电池管理系统 (BMS) 在确保锂离子电池（包括磷酸铁锂电池 (LFP) 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。其主要作用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 还可以防止电池过度充电、过度放电或超出其最佳温度范围运行。在包含多个串联电池（电池组）的电池组中，BMS 负责管理各个电池的平衡。一旦 BMS 发生故障，电池将变得脆弱，后果可能非常严重。
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。过度充电对于三元锂电池 (NCM/NCA) 等高能量密度电池尤其危险，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，从而可能导致爆炸或起火。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 (LFP)，深度放电后会降低容量并降低性能。在这两种电池类型中，如果 BMS 在充电和放电过程中无法调节电压，则可能对电池组造成不可逆转的损坏。
2. 过热和热失控
三元锂电池 (NCM/NCA) 对高温尤为敏感，其敏感度远高于以热稳定性著称的磷酸铁锂电池。然而，这两种电池都需要严谨的温度管理。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，从而引发危险的连锁反应，即热失控。在由多串电池（电池组）组成的电池组中，热失控会迅速从一个电池蔓延到另一个电池，导致灾难性的故障。对于电动汽车等高压应用，由于能量密度和电池数量更高，这种风险会被放大，从而增加了发生严重后果的可能性。
3. 电池单元间不平衡
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，平衡电池之间的电压至关重要。BMS 负责确保电池组内所有电池的电压平衡。如果 BMS 发生故障，某些电池可能会过充，而其他电池则处于充电不足状态。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，还会造成安全隐患。过度充电的电池尤其容易过热，从而导致灾难性的故障。
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 会持续监测电池性能，记录充电周期、电压、温度和单个电池的健康状况数据。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，这种关键的监测功能就会停止，从而无法追踪电池组中各个电池的运行状况。对于包含多串电池的高压电池系统，无法监测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、温度和电池平衡时，系统可能会关闭以防止进一步损坏。在应用中，高压电池组涉及电动汽车或工业储能等应用，这可能会导致突然断电，带来重大安全风险。例如，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
