Un système de gestion de batterie (BMS)Le système de gestion de batterie (BMS) joue un rôle essentiel dans le fonctionnement sûr et efficace des batteries lithium-ion, notamment les batteries LFP et les batteries lithium ternaires (NCM/NCA). Sa fonction principale est de surveiller et de réguler différents paramètres de la batterie, tels que la tension, la température et le courant, afin de garantir son fonctionnement dans des limites de sécurité. Le BMS protège également la batterie contre la surcharge, la décharge excessive et les températures de fonctionnement hors de sa plage optimale. Dans les packs de batteries composés de plusieurs séries de cellules (chaînes de batteries), le BMS gère l'équilibrage de chaque cellule. En cas de défaillance du BMS, la batterie devient vulnérable et les conséquences peuvent être graves.
1. Surcharge ou décharge excessive
L'une des fonctions les plus critiques d'un système de gestion de batterie (BMS) est d'empêcher la surcharge ou la décharge excessive de la batterie. La surcharge est particulièrement dangereuse pour les batteries à haute densité énergétique comme les batteries lithium-ion ternaires (NCM/NCA) en raison de leur sensibilité à l'emballement thermique. Ce phénomène se produit lorsque la tension de la batterie dépasse les limites de sécurité, générant une chaleur excessive pouvant entraîner une explosion ou un incendie. La décharge excessive, quant à elle, peut causer des dommages permanents aux cellules, notamment en cas de forte intensité de chaleur.batteries LFPCes batteries peuvent perdre en capacité et présenter de mauvaises performances après des décharges profondes. Dans les deux cas, une défaillance du système de gestion de batterie (BMS) à réguler la tension pendant la charge et la décharge peut entraîner des dommages irréversibles à la batterie.
2. Surchauffe et emballement thermique
Les batteries lithium-ion ternaires (NCM/NCA) sont particulièrement sensibles aux hautes températures, plus encore que les batteries LFP, reconnues pour leur meilleure stabilité thermique. Cependant, les deux types nécessitent une gestion rigoureuse de la température. Un système de gestion de batterie (BMS) fonctionnel surveille la température de la batterie et veille à ce qu'elle reste dans une plage de sécurité. En cas de défaillance du BMS, une surchauffe peut se produire, déclenchant une réaction en chaîne dangereuse appelée emballement thermique. Dans un pack de batteries composé de nombreuses séries de cellules (chaînes de batteries), l'emballement thermique peut se propager rapidement d'une cellule à l'autre, entraînant une défaillance catastrophique. Pour les applications haute tension, comme les véhicules électriques, ce risque est amplifié par la densité énergétique et le nombre de cellules beaucoup plus élevés, augmentant ainsi la probabilité de conséquences graves.
3. Déséquilibre entre les cellules de la batterie
Dans les batteries multicellulaires, notamment celles à haute tension comme celles des véhicules électriques, l'équilibrage de la tension entre les cellules est crucial. Le système de gestion de batterie (BMS) assure cet équilibrage. En cas de défaillance du BMS, certaines cellules peuvent se surcharger tandis que d'autres restent sous-chargées. Dans les systèmes à plusieurs chaînes de batteries, ce déséquilibre réduit non seulement l'efficacité globale, mais représente également un risque pour la sécurité. Les cellules surchargées, en particulier, risquent de surchauffer, ce qui peut entraîner une défaillance catastrophique.
4. Panne de courant ou efficacité réduite
Un système de gestion de batterie (BMS) défaillant peut entraîner une baisse d'efficacité, voire une panne de courant totale. Sans une gestion adéquate de la tension, de la température et de l'équilibrage des cellules, le système peut s'arrêter pour éviter d'autres dommages. Dans les applications impliquant des batteries haute tension, comme les véhicules électriques ou le stockage d'énergie industriel, cela peut provoquer une coupure de courant soudaine, engendrant des risques importants pour la sécurité. Par exemple, un pack de batteries lithium-ion ternaire peut s'arrêter inopinément pendant qu'un véhicule électrique est en mouvement, créant ainsi des conditions de conduite dangereuses.
Date de publication : 23 septembre 2024
