Bagaimana Baterai Litium BMS Memastikan Keamanan & Mencegah Ledakan
Sistem manajemen baterai lithium-ion (BMS) memastikan operasi baterai yang aman melalui mekanisme keamanan multi-level untuk mencegah ledakan dan termal runaway.Berikut adalah fungsi inti dan prinsip-prinsip realisasi::
I. Pemantauan waktu nyata dan perlindungan parameter
BMS memastikan bahwa baterai beroperasi dalam batas aman dengan terus memantau parameter kunci seperti tegangan, arus dan suhu:
1Pemantauan tegangan
- Pemantauan tegangan monomer secara real time untuk mencegah tegangan berlebihan (> 4.2V) atau tegangan rendah (< 3.0V).75V (level 1 overcharge) atau 3.90V (level 2 overcharge).
![]()
- Teknik manajemen pemerataan (pasif/aktif) untuk mengurangi perbedaan tegangan individu dan menghindari overcharging lokal atau overdischarging karena inkonsistensi tegangan
![]()
2. Batas saat ini
- Menetapkan ambang arus muatan / pelepasan (misalnya, 1.0C untuk peringatan overcurrent muatan, 2.0C untuk overcurrent pelepasan) dan memotong sirkuit ketika batas melebihi
![]()
- Perlindungan sirkuit pendek memotong arus dalam milidetik melalui tabung MOS untuk mencegah termal lari yang disebabkan oleh arus tinggi.
3. Pengelolaan Suhu
- Sensor suhu memantau suhu baterai secara real time, rentang kerja biasanya -20°C ~ 60°C. Sensor suhu memantau suhu baterai secara real time,kisaran operasi biasanya -20°C~60°C.
- Suhu yang tidak normal (misalnya > 60 °C) memicu mati atau mati daya untuk mencegah dekomposisi elektrolit dan termal lari
II. Mekanisme perlindungan multi-level
BMS menggunakan strategi perlindungan berlapis dengan eskalasi bertahap untuk mengatasi risiko:
1Perlindungan terhadap overcharge
- Tegangan pengisian dibagi menjadi tiga tingkat respons: penghentian pengisian saat mencapai 3,65V; pemotongan paksa pada 3,75V; mengunci sistem pada 3,90V sampai intervensi manual.
![]()
- Pengimbangan tegangan untuk menghindari overcharging sel individu, misalnya pengimbangan pasif melalui disipasi energi resistif, pengimbangan aktif untuk mentransfer energi ke sel tegangan rendah
2.perlindungan overdischarge
- Hentikan debit saat tegangan debit lebih rendah dari 2,5V; dalam kasus ekstrem (misalnya, 2,0V), potong secara paksa dan aktifkan mekanisme pengisian ulang.
- Hindari larutan foil tembaga elektroda negatif dan pertumbuhan dendrit lithium, mencegah sirkuit pendek internal
3Perlindungan overcurrent dan sirkuit pendek
- Batas arus yang dapat diatur secara dinamis dikombinasikan dengan perlindungan dual perangkat keras (sekering) dan perangkat lunak (pengendalian tabung MOS).
- BMS memotong sirkuit dalam 100ms dalam kasus sirkuit pendek, menekan dampak arus tinggi instan (misalnya ribuan ampere) pada baterai.
III. Pencegahan dan pemecahan masalah termal
1.Peringatan termal
- Risiko termal kabur, misalnya tekanan gas naik sebelum dekomposisi elektrolit, diprediksi dengan memantau laju perubahan suhu dan tegangan (dV/dt).
- Dikombinasikan dengan analisis data historis, ini memicu disipasi panas atau isolasi modul yang rusak sebelumnya.
2.Penyelesaian Masalah dan Tanggapan Darurat
- BMS mencatat jenis kesalahan (misalnya, tekanan diferensial yang berlebihan dalam satu unit, SOC rendah) dan mengatasinya dengan cara hierarkis: alarm, pengurangan daya, pemotongan kontaktor
- Pemutusan sambungan sirkuit utama jika terjadi kerusakan serius (misalnya termal runaway) dan pelaporan ke sistem eksternal melalui antarmuka komunikasi
![]()
IV. Perlindungan yang ditargetkan terhadap penyebab ledakan
Tiga pemicu utama ledakan baterai lithium-ion (penyalahgunaan mekanik, penyalahgunaan listrik, dan penyalahgunaan termal) semuanya dikurangi oleh BMS:
1.Perlindungan terhadap Penyalahgunaan Listrik
- Penyalahgunaan listrik seperti overcharging, overdischarging, dan arus tinggi adalah risiko utama, dan BMS secara langsung memblokir jalur tersebut melalui voltage / current limiting and equalization management
2Perlindungan terhadap penyalahgunaan panas
- Modul kontrol suhu mencegah overheating lokal, menghambat dekomposisi film SEI dan peleburan diafragma, dan menghindari sirkuit pendek internal.
3Perlindungan tidak langsung terhadap penyalahgunaan mekanis
- Meskipun tidak dapat secara langsung mencegah tabrakan, BMS dapat dengan cepat mengisolasi baterai yang rusak setelah kerusakan mekanis, mencegah reaksi berantai
V. Desain keamanan tingkat sistem
1. Perlindungan yang berlebihan
- Kombinasi perlindungan primer (bisa dipulihkan) dan perlindungan sekunder (tidak dapat diubah, misalnya, sekring) untuk peningkatan toleransi kesalahan
![]()
- Validasi silang multi-sensor untuk mengurangi alarm palsu dan kelalaian
2.Optimasi Berbasis Data
- Catat data seperti riwayat pengisian/pengeluaran dan distribusi suhu untuk mengoptimalkan strategi pengisian dan memprediksi umur baterai.
- Sempadan perlindungan diatur secara dinamis untuk menyesuaikan diri dengan penuaan baterai melalui estimasi SOC/SOH (misalnya, metode penyaringan Kalman) 27 51.

