电池管理系统 (BMS) 在确保锂离子电池（包括磷酸铁锂电池和三元锂电池（NCM/NCA））安全高效运行方面发挥着至关重要的作用。其主要目的是监测和调节各种电池参数，例如电压、温度和电流，以确保电池在安全范围内运行。BMS 还能防止电池过充、过放或在最佳温度范围外运行。在包含多组电芯（电池串）的电池组中，BMS 负责管理各个电芯的均衡。一旦 BMS 发生故障，电池将变得脆弱，并可能造成严重后果。
1. 过度充电或过度放电
电池管理系统 (BMS) 最重要的功能之一是防止电池过充或过放。过充对于高能量密度电池（例如三元锂电池 (NCM/NCA)）尤其危险，因为它们容易发生热失控。当电池电压超过安全限值时，就会发生热失控，产生过多的热量，可能导致爆炸或起火。另一方面，过放会对电池造成永久性损坏，尤其是磷酸铁锂电池，深度放电后容量会下降，性能也会变差。对于这两种类型的电池，如果 BMS 无法在充放电过程中调节电压，都可能导致电池组遭受不可逆的损坏。
2. 过热和热失控
三元锂电池（NCM/NCA）对高温尤其敏感，比以热稳定性著称的磷酸铁锂电池更为敏感。然而，两种类型的电池都需要精细的温度管理。功能正常的电池管理系统（BMS）会监控电池温度，确保其保持在安全范围内。如果BMS发生故障，则可能发生过热，从而引发一种称为热失控的危险连锁反应。在由多个串联电芯（电池组串）组成的电池组中，热失控会迅速从一个电芯蔓延到下一个电芯，导致灾难性故障。对于电动汽车等高压应用，由于能量密度和电芯数量更高，这种风险会进一步放大，从而增加发生严重后果的可能性。
3. 电池单体间不平衡
在多节电池组中，尤其是在电动汽车等高压配置的电池组中，平衡各节电池间的电压至关重要。电池管理系统 (BMS) 负责确保电池组内所有节电池的电压平衡。如果 BMS 出现故障，部分节电池可能会过充，而其他节电池则可能欠充。在包含多个电池组的系统中，这种电压不平衡不仅会降低整体效率，还会带来安全隐患。特别是过充的节电池，容易发生过热，从而导致灾难性故障。
4. 监测和数据记录丢失
在复杂的电池系统中，例如储能系统或电动汽车系统，电池管理系统 (BMS) 会持续监测电池性能，记录充电循环次数、电压、温度和单体电池健康状况等数据。这些信息对于了解电池组的健康状况至关重要。一旦 BMS 发生故障，这种关键的监测就会停止，导致无法追踪电池组中各单体电池的运行状况。对于包含多组串联单体电池的高压电池系统而言，无法监测单体电池健康状况可能会导致意外故障，例如突然断电或过热事件。
5. 电力故障或效率降低
电池管理系统（BMS）故障会导致效率降低甚至完全断电。如果没有妥善管理，电压如果温度或电池平衡出现问题，系统可能会关闭以防止进一步损坏。在以下应用中：高压电池组如果涉及电动汽车或工业储能等应用，则可能导致突然断电，从而造成重大安全隐患。例如，三元锂电动汽车行驶过程中，电池组可能会意外断电，造成危险的驾驶状况。
发布时间：2024年9月11日
