優(yōu)化儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)的重要性

如今,現(xiàn)代電池的功率要大得多,在汽車、火車甚至飛機(jī)的總體安全性方面,它允許長(zhǎng)時(shí)間的自主和快速充電。一個(gè)名為電池管理系統(tǒng)的專用電路(?業(yè)務(wù)管理系統(tǒng) ),使電池能持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間,并提高其使用和充電的安全性。受房舍管理處影響最大的電池類型是可充電電池,特別是鋰離子電池,目前在大多數(shù)應(yīng)用程序中,從智能手機(jī)到鋰離子電池。?電動(dòng)汽車 .這些智能系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化電池性能和壽命,同時(shí)確保用戶和負(fù)載安全方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

導(dǎo)言

為確保電池長(zhǎng)期安全高效運(yùn)行,需要建立電池管理系統(tǒng)。它執(zhí)行許多功能,其中一些非常復(fù)雜。第一個(gè)功能是電池監(jiān)控,對(duì)主要電池參數(shù)實(shí)時(shí)收集大量信息。其中一些涉及到所傳遞的電流、充電電流、電流電壓、溫度和電荷狀態(tài)。此信息用于評(píng)估電池的健康狀況,并檢查是否存在異常。

一個(gè)非常重要的功能是控制充電和放電電流,以防止能源過載或深度放電,這會(huì)損害電池本身的壽命。溫度也被仔細(xì)監(jiān)測(cè),以避免過熱和可能的爆炸或火災(zāi)。最先進(jìn)的模型包括獨(dú)立地將電流輸送到各個(gè)單元,以確保最佳的平衡。電池管理系統(tǒng)還執(zhí)行各種安全措施,以保護(hù)它免受損壞、故障和故障。它在異常分配或充電的情況下進(jìn)行干預(yù),在危險(xiǎn)情況下立即中斷充電或放電。

有些裝有特殊電路的模型甚至可以通過有線或無線連接將收集到的各種信息傳送到其他系統(tǒng)。如果電池位于操作人員難以進(jìn)入的地方,這種可能性是相當(dāng)有用的。最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)監(jiān)控電壓和電流,檢查是否存在過載,而更先進(jìn)的系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)電池平衡、與其他系統(tǒng)通信和高級(jí)診斷功能。

改進(jìn)電池管理

電動(dòng)車的電子和自動(dòng)電池管理是當(dāng)今最艱巨的挑戰(zhàn)之一,最關(guān)鍵的因素之一是綜合電路的選擇,以實(shí)現(xiàn)許多功能。一個(gè)好的系統(tǒng)必須首先了解電動(dòng)車的電池組結(jié)構(gòu)。通常,它們由一定數(shù)量的電池組成,這些電池以串聯(lián)、平行或混合方式連接,以增加電壓或電流,并獲得更多的能量。

每個(gè)電池通常附有一個(gè)電子模塊,可持續(xù)監(jiān)測(cè)電池,系統(tǒng)收集所有信息,以確保電池的安全運(yùn)行。該系統(tǒng)執(zhí)行多種任務(wù),如精確的熱管理,精確的電壓和電流測(cè)量,出色的平衡各電池的電荷水平,以及系統(tǒng)安全的一系列程序。事實(shí)上,房舍管理處的主要職能如下:

· 電池保護(hù):確保正常運(yùn)作,防止在作業(yè)區(qū)發(fā)生意外情況

· 電池監(jiān)測(cè):在充電和放電期間不斷檢查電池的充電狀態(tài)和健康狀況

· 電池優(yōu)化:保證電池的良好平衡,提高電池的壽命和容量,從而優(yōu)化電動(dòng)車的自主權(quán)。

詳細(xì)分析了電池電壓過低或過電壓控制的重要作用.如果在一定的電壓范圍外,通常在10.5伏到14.8伏之間,充電和放電的鋰電池會(huì)受到損壞。在這種情況下,bms會(huì)自動(dòng)阻斷電池。此外,它還實(shí)現(xiàn)了對(duì)高連續(xù)和脈沖最大放電電流的自動(dòng)保護(hù).它自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)不受容易引起爆炸和火災(zāi)的短路的影響,并對(duì)運(yùn)行溫度進(jìn)行有效和持續(xù)的檢查,因?yàn)殇囯姵夭荒茉?℃和55℃以上充電,也不能在20℃和60℃以上正常工作。

在控制最大充電電流方面,該電池也起著根本的作用,因?yàn)樯?電池的充電速度比鉛酸電池快,但必須始終遵守限制。最后,電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電池平衡,下一段將深入探討這個(gè)問題。一個(gè)有效的例子是ST微電子產(chǎn)生的電池管理解決方案?；贚9963E集成電路,它可以提供最高為14個(gè)電池串聯(lián)的單方向或雙向配置的測(cè)量精度,并實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的CELL監(jiān)測(cè)和診斷功能。

另一個(gè)例子是來自德克薩斯州儀器的BQ76905,它集成了電池監(jiān)測(cè)功能,可用于2-5組電池的串聯(lián);一個(gè)保護(hù)電路,包括電壓、溫度、電流和內(nèi)部診斷。它實(shí)現(xiàn)了電池平衡功能,必須對(duì)其進(jìn)行控制,以限制電流,避免超過設(shè)備的推薦工作溫度。這是通過正確計(jì)算電池輸入電阻和限制一次性可以平衡的電池?cái)?shù)來實(shí)現(xiàn)的。

電池平衡

鋰電池比傳統(tǒng)電池有很多優(yōu)點(diǎn),但在生產(chǎn)過程中,不可能保證基于標(biāo)稱容量、內(nèi)阻和自放電的相同和統(tǒng)一的模型。隨著時(shí)間的推移,這些微小的差異使電池失去了平衡,降低了電池的效率,加速了電池的老化。內(nèi)部電池串聯(lián)連接,充電和放電使用相同的能量.如果沒有適當(dāng)?shù)钠胶庀到y(tǒng),電池之間的差異會(huì)越來越大,實(shí)際上會(huì)摧毀電池。因此,如果你給電池充電而不平衡,那么較弱的電池就會(huì)在更強(qiáng)大的電池之前達(dá)到滿負(fù)荷。一般的問題正是由于最薄弱的CELL的存在。

平衡功能使您可以延長(zhǎng)電池的壽命周期,因?yàn)樗鼈冊(cè)诟鱾€(gè)部分進(jìn)行徹底和獨(dú)立的檢查。這個(gè)功能可以最大限度地提高電池總?cè)萘?防止局部充電不足或充電過多。利用這種技術(shù),該系統(tǒng)可以確保構(gòu)成電池的所有電池都具有相同的充電狀態(tài)。根據(jù)所使用的技術(shù),有被動(dòng)平衡操作,在這種操作中,帶過剩電荷的電池利用功率電阻耗散功率(和熱量),以平衡所有電池的電荷狀態(tài)。使用這種方法,最帶電荷電池的能量通過連接到電力負(fù)載,例如被動(dòng)調(diào)節(jié)器來消耗。因此,通用的房舍管理系統(tǒng)對(duì)最帶電荷的電池,等待最少的電池達(dá)到同樣的能量水平。這種方法可以獲得低效率和極長(zhǎng)的平衡過程,甚至幾十小時(shí),而且不延長(zhǎng)電池壽命,雖然它是非常經(jīng)濟(jì)的。

另一方面,主動(dòng)平衡則更為復(fù)雜和昂貴,但由于電流在充電和放電周期內(nèi)在各電池之間單獨(dú)重新分配,因此可以獲得極好的結(jié)果;此外,它的實(shí)現(xiàn)非常快,有時(shí)甚至幾分鐘。這一方法實(shí)現(xiàn)了從帶較多電荷的電池向帶較少電荷的電池輸送能量,或?qū)щ姾傻碾娏鹘抵磷銐虻偷乃?使帶充分電荷的電池不受損害,而帶較少電荷的電池則可繼續(xù)充電。從而增加了自主權(quán),沒有產(chǎn)生系統(tǒng)溫度的特定上升。然而,當(dāng)電池處于被動(dòng)或主動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí),電池堆中的每一個(gè)電池都會(huì)被監(jiān)控以保持良好的充電狀態(tài)。

因此,平衡延長(zhǎng)了電池的平均壽命,并提供了額外的保護(hù)水平,防止電池因嚴(yán)重放電或充電過多而遭到破壞。模擬設(shè)備提供了一個(gè)有源電池平衡電路的例子,其LT8584。它是一個(gè)具有2.5A放電電流的整體反沖轉(zhuǎn)換器,與LTC680X電池顯示器家庭一起使用。