Introdução:
Os chips relacionados à energia sempre foram uma categoria de produtos que recebeu muita atenção. Os chips de proteção de bateria são um tipo de chip relacionado à energia usado para detectar diversas condições de falha em baterias unicelulares e multicelulares. Nos sistemas de bateria atuais, as características das baterias de íons de lítio são muito adequadas para sistemas eletrônicos portáteis, masbaterias de lítioprecisam operar dentro dos limites nominais, com foco no desempenho e na segurança. Portanto, a proteção de baterias de íons de lítio é necessária e crítica. A aplicação de diversas funções de proteção de baterias visa evitar a ocorrência de condições de falha, como sobrecorrente de descarga (OCD) e superaquecimento (OT), e aumentar a segurança das baterias.
Sistema de gerenciamento de bateria introduz tecnologia de balanceamento
Primeiro, vamos falar sobre o problema mais comum em baterias: a consistência. Após as células individuais formarem uma bateria de lítio, podem ocorrer descontrole térmico e diversas condições de falha. Este é o problema causado pela inconsistência da bateria de lítio. As células individuais que compõem a bateria de lítio são inconsistentes em termos de capacidade, carga e parâmetros de descarga, e o "efeito barril" faz com que as células individuais com propriedades piores afetem o desempenho geral de toda a bateria de lítio.
A tecnologia de balanceamento de baterias de lítio é reconhecida como a melhor maneira de solucionar a consistência de conjuntos de baterias de lítio. O balanceamento consiste em ajustar a tensão em tempo real de baterias de diferentes capacidades, ajustando a corrente de balanceamento. Quanto maior a capacidade de balanceamento, maior a capacidade de suprimir a expansão da diferença de tensão e evitar a fuga térmica, e melhor a adaptabilidade à corrente.bateria de lítio.
Isso é diferente do protetor baseado em hardware mais simples. O protetor de bateria de lítio pode ser um protetor básico contra sobretensão ou um protetor avançado que pode responder a subtensão, falha de temperatura ou falha de corrente. De modo geral, o CI de gerenciamento de bateria no nível do monitor de bateria de lítio e do medidor de combustível pode fornecer a função de balanceamento da bateria de lítio. O monitor de bateria de lítio fornece a função de balanceamento da bateria de lítio e também inclui a função de proteção do CI com alta configurabilidade. O medidor de combustível possui um alto grau de integração, incluindo a função de monitor de bateria de lítio, e integra algoritmos avançados de monitoramento em sua base.
No entanto, alguns CIs de proteção de bateria de lítio agora também incorporam funções de balanceamento de bateria de lítio por meio de FETs integrados, que podem descarregar automaticamente baterias de alta tensão totalmente carregadas durante o carregamento e manter baterias de baixa tensão em série carregadas, equilibrando assim abateria de lítio. Além de implementar um conjunto completo de funções de proteção de tensão, corrente e temperatura, os CIs de proteção de bateria também estão começando a introduzir funções de balanceamento para atender às necessidades de proteção de múltiplas baterias.
Da proteção primária à proteção secundária
Da proteção primária à proteção secundária
A proteção mais básica é a proteção contra sobretensão. Todos os CIs de proteção de bateria de lítio oferecem proteção contra sobretensão de acordo com diferentes níveis de proteção. Com base nisso, alguns oferecem proteção contra sobretensão e sobrecorrente de descarga, e outros oferecem proteção contra sobretensão e sobrecorrente de descarga e superaquecimento. Para alguns conjuntos de baterias de lítio de alta célula, essa proteção não é mais suficiente para atender às necessidades do conjunto de baterias de lítio. Atualmente, é necessário um CI de proteção de bateria de lítio com função de balanceamento autônomo de bateria de lítio.
Este circuito integrado de proteção pertence à proteção primária, que controla os FETs de carga e descarga para responder a diferentes tipos de proteção contra falhas. Este balanceamento pode resolver o problema de fuga térmica do circuito.bateria de lítioMuito bem. O acúmulo excessivo de calor em uma única bateria de lítio causará danos ao interruptor de balanceamento e aos resistores do conjunto de baterias de lítio. O balanceamento da bateria de lítio permite que cada bateria de lítio sem defeito no conjunto de baterias de lítio seja balanceada para a mesma capacidade relativa que as outras baterias defeituosas, reduzindo o risco de descontrole térmico.
Atualmente, existem duas maneiras de se obter o balanceamento de baterias de lítio: balanceamento ativo e balanceamento passivo. O balanceamento ativo consiste em transferir energia ou carga de baterias de alta tensão/alto SOC para baterias de baixo SOC. O balanceamento passivo consiste em usar resistores para consumir a energia de baterias de alta tensão ou alta carga, a fim de reduzir a diferença entre as diferentes baterias. O balanceamento passivo apresenta alta perda de energia e risco térmico. Em comparação, o balanceamento ativo é mais eficaz, mas o algoritmo de controle é muito complexo.
Da proteção primária à secundária, o sistema de bateria de lítio precisa ser equipado com um monitor de bateria de lítio ou um medidor de combustível para obter a proteção secundária. Embora a proteção primária possa implementar algoritmos inteligentes de balanceamento de bateria sem o controle da MCU, a proteção secundária precisa transmitir a tensão e a corrente da bateria de lítio para a MCU para a tomada de decisões em nível de sistema. Monitores de bateria de lítio ou medidores de combustível basicamente têm funções de balanceamento de bateria.
Conclusão
Além dos monitores de bateria ou medidores de nível de combustível que fornecem funções de balanceamento de bateria, os CIs de proteção que fornecem proteção primária não se limitam mais à proteção básica, como sobretensão. Com a crescente aplicação de circuitos integrados multicelularesbaterias de lítio, baterias de grande capacidade terão requisitos cada vez maiores para CIs de proteção, e a introdução de funções de balanceamento é muito necessária.
O balanceamento é mais como uma espécie de manutenção. Cada carga e descarga terá uma pequena compensação de balanceamento para equilibrar as diferenças entre as baterias. No entanto, se a célula da bateria ou o conjunto de baterias em si apresentarem defeitos de qualidade, a proteção e o balanceamento não podem melhorar a qualidade do conjunto de baterias e não são uma solução universal.
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Horário da publicação: 21/10/2024