电池管理系统（BMS）对于确保锂离子电池（包括磷酸铁锂和三元锂电池（NCM/NCA））的安全高效运行起着至关重要的作用。其主要目的是监控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 还可以保护电池免遭过度充电、过度放电或在最佳温度范围之外运行。在具有多个系列电池（电池串）的电池组中，BMS 管理各个电池的平衡。当 BMS 发生故障时，电池就会变得脆弱，后果可能很严重。
1. 过度充电或过度放电
BMS 最关键的功能之一是防止电池过度充电或过度放电。对于三元锂 (NCM/NCA) 等高能量密度电池来说，过度充电尤其危险，因为它们容易发生热失控。当电池电压超过安全极限时就会发生这种情况，产生过多的热量，可能导致爆炸或火灾。另一方面，过度放电会对电池造成永久性损坏，尤其是磷酸铁锂电池，深度放电后可能会损失容量并表现出较差的性能。在这两种类型中，BMS 在充电和放电期间未能调节电压可能会导致电池组发生不可逆转的损坏。
2. 过热和热失控
三元锂电池（NCM/NCA）对高温特别敏感，比以更好的热稳定性而闻名的磷酸铁锂电池更敏感。然而，这两种类型都需要仔细的温度管理。功能齐全的 BMS 监控电池温度，确保其保持在安全范围内。如果 BMS 发生故障，可能会发生过热，引发称为热失控的危险连锁反应。在由许多串联电池（电池组）组成的电池组中，热失控可以快速从一个电池传播到下一个电池，从而导致灾难性故障。对于电动汽车等高压应用，这种风险会被放大，因为能量密度和电池数量要高得多，从而增加了发生严重后果的可能性。
3. 电池组之间的不平衡
在多节电池组中，尤其是电动汽车等具有高电压配置的电池组中，平衡电池之间的电压至关重要。 BMS 负责确保电池组中的所有电池保持平衡。如果 BMS 发生故障，一些电池可能会过度充电，而另一些电池则仍然充电不足。在具有多个电池串的系统中，这种不平衡不仅会降低整体效率，还会带来安全隐患。过度充电的电池尤其面临过热的风险，这可能会导致它们发生灾难性故障。
4. 监控和数据记录丢失
在复杂的电池系统中，例如用于储能或电动汽车的电池系统，BMS 会持续监控电池性能，记录充电周期、电压、温度和单个电池健康状况的数据。这些信息对于了解电池组的健康状况至关重要。当 BMS 发生故障时，这种关键的监控就会停止，从而无法跟踪电池组中的电池的运行情况。对于具有许多串联电池的高压电池系统，无法监控电池健康状况可能会导致意外故障，例如突然断电或热事件。
5. 电源故障或效率降低
BMS 故障可能会导致效率降低甚至完全断电。如果没有适当的管理电压、温度和电池平衡，系统可能会关闭以防止进一步损坏。在应用程序中高压电池组涉及电动汽车或工业储能等，可能会导致突然断电，带来重大安全风险。例如，一个三元锂电动汽车行驶时，电池组可能会意外关闭，从而造成危险的驾驶条件。
发布时间：2024年9月11日
