Introduksjon:
Strømrelaterte brikker har alltid vært en produktkategori som har fått mye oppmerksomhet. Batteribeskyttelsesbrikker er en type strømrelaterte brikker som brukes til å oppdage ulike feiltilstander i encellede og flercellede batterier. I dagens batterisystemer er egenskapene til litiumionbatterier svært godt egnet for bærbare elektroniske systemer, menlitiumbatteriermå arbeide innenfor de nominelle grensene, med fokus på ytelse og sikkerhet. Derfor er beskyttelse av litiumionbatteripakker nødvendig og kritisk. Bruken av ulike batteribeskyttelsesfunksjoner er for å unngå feiltilstander som utladningsoverstrøm OCD og overoppheting OT, og for å forbedre sikkerheten til batteripakker.
Batteristyringssystemet introduserer balanseringsteknologi
La oss først snakke om det vanligste problemet med batteripakker, nemlig konsistens. Etter at enkeltcellene danner en litiumbatteripakke, kan det oppstå termisk runaway og diverse feiltilstander. Dette problemet skyldes inkonsistensen i litiumbatteripakken. De enkeltcellene som utgjør litiumbatteripakken har inkonsistente kapasitets-, lade- og utladningsparametere, og "tønneeffekten" fører til at enkeltceller med dårligere egenskaper påvirker den generelle ytelsen til hele litiumbatteripakken.
Teknologi for balansering av litiumbatterier er anerkjent som den beste måten å løse problemet med konsistens i litiumbatteripakker. Balansering er å justere sanntidsspenningen til batterier med ulik kapasitet ved å justere balanseringsstrømmen. Jo sterkere balanseringsevnen er, desto sterkere er evnen til å undertrykke utvidelse av spenningsforskjellen og forhindre termisk runaway, og desto bedre er tilpasningsevnen tillitiumbatteripakke.
Dette er forskjellig fra den enkleste maskinvarebaserte beskyttelsen. Litiumbatteribeskytteren kan være en grunnleggende overspenningsvern eller en avansert beskyttelse som kan reagere på underspenning, temperaturfeil eller strømfeil. Generelt sett kan batteristyrings-IC-en på nivået med litiumbatterimonitoren og drivstoffmåleren tilby en balanseringsfunksjon for litiumbatteriet. Litiumbatterimonitoren tilbyr en balanseringsfunksjon for litiumbatteriet og inkluderer også en IC-beskyttelsesfunksjon med høy konfigurerbarhet. Drivstoffmåleren har en høyere grad av integrering, inkludert funksjonen til litiumbatterimonitoren, og integrerer avanserte overvåkingsalgoritmer basert på dette.
Imidlertid har noen IC-er for beskyttelse av litiumbatterier nå også balanseringsfunksjoner for litiumbatterier gjennom integrerte FET-er, som automatisk kan utlade fulladede høyspenningsbatterier under lading og holde lavspenningsbatterier i serieladet, og dermed balanserelitiumbatteripakkeI tillegg til å implementere et komplett sett med spennings-, strøm- og temperaturbeskyttelsesfunksjoner, begynner batteribeskyttelses-IC-er også å introdusere balanseringsfunksjoner for å møte beskyttelsesbehovene til flere batterier.
Fra primærbeskyttelse til sekundærbeskyttelse
Fra primærbeskyttelse til sekundærbeskyttelse
Den mest grunnleggende beskyttelsen er overspenningsvern. Alle litiumbatteribeskyttelses-IC-er gir overspenningsvern i henhold til forskjellige beskyttelsesnivåer. På dette grunnlaget gir noen overspenning pluss utladningsoverstrømsvern, og noen gir overspenning pluss utladningsoverstrømsvern pluss overopphetingsvern. For noen litiumbatteripakker med høy cellekapasitet er denne beskyttelsen ikke lenger tilstrekkelig til å dekke behovene til litiumbatteripakken. For øyeblikket er en litiumbatteribeskyttelses-IC med autonom balanseringsfunksjon for litiumbatteriet nødvendig.
Denne beskyttelses-IC-en tilhører primærbeskyttelsen, som styrer lade- og utladnings-FET-ene for å reagere på ulike typer feilbeskyttelse. Denne balanseringen kan løse problemet med termisk runaway avlitiumbatteripakkeveldig bra. For mye varmeopphopning i et enkelt litiumbatteri vil skade balansebryteren og motstandene i litiumbatteripakken. Balansering av litiumbatterier gjør at hvert ikke-defekte litiumbatteri i litiumbatteripakken kan balanseres til samme relative kapasitet som andre defekte batterier, noe som reduserer risikoen for termisk runaway.
For tiden finnes det to måter å oppnå balansering av litiumbatterier på: aktiv balansering og passiv balansering. Aktiv balansering er å overføre energi eller ladning fra høyspennings-/høy-SOC-batterier til lav-SOC-batterier. Passiv balansering er å bruke motstander til å forbruke energien fra høyspennings- eller høyladningsbatterier for å oppnå formålet med å redusere gapet mellom forskjellige batterier. Passiv balansering har høyt energitap og termisk risiko. Til sammenligning er aktiv balansering mer effektiv, men kontrollalgoritmen er svært vanskelig.
Fra primærbeskyttelse til sekundærbeskyttelse må litiumbatterisystemet være utstyrt med en litiumbatterimonitor eller en drivstoffmåler for å oppnå sekundærbeskyttelse. Selv om primærbeskyttelse kan implementere intelligente batteribalanseringsalgoritmer uten MCU-kontroll, må sekundærbeskyttelse overføre litiumbatteriets spenning og strøm til MCU-en for beslutningstaking på systemnivå. Litiumbatterimonitorer eller drivstoffmålere har i utgangspunktet batteribalanseringsfunksjoner.
Konklusjon
Bortsett fra batterimonitorer eller drivstoffmålere som tilbyr batteribalanseringsfunksjoner, er beskyttelses-IC-er som gir primærbeskyttelse ikke lenger begrenset til grunnleggende beskyttelse som overspenning. Med den økende bruken av flercellebatterierlitiumbatterier, batteripakker med stor kapasitet vil ha stadig høyere krav til beskyttelses-IC-er, og innføring av balanseringsfunksjoner er svært nødvendig.
Balansering er mer som en slags vedlikehold. Hver lading og utlading vil ha en liten mengde balanseringskompensasjon for å balansere forskjellene mellom batteriene. Men hvis battericellen eller batteripakken i seg selv har kvalitetsfeil, kan ikke beskyttelse og balansering forbedre batteripakkens kvalitet, og er ikke en universell nøkkel.
Hvis du har noen spørsmål eller ønsker å lære mer, ikke nøl med åta kontakt med oss.
Forespørsel om tilbud:
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
Publisert: 21. oktober 2024