Introducció:
Els xips relacionats amb l'energia sempre han estat una categoria de productes que ha rebut molta atenció. Els xips de protecció de bateries són un tipus de xips relacionats amb l'energia que s'utilitzen per detectar diverses condicions de fallada en bateries monocel·lulars i multicel·lulars. En els sistemes de bateries actuals, les característiques de les bateries de ions de liti són molt adequades per a sistemes electrònics portàtils, peròbateries de litiCal treballar dins dels límits nominals, centrant-se en el rendiment i la seguretat. Per tant, la protecció de les bateries de liti-ió és necessària i crítica. L'aplicació de diverses funcions de protecció de la bateria té com a objectiu evitar l'aparició de condicions de fallada com ara sobrecorrent de descàrrega OCD i sobreescalfament OT, i millorar la seguretat de les bateries.
El sistema de gestió de bateries introdueix tecnologia d'equilibri
Primer, parlem del problema més comú de les bateries de liti, la consistència. Després que les cel·les individuals formin una bateria de liti, es poden produir fuga tèrmica i diverses condicions de fallada. Aquest és el problema causat per la inconsistència de la bateria de liti. Les cel·les individuals que formen la bateria de liti són inconsistents en la capacitat, els paràmetres de càrrega i descàrrega, i l'"efecte barril" fa que les cel·les individuals amb pitjors propietats afectin el rendiment general de tota la bateria de liti.
La tecnologia d'equilibri de bateries de liti es reconeix com la millor manera de resoldre la consistència dels paquets de bateries de liti. L'equilibri consisteix a ajustar el voltatge en temps real de bateries de diferents capacitats ajustant el corrent d'equilibri. Com més forta sigui la capacitat d'equilibri, més forta serà la capacitat de suprimir l'expansió de la diferència de voltatge i evitar la fugida tèrmica, i millor serà l'adaptabilitat apaquet de bateries de liti.
Això és diferent del protector basat en maquinari més simple. El protector de bateria de liti pot ser un protector de sobretensió bàsic o un protector avançat que pot respondre a subtensió, fallada de temperatura o fallada de corrent. En general, el circuit integrat de gestió de la bateria a nivell del monitor de bateria de liti i l'indicador de combustible pot proporcionar una funció d'equilibri de la bateria de liti. El monitor de bateria de liti proporciona la funció d'equilibri de la bateria de liti i també inclou la funció de protecció del circuit integrat amb una alta configurabilitat. L'indicador de combustible té un grau d'integració més alt, inclosa la funció del monitor de bateria de liti, i integra algoritmes de monitorització avançats sobre la seva base.
Tanmateix, alguns circuits integrats de protecció de bateries de liti ara també incorporen funcions d'equilibri de bateries de liti mitjançant FET integrats, que poden descarregar automàticament bateries d'alt voltatge completament carregades durant la càrrega i mantenir carregades les bateries de baix voltatge en sèrie, equilibrant així lapaquet de bateries de litiA més d'implementar un conjunt complet de funcions de protecció de voltatge, corrent i temperatura, els circuits integrats de protecció de bateries també comencen a introduir funcions d'equilibri per satisfer les necessitats de protecció de múltiples bateries.
De la protecció primària a la protecció secundària
De la protecció primària a la protecció secundària
La protecció més bàsica és la protecció contra sobretensions. Tots els circuits integrats de protecció de bateries de liti proporcionen protecció contra sobretensions segons diferents nivells de protecció. Sobre aquesta base, alguns proporcionen protecció contra sobretensió més sobrecorrent de descàrrega, i d'altres proporcionen protecció contra sobretensió més sobrecorrent de descàrrega més sobreescalfament. Per a alguns paquets de bateries de liti d'alta cel·la, aquesta protecció ja no és suficient per satisfer les necessitats del paquet de bateries de liti. En aquest moment, es requereix un circuit integrat de protecció de bateries de liti amb funció d'equilibri autònom de bateries de liti.
Aquest circuit integrat de protecció pertany a la protecció primària, que controla els FET de càrrega i descàrrega per respondre a diferents tipus de protecció contra fallades. Aquest equilibri pot resoldre el problema de la fugida tèrmica delpaquet de bateries de litimolt bé. L'acumulació excessiva de calor en una sola bateria de liti causarà danys a l'interruptor d'equilibri i a les resistències del paquet de bateries de liti. L'equilibri de la bateria de liti permet que cada bateria de liti no defectuosa del paquet de bateries de liti s'equilibri a la mateixa capacitat relativa que altres bateries defectuoses, reduint el risc de fuga tèrmica.
Actualment, hi ha dues maneres d'aconseguir l'equilibri de les bateries de liti: l'equilibri actiu i l'equilibri passiu. L'equilibri actiu consisteix a transferir energia o càrrega de bateries d'alt voltatge/alt SOC a bateries de baix SOC. L'equilibri passiu consisteix a utilitzar resistències per consumir l'energia de bateries d'alt voltatge o alta càrrega per aconseguir l'objectiu de reduir la bretxa entre diferents bateries. L'equilibri passiu té una pèrdua d'energia elevada i un risc tèrmic elevat. En comparació, l'equilibri actiu és més eficaç, però l'algoritme de control és molt difícil.
Des de la protecció primària fins a la protecció secundària, el sistema de bateria de liti ha d'estar equipat amb un monitor de bateria de liti o un indicador de combustible per aconseguir la protecció secundària. Tot i que la protecció primària pot implementar algoritmes intel·ligents d'equilibri de bateries sense control de la MCU, la protecció secundària ha de transmetre el voltatge i el corrent de la bateria de liti a la MCU per a la presa de decisions a nivell de sistema. Els monitors de bateries de liti o indicadors de combustible bàsicament tenen funcions d'equilibri de bateries.
Conclusió
A part dels monitors de bateria o els indicadors de combustible que proporcionen funcions d'equilibri de la bateria, els circuits integrats de protecció que proporcionen protecció primària ja no es limiten a la protecció bàsica, com ara la sobretensió. Amb l'aplicació creixent de circuits integrats multicel·lularsbateries de liti, les bateries de gran capacitat tindran requisits cada cop més alts per als circuits integrats de protecció, i la introducció de funcions d'equilibri és molt necessària.
L'equilibri és més aviat una mena de manteniment. Cada càrrega i descàrrega tindrà una petita quantitat de compensació d'equilibri per equilibrar les diferències entre bateries. Tanmateix, si la cel·la de la bateria o el paquet de bateries en si té defectes de qualitat, la protecció i l'equilibri no poden millorar la qualitat del paquet de bateries i no són una clau universal.
Si teniu cap pregunta o voleu saber-ne més, no dubteu acontacta amb nosaltres.
Sol·licitud de pressupost:
Jacqueline:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
Sucre:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
Nancy:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
Data de publicació: 21 d'octubre de 2024