リチウム電池の安全性と寿命を保護するためのスマートなアプローチ

理論的には、回路やソフトウェア処理など、複数のバッテリー保護パネルに電力を供給する電子技術はあまりなく、選択肢が多すぎます。それは主に保護部分を安定させ、信頼性が高く、より安全で、より実用的にする方法であり、もちろん価格もその1つです。本当に上手くやりたいのですが、とても複雑で注意深く長い作業サイクルです。技術的価値に対する経験の比率を使用したい場合、技術は20％しか占めていません。経験の80％。 3年または5年の経験がなければ、パワーバッテリー保護ボードをうまく機能させることは困難です。もちろん、良いことと良いことは2つの異なることです。なぜこの結論に達したのですか？

保護板のスキーム回路は複雑ではありません。バッテリーエレクトロニクス業界で1、2年働いている限り、回路を設計してコピーすることは難しくありません。例：マルチパワーバッテリー彼は主に高電圧、大電流、高内部抵抗作業（マイクロ電流）、バッテリーパッケージの作業環境への配慮などであり、エレクトロニクスに関する長年の包括的な経験が必要です。パック全体を理解するのに十分な大きさで、抵抗、コンデンサまたはトランジスタのタイプ、または布プレートの詳細を理解できます。一言で言えば、保護プレートは主に安定した、信頼性の高い、安全な保護バッテリーパックであり、バッテリーパックの通常の安全な使用または長期間の使用を保証します。その他の追加された独自のテクノロジーと機能は、フローティングクラウドです。では、それについて話しましょう。

パワーバッテリー保護プレートは、その名前が示すように、バッテリーを損傷から保護し、バッテリーの耐用年数を延ばすために使用されます。また、極端なバッテリーの問題が発生した場合にのみ、事故に対する最も安定した効果的な保護を提供します。もちろん、通常は移動ではありません。アプライアンスのヒューズやヒューズと同様に、監視は必須です。これが、この記事の説明と分析の目的です。

保護プロジェクトと注意点

1.電圧保護：過充電、過充電、これはバッテリーの材質に応じて変更する必要があります。これは単純に思えますが、詳細にはまだ経験があります。

過充電保護は、以前のシングルセルバッテリ保護電圧では、バッテリ充電電圧50〜150mVよりも高くなります。しかし、パワーバッテリーは異なります。バッテリーの寿命を延ばしたい場合は、保護電圧によってバッテリーの全電圧が選択され、この電圧よりもさらに低くなります。たとえば、マンガンリチウム電池の場合、4.18V〜4.2Vを選択できます。マルチストリングであるため、バッテリーパック全体の寿命は主に最小容量のバッテリーに基づいており、小容量は常に大電流および高電圧で動作するため、減衰が加速されます。大容量は軽くて軽く、自然減衰ははるかに遅いです。小容量のバッテリーを軽くするためには、過充電保護電圧ポイントが高すぎないようにする必要があります。この保護遅延は、パルスの影響を防ぎ、保護するために1Sで実行できます。

過保護は、バッテリーの材質にも関係しています。たとえば、マンガンリチウム電池は一般的に2.8 V〜3.0Vで選択されます。単一の電池の電圧よりわずかに高くなるようにしてください。国産電池は、電池電圧が3.3V以下になると、電池ごとに放電特性が大きく異なるため、事前に電池を保護しておくことで、電池寿命を延ばすことができます。

重要なのは、すべてのバッテリーを可能な限り軽く動作させることです。それはバッテリー寿命の助けになるに違いありません。

過放電保護遅延時間は、電動工具などの負荷に応じて変化しますが、始動電流は一般に10℃以上であるため、短時間でバッテリー電圧を過電圧点まで引き上げて保護します。現在、バッテリーは動作しません。これは注目に値する場所です。

MOS管の損傷は、主に温度の急激な上昇によるものです。その熱は、電流の大きさとそれ自体の内部抵抗によっても決まります。もちろん、小電流はMOSに影響を与えませんが、大電流は適切に処理する必要があります。定格電流を流すと小電流が10A以下になり、その電圧を直接使用してMOSチューブを駆動することができます。大電流、ドライブに追加する必要があり、MOSに十分な大きさのドライブ電流を与えます。以下は、MOSチューブドライブの動作電流です。設計時には、MOSチューブに供給できる電力は0.3W以下です。計算式：I2 * R / N。 RはMOSの内部抵抗、NはMOSの数です。電力が超過すると、MOSは25度を超える温度を生成し、密閉されているため、ヒートシンクがあっても、加熱する場所がないため、長時間作業すると温度が上昇します。もちろん、MOSチューブは問題ありません。問題は、バッテリーに影響を与える熱を発生させることです。結局のところ、保護プレートはバッテリーと一緒にまとめられています。

プレートの重要かつ重要な保護パラメータである過電流保護（最大電流）。保護電流の大きさは、MOSの電力と密接に関係しています。したがって、設計時には、MOS機能の残りの部分を可能な限り指定する必要があります。クロスボードでは、電流検出ポイントは適切な位置を選択する必要があり、ライン上で接続できるだけでなく、経験が必要です。通常、抵抗の中間端に接続することをお勧めします。また、電流検出側の信号が乱れやすいため、干渉の問題にも注意してください。

過電流保護遅延では、対応する調整を行うさまざまな製品のルートでもあります。ここで言うことはあまりありません。

3.短絡保護：厳密に言えば、彼は電圧比較タイプの保護です。つまり、電圧によって直接オフまたは駆動されるため、処理する必要はありません。

当社の製品では、入力フィルタの静電容量が非常に大きく、最初の接触時にコンデンサを充電するため、短絡遅延の設定も重要です。これは、コンデンサを充電するためのバッテリの短絡に相当します。

4.温度保護：一般的にスマートバッテリーで使用されます。それも欠かせません。しかし、その完璧さは常に赤字の別の側面をもたらします。主にバッテリーの温度を検出してスイッチ全体を切断し、バッテリー自体または負荷を保護します。もちろん、一定の環境であれば問題ありません。バッテリーが動作する環境は私たちの手に負えないため、複雑な変更が多すぎて選択が困難です。北の冬のように、私たちはどれくらい収まりますか？夏の南部にいくら適していますか？明らかに、範囲が広すぎると、選択する多くの要因、慈悲、賢明な人々を制御できません。

5. MOS保護：主にMOS電圧、電流、および温度。もちろん、MOSチューブの選択にも関わっています。 MOSの圧力は確かに必要なバッテリーパックの電圧を超えています。電流は、定格電流を流したときのMOSチューブ本体の温度上昇であり、通常25度を超えません。個人的な経験値は参考値です。

MOSドライブ、おそらく一部の人は、MOSチューブの大電流に対する内部抵抗が低いと言うでしょうが、なぜそれでも非常に高い温度があるのですか？これは、MOSチューブの駆動部分がうまく機能していないためです。 MOSの駆動電流は十分に大きくなければならず、特定の駆動電流はパワーMOSチューブの入力容量に応じて決定する必要があります。したがって、一般的な過電流および短絡ドライブをチップで直接駆動することはできません。追加する必要があります。大電流（50A以上）で動作する場合、MOSの同じ電流が通常同時にオンとオフになるように、多段マルチパス駆動を実現する必要があります。 MOS管には入力コンデンサがあるため、MOS管の電力が大きいほど、入力コンデンサは大きくなります。十分な電流がない場合、完全な制御は短時間で行われません。特に、電流が50Aを超える場合は、電流設計をより詳細にし、多段マルチドライブ制御を実現する必要があります。このようにして、MOSの通常のオーバーフローおよび短絡保護を保証できます。

MOSの電流バランスは、複数のMOSを併用する場合、各MOS管を流れる電流が開閉時間と同じであることに主に関係しています。これは製図板で開始する必要があり、それらの入力と出力は対称である必要があり、各チューブを流れる電流が同じであることを確認する必要がありますこれが目的です。

6.自己消費電力。パラメータが小さいほど良いです。理想的な状態はゼロですが、これを行うことは不可能です。誰もがこのパラメータを小さくしたいという理由だけで、多くの人々のより低い要件があり、ばかげていることさえあります、私たちは、保護プレートにチップがあり、それらは機能し、非常に低いことができますが、信頼性はありますか？パフォーマンスが信頼でき、完全に問題がない場合は、自己消費の問題を考慮する必要があります。一部の友人が間違ったエリアに入った可能性があります。電力の自己消費は、全体の自己消費と各ストリングの自己消費に分けられます。

パワーセルの容量自体が非常に大きいため、100〜500uAの場合の全体的な自己消費は問題ありません。もちろん、電動工具の別の分析。 5AHセルのように、500uAを放電し、どれだけ長く置くか、バッテリー全体が非常に弱いです。

自己消費の各文字列が最も重要であり、これをゼロにすることはできません。もちろん、パフォーマンスが十分に実行可能な場合にも実行されます。ただし、1つのポイントは、各文字列の自己消費が一貫している必要があるということです。通常、各ストリング間の差は5uAを超えることはできません。各ストリングの消費電力が一定でない場合、バッテリーを長時間保留すると、バッテリーの容量が変化する必要があることを知っておく必要があります。

7.バランス：この平衡の部分がこの記事の焦点です。現在、最も一般的な平衡法は2つのタイプに分けられます。 1つはエネルギーを消費し、もう1つはエネルギー変換です。

エネルギーを消費する平衡は、主に、一連のバッテリーの高電力または高電圧のバッテリーの抵抗による過剰な電気エネルギーの損失です。また、以下の3種類に分けられます。

まず、充電時間のバランスが取れており、主にいずれかのバッテリーの電圧が充電時のすべてのバッテリーの平均電圧よりも高い場合、バッテリーの電圧に関係なく、均等になり始め、主に適用されますインテリジェントソフトウェアソリューションに。もちろん、定義方法はソフトウェアで任意に調整できます。このソリューションの利点は、バッテリーの電圧均等化を行うためにより多くの時間を与えることです。

第二に、電圧固定点平衡は、多くが4.2 Vに設定されているマンガンリチウム電池などの電圧点で平衡開始を設定することです。この方法は、電池の充電の最後にのみ実行されます。平衡時間は短く、便利です。

第三に、充電プロセス中にも実行できる静的自動平衡は、放電中にも実行でき、さらに、バッテリーが静的ホールドに置かれると、電圧が不整合である場合にもバランスが取られます。 。バッテリー電圧が一定になるまで。しかし、バッテリーが機能していないと考える人もいます。保護プレートがまだ燃えているのはなぜですか？

3つの方法はすべて、基準電圧によってバランスがとられています。ただし、高いバッテリー電圧は必ずしも大容量を意味するわけではなく、おそらくその逆です。次の議論。

利点は、コストが低く、設計が単純であり、バッテリー電圧が不整合である場合に一定の役割を果たすことができることです。これは主に、長時間のバッテリーシェルフの自己消費による電圧の不整合に反映されます。理論的には、わずかな可能性があります。

短所、複雑な回路、多くのコンポーネント、高温、静電気防止不良、高い故障率。

具体的には以下で説明します。

新しいモノマー電池が部分静電容量部分の内部抵抗の後にPACKで構成されている場合、常に容量の小さい単一のモノマーが存在し、容量が最も小さいモノマーの充電プロセス中の電圧上昇が最も速くなります。また、起動時の平衡電圧に最初に到達します。このとき、大容量モノマーは電圧点に達しておらず、平衡を開始していません。小さな容量はバランスを取り始め、各サイクルが機能します。この小容量のモノマーは、完全な状態と完全な状態で機能しており、老化も最速です。同時に、内部抵抗は他のモノマーに比べて自然に徐々に増加し、悪循環を形成します。これは大きな欠点です。

コンポーネントが多いほど、故障率は高くなります。

温度、想像してみてください、エネルギー消費タイプは、熱の形でいわゆる過剰電気抵抗を使用して過剰電力を消費することであり、それは真の熱源になっています。高温はコア自体にとって非常に致命的な要因です。バッテリーが焼けたり、爆発したりすることがあります。バッテリーパック全体の温度を下げるためにできる限りのことをしていて、エネルギー消費のバランスが取れていましたか？同時に、気温は驚くほど高いです。もちろん、完全に密閉された環境でテストすることもできます。一般的に、それは熱い体であり、熱はバッテリーの致命的な天敵です。

静電気は、私が個人的に保護プレートを設計するとき、使用しない場合でも、低電力MOSチューブを使用しないでください。この辺りで食べ過ぎたから。 MOSチューブの静電気の問題です。小型MOSが作業環境で動作していることは言うまでもなく、PCBAパッチを製造するときにワークショップの湿度が60％未満の場合、小型MOSの悪い生産率は10％を超え、湿度は10％を超えると言われています。 80％に調整されます。小さなMOSの救貧税はゼロです。あなたが試すことができます。これのポイントは何ですか？当社の製品が北の冬にある場合、小さなMOSが通過する可能性があり、これは検証に時間がかかります。繰り返しますが、MOSチューブの損傷は短絡にすぎません。短絡が予想される場合、それはバッテリーがすぐに損傷することを意味します。言うまでもなく、バランスの取れた小さなMOSはまだ多く使用されています。このとき、突然、平衡不良によるモノマー電池の破損により返品が発生し、すべてのMOSが破損するのも不思議ではありません。この時、発電所と保護板工場は破れ始めました。誰のせいですか？

Bエネルギー伝達平衡。これにより、大容量のバッテリーを小容量のバッテリーにエネルギーを蓄える方法で転送できます。それはスマートで実用的に聞こえます。また、容量均衡と容量固定小数点均衡に分けられます。バッテリーの容量を測定することでバランスが取れていますが、バッテリーの電圧を考慮していないようです。たとえば、10 AHのバッテリーを例にとると、バッテリーパックに10.1 AHの容量、9.8 AHの容量ポイント、2Aの充電電流、および0.5Aのエネルギー平衡電流がある場合を考えてみます。時間、10.1AHは9.8AHの小さな容量を充電する必要があり、9.8AHのバッテリー充電電流は2A + 0.5 A = 2.5 Aです。このとき、9.8AHバッテリーの充電電流は2.5Aです。このとき、9.8 AH容量はいっぱいです。しかし、9.8 AHバッテリーの電圧はどれくらいですか？明らかに、他のバッテリーよりも速く上昇します。充電が終了すると、9.8AHは必ず事前に過充電されます。充電と放電の各サイクルで、小容量のバッテリーは常に深い状態になります。他のバッテリーがいっぱいかどうかについては、あまりにも多くの不確実性があります。

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