¿Qué sucede cuando falla un BMS?

Un Sistema de Gestión de Baterías (BMS) desempeña un papel fundamental 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 función principal es supervisar y regular diversos parámetros de la batería, como el voltaje, la temperatura y la corriente, para garantizar su funcionamiento dentro de límites seguros. El BMS también protege la batería contra sobrecargas, sobredescargas o temperaturas fuera de su rango óptimo de temperatura. En los paquetes de baterías con múltiples series de celdas (cadenas de baterías), el BMS gestiona el equilibrado de cada celda. Cuando el BMS falla, la batería queda vulnerable, con consecuencias graves.

Batería BMS 100A, alta corriente
Batería de iones de litio BMS de 4 s y 12 V

1. Sobrecarga o sobredescarga

Una de las funciones más importantes de un BMS es evitar la sobrecarga o la sobredescarga de la batería. La sobrecarga es especialmente peligrosa en baterías de alta densidad energética, como las de litio ternario (NCM/NCA), debido a su susceptibilidad a la fuga térmica. Esto ocurre cuando el voltaje de la batería supera los límites de seguridad, generando un calor excesivo que podría provocar una explosión o un incendio. Por otro lado, la sobredescarga puede causar daños permanentes a las celdas, especialmente en baterías LFP, que pueden perder capacidad y presentar un rendimiento deficiente tras descargas profundas. En ambos tipos, la incapacidad del BMS para regular el voltaje durante la carga y la descarga puede provocar daños irreversibles en la batería.

2. Sobrecalentamiento y fuga térmica

Las baterías ternarias de litio (NCM/NCA) son particularmente sensibles a las altas temperaturas, más que las baterías LFP, conocidas por su mayor estabilidad térmica. Sin embargo, ambos tipos requieren una gestión cuidadosa de la temperatura. Un sistema de gestión de baterías (BMS) funcional monitoriza la temperatura de la batería, garantizando que se mantenga dentro de un rango seguro. Si el BMS falla, puede producirse un sobrecalentamiento, lo que desencadena una peligrosa reacción en cadena denominada fuga térmica. En un paquete de baterías compuesto por varias series de celdas (cadenas de baterías), la fuga térmica puede propagarse rápidamente de una celda a otra, provocando una falla catastrófica. En aplicaciones de alto voltaje, como los vehículos eléctricos, este riesgo se magnifica debido a que la densidad energética y el número de celdas son mucho mayores, lo que aumenta la probabilidad de consecuencias graves.

BMS de 8 s y 24 V
paquete de baterías LiFePO4 de 8 s y 24 V

3. Desequilibrio entre celdas de la batería

En los paquetes de baterías multicelda, especialmente en aquellos con configuraciones de alto voltaje como los vehículos eléctricos, es crucial equilibrar el voltaje entre las celdas. El BMS se encarga de garantizar que todas las celdas del paquete estén equilibradas. Si el BMS falla, algunas celdas pueden sobrecargarse mientras que otras permanecen con carga insuficiente. En sistemas con varias cadenas de baterías, este desequilibrio no solo reduce la eficiencia general, sino que también supone un riesgo para la seguridad. Las celdas sobrecargadas, en particular, corren el riesgo de sobrecalentarse, lo que puede provocar un fallo catastrófico.

4. Pérdida de monitoreo y registro de datos

En sistemas de baterías complejos, como los utilizados en sistemas de almacenamiento de energía o vehículos eléctricos, un BMS monitoriza continuamente el rendimiento de la batería, registrando datos sobre ciclos de carga, voltaje, temperatura y el estado de cada celda. Esta información es vital para comprender el estado de los paquetes de baterías. Cuando el BMS falla, esta monitorización crítica se detiene, lo que imposibilita el seguimiento del funcionamiento de las celdas del paquete. En sistemas de baterías de alto voltaje con muchas series de celdas, la imposibilidad de monitorizar el estado de las celdas podría provocar fallos inesperados, como una pérdida repentina de potencia o eventos térmicos.

5. Falla de energía o eficiencia reducida

Un BMS defectuoso puede provocar una reducción de la eficiencia o incluso un corte total de energía. Sin una gestión adecuada de...Voltaje, la temperatura y el equilibrio de la celda, el sistema puede apagarse para evitar daños mayores. En aplicaciones dondecadenas de baterías de alto voltajeEn el caso de sistemas de almacenamiento de energía, como los vehículos eléctricos o los sistemas industriales, esto podría provocar una pérdida repentina de potencia, lo que supone importantes riesgos de seguridad. Por ejemplo, unlitio ternarioLa batería puede apagarse inesperadamente mientras un vehículo eléctrico está en movimiento, lo que crea condiciones de conducción peligrosas.


Hora de publicación: 11 de septiembre de 2024

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