Αρκετές μπαταρίες λιθίου μπορούν να συνδεθούν σε σειρά για να σχηματίσουν μια συστοιχία μπαταριών, η οποία μπορεί να τροφοδοτεί διάφορα φορτία και μπορεί επίσης να φορτίζεται κανονικά με έναν αντίστοιχο φορτιστή. Οι μπαταρίες λιθίου δεν απαιτούν κανένα σύστημα διαχείρισης μπαταριών (ΣΔΣ) για φόρτιση και εκφόρτιση. Γιατί λοιπόν όλες οι μπαταρίες λιθίου στην αγορά διαθέτουν BMS; Η απάντηση είναι η ασφάλεια και η μακροζωία.
Το σύστημα διαχείρισης μπαταριών BMS (Battery Management System) χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση και τον έλεγχο της φόρτισης και της εκφόρτισης των επαναφορτιζόμενων μπαταριών. Η πιο σημαντική λειτουργία ενός συστήματος διαχείρισης μπαταριών λιθίου (BMS) είναι να διασφαλίζει ότι οι μπαταρίες παραμένουν εντός ασφαλών ορίων λειτουργίας και να λαμβάνει άμεσα μέτρα εάν κάποια μεμονωμένη μπαταρία αρχίσει να υπερβαίνει τα όρια. Εάν το BMS ανιχνεύσει ότι η τάση είναι πολύ χαμηλή, θα αποσυνδέσει το φορτίο και, εάν η τάση είναι πολύ υψηλή, θα αποσυνδέσει τον φορτιστή. Θα ελέγξει επίσης ότι κάθε στοιχείο στη συστοιχία έχει την ίδια τάση και θα μειώσει οποιαδήποτε τάση είναι υψηλότερη από τα άλλα στοιχεία. Αυτό διασφαλίζει ότι η μπαταρία δεν θα φτάσει σε επικίνδυνα υψηλές ή χαμηλές τάσεις.–η οποία είναι συχνά η αιτία των πυρκαγιών της μπαταρίας λιθίου που βλέπουμε στις ειδήσεις. Μπορεί ακόμη και να παρακολουθεί τη θερμοκρασία της μπαταρίας και να αποσυνδέει την μπαταρία πριν ζεσταθεί πολύ για να πιάσει φωτιά. Επομένως, το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας BMS επιτρέπει την προστασία της μπαταρίας αντί να βασίζεται αποκλειστικά σε έναν καλό φορτιστή ή στη σωστή λειτουργία του χρήστη.
Γιατί δεν«Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος χρειάζονται σύστημα διαχείρισης μπαταριών; Η σύνθεση των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι λιγότερο εύφλεκτη, γεγονός που τις καθιστά πολύ λιγότερο πιθανό να πιάσουν φωτιά εάν υπάρχει πρόβλημα με τη φόρτιση ή την εκφόρτιση. Αλλά ο κύριος λόγος έχει να κάνει με το πώς συμπεριφέρεται η μπαταρία όταν είναι πλήρως φορτισμένη. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος αποτελούνται επίσης από στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά. Εάν ένα στοιχείο έχει ελαφρώς περισσότερο φορτίο από τα άλλα στοιχεία, θα αφήσει το ρεύμα να περάσει μόνο μέχρι να φορτιστούν πλήρως τα άλλα στοιχεία, διατηρώντας παράλληλα μια λογική τάση, κ.λπ. Τα στοιχεία τα καλύπτουν. Με αυτόν τον τρόπο, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος "ισορροπούν τον εαυτό τους" καθώς φορτίζουν.
Οι μπαταρίες λιθίου είναι διαφορετικές. Το θετικό ηλεκτρόδιο των επαναφορτιζόμενων μπαταριών λιθίου αποτελείται κυρίως από υλικό ιόντων λιθίου. Η αρχή λειτουργίας του καθορίζει ότι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης, ηλεκτρόνια λιθίου θα ρέουν και στις δύο πλευρές των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων ξανά και ξανά. Εάν η τάση ενός μόνο στοιχείου επιτραπεί να είναι υψηλότερη από 4,25V (εκτός από τις μπαταρίες λιθίου υψηλής τάσης), η μικροπορώδης δομή της ανόδου μπορεί να καταρρεύσει, το σκληρό κρυσταλλικό υλικό μπορεί να αναπτυχθεί και να προκαλέσει βραχυκύκλωμα και στη συνέχεια η θερμοκρασία θα αυξηθεί απότομα, οδηγώντας τελικά σε πυρκαγιά. Όταν μια μπαταρία λιθίου φορτιστεί πλήρως, η τάση αυξάνεται ξαφνικά και μπορεί γρήγορα να φτάσει σε επικίνδυνα επίπεδα. Εάν η τάση ενός συγκεκριμένου στοιχείου σε μια μπαταρία είναι υψηλότερη από αυτή των άλλων στοιχείων, αυτό το στοιχείο θα φτάσει πρώτο στην επικίνδυνη τάση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης. Σε αυτή τη στιγμή, η συνολική τάση της μπαταρίας δεν έχει ακόμη φτάσει στην πλήρη τιμή και ο φορτιστής δεν θα σταματήσει τη φόρτιση. Επομένως, τα στοιχεία που φτάνουν πρώτα σε επικίνδυνες τάσεις θα προκαλέσουν κινδύνους για την ασφάλεια. Επομένως, ο έλεγχος και η παρακολούθηση της συνολικής τάσης της μπαταρίας δεν επαρκούν για τις χημικές ουσίες που βασίζονται στο λίθιο. Το BMS πρέπει να ελέγχει την τάση κάθε μεμονωμένου στοιχείου που αποτελεί την μπαταρία.
Επομένως, για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η μεγάλη διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου, είναι πράγματι απαραίτητο ένα ποιοτικό και αξιόπιστο σύστημα διαχείρισης μπαταριών, το BMS.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Οκτωβρίου 2023
