilige grenzen functioneert door voortdurend de belangrijkste parameters zoals spanning, stroom en temperatuur te controleren:

1Voltagebewaking

• Monomerspanning in realtime bewaken om overspanning (> 4,2 V) of onderspanning (< 3,0 V) te voorkomen.75V (overlading van niveau 1) of 3.90V (niveau 2 overlading).

• Technieken voor het beheer van de gelijkstelling (passiv/actief) om individuele spanningsverschillen te verminderen en lokale overladen of overladen als gevolg van spanningsonverenigbaarheid te voorkomen

2.Huidige limiet

• Stel de drempelwaarden van de ladings-/ontladingsstroom in (bijv. 1,0C voor een waarschuwing voor overstroom van de lading, 2,0C voor overstroom van de ontlading) en sluit het circuit af wanneer de limieten worden overschreden

• Kortsluitingsbescherming snijdt de stroom af binnen milliseconden door MOS-buizen om thermische ontsnapping veroorzaakt door hoge stroom te voorkomen.

3Temperatuurbeheer

• De temperatuursensor bewaakt de batterijtemperatuur in realtime, het werkbereik is meestal -20°C~60°C. De temperatuursensor bewaakt de batterijtemperatuur in realtime,het werkbereik is gewoonlijk -20°C~60°C.
• Abnormale temperatuur (bv. > 60°C) zorgt ervoor dat de stroom wordt uitgeschakeld of uitgeschakeld om ontbinding van elektrolyten en thermische ontsnapping te voorkomen

II. Meerdere beschermingsmechanismen

Het BMS maakt gebruik van een gelaagde beschermingsstrategie met geleidelijke escalatie om risico's aan te pakken:

1Bescherming tegen overbelasting

• De laadspanning is verdeeld in drie reactieniveaus: stopzetting van het opladen wanneer deze 3,65 V bereikt; gedwongen afsluiting bij 3,75 V; vergrendeling van het systeem bij 3,90 V tot handmatige ingreep.

• Spanningsvergelijking om overbelasting van individuele cellen te voorkomen, bv. passieve evenwichting door middel van resistieve energieverspilling, actieve evenwichting om energie over te dragen aan laagspanningscellen

2.bescherming tegen overontlading

• De ontlading wordt beëindigd wanneer de ontladingsspanning lager is dan 2,5 V; in extreme gevallen (bijv. 2,0 V) wordt de ontlading met geweld afgesloten en wordt het oplaadmechanisme geactiveerd.
• Vermijd ontbinding van negatieve elektrode koperen folie en groei van lithium dendrieten, voorkomen van interne kortsluiting

3Bescherming tegen overstromingen en kortsluitingen

• Dynamisch verstelbare stroomdrempels in combinatie met een dubbele hardware (sluiting) en software (MOS-buisbesturing) bescherming.

• Het BMS sluit het circuit af binnen 100 ms in geval van kortsluiting, waardoor de impact van onmiddellijke hoge stroom (bijv. duizenden ampere) op de batterij wordt onderdrukt.

III. Voorkoming en probleemoplossing van thermische ontsnappingen

1.Warning voor thermische ontsnapping

• Het risico van thermische ontvluchting, bijvoorbeeld toename van de gasdruk vóór de ontbinding van de elektrolyten, wordt voorspeld door de snelheid van temperatuur- en spanningsverandering (dV/dt) te controleren.
• Gecombineerd met historische gegevensanalyse, veroorzaakt het vooraf warmteafvoer of isolatie van defecte modules.

2.Probleemoplossing en noodoplossing

• Het BMS registreert het type storing (bijv. overmatige differentialdruk in een enkele eenheid, lage SOC) en behandelt deze hiërarchisch: alarm, stroomvermindering, contactorschakeling
• Ontkoppeling van het hoofdcircuit in geval van ernstige storing (bijv. thermische uitval) en melding aan een extern systeem via de communicatie-interface