Wie Lithiumbatterie-BMS Sicherheit gewährleistet und Explosionen verhindert

Das Lithium-Ionen-Batteriemanagementsystem (BMS) sorgt durch mehrstufige Sicherheitsmechanismen für einen sicheren Betrieb der Batterie, um Explosionen und thermische Ausbrüche zu verhindern.Die wichtigsten Funktionen und Grundsätze der Umsetzung sind folgende::

I. Echtzeitüberwachung und Parameterschutz

Das BMS sorgt dafür, dass die Batterie innerhalb sicherer Grenzwerte arbeitet, indem es die wichtigsten Parameter wie Spannung, Strom und Temperatur kontinuierlich überwacht:

1.Spannungsüberwachung

• Echtzeitüberwachung der Monomerspannung zur Verhinderung von Überspannung (> 4,2 V) oder Unterspannung (< 3,0 V). Zum Beispiel schaltet das BMS den Ladeschaltkreis gewaltsam ab, wenn die Einheitsspannung 3 übersteigt.75V (Level-1-Überladung) oder 3.90V (Level 2-Überladung).

• Techniken zur Ausgleichssteuerung (passiv/aktiv) zur Verringerung einzelner Spannungsunterschiede und zur Vermeidung lokaler Überladungen oder Überentladungen aufgrund von Spannungsunvereinbarkeiten

2.Gegenwärtige Grenze

• Setzt Ladungs-/Entladungsstromschwellenwerte (z. B. 1,0C für Ladungsüberstromwarnung, 2,0C für Entladungsüberstrom) und schaltet den Stromkreis ab, wenn die Grenzwerte überschritten werden

• Kurzschlussschutz schaltet den Strom innerhalb von Millisekunden durch MOS-Röhren ab, um thermische Ausfälle durch hohen Strom zu verhindern.

3. Temperaturmanagement

• Der Temperatursensor überwacht die Batterietemperatur in Echtzeit, der Arbeitsbereich beträgt in der Regel -20°C~60°C. Der Temperatursensor überwacht die Batterietemperatur in Echtzeit,der Betriebsbereich beträgt in der Regel -20°C~60°C.
• Abnormale Temperatur (z. B. > 60°C) löst Stromausfall oder -ausfall aus, um die Zersetzung von Elektrolyten und den thermischen Abfluss zu verhindern

II. Mehrstufige Schutzmechanismen

Das BMS nutzt eine vielschichtige Schutzstrategie mit schrittweise Eskalation, um Risiken zu begegnen:

1.Schutz vor Überlastung

• Die Ladespannung ist in drei Reaktionsstufen unterteilt: Beenden des Ladens, wenn er 3,65 V erreicht; Zwangsabschaltung bei 3,75 V; Sperren des Systems bei 3,90 V bis zum manuellen Eingreifen.

• Spannungsausgleich zur Vermeidung einer Überladung einzelner Zellen, z. B. passive Ausgleichung durch resistive Energieverteilung, aktive Ausgleichung zur Energieübertragung auf Niederspannungszellen

2.Schutz gegen Überentladungen

• Beenden Sie die Entladung, wenn die Entladungsspannung unter 2,5 V liegt; in extremen Fällen (z. B. bei 2,0 V) müssen Sie sie zwangsweise abschalten und den Auflademechanismus aktivieren.
• Vermeiden Sie die Auflösung der negativen Elektroden Kupferfolie und das Wachstum von Lithium-Dendriten, verhindern Sie einen internen Kurzschluss

3.Schutz vor Überstrom und Kurzschluss

• Dynamisch einstellbare Stromschwellen in Kombination mit einem doppelten Hardware- (Schutzschutz) und Software- (MOS-Rohrsteuerung) Schutz.

• Der BMS schließt den Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses innerhalb von 100 ms ab und unterdrückt die Auswirkungen von augenblicklichem hohem Strom (z. B. Tausende von Ampere) auf die Batterie.

III. Vorbeugung und Fehlerbehebung bei thermischen Ausbrüchen

1.Warnung vor thermischem Ausbruch

• Das Risiko einer thermischen Ausbrechung, z. B. Gasdruckschwellen vor Elektrolytzerfall, wird durch Überwachung der Temperatur- und Spannungsänderungsrate (dV/dt) vorhergesagt.
• In Kombination mit der Analyse historischer Daten wird die Wärmeableitung oder Isolierung fehlerhafter Module im Voraus ausgelöst.

2.Fehlerbehebung und Notfallhilfe

• Das BMS erfasst die Art des Fehlers (z. B. übermäßiger Differenzdruck in einer einzelnen Einheit, niedriger SOC) und behandelt ihn hierarchisch: Alarm, Stromsenkung, Kontaktorabschaltung
• Abschaltung des Hauptkreises bei schwerwiegenden Störungen (z. B. thermischer Ausfall) und Meldung an ein externes System über die Kommunikationsschnittstelle