Comment la batterie au lithium BMS assure la sécurité et prévient les explosions

Le système de gestion des batteries lithium-ion (BMS) assure un fonctionnement sûr des batteries grâce à des mécanismes de sécurité à plusieurs niveaux pour prévenir l'explosion et la fuite thermique.Les principales fonctions et principes de réalisation sont les suivants::

I. Surveillance en temps réel et protection des paramètres

Le BMS assure que la batterie fonctionne dans des limites de sécurité en surveillant en permanence les paramètres clés tels que la tension, le courant et la température:

1Surveillance de la tension

• Surveillance en temps réel de la tension monomère pour prévenir une surtension (> 4,2 V) ou une sous-tension (< 3,0 V). Par exemple, le BMS coupe de force le circuit de charge lorsque la tension de l'unité dépasse 3.75V (surcharge de niveau 1) ou 3.90V (surcharge de niveau 2).

• Techniques de gestion de l'égalisation (passive/active) pour réduire les différences de tension individuelles et éviter une surcharge ou une surdécharge localisée due à des incohérences de tension

2Limite actuelle

• Définit les seuils de courant de charge/décharge (par exemple, 1,0 C pour l'avertissement de surtension de charge, 2,0 C pour la surtension de décharge) et coupe le circuit lorsque les limites sont dépassées

• La protection contre le court-circuit coupe le courant en quelques millisecondes à travers les tubes MOS pour empêcher la fuite thermique causée par un courant élevé.

3. Gestion de la température

• Le capteur de température surveille la température de la batterie en temps réel, la plage de travail est généralement de -20°C~60°C. Le capteur de température surveille la température de la batterie en temps réel,la plage de fonctionnement est généralement de -20°C à 60°C.
• Une température anormale (par exemple > 60°C) déclenche une coupure ou un arrêt de l'alimentation pour empêcher la décomposition des électrolytes et la fuite thermique.

II. Mécanismes de protection à plusieurs niveaux

Le BMS utilise une stratégie de protection à plusieurs niveaux avec une escalade progressive pour faire face aux risques:

1Protection contre les surcharges

• La tension de charge est divisée en trois niveaux de réponse: arrêt de la charge lorsqu'elle atteint 3,65 V; coupure forcée à 3,75 V; verrouillage du système à 3,90 V jusqu'à intervention manuelle.

• Équalisation de tension pour éviter la surcharge des cellules individuelles, par exemple équalisation passive par dissipation d'énergie résistive, équalisation active pour transférer de l'énergie vers les cellules basse tension

2Protection contre les surdécharges

• Arrêter la décharge lorsque la tension de décharge est inférieure à 2,5 V; dans les cas extrêmes (par exemple, 2,0 V), couper la décharge par la force et activer le mécanisme de recharge.
• Éviter la dissolution de la feuille de cuivre de l'électrode négative et la croissance des dendrites de lithium, prévenir le court-circuit interne

3Protection contre le surcourant et le court-circuit

• Des seuils de courant réglables dynamiquement combinés à une double protection matérielle (fuseau) et logicielle (contrôle du tube MOS).

• Le BMS coupe le circuit dans un délai de 100 ms en cas de court-circuit, supprimant l'impact du courant élevé instantané (par exemple des milliers d'ampères) sur la batterie.

III. Prévention et dépannage des fuites thermiques

1.Avertissement de fuite thermique

• Le risque de fuite thermique, par exemple des surtensions de pression des gaz avant la décomposition des électrolytes, est prédit par la surveillance du taux de variation de température et de tension (dV/dt).
• Combiné à l'analyse des données historiques, il déclenche la dissipation de chaleur ou l'isolement des modules défectueux à l'avance.

2.Résolution de problèmes et intervention en cas d'urgence

• Le BMS enregistre le type de défaut (par exemple, pression différentielle excessive dans une seule unité, faible SOC) et le traite de manière hiérarchique: alarme, réduction de puissance, coupure du contacteur
• Déconnexion du circuit principal en cas de dysfonctionnement grave (p. ex. fuite thermique) et signalement à un système externe via l'interface de communication