Flera litiumbatterier kan seriekopplas för att bilda ett batteripaket, som kan förse olika belastningar med ström och även laddas normalt med en matchande laddare. Litiumbatterier kräver inget batterihanteringssystem (BMS) för att ladda och urladda. Så varför har alla litiumbatterier på marknaden BMS? Svaret är säkerhet och lång livslängd.
Batterihanteringssystemet BMS (Battery Management System) används för att övervaka och styra laddning och urladdning av laddningsbara batterier. Den viktigaste funktionen hos ett litiumbatterihanteringssystem (BMS) är att säkerställa att batterierna håller sig inom säkra driftsgränser och att omedelbart vidta åtgärder om ett enskilt batteri börjar överskrida gränserna. Om BMS upptäcker att spänningen är för låg kopplar det bort lasten, och om spänningen är för hög kopplar det bort laddaren. Det kontrollerar också att varje cell i paketet har samma spänning och minskar eventuell spänning som är högre än de andra cellerna. Detta säkerställer att batteriet inte når farligt höga eller låga spänningar.–vilket ofta är orsaken till litiumbatteribränder som vi ser i nyheterna. Den kan till och med övervaka batteriets temperatur och koppla bort batteripaketet innan det blir för varmt för att fatta eld. Därför skyddar batterihanteringssystemet BMS batteriet snarare än att enbart förlita sig på en bra laddare eller korrekt användarhantering.
Varför inte'Behöver blybatterier ett batterihanteringssystem? Blybatterier är mindre brandfarliga, vilket gör dem mycket mindre benägna att fatta eld om det uppstår problem med laddning eller urladdning. Men den främsta anledningen har att göra med hur batteriet beter sig när det är fulladdat. Blybatterier består också av celler kopplade i serie; om en cell har något mer laddning än de andra cellerna, släpper den bara strömmen igenom tills de andra cellerna är fulladdade, samtidigt som en rimlig spänning bibehålls, etc. Cellerna kommer ikapp. På så sätt "balanserar" blybatterier sig själva när de laddas.
Litiumbatterier är annorlunda. Den positiva elektroden i laddningsbara litiumbatterier är mestadels av litiumjonmaterial. Dess funktionsprincip är att litiumelektroner under laddnings- och urladdningsprocessen kommer att röra sig till båda sidor om de positiva och negativa elektroderna gång på gång. Om spänningen i en enskild cell tillåts vara högre än 4,25 V (förutom för högspänningslitiumbatterier) kan anodens mikroporösa struktur kollapsa, det hårda kristallmaterialet kan växa och orsaka kortslutning, och sedan kommer temperaturen att stiga snabbt, vilket så småningom leder till brand. När ett litiumbatteri är fulladdat stiger spänningen plötsligt och kan snabbt nå farliga nivåer. Om spänningen i en viss cell i ett batteripaket är högre än i andra celler, kommer denna cell att nå den farliga spänningen först under laddningsprocessen. Vid denna tidpunkt har batteriets totala spänning ännu inte nått sitt fulla värde, och laddaren kommer inte att sluta ladda. Därför kommer de celler som når farliga spänningar först att orsaka säkerhetsrisker. Därför är det inte tillräckligt att kontrollera och övervaka batteriets totala spänning för litiumbaserade kemiska processer. BMS-systemet måste kontrollera spänningen för varje enskild cell som utgör batteripaketet.
För att säkerställa litiumbatteriers säkerhet och långa livslängd behövs därför ett högkvalitativt och pålitligt BMS-system för batterihantering.
Publiceringstid: 25 oktober 2023
