Akumuliatoriaus apsaugos sistemos: kaip jos veikia?

Ličio baterijos maitina viską nuo e{0}}dviračių ir elektrinių įrankių iki energijos kaupimo sistemų. Tačiau šių ląstelių viduje esanti chemija daro jas jautrias. Paspauskite per aukštą įtampą, išleiskite jas per žemai arba leiskite srovei pakilti ir rizikuojate negrįžtamai sugadinti arba, blogiausiu atveju,terminis pabėgimas.

Akumuliatorių blokų apsaugos sistemossėdėti tarp ląstelių ir išorinio pasaulio. Jie realiu laiku stebi pagrindinius parametrus ir atjungia maitinimą, kai viskas pasislenka už saugių ribų. AtGEB, mes montuojame šias sistemas į kiekvieną gaminamą pakuotę, nes geras apsauginis sluoksnis elementų kolekciją paverčia patikimu produktu, kuriuo klientai gali pasitikėti daugelį metų.

Yra du bendri būdai: paprastesnisApsaugos grandinės modulis (PCM)o pajėgesniAkumuliatoriaus valdymo sistema (BMS). Renkantis arba nurodant pakuotę, padeda suprasti, kaip kiekvienas veikia.

Kas yra baterijų bloko apsaugos sistemos?

Akumuliatoriaus apsaugos sistema yra elektroninė sąranka, kuri nuolat stebi įtampą, srovę ir temperatūrą, tada imasi veiksmųįjungti, kad pakuotė būtų saugioje veikimo zonoje (SOA).

• PCM (apsaugos grandinės modulis)yra pagrindinė versija. Iš esmės tai yra apsaugos plokštė, pastatyta aplink vieną ar dvi apsaugos IC irMOSFETASs. Jo darbas nesudėtingas: aptikti pavojingas sąlygas ir atjungti grandinę. Naudojama dauguma mažų 1S–4S pakuočiųPCMnes jis yra kompaktiškas ir{0}}nebrangus.
• BMS (baterijos valdymo sistema)eina toliau. Pagalvokite apie tai kaip apie pakuotės smegenis. Jis naudoja kelis jutiklius, mikrovaldiklį ir programinę įrangą, kad galėtų stebėti kiekvieną ląstelę atskirai, apskaičiuotiĮkrovimo būsena (SOC)irSveikatos būklė (SOH), balansuoja ląsteles ir dažnai bendrauja su pagrindiniu įrenginiu per CAN, UART arba Bluetooth.

Čia aiškiai{0}}greta-pavaizduota, kuo jie skiriasi praktikoje:

PCM suteikia jums esminę apsaugą be papildomo sudėtingumo.BMSužtikrina ilgesnį tarnavimo laiką, geresnį našumą ir integravimą sistemos{0}}lygmeniu, kai to reikalauja jūsų programa.

Kaip veikia baterijų bloko apsaugos sistemos

Pagrindinis procesas yra toks pat, nesvarbu, ar naudojate PCM, ar BMS: stebėti → nuspręsti → veikti → atkurti.

Jutikliai (arba paprastesnio PCM apsaugos IC) nuolat matuoja įtampą tarp elementų, įeinančią arba išeinančią srovę ir temperatūrą pagrindiniuose taškuose. Valdymo logika lygina šiuos rodmenis su iš anksto nustatytais slenksčiais. Kai vertė peržengia ribą, sistema išjungia MOSFET jungiklius, kad nutrauktų grandinę. Kai būsena išnyks (pavyzdžiui, pradėsite įkrautiper{0}}iškrauta pakuotė), sistema vėl prisijungia.

Įprastame PCM naudojant kažką panašaus į DW{0}} IC, suporuotą su 8205A MOSFET:

• Normalus veikimas (elemento įtampa maždaug 2,5 V – 4,3 V): IC palaiko įjungtus MOSFET, todėl srovė teka laisvai.
• Kai iškrovimo metu įtampa nukrenta per žemai, IC nutraukia iškrovos kelią.
• Kai įkrovimo metu įtampa pakyla per aukštai, įkrovimo kelias nutrūksta.
• Viršsrovė arba trumpasis jungimas aptinkamas dėl mažo -pačių MOSFET varžos įjungimo -, staigus įtampos kritimas juose signalizuoja apie per didelę srovę ir sukelia išjungimą.

Visas BMS prideda sluoksnius. Jis renka duomenis iš kelių jutiklių, paleidžia algoritmus savo mikrovaldiklyje ir gali priimti protingesnius sprendimus, pvz., sumažinti įkrovimo srovę, o ne griežtai atjungti arba aktyviai perkelti energiją tarp ląstelių, kad jos būtų subalansuotos.

Rezultatas abiem atvejais yra tas pats: pakuotė išlieka saugios įtampos, srovės ir temperatūros languose, todėl elementų viduje esanti chemija greitai nesuyra ir nepabėga.

Paaiškintos pagrindinės apsaugos funkcijos

Štai pagrindinės apsaugos priemonės, su kuriomis susidursite, ir kodėl jos svarbios.

Apsauga nuo perkaitimo

Jei elemento įtampa pakyla virš saugaus maksimumo (paprastai apie 4,2 V – 4,25 V daugumoje NMC arba LCO elementų), apsaugos grandinė atjungia įkrovimo kelią. Nuolatinis perkrovimas suardo elektrolitą, gamina šilumą ir gali pradėti veiktiterminis pabėgimas. Gerose sistemose yra šiek tiek mažesnis atkūrimo slenkstis, todėl įkrovimas gali būti tęsiamas, kai įtampa nusistovi.

Apsauga nuo per-iškrovimo

Mažesnė nei 2,5 V – 3,0 V vienai baterijai iškrova sukelia vario tirpimą ant anodo ir nuolatinį pajėgumo praradimą. Apsaugos sistema nutraukia iškrovos srovę, kol įtampa taip toli nukrenta. Daugelis pakuočių leidžia automatiškai atkurti, kai prijungiamas įkroviklis, ir įtampa grąžinama į diapazoną.

Apsauga nuo viršsrovių ir trumpojo jungimo

Didelė srovė generuoja šilumą ir apkrauna ląsteles.PCMir BMS stebi srovę, dažnai naudodami įtampos kritimą per MOSFET. Trumpasis jungimas yra tiesiog ekstremali per didelės srovės versija -, sistema reaguoja per milisekundes, kad išvengtų žalos ar gaisro.

Temperatūros ir šilumos valdymas

Temperatūra yra kritinė. Dauguma ličio elementų geriausiai veikia nuo 15 laipsnių iki 35 laipsnių. Virš šio diapazono, ypač greito įkrovimo ar didelio iškrovimo metu, greitai susidaro šiluma. BMS įrenginiai stebi temperatūrą keliuose taškuose ir gali drosuoti srovę arba visiškai išjungti. Didesniuose-galios blokuose taip pat pridedame pasyvias priemones, pvz., šilumos barjerus tarp elementų arba aktyvius aušinimo kelius.

Ląstelių balansavimas

Bet kurioje pakuotėje, kurioje yra keli elementai iš eilės, dėl nedidelių talpos skirtumų kai kurios ląstelės prisipildo arba ištuštėja greičiau nei kitos. Nesubalansuodami prarasite naudingą pajėgumą ir rizikuojate-apkrauti atskiras ląsteles. PagrindinisPCMretai balansuoja. Tinkamas BMS aktyviai arba pasyviai perduoda energiją, todėl visos ląstelės išlieka glaudžiai suderintos, o tai tiesiogiai pagerina ciklo gyvenimą ir saugumą.

Šios funkcijos veikia kartu. Pakuotė, kuri turi tik apsaugą nuo įtampos, bet nepaiso temperatūros, vis tiek yra pažeidžiama. GEB apsauginį sluoksnį projektuojame kaip visą sistemą, o ne kaip atskiras funkcijas.

PCM vs BMS: tinkamo požiūrio pasirinkimas

Daugeliui mažos-galios ar brangių-projektų pakanka gerai-suprojektuoto PCM. Jis patikimai tvarko keturias pagrindines apsaugos priemones (perkrovimo, per-iškrovimo, viršsrovės, trumpojo jungimo), todėl pakuotė yra maža ir prieinama.

Pereikite prie BMS, kai jūsų programai reikia bet kurio iš šių dalykų:

• Ilgesnis ciklo gyvenimasląstelių balansavimas
• Tiksli SOC informacija vartotojui ar sistemai
• Ryšys su įkrovikliais, keitikliais ar transporto priemonės valdikliais
• Naudojimas įvairiose arba atšiauriose temperatūrose
• Didesnės saugos ribos didesnėms pakuotėms

Šį pasirinkimą matome kiekvieną savaitę su klientais. Nešiojamų įrenginių gamintojas paprastai lieka su PCM. E-dviračių ar saulės energijos saugyklos projektas beveik visada perkeliamas į BMS, nes papildomas stebėjimas ir balansavimas greitai atsiperka realiame-pasaulyje ir mažiau garantijos problemų.

Kodėl svarbi jūsų akumuliatoriaus apsauga

Tinkamai apsaugota pakuotė tarnauja ilgiau, veikia nuosekliau ir sukelia daug mažiau galvos skausmo pasroviui. Tai sumažina gedimus vietoje, supaprastina sertifikavimą ir suteikia galutiniams klientams pasitikėjimo, kad gaminys jų nenuvils kritiniu momentu.

AtGEB Apsaugą vertiname ne kaip priedą{0}}, o kaip pagrindinę pakuotės dizaino dalį. Nesvarbu, ar naudojame kompaktinįPCMkompaktiškam įrankio akumuliatoriui arba-visoms funkcijomsBMSsuCAN komunikacijaenergijos kaupimo sistemos tikslas išlieka tas pats: užtikrinti, kad ląstelės veiktų saugiai neviršijant jų numatytų ribų kuo daugiau ciklų.

Galutinis Thoughe

Akumuliatoriaus bloko apsaugos sistemos - paprastos PCM ar pažangiosBMS- neapdorotus ličio elementus paverčia saugiais, tinkamais naudoti produktais. Jie stebi įtampą, srovę ir temperatūrą, tada greitai veikia, kai artėja prie ribos. Suprasdami šiuos mechanizmus, galėsite pasirinkti tinkamą sprendimą jūsų programai ir išvengti įprastų spąstų, kurie trumpina baterijos veikimo laiką arba kelia pavojų saugai.

Jei kuriate naują produktą arba norite patobulinti esamąbaterijų paketas, drąsiai kreipkitės. GEB projektuoja ir gaminame abuPCM{0}}apsaugotasirĮrengtas BMS-ličio baterijų paketai, pritaikyti skirtingiems galios lygiams, aplinkai ir našumo poreikiams. Pasakykite mums savo reikalavimus ir mes galėsime rekomenduoti tinkamiausią apsaugos metodą.