مقدمه:
تراشه‌های مرتبط با توان، همواره از دسته محصولاتی بوده‌اند که توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. تراشه‌های محافظ باتری، نوعی از تراشه‌های مرتبط با توان هستند که برای تشخیص شرایط مختلف خطا در باتری‌های تک سلولی و چند سلولی استفاده می‌شوند. در سیستم‌های باتری امروزی، ویژگی‌های باتری‌های لیتیوم-یون برای سیستم‌های الکترونیکی قابل حمل بسیار مناسب است، اماباتری‌های لیتیومینیاز به کار در محدوده مجاز، با تمرکز بر عملکرد و ایمنی. بنابراین، حفاظت از باتری‌های لیتیوم-یونی ضروری و حیاتی است. کاربرد عملکردهای مختلف حفاظت از باتری، جلوگیری از وقوع شرایط خطا مانند تخلیه بیش از حد جریان OCD و گرم شدن بیش از حد OT و افزایش ایمنی باتری‌ها است.
سیستم مدیریت باتری، فناوری متعادل‌سازی را معرفی می‌کند
ابتدا، بیایید در مورد رایج‌ترین مشکل باتری‌ها، یعنی ثبات، صحبت کنیم. پس از اینکه سلول‌های منفرد، یک باتری لیتیومی را تشکیل می‌دهند، ممکن است فرار حرارتی و شرایط خطای مختلفی رخ دهد. این مشکلی است که ناشی از ناهماهنگی باتری لیتیومی است. سلول‌های منفردی که باتری لیتیومی را تشکیل می‌دهند، از نظر پارامترهای ظرفیت، شارژ و دشارژ، ناپایدار هستند و "اثر بشکه‌ای" باعث می‌شود سلول‌های منفرد با خواص بدتر، بر عملکرد کلی کل باتری لیتیومی تأثیر بگذارند.
فناوری متعادل‌سازی باتری لیتیومی به عنوان بهترین راه برای حل مشکل پایداری باتری‌های لیتیومی شناخته شده است. متعادل‌سازی به معنای تنظیم ولتاژ لحظه‌ای باتری‌های با ظرفیت‌های مختلف با تنظیم جریان متعادل‌کننده است. هرچه توانایی متعادل‌سازی قوی‌تر باشد، توانایی سرکوب افزایش اختلاف ولتاژ و جلوگیری از فرار حرارتی بیشتر است و سازگاری با شرایط بهتر خواهد بود.بسته باتری لیتیومی.
این با ساده‌ترین محافظ سخت‌افزاری متفاوت است. محافظ باتری لیتیومی می‌تواند یک محافظ اضافه ولتاژ پایه یا یک محافظ پیشرفته باشد که می‌تواند به افت ولتاژ، خطای دما یا خطای جریان پاسخ دهد. به طور کلی، آی‌سی مدیریت باتری در سطح مانیتور باتری لیتیومی و گیج سوخت می‌تواند عملکرد متعادل‌سازی باتری لیتیومی را ارائه دهد. مانیتور باتری لیتیومی عملکرد متعادل‌سازی باتری لیتیومی را ارائه می‌دهد و همچنین شامل عملکرد حفاظت آی‌سی با قابلیت پیکربندی بالا است. گیج سوخت دارای درجه بالاتری از ادغام، از جمله عملکرد مانیتور باتری لیتیومی، است و الگوریتم‌های پیشرفته نظارت را بر اساس آن ادغام می‌کند.
با این حال، برخی از آی‌سی‌های محافظ باتری لیتیومی اکنون عملکردهای متعادل‌سازی باتری لیتیومی را از طریق FETهای یکپارچه نیز در خود جای داده‌اند که می‌توانند به طور خودکار باتری‌های کاملاً شارژ شده با ولتاژ بالا را در حین شارژ تخلیه کنند و باتری‌های ولتاژ پایین را به صورت سری شارژ نگه دارند و در نتیجه ... را متعادل کنند.بسته باتری لیتیومیعلاوه بر پیاده‌سازی مجموعه‌ای کامل از توابع حفاظت ولتاژ، جریان و دما، آی‌سی‌های حفاظت باتری نیز شروع به معرفی توابع متعادل‌کننده برای برآوردن نیازهای حفاظتی چندین باتری کرده‌اند.
از حفاظت اولیه تا حفاظت ثانویه
از حفاظت اولیه تا حفاظت ثانویه
اساسی‌ترین حفاظت، حفاظت در برابر اضافه ولتاژ است. همه آی‌سی‌های حفاظت باتری لیتیومی، حفاظت در برابر اضافه ولتاژ را با توجه به سطوح مختلف حفاظت ارائه می‌دهند. بر این اساس، برخی حفاظت در برابر اضافه ولتاژ به علاوه اضافه جریان تخلیه و برخی حفاظت در برابر اضافه ولتاژ به علاوه اضافه جریان تخلیه و اضافه حرارت را ارائه می‌دهند. برای برخی از باتری‌های لیتیومی با سلول بالا، این حفاظت دیگر برای تأمین نیازهای باتری لیتیومی کافی نیست. در حال حاضر، یک آی‌سی حفاظت باتری لیتیومی با عملکرد متعادل‌سازی خودکار باتری لیتیومی مورد نیاز است.
این آی‌سی حفاظتی متعلق به حفاظت اولیه است که FET های شارژ و دشارژ را برای پاسخ به انواع مختلف حفاظت از خطا کنترل می‌کند. این متعادل‌سازی می‌تواند مشکل فرار حرارتی را حل کند.بسته باتری لیتیومیخیلی خوب. تجمع گرمای بیش از حد در یک باتری لیتیومی باعث آسیب به سوئیچ تعادل باتری لیتیومی و مقاومت‌ها می‌شود. متعادل‌سازی باتری لیتیومی این امکان را فراهم می‌کند که هر باتری لیتیومی سالم در بسته باتری لیتیومی با ظرفیت نسبی مشابه سایر باتری‌های معیوب متعادل شود و خطر فرار حرارتی را کاهش دهد.
در حال حاضر، دو روش برای دستیابی به تعادل باتری لیتیومی وجود دارد: تعادل فعال و تعادل غیرفعال. تعادل فعال به معنای انتقال انرژی یا شارژ از باتری‌های ولتاژ بالا/SOC بالا به باتری‌های SOC پایین است. تعادل غیرفعال به معنای استفاده از مقاومت‌ها برای مصرف انرژی باتری‌های ولتاژ بالا یا شارژ بالا برای دستیابی به هدف کاهش فاصله بین باتری‌های مختلف است. تعادل غیرفعال دارای تلفات انرژی بالا و خطر حرارتی است. در مقایسه، تعادل فعال مؤثرتر است، اما الگوریتم کنترل آن بسیار دشوار است.
از حفاظت اولیه تا حفاظت ثانویه، سیستم باتری لیتیومی برای دستیابی به حفاظت ثانویه باید به یک مانیتور باتری لیتیومی یا یک گیج سوخت مجهز باشد. اگرچه حفاظت اولیه می‌تواند الگوریتم‌های هوشمند متعادل‌سازی باتری را بدون کنترل MCU پیاده‌سازی کند، اما حفاظت ثانویه باید ولتاژ و جریان باتری لیتیومی را برای تصمیم‌گیری در سطح سیستم به MCU منتقل کند. مانیتورهای باتری لیتیومی یا گیج‌های سوخت اساساً دارای عملکردهای متعادل‌سازی باتری هستند.
نتیجه‌گیری
گذشته از مانیتورهای باتری یا گیج‌های سوخت که عملکردهای متعادل‌سازی باتری را ارائه می‌دهند، آی‌سی‌های حفاظتی که حفاظت اولیه را ارائه می‌دهند، دیگر محدود به حفاظت‌های اولیه مانند اضافه ولتاژ نیستند. با افزایش کاربرد باتری‌های چند سلولیباتری‌های لیتیومیبسته‌های باتری با ظرفیت بالا، الزامات بیشتری برای ICهای حفاظتی خواهند داشت و معرفی توابع متعادل‌کننده بسیار ضروری است.
متعادل‌سازی بیشتر شبیه نوعی نگهداری است. هر بار شارژ و دشارژ مقدار کمی جبران متعادل‌سازی برای متعادل کردن تفاوت‌های بین باتری‌ها خواهد داشت. با این حال، اگر خود سلول باتری یا بسته باتری دارای نقص کیفی باشد، محافظت و متعادل‌سازی نمی‌توانند کیفیت بسته باتری را بهبود بخشند و یک کلید جهانی نیستند.
اگر سوالی دارید یا مایل به کسب اطلاعات بیشتر هستید، لطفاً دریغ نکنیدبه ما برسید.
درخواست قیمت:
ژاکلین:jacqueline@heltec-bms.com/ +۸۶ ۱۸۵ ۸۳۷۵ ۶۵۳۸
سوکره:sucre@heltec-bms.com/ +۸۶ ۱۳۶ ۸۸۴۴ ۲۳۱۳
نانسی:nancy@heltec-bms.com/ +۸۶ ۱۸۴ ۸۲۲۳ ۷۷۱۳
زمان ارسال: ۲۱ اکتبر ۲۰۲۴