173-6536-3369
在極端低溫環(huán)境下，鋰電池的性能會(huì)顯著下降，電池管理系統(tǒng)（BMS, Battery Management System）需要采取一系列保護(hù)措施，以確保電池的安全性和壽命。低溫對(duì)鋰電池的影響主要表現(xiàn)為容量減少、內(nèi)阻增大、充電困難等問(wèn)題，甚至可能引發(fā)電池?fù)p壞或安全隱患。因此，BMS通常會(huì)通過(guò)以下幾種措施來(lái)保護(hù)鋰電池：
1. 溫度監(jiān)控與溫度保護(hù)
溫度傳感器：BMS會(huì)配備多個(gè)溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控電池包的溫度。通常，鋰電池的極限工作溫度范圍為0°C到45°C，低于此溫度，尤其是低于-10°C時(shí)，電池的性能顯著下降，甚至可能出現(xiàn)鋰電池電解液結(jié)晶等問(wèn)題。
低溫警告：當(dāng)電池的溫度降到設(shè)定的低溫閾值時(shí)，BMS會(huì)發(fā)出警告，提醒用戶(hù)注意電池狀態(tài)。
自動(dòng)切斷功能：如果電池的溫度低于安全工作范圍，BMS會(huì)自動(dòng)切斷電池的工作回路，防止繼續(xù)充電或放電，以避免低溫條件下產(chǎn)生的過(guò)熱、內(nèi)部短路或損壞。
2. 充電限制
低溫下禁止充電：低溫環(huán)境下充電鋰電池會(huì)導(dǎo)致金屬鋰沉積在電池的負(fù)極表面，從而形成樹(shù)枝狀的鋰枝晶，可能引起短路或其他安全問(wèn)題。因此，BMS會(huì)設(shè)定一個(gè)最低充電溫度閾值（通常在0°C左右），當(dāng)電池溫度低于該閾值時(shí)，BMS會(huì)禁止充電操作。
溫控加熱系統(tǒng)：一些高端的電池管理系統(tǒng)（尤其是用于電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)中的BMS）配有溫控加熱系統(tǒng)。這些系統(tǒng)會(huì)通過(guò)加熱電池，使其溫度升高到安全充電的范圍，通常通過(guò)電池內(nèi)部的加熱片或通過(guò)外部加熱裝置來(lái)加熱電池。
3. 放電限制
低溫下限制放電電流：在低溫環(huán)境下，電池的內(nèi)阻增大，放電電流過(guò)大會(huì)導(dǎo)致電池溫度急劇升高，甚至可能引起電池?fù)p壞。為了避免這一情況，BMS會(huì)通過(guò)限制電池的放電電流來(lái)保護(hù)電池，降低過(guò)度放電的風(fēng)險(xiǎn)。
低溫保護(hù)模式：有些BMS會(huì)啟用特定的低溫保護(hù)模式，即降低放電功率或限制放電速率，防止電池過(guò)度放電，并保護(hù)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
4. 電池加熱系統(tǒng)
電池加熱器：某些應(yīng)用（例如電動(dòng)汽車(chē)、航天、軍事等）可能配備電池加熱器，BMS會(huì)通過(guò)加熱器在低溫環(huán)境下給電池加熱。這可以通過(guò)加熱片、加熱帶或通過(guò)電池包內(nèi)的電熱元件實(shí)現(xiàn)。加熱系統(tǒng)通過(guò)將電池溫度保持在安全的工作范圍內(nèi)，確保電池在低溫下能夠正常工作和充電。
動(dòng)態(tài)加熱控制：BMS還可以根據(jù)電池的當(dāng)前溫度動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率，確保加熱系統(tǒng)不會(huì)過(guò)熱或浪費(fèi)過(guò)多能源。
5. 電池預(yù)熱功能（在某些電動(dòng)車(chē)中應(yīng)用）
電池預(yù)熱系統(tǒng)：一些電動(dòng)車(chē)會(huì)在啟動(dòng)前，自動(dòng)啟動(dòng)電池預(yù)熱功能，尤其是在低溫環(huán)境下。BMS會(huì)根據(jù)外部環(huán)境溫度判斷是否需要啟動(dòng)預(yù)熱，以保證電池在啟動(dòng)時(shí)具備適宜的溫度，避免因電池過(guò)冷導(dǎo)致的功率損失或起動(dòng)困難。
6. 低溫狀態(tài)下的自保護(hù)機(jī)制
狀態(tài)估算與自校準(zhǔn)：BMS會(huì)持續(xù)監(jiān)控電池的電壓、溫度、充放電狀態(tài)等參數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)估算，并在低溫條件下校正電池的SOC（State of Charge，電荷狀態(tài)）和SOH（State of Health，健康狀態(tài)）。這樣可以幫助系統(tǒng)更好地適應(yīng)低溫環(huán)境，提高電池管理的精度。
自我恢復(fù)功能：當(dāng)電池溫度恢復(fù)到正常工作范圍時(shí)，BMS會(huì)自動(dòng)解除低溫保護(hù)，恢復(fù)正常的充電和放電功能。
7. 電池管理策略的調(diào)整
智能溫度補(bǔ)償：BMS會(huì)根據(jù)電池的溫度自動(dòng)調(diào)整充放電策略。在低溫下，電池的容量和放電效率下降，BMS可能會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)充電策略（如延長(zhǎng)充電時(shí)間、降低充電電流等）來(lái)減輕電池的負(fù)擔(dān)，避免低溫引發(fā)的安全問(wèn)題。
動(dòng)態(tài)電流調(diào)整：在低溫下，BMS會(huì)根據(jù)電池的狀態(tài)調(diào)整充放電電流，以減少對(duì)電池的沖擊。例如，在低溫下BMS可能會(huì)限制放電電流，防止電池過(guò)度發(fā)熱或因電流過(guò)大導(dǎo)致電池?fù)p壞。
總結(jié)：
在極端低溫環(huán)境下，BMS通過(guò)多種保護(hù)措施來(lái)確保鋰電池的安全性與性能，包括溫度監(jiān)控、限制充電和放電電流、禁止低溫下充電、加熱系統(tǒng)以及智能電流調(diào)整等。這些措施可以有效防止低溫對(duì)電池的損害，并確保電池在低溫環(huán)境下能夠安全、穩(wěn)定地工作。
