מָבוֹא:
שבבים הקשורים לחשמל תמיד היו קטגוריה של מוצרים שזכו לתשומת לב רבה. שבבי הגנה על סוללות הם סוג של שבבים הקשורים לחשמל המשמשים לגילוי מצבי תקלה שונים בסוללות חד-תאיות וסוללות מרובות תאים. במערכות סוללות של ימינו, המאפיינים של סוללות ליתיום-יון מתאימים מאוד למערכות אלקטרוניות ניידות, אךסוללות ליתיוםיש לעבוד במסגרת המגבלות המדורגות, תוך התמקדות בביצועים ובבטיחות. לכן, הגנה על סוללות ליתיום-יון היא הכרחית וקריטית. יישום פונקציות הגנה שונות על הסוללה נועד למנוע התרחשות של מצבי תקלה כגון זרם יתר של פריקה (OCD) והתחממות יתר של OT, ולשפר את בטיחותן של סוללות.
מערכת ניהול סוללות מציגה טכנולוגיית איזון
ראשית, בואו נדבר על הבעיה הנפוצה ביותר של חבילות סוללות, עקביות. לאחר שהתאים הבודדים יוצרים חבילת סוללות ליתיום, עלולים להתרחש ניתוק תרמי ומצבי תקלה שונים. זוהי בעיה הנגרמת מחוסר העקביות של חבילת סוללות הליתיום. התאים הבודדים המרכיבים את חבילת סוללות הליתיום אינם עקביים בפרמטרי הקיבולת, הטעינה והפריקה, ו"אפקט החבית" גורם לתאים הבודדים בעלי תכונות גרועות יותר להשפיע על הביצועים הכוללים של חבילת סוללות הליתיום כולה.
טכנולוגיית איזון סוללות ליתיום מוכרת כדרך הטובה ביותר לפתור את בעיית העקביות של חבילות סוללות ליתיום. איזון הוא התאמת 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 הפרשי המתח ולמנוע בריחה תרמית, וכך טובה יותר יכולת ההסתגלות לחבילת 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, מעגל משולב לניהול סוללות ברמת ניטור סוללת הליתיום ומד הדלק יכול לספק פונקציית איזון סוללת ליתיום. ניטור סוללת הליתיום מספק פונקציית איזון סוללת ליתיום וכולל גם פונקציית הגנה על מעגל משולב עם יכולת תצורה גבוהה. למד הדלק יש דרגת אינטגרציה גבוהה יותר, כולל פונקציית ניטור סוללת הליתיום, והוא משלב אלגוריתמי ניטור מתקדמים על בסיסו.
עם זאת, חלק מהמעגלים המשולבים להגנה על סוללות ליתיום משלבים כעת גם פונקציות איזון של סוללות ליתיום באמצעות רכיבי FET משולבים, שיכולים לפרוק אוטומטית סוללות טעונות במלואן במתח גבוה במהלך הטעינה ולשמור על סוללות מתח נמוך טעונות בטור, ובכך לאזן אתחבילת סוללות ליתיוםבנוסף ליישום מערך מלא של פונקציות הגנה מפני מתח, זרם וטמפרטורה, מעגלים משולבים (ICs) להגנה על סוללות מתחילים גם להציג פונקציות איזון כדי לענות על צרכי ההגנה של סוללות מרובות.
מהגנה ראשונית להגנה משנית
מהגנה ראשונית להגנה משנית
ההגנה הבסיסית ביותר היא הגנת מתח יתר. כל מעגלים משולבים להגנה מפני סוללות ליתיום מספקים הגנת מתח יתר בהתאם לרמות הגנה שונות. על בסיס זה, חלקם מספקים הגנה מפני מתח יתר ופריקה זרם יתר, וחלקם מספקים הגנה מפני מתח יתר ופריקה זרם יתר וחימום יתר. עבור חלק מחבילות סוללות הליתיום בעלות תאים גבוהים, הגנה זו אינה מספיקה עוד כדי לענות על הצרכים של חבילת סוללות הליתיום. נכון לעכשיו, נדרש מעגל משולב להגנה מפני סוללות ליתיום עם פונקציית איזון אוטונומית של סוללות ליתיום.
מעגל משולב זה להגנה שייך להגנה ראשונית, אשר שולטת ב-FETs לטעינה ופריקה כדי להגיב לסוגים שונים של הגנה מפני תקלות. איזון זה עשוי לפתור את בעיית הבריחה התרמית שלחבילת סוללות ליתיוםמצוין. הצטברות חום מוגזמת בסוללת ליתיום בודדת תגרום נזק למתג האיזון ולנגדים של חבילת סוללות הליתיום. איזון סוללות ליתיום מאפשר לאזן כל סוללת ליתיום שאינה פגומה בחבילת סוללות הליתיום לאותה קיבולת יחסית כמו סוללות פגומות אחרות, ובכך להפחית את הסיכון לפריצה תרמית.
כיום, ישנן שתי דרכים להשיג איזון סוללות ליתיום: איזון אקטיבי ואיזון פסיבי. איזון אקטיבי הוא העברת אנרגיה או מטען מסוללות מתח גבוה/SOC גבוה לסוללות SOC נמוכות. איזון פסיבי הוא שימוש בנגדים כדי לצרוך את האנרגיה של סוללות מתח גבוה או מטען גבוה כדי להשיג את המטרה של צמצום הפער בין סוללות שונות. לאיזון פסיבי יש אובדן אנרגיה גבוה וסיכון תרמי. לעומת זאת, איזון אקטיבי יעיל יותר, אך אלגוריתם הבקרה קשה מאוד.
מהגנה ראשונית ועד הגנה משנית, מערכת סוללות ליתיום צריכה להיות מצוידת בניטור סוללות ליתיום או במד דלק כדי להשיג הגנה משנית. למרות שהגנה ראשונית יכולה ליישם אלגוריתמים חכמים של איזון סוללות ללא בקרת מיקרו-בקר, הגנה משנית צריכה להעביר מתח וזרם של סוללות ליתיום למיקרו-בקר לצורך קבלת החלטות ברמת המערכת. למוניטורי סוללות ליתיום או מדי דלק יש בעיקרון פונקציות איזון סוללות.
מַסְקָנָה
מלבד צגי סוללה או מדי דלק המספקים פונקציות איזון סוללה, מעגלים משולבים להגנה המספקים הגנה ראשונית אינם מוגבלים עוד להגנה בסיסית כגון מתח יתר. עם היישום הגובר של סוללות מרובות תאיםסוללות ליתיום, לחבילות סוללות בעלות קיבולת גדולה יהיו דרישות גבוהות יותר ויותר עבור מעגלים משולבים להגנה, והכנסת פונקציות איזון היא הכרחית מאוד.
איזון הוא יותר כמו סוג של תחזוקה. לכל טעינה ופריקה יהיה פיצוי איזון קטן כדי לאזן את ההבדלים בין הסוללות. עם זאת, אם לתא הסוללה או לחבילת הסוללה עצמה יש פגמי איכות, הגנה ואיזון אינם יכולים לשפר את איכות חבילת הסוללה, והם אינם מפתח אוניברסלי.
אם יש לכם שאלות או שאתם רוצים ללמוד עוד, אל תהססופנו אלינו.
בקשה להצעת מחיר:
ז'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