Akumulatoru bloku aizsardzības sistēmas: kā tās darbojas?

Litija akumulatori nodrošina visu, sākot no e{0}}velosipēdiem un elektroinstrumentiem līdz enerģijas uzglabāšanas sistēmām. Tomēr ķīmija šajās šūnās padara tās jutīgas. Nospiediet pārāk augstu spriegumu, iztukšojiet tos pārāk zemu vai ļaujiet strāvai palielināties, un jūs riskējat neatgriezeniski sabojāt vai, sliktākajā gadījumā,termiskais bēglis.

Akumulatoru bloku aizsardzības sistēmassēdēt starp šūnām un ārpasauli. Tie reāllaikā uzrauga galvenos parametrus un atslēdz strāvu, kad lietas pārvietojas ārpus drošām robežām. PlkstGEB, mēs iebūvējam šīs sistēmas katrā mūsu ražotajā iepakojumā, jo labs aizsardzības slānis ir tas, kas pārvērš šūnu kolekciju par uzticamu produktu, kam klienti var uzticēties gadiem ilgi.

Ir divas izplatītas pieejas: vienkāršākaAizsardzības ķēdes modulis (PCM)un spējīgāksAkumulatora pārvaldības sistēma (BMS). Izpratne par to, kā katrs darbojas, palīdz, izvēloties vai norādot iepakojumu.

Kas ir akumulatoru bloka aizsardzības sistēmas?

Akumulatora bloka aizsardzības sistēma ir elektroniska iestatīšana, kas nepārtraukti uzrauga spriegumu, strāvu un temperatūru, pēc tam veic darbībasieslēgtu, lai iepakojums būtu drošās darbības zonā (SOA).

• PCM (aizsardzības shēmas modulis)ir pamata versija. Tas būtībā ir aizsardzības panelis, kas veidots ap vienu vai diviem aizsardzības IC unMOSFETs. Tās uzdevums ir vienkāršs: noteikt bīstamus apstākļus un atvienot ķēdi. Lielākā daļa mazo 1S līdz 4S pakotņu izmantoPCMjo tas ir kompakts un zemas{0}}maksas.
• BMS (akumulatora pārvaldības sistēma)iet tālāk. Padomājiet par to kā par bara smadzenēm. Tas izmanto vairākus sensorus, mikrokontrolleri un programmatūru, lai uzraudzītu katru šūnu atsevišķi, aprēķinātuUzlādes stāvoklis (SOC)unVeselības stāvoklis (SOH), līdzsvaro šūnas un bieži sazinās ar resursdatora ierīci, izmantojot CAN, UART vai Bluetooth.

Šeit ir skaidri redzams, kā tie atšķiras praksē:{0}}

PCM sniedz jums būtisku aizsardzību bez papildu sarežģītības.BMSnodrošina ilgāku kalpošanas laiku, labāku veiktspēju un sistēmas{0}}līmeņa integrāciju, kad to pieprasa jūsu lietojumprogramma.

Kā darbojas akumulatoru bloka aizsardzības sistēmas

Pamatprocess ir vienāds neatkarīgi no tā, vai izmantojat PCM vai BMS: pārraudzīt → izlemt → rīkoties → atgūt.

Sensori (vai aizsardzības IC vienkāršā PCM) pastāvīgi mēra spriegumu šūnās, strāvu, kas ieplūst vai izplūst, un temperatūru galvenajos punktos. Vadības loģika salīdzina šos rādījumus ar iepriekš iestatītajiem sliekšņiem. Kad vērtība pārsniedz robežu, sistēma izslēdz MOSFET slēdžus, lai pārtrauktu ķēdi. Kad stāvoklis ir notīrīts (piemēram, jūs sākat uzlādētvairāk nekā-izlādēts iepakojums), sistēma atjauno savienojumu.

Tipiskā PCM, kas izmanto kaut ko līdzīgu DW01+ IC, kas savienots pārī ar 8205A MOSFET:

• Normāla darbība (elementu spriegums aptuveni 2,5 V – 4,3 V): IC uztur ieslēgtus MOSFET, tāpēc strāva plūst brīvi.
• Ja spriegums nokrītas pārāk zems izlādes laikā, IC nogriež izlādes ceļu.
• Ja uzlādes laikā spriegums paaugstinās pārāk augsts, tas pārtrauc uzlādes ceļu.
• Pārstrāva vai īssavienojums tiek atklāts, izmantojot pašu MOSFET mazo ieslēgšanas pretestību -, pēkšņs sprieguma kritums pār tiem signalizē par pārmērīgu strāvu un izraisa izslēgšanos.

Pilna BMS tam pievieno slāņus. Tas apkopo datus no vairākiem sensoriem, palaiž algoritmus savā mikrokontrollerī un var pieņemt gudrākus lēmumus, piemēram, samazināt uzlādes strāvu, nevis stingru atslēgšanu vai aktīvi pārvietot enerģiju starp šūnām, lai tās būtu līdzsvarotas.

Rezultāts abos gadījumos ir vienāds: iepakojums paliek drošā sprieguma, strāvas un temperatūras logā, tāpēc šūnās esošā ķīmija ātri nesadalās vai neizplūst.

Izskaidrotas galvenās aizsardzības funkcijas

Šeit ir norādīti galvenie aizsardzības līdzekļi, ar kuriem jūs saskarsities, un kāpēc tie ir svarīgi.

Pārmaksas aizsardzība

Ja elementa spriegums paaugstinās virs drošā maksimuma (parasti aptuveni 4,2 V–4,25 V lielākajai daļai NMC vai LCO elementu), aizsardzības ķēde atvieno uzlādes ceļu. Turpinot pārlādēšanu, elektrolīts sadalās, rodas siltums un var iedarbinātiestermiskais bēglis. Labās sistēmās ir nedaudz zemāks atkopšanas slieksnis, lai uzlādi varētu atsākt, tiklīdz spriegums ir nostabilizējies.

Aizsardzība pret pārmērīgu-izlādi

Izlāde zem aptuveni 2,5 V – 3,0 V uz vienu elementu izraisa vara izšķīšanu uz anoda un pastāvīgu jaudas zudumu. Aizsardzības sistēma pārtrauc izlādes strāvu, pirms spriegums nokrītas tik tālu. Daudzas pakotnes nodrošina automātisku atkopšanu, tiklīdz ir pievienots lādētājs, un atgriež spriegumu diapazonā.

Aizsardzība pret pārstrāvu un īssavienojumu

Liela strāva rada siltumu un noslogo šūnas.PCMun BMS uzrauga strāvu, bieži izmantojot sprieguma kritumu MOSFET. Īssavienojums ir vienkārši ekstrēma pārstrāvas versija -, sistēma reaģē milisekundēs, lai novērstu bojājumus vai aizdegšanos.

Temperatūras un termiskā vadība

Temperatūra ir kritiska. Lielākā daļa litija elementu vislabāk darbojas no 15 līdz 35 grādiem. Virs šī diapazona, īpaši ātras uzlādes vai spēcīgas izlādes laikā, ātri uzkrājas siltums. BMS vienības uzrauga temperatūru vairākos punktos un var droseles strāvu vai pilnībā izslēgt. Lielākiem-jaudas blokiem mēs pievienojam arī pasīvus pasākumus, piemēram, siltuma barjeras starp elementiem vai aktīviem dzesēšanas ceļiem.

Šūnu balansēšana

Jebkurā iepakojumā ar vairākām virknē esošajām šūnām nelielas jaudas atšķirības izraisa to, ka dažas šūnas piepildās vai iztukšojas ātrāk nekā citas. Bez līdzsvarošanas jūs zaudējat izmantojamo jaudu un pastāv risks, ka-noslogot atsevišķas šūnas. PamataPCMreti balansē. Pareiza BMS aktīvi vai pasīvi nodod enerģiju, lai visas šūnas būtu cieši saskaņotas, kas tieši uzlabo cikla kalpošanas laiku un drošību.

Šīs funkcijas darbojas kopā. Iepakojums, kuram ir tikai sprieguma aizsardzība, bet ignorē temperatūru, joprojām ir neaizsargāts. Uzņēmumā GEB mēs izstrādājam aizsardzības slāni kā pilnīgu sistēmu, nevis atsevišķus elementus.

PCM vs BMS: pareizās pieejas izvēle

Daudziem zemas-jaudas vai izmaksu-jutīgiem projektiem pietiek ar labi-izstrādātu PCM. Tas uzticami apstrādā četrus galvenos aizsardzības līdzekļus (pārmaksa, pār-izlāde, pārstrāva, īssavienojums), kā arī nodrošina, ka komplekts ir mazs un par pieņemamu cenu.

Pārejiet uz BMS, ja jūsu lietojumprogrammai ir nepieciešams kāds no šiem:

• Ilgāks cikla mūžsšūnu līdzsvarošana
• Precīza SOC informācija lietotājam vai sistēmai
• Saziņa ar lādētājiem, invertoriem vai transportlīdzekļa kontrolieriem
• Darbība mainīgas vai skarbas temperatūras vidēs
• Lielākas drošības robežas lielākiem iepakojumiem

Mēs redzam, ka šī izvēle notiek katru nedēļu ar klientiem. Portatīvo ierīču veidotājs parasti paliek pie PCM. E-velosipēdu vai saules enerģijas uzglabāšanas projekts gandrīz vienmēr tiek pārcelts uz BMS, jo papildu uzraudzība un līdzsvarošana ātri atmaksājas reālajā-veiktspējā un mazāk garantijas problēmu.

Kāpēc jūsu akumulatoram ir svarīga spēcīga aizsardzība

Pareizi aizsargāts iepakojums kalpo ilgāk, darbojas konsekventāk un rada daudz mazāk galvassāpju lejup pa straumi. Tas samazina lauka kļūmes, vienkāršo sertifikāciju un sniedz jūsu gala klientiem pārliecību, ka produkts viņus nepievils kritiskā brīdī.

PlkstGEB mēs aizsardzību uztveram nevis kā papildinājumu{0}}, bet gan kā iepakojuma dizaina pamatdaļu. Neatkarīgi no tā, vai mēs izmantojam kompaktoPCMkompaktam instrumenta akumulatoram vai pilnam -funkcionālam aprīkojumamBMSarCAN komunikācijaEnerģijas uzkrāšanas sistēmai mērķis paliek nemainīgs: nodrošināt elementu drošu darbību atbilstoši paredzētajām robežām pēc iespējas vairāk ciklu.

Pēdējais gan

Akumulatora aizsardzības sistēmas - gan vienkāršas PCM, gan uzlabotasBMS- neapstrādātas litija šūnas pārvērš drošos, lietojamos produktos. Tie uzrauga spriegumu, strāvu un temperatūru, pēc tam ātri rīkojas, kad tiek tuvojas ierobežojumi. Izpratne par šiem mehānismiem palīdz jums noteikt pareizo risinājumu jūsu lietojumprogrammai un izvairīties no izplatītām kļūmēm, kas saīsina akumulatora darbības laiku vai rada drošības riskus.

Ja jūs izstrādājat jaunu produktu vai vēlaties uzlabot esošoakumulatoru bloks, droši sazinieties. Uzņēmumā GEB mēs projektējam un ražojam abusPCM{0}}aizsargātsunBMS-aprīkotslitija akumulatoru komplekti, kas pielāgoti dažādiem jaudas līmeņiem, videi un veiktspējas vajadzībām. Pastāstiet mums par savām prasībām, un mēs varam ieteikt vispiemērotāko aizsardzības pieeju.