Durch die Reihenschaltung mehrerer Lithiumbatterien lässt sich ein Akkupack bilden, der nicht nur verschiedene Verbraucher mit Strom versorgen kann, sondern mit einem passenden Ladegerät auch ganz normal geladen werden kann.Lithiumbatterien benötigen zum Laden und Entladen kein Batteriemanagementsystem (BMS).Warum sind also alle Lithiumbatterien auf dem Markt mit BMS ausgestattet?Die Antwort ist Sicherheit und Langlebigkeit.
Das Batteriemanagementsystem BMS (Battery Management System) dient der Überwachung und Steuerung des Ladens und Entladens von wiederaufladbaren Batterien.Die wichtigste Funktion eines Lithiumbatterie-Managementsystems (BMS) besteht darin, sicherzustellen, dass die Batterie innerhalb eines sicheren Betriebsbereichs bleibt, und sofort Maßnahmen zu ergreifen, wenn eine einzelne Batterie beginnt, den Grenzwert zu überschreiten.Wenn das BMS erkennt, dass die Spannung zu niedrig ist, trennt es die Last, und wenn die Spannung zu hoch ist, trennt es das Ladegerät.Außerdem wird überprüft, ob jede Zelle im Pack die gleiche Spannung hat, und alle Spannungen, die höher sind als die der anderen Zellen, werden abgesenkt.Dadurch wird sichergestellt, dass die Batterie keine gefährlich hohen oder niedrigen Spannungen erreicht – was oft die Ursache für die Brände von Lithiumbatterien ist, die wir in den Nachrichten sehen.Es kann sogar die Temperatur des Akkus überwachen und den Akku trennen, bevor er zu heiß wird und Feuer fängt.Das Batteriemanagementsystem BMS dient also dazu, die Batterie zu schützen, anstatt sich nur auf ein gutes Ladegerät oder korrekte Benutzeraktionen zu verlassen.
Warum benötigen Blei-Säure-Batterien (AGM, Gel-Batterien, Deep Cycle usw.) kein Batteriemanagementsystem?Die Bestandteile von Blei-Säure-Batterien sind weniger entflammbar und die Gefahr, dass sie Feuer fangen, wenn es Probleme beim Laden oder Entladen gibt, ist deutlich geringer.Der Hauptgrund liegt jedoch im Verhalten bei vollgeladenem Akku.Auch Blei-Säure-Batterien bestehen aus in Reihe geschalteten Zellen;Wenn eine Zelle etwas stärker geladen ist als die anderen Zellen, lässt sie nur so lange Strom durch, bis die anderen Zellen vollständig geladen sind, während sie selbst eine angemessene Spannung aufrechterhält usw. Batterien holen auf.Auf diese Weise „balanciert“ sich die Blei-Säure-Batterie beim Laden selbst aus.
Lithiumbatterien sind anders.Die positive Elektrode der wiederaufladbaren Lithiumbatterie besteht hauptsächlich aus Lithiumionenmaterial.Sein Funktionsprinzip bestimmt, dass die Lithiumelektronen während des Lade- und Entladevorgangs immer wieder zu beiden Seiten der positiven und negativen Elektrode laufen.Wenn die Spannung der einzelnen Zelle höher als 4,25 V sein darf (außer bei Hochspannungs-Lithiumbatterien), kann die mikroporöse Struktur der Anode zusammenbrechen, das harte kristalline Material kann wachsen und einen Kurzschluss verursachen, und dann steigt die Temperatur schnell an , was schließlich zu einem Brand führen wird.Wenn eine Lithiumzelle vollständig geladen ist, steigt die Spannung schlagartig an und kann schnell gefährliche Werte erreichen.Wenn die Spannung einer Zelle in einem Akkupack höher ist als die anderer Zellen, erreicht diese Zelle beim Ladevorgang zunächst die gefährliche Spannung und die Gesamtspannung des Akkupacks hat zu diesem Zeitpunkt noch nicht den vollen Wert erreicht, so das Ladegerät Ladevorgang nicht stoppen.Daher stellt die erste Zelle, die die gefährliche Spannung erreicht, ein Sicherheitsrisiko dar.Daher ist die Steuerung und Überwachung der Gesamtspannung des Batteriepakets für Lithium-basierte Chemikalien nicht ausreichend. Die Spannung jeder einzelnen Zelle, aus der das Batteriepaket besteht, muss vom BMS überprüft werden.
Im engeren Sinne dient das Batteriemanagementsystem BMS dem Schutz großer Batteriepacks.Die typische Verwendung sind Lithium-Eisenphosphat-Leistungsbatterien, die über Schutzfunktionen wie Überladung, Tiefentladung, Überstrom, Kurzschluss und Zellbalance verfügen.Kommunikationsanschlüsse, Möglichkeiten zur Dateneingabe und -ausgabe sowie weitere Anzeigefunktionen sind erforderlich.Die Kommunikationsschnittstelle des professionellen, maßgeschneiderten BMS von Xinya sieht beispielsweise wie folgt aus.
Im weitesten Sinne ist ein Protection Circuit Board (PCB), manchmal auch PCM (Protection Circuit Module) genannt, ein einfaches Batteriemanagementsystem (BMS).Wird normalerweise für kleine Akkupacks verwendet.Wird normalerweise für digitale Batterien wie Mobiltelefonbatterien, Kamerabatterien, GPS-Batterien, Heizkleidungsbatterien usw. verwendet. Meistens wird es für 3,7-V- oder 7,4-V-Akkus verwendet und verfügt über vier Grundfunktionen: Überladen, Tiefentladung, Überstrom und Kurzschluss.Einige Batterien erfordern möglicherweise auch PTC und NTC.
Um die Sicherheit und lange Lebensdauer von Lithium-Akkus zu gewährleisten, ist daher ein Batteriemanagementsystem (BMS) mit zuverlässiger Qualität unbedingt erforderlich.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 31. März 2022