Durch die Reihenschaltung mehrerer Lithium-Akkus kann ein Akkupack gebildet werden, der nicht nur verschiedene Verbraucher mit Strom versorgen kann, sondern auch ganz normal mit einem passenden Ladegerät geladen werden kann.Lithiumbatterien benötigen kein Batteriemanagementsystem (BMS) zum Laden und Entladen.Warum sind also alle Lithiumbatterien auf dem Markt mit BMS versehen?Die Antwort ist Sicherheit und Langlebigkeit.
Das Batteriemanagementsystem BMS (Battery Management System) dient zur Überwachung und Steuerung des Ladens und Entladens von Akkus.Die wichtigste Funktion eines BMS eines Lithium-Batteriemanagementsystems besteht darin, sicherzustellen, dass die Batterie innerhalb eines sicheren Betriebsbereichs bleibt, und sofort Maßnahmen zu ergreifen, wenn eine einzelne Batterie beginnt, den Grenzwert zu überschreiten.Wenn das BMS erkennt, dass die Spannung zu niedrig ist, trennt es die Last, und wenn die Spannung zu hoch ist, trennt es das Ladegerät.Es wird auch prüfen, ob jede Zelle im Pack die gleiche Spannung hat und alle, die höher als die anderen Zellen sind, fallen lassen.Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie keine gefährlich hohen oder niedrigen Spannungen erreicht – was oft die Ursache für die Brände von Lithiumbatterien ist, die wir in den Nachrichten sehen.Es kann sogar die Temperatur des Akkus überwachen und den Akku trennen, bevor er zu heiß wird und Feuer fängt.Das Batteriemanagementsystem BMS soll also die Batterie schützen, anstatt sich nur auf ein gutes Ladegerät oder die richtige Benutzeraktion zu verlassen.
Warum benötigen Blei-Säure-Batterien (AGM, Gel-Batterien, Deep Cycle etc.) kein Batteriemanagementsystem?Die Komponenten von Blei-Säure-Batterien sind weniger brennbar und es ist viel weniger wahrscheinlich, dass sie Feuer fangen, wenn es ein Problem beim Laden oder Entladen gibt.Aber der Hauptgrund hat mit dem Verhalten zu tun, wenn der Akku voll geladen ist.Auch Blei-Säure-Batterien bestehen aus in Reihe geschalteten Zellen;Wenn eine Zelle etwas mehr geladen wird als die anderen Zellen, lässt sie nur Strom durch, bis die anderen Zellen vollständig geladen sind, während sie selbst eine angemessene Spannung aufrechterhält usw. Batterien holen auf.Auf diese Weise „balanciert“ sich die Blei-Säure-Batterie während des Ladevorgangs von selbst.
Lithiumbatterien sind anders.Die positive Elektrode der wiederaufladbaren Lithiumbatterie besteht hauptsächlich aus Lithiumionenmaterial.Sein Funktionsprinzip sieht vor, dass die Lithium-Elektronen während des Lade- und Entladevorgangs immer wieder zu beiden Seiten der positiven und negativen Elektrode laufen.Wenn die Spannung der Einzelzelle höher als 4,25 V sein darf (außer bei Hochspannungs-Lithiumbatterien), kann die mikroporöse Anodenstruktur zusammenbrechen, das harte kristalline Material kann wachsen und einen Kurzschluss verursachen, und dann steigt die Temperatur schnell an , was schließlich zu einem Brand führen wird.Wenn eine Lithiumzelle voll aufgeladen ist, steigt die Spannung plötzlich an und kann schnell gefährliche Werte erreichen.Wenn die Spannung einer Zelle in einem Akkupack höher ist als andere Zellen, erreicht diese Zelle erst während des Ladevorgangs die gefährliche Spannung, und die Gesamtspannung des Akkupacks hat zu diesem Zeitpunkt noch nicht den vollen Wert erreicht, wird das Ladegerät tun nicht aufhören zu laden.Daher stellt die erste Zelle, die die gefährliche Spannung erreicht, ein Sicherheitsrisiko dar.Daher reicht die Steuerung und Überwachung der Gesamtspannung des Batteriepakets für Lithium-basierte Chemikalien nicht aus, die Spannung jeder einzelnen Zelle, aus der das Batteriepaket besteht, muss vom BMS überprüft werden.
Im engeren Sinne dient das Batteriemanagementsystem BMS dem Schutz großer Batteriepacks.Die typische Verwendung sind Lithium-Eisenphosphat-Power-Batterien, die Schutzfunktionen wie Überladung, Überentladung, Überstrom, Kurzschluss und Zellbalance haben.Kommunikationsports, Dateneingabe- und -ausgabeoptionen und andere Anzeigefunktionen sind erforderlich.Die Kommunikationsschnittstelle von Xinyas professionellem, kundenspezifischem BMS sieht beispielsweise wie folgt aus.
Im weitesten Sinne ist ein Protection Circuit Board (PCB), manchmal auch als PCM (Protection Circuit Module) bezeichnet, ein einfaches Batteriemanagementsystem BMS.Wird normalerweise für kleine Akkus verwendet.Typischerweise verwendet für digitale Batterien, wie Handybatterien, Kamerabatterien, GPS-Batterien, Heizkleidungsbatterien usw. Meistens wird es für 3,7-V- oder 7,4-V-Akkus verwendet und verfügt über vier grundlegende Überladungsfunktionen. Überentladung, Überstrom und Kurzschluss.Einige Batterien erfordern möglicherweise auch PTC und NTC.
Um die Sicherheit und lange Lebensdauer von Lithium-Batteriepacks zu gewährleisten, ist daher ein Batteriemanagementsystem BMS mit zuverlässiger Qualität dringend erforderlich.
Postzeit: 31. März 2022