Warum ist BMS (Batteriemanagementsystem) bei LiFePO4-Batterien so wichtig?
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Warum ist BMS (Batteriemanagementsystem) bei LiFePO4-Batterien so wichtig?

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Überblick

Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) werden in einem einzigen Paket geliefert und bieten viel Leistung und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.Diese Chemie der Lithiumbatterien ist ein großer Teil ihrer überlegenen Leistung.Zwar verfügen alle renommierten Lithium-Ionen-Batterien neben den Batteriezellen auch über eine weitere wichtige Komponente: ein sorgfältig konzipiertes Batteriemanagementsystem (BMS).Ein gut konzipiertes Batteriemanagementsystem kann eine Lithium-Ionen-Batterie optimal schützen und überwachen, um die Leistung zu optimieren, die Lebensdauer zu maximieren und einen sicheren Betrieb über ein breites Spektrum an Einsatzbedingungen hinweg zu gewährleisten.


Alle Lithium-Eisenphosphat-Batterien von Polinovel verfügen über ein innen oder außen integriertes BMS.Schauen wir uns genauer an, wie Polinovel BMS die Lebensdauer von Lithium-Eisenphosphat-Batterien optimiert.


1. Überspannungsschutz

LiFePO4-Zellen arbeiten sicher in einem Spannungsbereich, typischerweise von 2,0 V bis 4,2 V.Einige Lithiumchemien führen zu Zellen, die sehr empfindlich gegenüber Überspannung sind, LiFePO4-Zellen sind jedoch toleranter.Dennoch kann eine erhebliche Überspannung über einen längeren Zeitraum während des Ladevorgangs dazu führen, dass sich metallisches Lithium auf der Anode der Batterie ablagert, was die Leistung dauerhaft beeinträchtigt.Außerdem kann das Kathodenmaterial oxidieren, weniger stabil werden und Kohlendioxid produzieren, was zu einem Druckaufbau in der Zelle führen kann.Polinovel BMS begrenzt jede Zelle und die Batterie selbst auf eine maximale Spannung von 3,9 V und 15,6 V.


2. Unterspannungsschutz

Eine Unterspannung während der Batterieentladung ist ebenfalls ein Problem, da das Entladen einer LiFePO4-Zelle unter etwa 2,0 V zu einem Zusammenbruch der Elektrodenmaterialien führen kann.Das BMS fungiert als Ausfallsicherung und trennt die Batterie von einem Stromkreis, wenn eine Zelle unter 2,0 V abfällt.Polinovel-Lithiumbatterien haben eine empfohlene Mindestbetriebsspannung, die 2,5 V für die Zelle und 10 V für die Batterie beträgt.


3. Überstromschutz

Für einen sicheren Betrieb verfügt jede Batterie über einen maximal spezifizierten Strom.Wenn eine Last einen höheren Strom zur Batterie zieht, kann dies zu einer Überhitzung der Batterie führen.Während es wichtig ist, die Batterie so zu verwenden, dass die Stromaufnahme unter der maximalen Spezifikation bleibt, fungiert das BMS wiederum als Rücklaufsperre gegen Überstromzustände und trennt die Batterie vom Stromkreis.


4. Kurzschlussschutz

Ein Kurzschluss der Batterie ist die schwerwiegendste Form des Überstromzustands.Dies geschieht am häufigsten, wenn die Elektroden versehentlich mit einem Metallstück verbunden werden.Das BMS muss einen Kurzschlusszustand schnell erkennen, bevor der plötzliche und massive Stromverbrauch die Batterie überhitzt und katastrophale Schäden verursacht.


5. Übertemperatur

Lithium-Eisenphosphat-Batterien arbeiten effizient und sicher bei Temperaturen von bis zu 60 °C oder mehr.Bei höheren Betriebs- und Lagertemperaturen beginnen sich jedoch, wie bei allen Batterien, die Elektrodenmaterialien zu zersetzen.Das BMS einer Lithiumbatterie überwacht mithilfe eingebetteter Thermistoren die Temperatur während des Betriebs und trennt die Batterie bei einer bestimmten Temperatur vom Stromkreis.


Zusammenfassung

Lithium-Eisenphosphat-Batterien bestehen aus mehr als nur verbundenen Einzelzellen.Sie umfassen außerdem ein Batteriemanagementsystem (BMS), das für den Endbenutzer normalerweise nicht sichtbar ist und dafür sorgt, dass jede Zelle in der Batterie innerhalb sicherer Grenzen bleibt.Bei Polinovel verfügen alle unsere LiFePO4-Batterien über ein internes oder externes BMS zum Schutz, zur Steuerung und Überwachung der Batterie, um die Sicherheit zu gewährleisten und die Lebensdauer über den gesamten Bereich der Betriebsbedingungen zu maximieren.


Den BMS-Detailwert finden Sie im Datenblatt der Polinovel-Batterie.



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