Un sistema de gestión de baterías (BMS)desempeña un papel vital 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 objetivo principal es monitorear y regular varios parámetros de la batería, como voltaje, temperatura y corriente, para garantizar que la batería funcione dentro de límites seguros. El BMS también protege la batería contra sobrecargas, descargas excesivas o funcionamiento fuera de su rango de temperatura óptimo. En paquetes de baterías con varias series de celdas (cadenas de baterías), el BMS gestiona el equilibrio de las celdas individuales. Cuando el BMS falla, la batería queda vulnerable y las consecuencias pueden ser graves.
1. Sobrecarga o sobredescarga
Una de las funciones más críticas de un BMS es evitar que la batería se sobrecargue o se descargue en exceso. La sobrecarga es especialmente peligrosa para las baterías de alta densidad de energía como las de litio ternario (NCM/NCA) debido a su susceptibilidad a la fuga térmica. Esto ocurre cuando el voltaje de la batería excede los límites de seguridad, generando un exceso de calor, que podría provocar una explosión o un incendio. Por otro lado, una descarga excesiva puede causar daños permanentes a las células, especialmente enbaterías LFP, que puede perder capacidad y presentar un rendimiento deficiente después de descargas profundas. En ambos tipos, la falla del BMS para regular el voltaje durante la carga y descarga puede provocar daños irreversibles al paquete de baterías.
2. Sobrecalentamiento y fuga térmica
Las baterías ternarias de litio (NCM/NCA) son particularmente sensibles a las altas temperaturas, más que las baterías LFP, que son conocidas por su mejor estabilidad térmica. Sin embargo, ambos tipos requieren un control cuidadoso de la temperatura. Un BMS funcional controla la temperatura de la batería y garantiza que se mantenga dentro de un rango seguro. Si el BMS falla, puede producirse un sobrecalentamiento, lo que desencadena una peligrosa reacción en cadena llamada fuga térmica. En un paquete de baterías compuesto por muchas series de celdas (cadenas de baterías), la fuga térmica puede propagarse rápidamente de una celda a la siguiente, provocando fallas catastróficas. Para aplicaciones de alto voltaje como los vehículos eléctricos, este riesgo aumenta porque la densidad de energía y el número de células son mucho mayores, lo que aumenta la probabilidad de consecuencias graves.
3. Desequilibrio entre las celdas de la batería
En los paquetes de baterías de varias celdas, especialmente aquellos con configuraciones de alto voltaje, como los vehículos eléctricos, equilibrar el voltaje entre las celdas es crucial. El BMS es responsable de garantizar que todas las células de un paquete estén equilibradas. Si el BMS falla, algunas celdas pueden sobrecargarse mientras que otras permanecen insuficientemente cargadas. En sistemas con múltiples cadenas de baterías, este desequilibrio no solo reduce la eficiencia general sino que también representa un peligro para la seguridad. En particular, las celdas sobrecargadas corren el riesgo de sobrecalentarse, lo que puede provocar que fallen catastróficamente.
4. Fallo de energía o eficiencia reducida
Un BMS fallido puede provocar una reducción de la eficiencia o incluso un fallo total de energía. Sin una gestión adecuada del voltaje, la temperatura y el equilibrio de las celdas, el sistema puede apagarse para evitar daños mayores. En aplicaciones en las que intervienen cadenas de baterías de alto voltaje, como vehículos eléctricos o almacenamiento de energía industrial, esto podría provocar una pérdida repentina de energía, lo que plantea importantes riesgos para la seguridad. Por ejemplo, un paquete de baterías de litio ternario puede apagarse inesperadamente mientras un vehículo eléctrico está en movimiento, creando condiciones de conducción peligrosas.
Hora de publicación: 23 de septiembre de 2024
