Un sistema de gestión de baterías (BMS) desempeña un papel vital para garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de las baterías de iones de litio, incluidas las LFP y las baterías ternarias de litio (NCM/NCA). Su objetivo principal es monitorear y regular varios parámetros de la batería, como voltaje, temperatura y corriente, para garantizar que la batería funcione dentro de límites seguros. El BMS también protege la batería contra sobrecargas, descargas excesivas o funcionamiento fuera de su rango de temperatura óptimo. En paquetes de baterías con varias series de celdas (cadenas de baterías), el BMS gestiona el equilibrio de las celdas individuales. Cuando el BMS falla, la batería queda vulnerable y las consecuencias pueden ser graves.
1. Sobrecarga o sobredescarga
Una de las funciones más críticas de un BMS es evitar que la batería se sobrecargue o se descargue en exceso. La sobrecarga es especialmente peligrosa para las baterías de alta densidad de energía como las de litio ternario (NCM/NCA) debido a su susceptibilidad a la fuga térmica. Esto ocurre cuando el voltaje de la batería excede los límites de seguridad, generando un exceso de calor, que podría provocar una explosión o un incendio. La descarga excesiva, por otro lado, puede causar daños permanentes a las celdas, especialmente en las baterías LFP, que pueden perder capacidad y presentar un rendimiento deficiente después de descargas profundas. En ambos tipos, la falla del BMS para regular el voltaje durante la carga y descarga puede resultar en daños irreversibles al paquete de baterías.
2. Sobrecalentamiento y fuga térmica
Las baterías ternarias de litio (NCM/NCA) son particularmente sensibles a las altas temperaturas, más que las baterías LFP, que son conocidas por su mejor estabilidad térmica. Sin embargo, ambos tipos requieren un control cuidadoso de la temperatura. Un BMS funcional controla la temperatura de la batería y garantiza que se mantenga dentro de un rango seguro. Si el BMS falla, puede producirse un sobrecalentamiento, lo que desencadena una peligrosa reacción en cadena llamada fuga térmica. En un paquete de baterías compuesto por muchas series de celdas (cadenas de baterías), la fuga térmica puede propagarse rápidamente de una celda a la siguiente, provocando fallas catastróficas. Para aplicaciones de alto voltaje como los vehículos eléctricos, este riesgo aumenta porque la densidad de energía y el número de células son mucho mayores, lo que aumenta la probabilidad de consecuencias graves.
3. Desequilibrio entre las celdas de la batería
En los paquetes de baterías de varias celdas, especialmente aquellos con configuraciones de alto voltaje, como los vehículos eléctricos, equilibrar el voltaje entre las celdas es crucial. El BMS es responsable de garantizar que todas las células de un paquete estén equilibradas. Si el BMS falla, algunas celdas pueden sobrecargarse mientras que otras permanecen insuficientemente cargadas. En sistemas con múltiples cadenas de baterías, este desequilibrio no solo reduce la eficiencia general sino que también representa un peligro para la seguridad. En particular, las celdas sobrecargadas corren el riesgo de sobrecalentarse, lo que puede provocar que fallen catastróficamente.
4. Pérdida de monitoreo y registro de datos
En sistemas de baterías complejos, como los utilizados en almacenamiento de energía o vehículos eléctricos, un BMS monitorea continuamente el rendimiento de la batería, registrando datos sobre ciclos de carga, voltaje, temperatura y estado de las celdas individuales. Esta información es vital para comprender el estado de los paquetes de baterías. Cuando el BMS falla, este monitoreo crítico se detiene, lo que hace imposible rastrear qué tan bien están funcionando las células del paquete. Para los sistemas de baterías de alto voltaje con muchas series de celdas, la incapacidad de monitorear el estado de las celdas podría provocar fallas inesperadas, como una pérdida abrupta de energía o eventos térmicos.
5. Fallo de energía o eficiencia reducida
Un BMS fallido puede provocar una reducción de la eficiencia o incluso un fallo total de energía. Sin una adecuada gestión deVoltaje, temperatura y equilibrio de las celdas, el sistema puede apagarse para evitar daños mayores. En aplicaciones dondecadenas de baterías de alto voltajeSi se trata de vehículos eléctricos o de almacenamiento de energía industrial, esto podría provocar una pérdida repentina de energía, lo que plantea importantes riesgos para la seguridad. Por ejemplo, unlitio ternarioEl paquete de baterías puede apagarse inesperadamente mientras un vehículo eléctrico está en movimiento, creando condiciones de conducción peligrosas.
Hora de publicación: 11 de septiembre de 2024
