Batareya to'plamini himoya qilish tizimlari: ular qanday ishlaydi?

Lityum batareyalar toʻplami e-velosiped va elektr asboblardan tortib energiya saqlash tizimlarigacha quvvat oladi. Ammo bu hujayralar ichidagi kimyo ularni sezgir qiladi. Voltajni haddan tashqari oshirib yuboring, ularni juda past darajada to'kib tashlang yoki oqim kuchayib ketishiga yo'l qo'ying, shunda siz doimiy shikastlanish yoki eng yomon holatlarda,termal qochish.

Batareya to'plamini himoya qilish tizimlarihujayralar va tashqi dunyo o'rtasida o'tirish. Ular real vaqt rejimida asosiy parametrlarni kuzatadilar va narsalar xavfsiz chegaralardan tashqariga chiqqanda quvvatni uzadilar. AtGEB, biz ushbu tizimlarni biz ishlab chiqargan har bir paketga quramiz, chunki yaxshi himoya qatlami hujayralar to'plamini mijozlar yillar davomida ishonishi mumkin bo'lgan ishonchli mahsulotga aylantiradi.

Ikkita umumiy yondashuv mavjud: oddiyroqHimoya zanjiri moduli (PCM)va qanchalik qobiliyatliBatareya boshqaruv tizimi (BMS). Paketni tanlash yoki belgilashda har birining qanday ishlashini tushunish sizga yordam beradi.

Batareya to'plamini himoya qilish tizimlari nima?

Batareya paketini himoya qilish tizimi doimiy ravishda kuchlanish, oqim va haroratni kuzatib turadigan, so'ngra harakatga tushadigan elektron o'rnatishdirPaketni xavfsiz ishlash zonasida (SOA) saqlash uchun.

• PCM (himoya zanjiri moduli)asosiy versiyasi hisoblanadi. Bu asosan bir yoki ikkita himoya IC atrofida qurilgan himoya taxtasi vaMOSFETs. Uning ishi oddiy: xavfli vaziyatlarni aniqlang va kontaktlarning zanglashiga olib tashlang. Ko'pgina kichik 1S dan 4S gacha bo'lgan paketlardan foydalaniladiPCMchunki u ixcham va arzon-xarajat.
• BMS (Batareya boshqaruv tizimi)uzoqroqqa boradi. Uni to'plamning miyasi deb o'ylab ko'ring. U har bir hujayrani alohida kuzatish, hisoblash uchun bir nechta sensorlar, mikrokontroller va dasturiy ta'minotdan foydalanadiAyrim davlat (SOC)vaSog'liqni saqlash holati (SOH), hujayralarni muvozanatlashtiring va ko'pincha CAN, UART yoki Bluetooth orqali xost qurilmasi bilan aloqa o'rnating.

Ularning amalda qanday farq qilishini -yon-aniq ko‘rib chiqamiz:

PCM sizga qo'shimcha murakkabliksiz muhim himoyani ta'minlaydi.BMSilovangiz talab qilganda uzoq umr, yaxshi ishlash va tizim darajasidagi integratsiyani-ta'minlaydi.

Batareya to'plamini himoya qilish tizimlari qanday ishlaydi

PCM yoki BMS dan foydalansangiz ham, asosiy jarayon bir xil bo'ladi: monitor → qaror → harakat → tiklash.

Sensorlar (yoki oddiyroq PCMda himoya IC) doimiy ravishda hujayralardagi kuchlanishni, oqim yoki oqimni va asosiy nuqtalarda haroratni o'lchaydi. Boshqaruv mantig'i ushbu o'qishlarni oldindan belgilangan chegaralar bilan taqqoslaydi. Qiymat chegaradan oshib ketganda, tizim kontaktlarning zanglashiga olib tashlash uchun MOSFET kalitlarini o'chiradi. Vaziyat tozalangach (masalan, siz zaryadlashni boshlaysizortiq-bo‘shatilgan paket), tizim qayta ulanadi.

8205A MOSFETlar bilan bog'langan DW01+ IC kabi narsadan foydalanadigan odatiy PCMda:

• Oddiy ish (hujayra kuchlanishi taxminan 2,5 V - 4,3 V): IC MOSFET-larni ushlab turadi, shuning uchun oqim erkin oqadi.
• Bo'shatish paytida kuchlanish juda past bo'lsa, IC tushirish yo'lini kesadi.
• Zaryadlash vaqtida kuchlanish juda yuqori bo'lsa, u zaryad yo'lini kesadi.
• Haddan tashqari oqim yoki qisqa tutashuv MOSFETlarning o'zlarining-kichik qarshiliklari orqali aniqlanadi - ulardagi kuchlanishning keskin pasayishi haddan tashqari oqimni bildiradi va o'chirishni ishga tushiradi.

To'liq BMS buning ustiga qatlamlarni qo'shadi. U bir nechta sensorlardan ma'lumotlarni to'playdi, o'z mikrokontrollerida algoritmlarni boshqaradi va muvozanatni saqlash uchun qattiq kesish o'rniga zaryad oqimini kamaytirish yoki hujayralar o'rtasida energiyani faol ravishda o'tkazish kabi oqilona qarorlar qabul qilishi mumkin.

Natija ikkala holatda ham bir xil bo'ladi: paket xavfsiz kuchlanish, oqim va harorat oynalarida qoladi, shuning uchun hujayralar ichidagi kimyo tezda buzilmaydi yoki qochib ketmaydi.

Asosiy himoya funktsiyalari tushuntirilgan

Bu erda siz duch keladigan asosiy himoyalar va ular nima uchun muhim.

Haddan tashqari zaryaddan himoya qilish

Agar hujayra kuchlanishi xavfsiz maksimal qiymatdan oshib ketsa (odatda ko'pchilik NMC yoki LCO xujayralari uchun 4,2 V - 4,25 V atrofida), himoya zanjiri zaryadlash yo'lini uzadi. Haddan tashqari zaryadlashning davom etishi elektrolitni buzadi, issiqlik hosil qiladi va ishga tushishi mumkintermal qochish. Yaxshi tizimlar bir oz pastroq tiklanish chegarasini o'z ichiga oladi, shuning uchun kuchlanish o'rnatilgandan keyin zaryadlash davom etishi mumkin.

Haddan tashqari-zaryaddan himoya qilish

Har bir hujayra uchun taxminan 2,5 V - 3,0 V dan past zaryadsizlanish anodda misning erishi va doimiy quvvatni yo'qotishiga olib keladi. Himoya tizimi kuchlanish shunchalik pasayguncha tushirish oqimini kesadi. Ko'pgina paketlar zaryadlash moslamasi ulangandan so'ng avtomatik ravishda qayta tiklashga imkon beradi va kuchlanishni diapazonga qaytaradi.

Haddan tashqari oqim va qisqa tutashuvdan himoya qilish

Yuqori oqim issiqlik hosil qiladi va hujayralarni stressga olib keladi.PCMva BMS ikkalasi ham oqimni kuzatib boradi, ko'pincha MOSFETlarda kuchlanish pasayishidan foydalanadi. Qisqa tutashuv shunchaki haddan tashqari oqimning ekstremal versiyasidir - tizim shikastlanish yoki yong'inni oldini olish uchun millisekundlarda reaksiyaga kirishadi.

Harorat va issiqlik boshqaruvi

Harorat juda muhim. Aksariyat lityum hujayralar 15 dan 35 darajagacha yaxshi ishlaydi. Bu diapazondan yuqori, ayniqsa tez zaryadlash yoki kuchli zaryadsizlanish vaqtida issiqlik tez hosil bo'ladi. BMS birliklari haroratni bir necha nuqtada kuzatib boradi va oqimni to'xtatishi yoki butunlay o'chirishi mumkin. Yuqori{6}}quvvat paketlarida biz hujayralar orasidagi termal to'siqlar yoki faol sovutish yo'llari kabi passiv choralarni ham qo'shamiz.

Hujayra muvozanati

Bir nechta katakchalar ketma-ket joylashgan har qanday paketda sig'imdagi kichik farqlar ba'zi hujayralar boshqalarga qaraganda tezroq to'liq yoki bo'sh bo'lishiga olib keladi. Balanslashtirmasangiz, siz foydalanish imkoniyatini yo'qotasiz va-alohida hujayralarni stressga duchor qilish xavfini tug'dirasiz. AsosiyPCMkamdan-kam hollarda muvozanatlashadi. Tegishli BMS energiyani faol yoki passiv ravishda uzatadi, shuning uchun barcha hujayralar bir-biriga yaqin bo'lib qoladi, bu esa tsiklning ishlash muddati va xavfsizligini bevosita yaxshilaydi.

Bu funktsiyalar birgalikda ishlaydi. Faqat kuchlanishdan himoyalangan, lekin haroratni e'tiborsiz qoldiradigan paket hali ham himoyasiz. GEBda biz himoya qatlamini alohida xususiyatlardan ko'ra to'liq tizim sifatida ishlab chiqamiz.

PCM va BMS: To'g'ri yondashuvni tanlash

Ko'pgina kam{0}}quvvat yoki xarajat-ko'p loyihalar uchun yaxshi mo'ljallangan-PCM etarli. U to'rtta asosiy himoyani (ortiqcha zaryadlash, haddan tashqari -zaryad qilish, ortiqcha oqim, qisqa tutashuv) ishonchli tarzda boshqaradi va paketni kichik va arzon narxda saqlaydi.

Ilovangizga quyidagilardan birortasi kerak bo'lganda BMS ga o'ting:

• Uzoqroq aylanish muddatihujayra muvozanati
• Foydalanuvchi yoki tizim uchun aniq SOC ma'lumotlari
• Zaryadlovchilar, invertorlar yoki avtomobil boshqaruvchilari bilan aloqa
• Har xil yoki qattiq haroratli muhitda ishlash
• Kattaroq paketlar uchun yuqori xavfsizlik chegaralari

Biz bu tanlov har hafta mijozlar bilan o'ynashini ko'ramiz. Portativ qurilma ishlab chiqaruvchisi odatda PCM bilan qoladi. E-velosiped yoki quyosh energiyasini saqlash loyihasi deyarli har doim BMSga o‘tadi, chunki qo‘shimcha monitoring va balanslash haqiqiy ish-da tezda o‘zini oqlaydi va kafolat muammolarini kamaytiradi.

Nima uchun batareya to'plami uchun kuchli himoya muhim?

To'g'ri himoyalangan paket uzoqroq davom etadi, yanada barqaror ishlaydi va quyi oqimda kamroq bosh og'rig'ini keltirib chiqaradi. Bu daladagi nosozliklarni kamaytiradi, sertifikatlashni soddalashtiradi va yakuniy mijozlaringizga mahsulot ularni tanqidiy daqiqada tushkunlikka tushirmasligiga ishonch hosil qiladi.

AtGEB biz himoyaga qo'shimcha{0}}qo'shimcha sifatida emas, balki paket dizaynining asosiy qismi sifatida qaraymiz. Biz kompaktdan foydalanamizmiPCMixcham asbob batareyasi yoki toʻliq-funksiyali batareya uchunBMSbilanCAN aloqaenergiya saqlash tizimi uchun maqsad bir xil bo'lib qoladi: hujayralarni imkon qadar ko'proq tsikllar uchun mo'ljallangan chegaralar ichida xavfsiz ishlashini ta'minlash.

Yakuniy

Batareya paketini himoya qilish tizimlari - oddiy PCM yoki rivojlanganBMS- - bu xom litiy xujayralari xavfsiz, foydalanishga yaroqli mahsulotlarga aylanadi. Ular kuchlanish, oqim va haroratni kuzatadilar, keyin chegaralarga yaqinlashganda tezda harakat qilishadi. Ushbu mexanizmlarni tushunish ilovangiz uchun to'g'ri echimni belgilashga yordam beradi va batareyaning ishlash muddatini qisqartiradigan yoki xavfsizlikka xavf tug'diradigan umumiy tuzoqlardan qochishga yordam beradi.

Agar siz yangi mahsulotni ishlab chiqayotgan bo'lsangiz yoki mavjud mahsulotni yaxshilamoqchi bo'lsangizbatareya to'plami, bemalol murojaat qiling. GEBda biz ikkalasini ham loyihalashtiramiz va ishlab chiqaramizPCM-himoyalanganvaBMS{0}}jihozlanganturli quvvat darajalari, muhitlar va ishlash ehtiyojlariga moslashtirilgan lityum batareya paketlari. Bizga talablaringizni ayting va biz eng mos keladigan himoya usulini tavsiya qilishimiz mumkin.