LiFePo4 バッテリーパック用の優れたバッテリー管理システムとは何ですか

適切な BMS は適切な保護を提供し、必要な機能を備えている必要があります。. LiFePO4バッテリー用, BMS, またはバッテリー管理システム, が必要です.

すべてのリチウムポリマー電池セル, LiFePO4バッテリーを含む, 過電圧に弱い, 下–電圧, そして過電流. LiFePO4 バッテリーはすぐに容量が失われる可能性があります, バッテリーの損傷, または、上記の状況のいずれかが長期間維持されると火災の危険さえあります。.

したがって, BMS の主な責任は、LiFePO4 バッテリーセルを保護することです。. そうすれば、適切な温度で動作する可能性があります, 現在, と電圧. これに加えて、さらに必要な機能が実現できれば素晴らしいですね.

基本的な目的とバッテリー管理システムの動作原理

最も基本的な機能は、バッテリー管理システムすることです作るのリチウムポリマー電池細胞無敵の, それが主な任務でもあります. プリント基板, または保護回路基板, の別名ですバッテリー管理システムこの 1 つの基本的な機能だけで. ここでは具体的な保護ガイドラインをいくつか示します.

過電圧保護

セルの過電圧保護

3.65Vセル過電圧, 3.55V 解除電圧, そして2S遅延. 充電されると各セルの電圧が上昇します. いずれかのバッテリーが 3.65V の電圧制限を超えると、充電回路が遮断されます。, セルの過電圧保護をアクティブにする. その間充電回路が再接続されました, 電圧は 3.55V まで自然に放電するか、一定の電圧を印加した後に放電します。 2 秒遅れ.

もし可能なら, 個人的には、過電圧保護のしきい値を 3.60V に上げて、リチウムポリマー電池フル充電から. プラス端子にリチウムイオンが蓄積するため, 100 SOC パーセントは最も安定した状態ではありません.時々, 車のリチウム電池も重要な役割を果たすことができる.

過電圧保護パック

次は、4 つの 12.8V セルが直列接続されたバッテリーパックに適用されます。. 14.60V はパックの過電圧制限です. 14.202S遅延のあるVリリース電圧. 合計電圧が14.60Vに達したとき, 充電回路が遮断されている, セルの過電圧と同じように. 電圧は自然に14.20Vまで下がります, またはバッテリーが放電したとき, その後, 2S待機後, 充電回路が再起動されます.

ハードウェアオーバー- 電圧保護

3.9V, 2S遅延ハードウェア過電圧保護. バッテリーパックの最終防衛線はハードウェア保護です.

不足電圧保護

下- セルの電圧保護

解除電圧 2.7V, 2Sディレイ, 単一セルの不足電圧制限 2.5V. セルの電圧は放電に伴って継続的に低下します。. いずれかのセルの電圧が 2.50V に達すると、放電回路が閉じられます。. 充電後、または電圧が自然に上昇すると、セル電圧は 2.7V 以上に回復します。, 放電回路は2S後に回復します.時々, リチウム電池の価格も非常に重要な要素です.

下- パックの電圧保護

解除電圧 10.80V, ディレイ2S, パック不足電圧制限 10V は以前と同様の手順です.

ハードウェアに対する保護- 電圧

2.0Vと16Sがあります.

過電流保護

ソフトウェア (11年生) 現在の防御力

充電過電流遅延 10 秒, のリリース時間 30 秒, 0.5Cの過電流で充電 (5012.8V100Ah LiFePO4 バッテリーの場合). 充電電流が50Aに達すると充電回路がオフになります。. 放電過電流遅延 10 秒, のリリース時間 30 秒, そして1C (10012.8V100Ah LiFePO4 バッテリーの場合).

ハードウェア (22年生)

各バッテリーモデルとリチウムポリマー電池管理システム 200A の明確な電流保護制限があります, 160msの保護遅延あり.

短絡に対する保護 (33年生)

それは 1000 と 40 s. 毎バッテリー管理システム一般に電子部品には最大耐電流があります。. ほとんどのバッテリー管理システム電流が2600Aに達すると誤動作します。BMSの主なコンポーネント

MCU – 人間の脳

MCUはさまざまなデータを収集し、指令を送信します。. 例えば, 温度, 現在, 電圧, 等. コマンドで関連する MOSFET に回路を開閉するように指示します。.

MOSFET

回路のアクティブ化または非アクティブ化を制御します. 重要な要素は耐電圧と電流です.

電流用センサー

電流を測定するには, 電流センサーが使用されています. その他の小型抵抗器, 半導体, 等. 利用可能です.

温度からの保護

NTC温度センサーは必須コンポーネントです. MCU は、温度センサーから受信した温度値を使用して、関連する MOSFET をオンまたはオフに切り替えます。.

75°C は充電高温保護を意味します。. リリース 55 ℃; 待って 2 s.

充電低温保護には 0°C が必要です, 5℃, そして2S遅延.

高温放電保護は75℃です, 55℃を解除, そして2Sの遅延.

規約 “放電低温保護” -10℃を参照, リリース℃, そして2Sの遅延.

スマート BMS セルバランシング

セルバランシングの主な目標は、各セルを一定に維持することです。, バッテリーパックの寿命を延ばすために、同等の状態を長期間維持します。. アクティブセルバランスとパッシブセルバランスは異なるタイプのセルバランシングです.

アクティブバランシング回路は非常に複雑です. 統合チップがないため, コンポーネントはまだやや巨大です. 利点は、バランシング電流が 10A に近づく可能性があることと、n』t 暖かい上.

加熱抵抗器は主に、高電圧セルのエネルギーを消費するためのパッシブバランスに使用されます。. 欠点は熱くなること, バランス電流はわずか数百 mA です。. しかし, パッシブバランスにはほんの少しのスペースしか必要ありません. これまで、BMS に組み込まれたバランスモジュールの大部分をパッシブバランシングが占めてきました。.

通信モジュール

通信モジュールにより、バッテリー管理システム外の世界と交流するために, データを提供する, サードパーティのアプリまたはソフトウェアを使用して内部バッテリーパラメータを変更する. RS232, RS485, できる, UART, およびその他の一般的な通信モジュールインターフェイスを以下に示します。. これらのポートにより、バッテリーとインバーター間の直接通信が可能になり、インバーターまたはスマートシステム全体がバッテリーから直接データを受信できるようになります。. あるいは, コンピューターの USB ポートを使用してバッテリー統計を読み取ることができます, パラメータを変更する, そして他のことをする.

Bluetoothモジュール

通信モジュールは実際には Bluetooth 機能の基盤です. Bluetooth通信の目的を達成するために, 通信モジュールのポート UART または RS232 とつながります Bluetoothモジュール.

SOCの見直しに加えて, 残りのエネルギー, 電圧, 現在, 個々の細胞電圧, およびその他のデータ, 有能な Bluetooth アプリできるもっとたくさんのことをしてください. バッテリーを自分専用にカスタマイズするには, を変更することもできますバッテリー管理システム選択した保護パラメータ.

電子スイッチ

放電回路は電子的にオン/オフを切り替えることができます.

自己発熱モジュール

Tバッテリーの内部缶温められる上 by t自己発熱モジュールその間外気温が0℃を下回り、充電電流が開始されます。. 温度が上昇しても、充電電流によりバッテリーを充電できる可能性があります。 5 ℃. バッテリーは実際にできるこの状況では 5°C で充電.

GPSモジュール

統合された GPS モジュールを利用した衛星測位システムを使用してバッテリーの位置を特定できます。, ネットワーク上のすべてのバッテリーの位置と動作ステータスの管理が可能.

バッテリー管理システムが実行する最も重要な機能

最も重要なタスクは、バッテリー管理システム細胞保護が完了します. リチウムイオン電池セルには損傷につながる可能性のある 2 つの重大な設計上の欠陥があるため、過電圧保護を提供するには電池管理システムが必要です。, 過熱, 爆発, または炎.

リチウムイオン電池は、放電が所定のカットオフポイントを下回った場合にも損傷を受ける可能性があります。, それはおおよそです 5% 彼らの能力をフルに発揮して. 細胞’ 放電がこのレベルを下回ると、容量が永久に低下する可能性があります.

特殊なリチウムイオンプロテクターは、バッテリーの充電が制限を超えたり下回ったりしないようにするバッテリー管理システムの安全機能です。. すべてのバッテリー保護回路には 2 つの回路があります。 “MOSFET,” 電子スイッチです. MOSFETは、電気信号をオンまたはオフにする回路で使用される半導体です。.

放電 MOSFET と充電 MOSFET は、バッテリー管理システムでよく使用されます。. セル間の電圧が所定のしきい値より大きいとプロテクタが判断した場合、充電 MOSFET チップを開いて充電を停止します。. 充電が一定に戻るとスイッチがオフになります。安全なレベル. これに似たもの, プロテクターは、セルが特定の電圧まで放電すると、放電 MOSFET を開くことによって放電を停止します。.

エネルギー管理

ラップトップのバッテリーの電力メーターは、エネルギー管理の素晴らしい例です. 現在のラップトップでは、通常、バッテリー残量がどのくらい残っているかを通知できます。, また、バッテリーの消費率と、バッテリーの再充電が必要になるまでの残り時間も表示されます。. したがって、実際のポータブル電子機器にとってエネルギー管理は非常に重要です。.

あ “クーロンカウンティング” 効果的なエネルギー管理の秘密. 例えば, 1 つの部屋に 5 人がいて、2 人が退室した場合, 現在残り3つです, あと3人参加したら, 現在その空間には 6 人がいます. 部屋が収容できる場合 10 個人とのみ 6 存在します, それはです 60% 満たされた. あバッテリー管理システムモニターhe 容量. 充電状態表示のボタンをクリックしたとき, LED ディスプレイにより、総充電量が単位で表示されます。 20 パーセント, これにより、ユーザーはこの充電状態が電子的に通知されます。.

特定の用途向け, このポータブル POS 端末用のものなど, バッテリー管理システムには、制御デバイスで構成される統合充電器も含まれます。, インダクターと呼ばれるエネルギー貯蔵装置, そして放電器. 充電アルゴリズムは制御装置によって制御されます. 理想的な充電手順のリチウムイオン電池することです定数を使用する電圧そして一定の現在.

バッテリーパックは通常、連携する多数の個別のセルで構成されています。. バッテリーパックのセルは、理想的には同じ充電レベルに維持される必要があります. 細胞のバランスが崩れると、個々の細胞にストレスがかかる可能性があります, その結果、充電サイクルが早期に終了し、バッテリーの総サイクル寿命が短くなる可能性があります。. バッテリー管理システムのセルバランサーによりバッテリーの寿命が延びます。, ここで見られるのは. 個々の細胞の電荷の不均衡が起こるのを防ぎます。.

結論

Lifepo4 バッテリーは、結合された多数のセルで構成されています。. さらに, バッテリー管理システムを搭載しています (BMS) 各バッテリーセルを安全な範囲内に保つように制御しますが、エンドユーザーには見えません. バッテリー管理システム寿命を延ばします, モニター, バランス, さまざまなモジュールと通信して、さまざまな状況下での安全な動作を保証します.