מָבוֹא:
שבבים הקשורים לכוח תמיד היו קטגוריה של מוצרים שזכו לתשומת לב רבה. שבבי הגנת סוללה הם סוג של שבבים הקשורים לכוח המשמשים לזיהוי מצבי תקלה שונים בסוללות חד-תאיות ורב-תאיות. במערכות הסוללות של היום, המאפיינים של סוללות ליתיום-יון מתאימים מאוד למערכות אלקטרוניות ניידות, אךסוללות ליתיוםצריך לעבוד בגבולות המדורגים, תוך התמקדות בביצועים ובבטיחות. לכן, ההגנה על חבילות סוללות ליתיום-יון היא הכרחית וקריטית. היישום של פונקציות שונות להגנת סוללה הוא למנוע התרחשות של מצבי תקלה כגון OCD זרם יתר של פריקה ו-OT התחממות יתר, ולשפר את הבטיחות של ערכות סוללות.
מערכת ניהול סוללות מציגה טכנולוגיית איזון
ראשית, בואו נדבר על הבעיה הנפוצה ביותר של ערכות סוללות, עקביות. לאחר שהתאים הבודדים יוצרים ערכת סוללות ליתיום, עלולים להתרחש בריחת תרמית ומצבי תקלה שונים. זו הבעיה הנגרמת מחוסר העקביות של ערכת סוללות הליתיום. התאים הבודדים המרכיבים את ערכת סוללות הליתיום אינם עקביים בפרמטרים של קיבולת, טעינה ופריקה, ו"אפקט החבית" גורם לתאים בודדים בעלי תכונות גרועות יותר להשפיע על הביצועים הכוללים של ערכת סוללות הליתיום כולה.
טכנולוגיית איזון סוללות ליתיום מוכרת כדרך הטובה ביותר לפתור את העקביות של ערכות סוללות ליתיום. איזון הוא להתאים את המתח בזמן אמת של סוללות בעלות קיבולות שונות על ידי התאמת זרם האיזון. ככל שיכולת האיזון חזקה יותר, כך חזקה יותר היכולת לדכא את התרחבות הפרש המתח ולמנוע בריחה תרמית, והסתגלות טובה יותר ל-ערכת סוללות ליתיום.
זה שונה מהמגן הפשוט ביותר מבוסס חומרה. מגן סוללת הליתיום יכול להיות מגן מתח יתר בסיסי או מגן מתקדם שיכול להגיב לתת-מתח, תקלת טמפרטורה או תקלת זרם. באופן כללי, IC ניהול הסוללה ברמה של צג סוללת ליתיום ומד דלק יכול לספק פונקציית איזון סוללת ליתיום. צג סוללת הליתיום מספק פונקציית איזון סוללת ליתיום וכולל גם פונקציית הגנת IC עם יכולת תצורה גבוהה. למד הדלק דרגת אינטגרציה גבוהה יותר, כולל תפקוד צג סוללת הליתיום, ומשלב אלגוריתמי ניטור מתקדמים על בסיסו.
עם זאת, חלק מ-ICs להגנת סוללת ליתיום משלבים כעת גם פונקציות איזון סוללת ליתיום באמצעות FETs משולבים, שיכולים לפרוק אוטומטית סוללות טעונות במתח גבוה במלואו במהלך הטעינה ולהשאיר סוללות במתח נמוך בסדרה טעונות, ובכך לאזן אתערכת סוללות ליתיום. בנוסף ליישום מערך מלא של פונקציות הגנת מתח, זרם וטמפרטורה, ICs להגנת סוללה מתחילים להציג גם פונקציות איזון כדי לענות על צורכי ההגנה של סוללות מרובות.
מהגנה ראשונית להגנה משנית
מהגנה ראשונית להגנה משנית
ההגנה הבסיסית ביותר היא הגנת מתח יתר. כל ה-ICs להגנת סוללת ליתיום מספקים הגנת מתח יתר בהתאם לרמות הגנה שונות. על בסיס זה, חלקם מספקים הגנה מפני מתח יתר פלוס זרם יתר של פריקה, וחלקם מספקים מתח יתר פלוס זרם יתר של פריקה פלוס הגנה מפני התחממות יתר. עבור חלק מחבילות סוללות ליתיום גבוהות, הגנה זו אינה מספיקה עוד כדי לענות על הצרכים של ערכת סוללות הליתיום. בשלב זה, נדרש IC הגנת סוללת ליתיום עם פונקציית איזון אוטונומית של סוללת ליתיום.
IC הגנה זה שייך להגנה ראשונית, השולטת ב-FET הטעינה והפריקה כדי להגיב לסוגים שונים של הגנת תקלות. איזון זה עשוי לפתור את בעיית הבריחה התרמית שלערכת סוללות ליתיוםטוב מאוד. הצטברות חום מוגזמת בסוללת ליתיום אחת תגרום נזק למתג האיזון של ערכת הליתיום ולנגדים. איזון סוללת ליתיום מאפשר לכל סוללת ליתיום לא פגומה בחבילת סוללות הליתיום להיות מאוזנת לאותה קיבולת יחסית כמו סוללות פגומות אחרות, מה שמפחית את הסיכון לבריחה תרמית.
נכון להיום, ישנן שתי דרכים להשיג איזון סוללת ליתיום: איזון אקטיבי ואיזון פסיבי. איזון אקטיבי הוא העברת אנרגיה או טעינה מסוללות מתח גבוה/גבוה-SOC לסוללות SOC נמוכות. איזון פסיבי הוא שימוש בנגדים כדי לצרוך את האנרגיה של סוללות במתח גבוה או בטעינה גבוהה כדי להשיג את המטרה של צמצום הפער בין סוללות שונות. לאיזון פסיבי יש אובדן אנרגיה גבוה וסיכון תרמי. לשם השוואה, איזון אקטיבי יעיל יותר, אך אלגוריתם הבקרה קשה מאוד.
מהגנה ראשונית להגנה משנית, מערכת סוללת הליתיום צריכה להיות מצוידת בצג סוללת ליתיום או מד דלק כדי להשיג הגנה משנית. למרות שהגנה ראשונית יכולה ליישם אלגוריתמים חכמים של איזון סוללה ללא בקרת MCU, הגנה משנית צריכה להעביר מתח וזרם של סוללת ליתיום ל-MCU לקבלת החלטות ברמת המערכת. לצגי סוללת ליתיום או מדי דלק יש בעצם פונקציות איזון סוללה.
מַסְקָנָה
מלבד צגי סוללה או מדי דלק המספקים פונקציות איזון סוללה, IC הגנה המספקים הגנה ראשונית אינם מוגבלים עוד להגנה בסיסית כגון מתח יתר. עם היישום הגובר של ריבוי תאיםסוללות ליתיום, לחבילות סוללות בעלות קיבולת גדולה יהיו דרישות גבוהות יותר ויותר עבור IC הגנה, והכנסת פונקציות איזון נחוצה מאוד.
איזון הוא יותר כמו סוג של תחזוקה. לכל טעינה ופריקה תהיה כמות קטנה של פיצוי איזון כדי לאזן את ההבדלים בין הסוללות. עם זאת, אם בתא הסוללה או מארז הסוללה עצמם יש פגמים איכותיים, הגנה ואיזון אינם יכולים לשפר את איכות מארז הסוללות, ואינם מפתח אוניברסלי.
אם יש לך שאלות כלשהן או שתרצה ללמוד עוד, אל תהססלהגיע אלינו.
בקשה להצעת מחיר:
ג'קלין:jacqueline@heltec-bms.com/ +86 185 8375 6538
סוקרה:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
ננסי:nancy@heltec-bms.com/ +86 184 8223 7713
זמן פרסום: 21 באוקטובר 2024