Un système de gestion de batterie (BMS) joue un rôle essentiel pour garantir 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 et 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 susceptible de provoquer une explosion ou un incendie. La décharge excessive, quant à elle, peut endommager irrémédiablement les cellules, notamment celles des batteries LFP, qui peuvent perdre en capacité et présenter des performances médiocres après des décharges profondes. Dans les deux cas, une défaillance du BMS dans la régulation de 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. Perte de la surveillance et de l'enregistrement des données
Dans les systèmes de batteries complexes, comme ceux utilisés pour le stockage d'énergie ou les véhicules électriques, un système de gestion de batterie (BMS) surveille en permanence les performances de la batterie, en enregistrant les données relatives aux cycles de charge, à la tension, à la température et à l'état de chaque cellule. Ces informations sont essentielles pour comprendre l'état des batteries. En cas de défaillance du BMS, cette surveillance critique s'interrompt, rendant impossible le suivi du fonctionnement des cellules. Pour les systèmes de batteries haute tension comportant de nombreuses cellules en série, l'impossibilité de surveiller l'état des cellules peut entraîner des défaillances inattendues, telles que des coupures de courant brutales ou des surchauffes.
5. 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 detensionEn cas de variations de température ou d'équilibrage des cellules, le système peut s'arrêter pour éviter d'autres dommages. Dans les applications oùchaînes de batteries haute tensionSi des technologies telles que les véhicules électriques ou le stockage d'énergie industriel sont impliquées, cela pourrait entraîner une coupure de courant soudaine, posant des risques importants pour la sécurité. Par exemple, unlithium ternaireLa batterie peut s'éteindre inopinément pendant que le véhicule électrique est en mouvement, créant ainsi des conditions de conduite dangereuses.
Date de publication : 11 septembre 2024
