Mehrere Lithium-Akkus können in Reihe zu einem Akkupack geschaltet werden, der verschiedene Verbraucher mit Strom versorgen kann und mit einem passenden Ladegerät auch ganz normal geladen werden kann. Lithiumbatterien benötigen kein Batteriemanagementsystem (BMS) zum Laden und Entladen. Warum sind also alle Lithiumbatterien auf dem Markt mit BMS ausgestattet? Die Antwort ist Sicherheit und Langlebigkeit.
Das Batteriemanagementsystem BMS (Battery Management System) dient der Überwachung und Steuerung des Ladens und Entladens von wiederaufladbaren Batterien. Die wichtigste Funktion eines Lithiumbatterie-Managementsystems (BMS) besteht darin, sicherzustellen, dass die Batterien innerhalb der sicheren Betriebsgrenzen bleiben, und sofort Maßnahmen zu ergreifen, wenn eine einzelne Batterie beginnt, die Grenzwerte 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. Außerdem wird überprüft, ob jede Zelle im Pack die gleiche Spannung hat, und die Spannung, die höher als die der anderen Zellen ist, wird reduziert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie keine gefährlich hohen oder niedrigen Spannungen erreicht–Dies ist häufig die Ursache für die Brände von Lithiumbatterien, die wir in den Nachrichten sehen. Es kann sogar die Temperatur des Akkus überwachen und den Akku trennen, bevor er zu heiß wird, um Feuer zu fangen. Daher ermöglicht das Batteriemanagementsystem BMS den Schutz der Batterie, anstatt sich nur auf ein gutes Ladegerät oder eine korrekte Bedienung durch den Benutzer zu verlassen.
Warum Don?'Brauchen Blei-Säure-Batterien ein Batteriemanagementsystem? Die Zusammensetzung von Blei-Säure-Batterien ist weniger entflammbar, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass sie Feuer fangen, wenn es Probleme beim Laden oder Entladen gibt, deutlich geringer ist. Der Hauptgrund liegt jedoch darin, wie sich der Akku verhält, wenn er vollständig aufgeladen ist. Auch Blei-Säure-Batterien bestehen aus in Reihe geschalteten Zellen; Wenn eine Zelle etwas mehr Ladung hat als die anderen Zellen, lässt sie den Strom nur so lange durch, bis die anderen Zellen vollständig geladen sind, während eine angemessene Spannung usw. aufrechterhalten wird. Die Zellen holen auf. Auf diese Weise „balancieren“ sich Blei-Säure-Batterien beim Laden aus.
Lithiumbatterien sind anders. Die positive Elektrode wiederaufladbarer Lithiumbatterien besteht hauptsächlich aus Lithiumionenmaterial. Sein Funktionsprinzip bestimmt, dass Lithiumelektronen während des Lade- und Entladevorgangs immer wieder zu beiden Seiten der positiven und negativen Elektrode wandern. Wenn die Spannung einer einzelnen Zelle höher als 4,25 V sein darf (außer bei Hochspannungs-Lithiumbatterien), kann die mikroporöse Struktur der Anode zusammenbrechen, das harte Kristallmaterial kann wachsen und einen Kurzschluss verursachen, und dann steigt die Temperatur schnell, was schließlich zu einem Brand führte. Wenn eine Lithiumbatterie vollständig geladen ist, steigt die Spannung schlagartig an und kann schnell gefährliche Werte erreichen. Ist die Spannung einer bestimmten Zelle in einem Akkupack höher als die anderer Zellen, erreicht diese Zelle beim Ladevorgang zuerst die gefährliche Spannung. Zu diesem Zeitpunkt hat die Gesamtspannung des Akkupacks noch nicht den vollen Wert erreicht und das Ladegerät stoppt den Ladevorgang nicht. . Daher stellen die Zellen, die zuerst gefährliche Spannungen erreichen, Sicherheitsrisiken dar. Daher reicht die Steuerung und Überwachung der Gesamtspannung des Batteriepacks für Lithium-basierte Chemikalien nicht aus. Das BMS muss die Spannung jeder einzelnen Zelle prüfen, aus der der Akku besteht.
Um die Sicherheit und lange Lebensdauer von Lithiumbatterien zu gewährleisten, ist daher ein hochwertiges und zuverlässiges Batteriemanagementsystem (BMS) erforderlich.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Okt. 2023
