スマートバッテリー管理システム-理由、設計、および要件

なぜスマートバッテリー管理システムが必要なのですか？

バッテリー管理システムは、充電式バッテリーパックの充電、放電率、および温度をチェックしてバランスを保つ電子デバイスです。バッテリーシステムの単一または複数のセルを監視できます。マルチセルバッテリシステムでは、個々のセルの状態が監視および制御されます。これらのバッテリー管理システムでは、システムはバッテリーパック内になく、ワイヤーベースです。

スマートバッテリー管理システムと言えば、バッテリーパックを内側から統合したワイヤレスシステムです。このシステムは、パック内の個々のバッテリーセルからのワイヤレスフィードバックに基づいており、電子車両アプリケーションで使用できます。このワイヤレスソリューションは、バッテリーパック内に直接統合されるため、バッテリーの使用可能容量とライフサイクルを向上させます。

スマートバッテリー管理システムをどのように設計しますか？

スマートバッテリー管理システムは、バッテリーの容量を最大化し、過充電や過充電も防ぎます。スマートバッテリー管理により、バッテリーのすべてのセルが均等に充電され、均等に放電されることが保証されます。

バッテリーパックのこの頭脳は、バッテリーの動作に関する重要な情報を測定して報告し、さまざまな動作条件による損傷からバッテリーを保護します。そのコンポーネントについて少し理解してみましょう。 BMSが実行する最も重要な機能は「セル保護」です。リチウムイオン電池には2つの重要な設計上の問題があります。過充電すると、過熱して損傷したり、爆発や炎を引き起こしたりする可能性があるため、過電圧保護を確実にするためにBMSを用意することが重要です。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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すべてのバッテリー保護回路には、MOSFETと呼ばれる2つの電子スイッチがあります。 MOSFETは、回路内の電子信号をオンまたはオフに切り替えるために使用される半導体です。 BMSには通常、放電MOSFETと充電MOSFETがあります。リチウムイオンプロテクターチップは、セル間の電圧が上限を超えていることを検出すると、充電MOSFETチップを開いて充電を中止します。充電が安全なレベルに戻ると、チップは再び閉じます。同様に、セルが特定の電圧までドレインされると、プロテクターは放電MOSFETを開くことによって電荷を遮断します。

エネルギー管理は、BMSによって実行される2番目に重要な機能です。例えば;ほとんどのラップトップは、バッテリーに残っている充電量だけでなく、消費率や、バッテリーの再充電が必要になるまでにデバイスを使用するために残っている時間を知ることができます。したがって、実際には、エネルギー管理は携帯型電子機器において非常に重要です。戦闘の最中にコントローラーが死ぬ前にカウンターストライクをプレイできる期間を知っているように、余分なバッテリーを探すためにスクランブルをかけています...気にしないでください。

エネルギー管理の鍵はクーロンカウントです。例えば;部屋に5人がいて、2人が去った場合、さらに3人が部屋に入ると、3人が残り、6人になります。また、部屋の収容人数が10人で、6人が中にいる場合、60％が満室になります。 BMSはこの容量を追跡し、充電状態はSMバスと呼ばれるデジタルバスを介して、またはボタンを押すとLEDディスプレイが合計充電量を示す充電状態ディスプレイを介してユーザーに電子的に伝達されます。 20％刻み。ハンドヘルドポインタセル端子などの特定のアプリケーション用のBMSには、制御デバイスと整合性のある組み込み充電器、つまり、ストレージデバイスであるインダクタと放電器も含まれていました。制御装置は充電アルゴリズムを管理します。リチウムイオン電池の場合、理想的な充電アルゴリズムは定電流と定電圧です。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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バッテリーパッチは通常、組み合わせて機能するいくつかの個別のセルで構成されます。理想的には、バッテリーパック内のこれらすべてのセルは同じ充電状態にあります。セルのバランスが崩れると、個々のセルにストレスがかかり、充電が早期に終了し、バッテリーの全体的なサイクル寿命が短くなる可能性があります。 BMSのセルバランスは、個々のセルの充電の不均衡が発生するのを防ぐことにより、バッテリーの寿命を延ばします。これまで、バッテリー管理システムの基本コンポーネントとその機能について説明してきました。

バッテリー管理システムの要件は何ですか？

スマートバッテリー管理システムには、特定の構成要素があります。それらのいくつかを以下に示します。

1.カットオフFET：FETドライバー機能ブロックは、バッテリーパックの接続と分離を提供するためのものです。

2.燃料計モニター：燃料計は、バッテリーパックに出入りする電荷のチェックとバランスを保ちます。

3.CELL VOLTAGE BALANCE＆MONITOR ：？個々のセルのセル電圧の監視とバランス調整は、バッテリーパックの全体的な状態に不可欠です。

4.温度モニター：温度モニターは、BMSで多目的兵士として機能します。彼らの最初のそして最大の義務は、定電圧で大量の電流が火災を引き起こす可能性があるため、充電時にバッテリーに入る電流の量をチェックしてバランスを保つことです。これらのモニターの2番目の機能は、バッテリーを充電または放電することが望ましいかどうかを判断することです。

5.ステートマシン：センシング回路の場合、ほとんどのBMSはMCUまたはFPGAセンシング回路を必要とし、復元された情報を使用してe =決定を行います。

6.その他のBMSビルディングブロック：？その他のBMSビルディングブロックには、認証、リアルタイムクロック、メモリ、およびデイジーチェーンが含まれます。メモリはデータの保存に使用され、リアルタイムクロックはタイムスタンプに使用されます。

BMSは、さまざまなビルディングブロックと設計手法を使用して構築できます。バッテリ要件とバッテリ寿命の目標は、バッテリ寿命を最適化するためのBMSと充電スキームを作成するための適切なアーキテクチャ、機能ブロック、およびICを決定するのに役立ちます。 BMSがバッテリー要件に従って設計されている場合、BMSは、設計されているバッテリーと同様に長寿命になります。