Introduzione:
I chip di potenza sono sempre stati una categoria di prodotti che ha ricevuto molta attenzione. I chip di protezione della batteria sono un tipo di chip di potenza utilizzato per rilevare varie condizioni di guasto nelle batterie a cella singola e multicella. Nei sistemi di batterie odierni, le caratteristiche delle batterie agli ioni di litio sono molto adatte ai sistemi elettronici portatili, mabatterie al litioÈ necessario operare entro i limiti nominali, concentrandosi su prestazioni e sicurezza. Pertanto, la protezione dei pacchi batteria agli ioni di litio è necessaria e critica. L'applicazione di diverse funzioni di protezione della batteria serve a evitare il verificarsi di condizioni di guasto come sovracorrente di scarica (OCD) e surriscaldamento (OT), e a migliorare la sicurezza dei pacchi batteria.
Il sistema di gestione della batteria introduce la tecnologia di bilanciamento
Innanzitutto, parliamo del problema più comune dei pacchi batteria: la loro omogeneità. Dopo che le singole celle formano un pacco batteria al litio, possono verificarsi runaway termici e diverse condizioni di guasto. Questo è il problema causato dall'omogeneità del pacco batteria al litio. Le singole celle che compongono il pacco batteria al litio non sono omogenee in termini di capacità, parametri di carica e scarica, e il cosiddetto "effetto barile" fa sì che le singole celle con proprietà peggiori influiscano sulle prestazioni complessive dell'intero pacco batteria al litio.
La tecnologia di bilanciamento delle batterie al litio è riconosciuta come la soluzione migliore per risolvere il problema della coerenza dei pacchi batteria al litio. Il bilanciamento consiste nel regolare la tensione in tempo reale di batterie di diverse capacità regolando la corrente di bilanciamento. Maggiore è la capacità di bilanciamento, maggiore è la capacità di sopprimere l'espansione della differenza di tensione e prevenire la fuga termica, e migliore è l'adattabilità a...pacco batteria al litio.
Questo è diverso dal più semplice protettore basato su hardware. Il protettore per batterie al litio può essere un semplice protettore da sovratensione o un protettore avanzato in grado di rispondere a sottotensione, guasti di temperatura o guasti di corrente. In generale, il circuito integrato di gestione della batteria a livello di monitor della batteria al litio e indicatore di livello di carica può fornire una funzione di bilanciamento della batteria al litio. Il monitor della batteria al litio fornisce la funzione di bilanciamento della batteria al litio e include anche una funzione di protezione del circuito integrato con elevata configurabilità. L'indicatore di livello di carica ha un grado di integrazione più elevato, includendo la funzione di monitor della batteria al litio, e integra algoritmi di monitoraggio avanzati sulla sua base.
Tuttavia, alcuni circuiti integrati di protezione delle batterie al litio ora incorporano anche funzioni di bilanciamento delle batterie al litio tramite FET integrati, che possono scaricare automaticamente le batterie ad alta tensione completamente cariche durante la carica e mantenere le batterie a bassa tensione in serie caricate, bilanciando così l'pacco batteria al litioOltre a implementare un set completo di funzioni di protezione da tensione, corrente e temperatura, i circuiti integrati di protezione delle batterie stanno iniziando anche a introdurre funzioni di bilanciamento per soddisfare le esigenze di protezione di più batterie.
Dalla protezione primaria alla protezione secondaria
Dalla protezione primaria alla protezione secondaria
La protezione più elementare è la protezione da sovratensione. Tutti i circuiti integrati di protezione per batterie al litio offrono protezione da sovratensione con diversi livelli di protezione. Su questa base, alcuni offrono protezione da sovratensione più sovracorrente di scarica, mentre altri offrono protezione da sovratensione più sovracorrente di scarica e surriscaldamento. Per alcuni pacchi batteria al litio ad alto numero di celle, questa protezione non è più sufficiente a soddisfare le esigenze del pacco batteria. Attualmente, è necessario un circuito integrato di protezione per batterie al litio con funzione di bilanciamento autonomo.
Questo circuito integrato di protezione appartiene alla protezione primaria, che controlla i FET di carica e scarica per rispondere a diversi tipi di protezione da guasto. Questo bilanciamento può risolvere il problema della fuga termica delpacco batteria al litioMolto bene. L'accumulo eccessivo di calore in una singola batteria al litio può danneggiare l'interruttore di bilanciamento e i resistori del pacco batterie al litio. Il bilanciamento delle batterie al litio consente a ciascuna batteria al litio non difettosa del pacco batterie al litio di essere bilanciata alla stessa capacità relativa delle altre batterie difettose, riducendo il rischio di runaway termico.
Attualmente, esistono due modi per ottenere il bilanciamento delle batterie al litio: il bilanciamento attivo e il bilanciamento passivo. Il bilanciamento attivo consiste nel trasferire energia o carica da batterie ad alto voltaggio/alto SOC a batterie a basso SOC. Il bilanciamento passivo consiste nell'utilizzare resistori per consumare l'energia di batterie ad alto voltaggio o ad alta carica al fine di ridurre la differenza tra le diverse batterie. Il bilanciamento passivo comporta un'elevata perdita di energia e un rischio termico elevato. Al contrario, il bilanciamento attivo è più efficace, ma l'algoritmo di controllo è molto complesso.
Dalla protezione primaria a quella secondaria, il sistema di batterie al litio deve essere dotato di un monitor per batterie al litio o di un indicatore di carica per ottenere la protezione secondaria. Sebbene la protezione primaria possa implementare algoritmi di bilanciamento intelligenti della batteria senza il controllo della MCU, la protezione secondaria deve trasmettere la tensione e la corrente della batteria al litio alla MCU per il processo decisionale a livello di sistema. I monitor per batterie al litio o gli indicatori di carica svolgono essenzialmente funzioni di bilanciamento della batteria.
Conclusione
Oltre ai monitor della batteria o agli indicatori di livello di carica che forniscono funzioni di bilanciamento della batteria, i circuiti integrati di protezione che forniscono protezione primaria non si limitano più alla protezione di base, come la sovratensione. Con la crescente applicazione di sistemi multi-cellabatterie al litio, i pacchi batteria di grande capacità avranno requisiti sempre più elevati per i circuiti integrati di protezione e l'introduzione di funzioni di bilanciamento è molto necessaria.
Il bilanciamento è più simile a una sorta di manutenzione. Ogni carica e scarica richiede una piccola compensazione di bilanciamento per bilanciare le differenze tra le batterie. Tuttavia, se la cella della batteria o il pacco batteria stesso presentano difetti di qualità, la protezione e il bilanciamento non possono migliorare la qualità del pacco batteria e non sono una soluzione universale.
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Data di pubblicazione: 21 ottobre 2024