Introducción:
Los chips relacionados con la alimentación siempre han sido una categoría de productos que ha recibido mucha atención. Los chips de protección de batería son un tipo de chips relacionados con la alimentación que se utilizan para detectar diversas condiciones de falla en baterías de una sola celda y multicelda. En los sistemas de baterías actuales, las características de las baterías de iones de litio son muy adecuadas para sistemas electrónicos portátiles, perobaterías de litioEs necesario trabajar dentro de los límites nominales, priorizando el rendimiento y la seguridad. Por lo tanto, la protección de las baterías de iones de litio es fundamental. La aplicación de diversas funciones de protección de baterías tiene como objetivo evitar fallas como la sobrecorriente de descarga (OCD) y el sobrecalentamiento (OT), y mejorar la seguridad de las baterías.
El sistema de gestión de baterías introduce tecnología de equilibrado.
Primero, hablemos del problema más común en los paquetes de baterías: la inconsistencia. Una vez que las celdas individuales forman un paquete de baterías de litio, pueden producirse sobrecalentamientos y diversas fallas. Este problema se debe a la inconsistencia del paquete. Las celdas individuales que lo componen presentan inconsistencias en su capacidad y parámetros de carga y descarga, y el "efecto barril" provoca que las celdas con peores propiedades afecten el rendimiento general del paquete.
La tecnología de balanceo de baterías de litio se reconoce como la mejor manera de resolver la consistencia de los paquetes de baterías de litio. El balanceo consiste en ajustar el voltaje en tiempo real de baterías de diferentes capacidades ajustando la corriente de balanceo. Cuanto mayor sea la capacidad de balanceo, mayor será la capacidad de suprimir la expansión de la diferencia de voltaje y prevenir el desbordamiento térmico, y mejor será la adaptabilidad a lapaquete de baterías de litio.
Esto difiere del protector de hardware más sencillo. El protector de batería de litio puede ser un protector básico contra sobretensiones o un protector avanzado capaz de responder a subtensión, fallos de temperatura o fallos de corriente. En general, el circuito integrado de gestión de la batería, a nivel del monitor y medidor de carga, proporciona la función de equilibrado de la batería. El monitor de batería ofrece esta función e incluye protección mediante circuito integrado con alta capacidad de configuración. El medidor de carga presenta un mayor grado de integración, incorporando la función del monitor de batería y algoritmos de monitorización avanzados.
Sin embargo, algunos circuitos integrados de protección de baterías de litio ahora también incorporan funciones de equilibrio de baterías de litio a través de FET integrados, que pueden descargar automáticamente las baterías completamente cargadas de alto voltaje durante la carga y mantener cargadas las baterías de bajo voltaje en serie, equilibrando así la carga.paquete de baterías de litioAdemás de implementar un conjunto completo de funciones de protección contra voltaje, corriente y temperatura, los circuitos integrados de protección de baterías también están comenzando a introducir funciones de equilibrio para satisfacer las necesidades de protección de múltiples baterías.
De la protección primaria a la protección secundaria
De la protección primaria a la protección secundaria
La protección más básica es la protección contra sobretensión. Todos los circuitos integrados de protección para baterías de litio ofrecen protección contra sobretensión según diferentes niveles. Algunos ofrecen protección contra sobretensión y sobrecorriente de descarga, mientras que otros ofrecen protección contra sobretensión, sobrecorriente de descarga y sobrecalentamiento. Para algunos paquetes de baterías de litio de alta capacidad, esta protección ya no es suficiente para cubrir las necesidades del paquete. En estos casos, se requiere un circuito integrado de protección para baterías de litio con función de equilibrio autónomo.
Este circuito integrado de protección pertenece a la protección primaria, que controla los transistores FET de carga y descarga para responder a diferentes tipos de protección contra fallas. Este equilibrio puede resolver el problema del desbordamiento térmico del circuito integrado.paquete de baterías de litioMuy bien. La acumulación excesiva de calor en una sola batería de litio dañará el interruptor de equilibrio y las resistencias del paquete de baterías. El equilibrio de las baterías de litio permite que cada batería de litio en buen estado del paquete tenga la misma capacidad relativa que las demás baterías defectuosas, lo que reduce el riesgo de sobrecalentamiento.
Actualmente, existen dos métodos para equilibrar las baterías de litio: el equilibrio activo y el equilibrio pasivo. El equilibrio activo consiste en transferir energía o carga de las baterías de alto voltaje/alto estado de carga (SOC) a las de bajo SOC. El equilibrio pasivo utiliza resistencias para consumir la energía de las baterías de alto voltaje o alta carga, con el fin de reducir la diferencia entre ellas. El equilibrio pasivo conlleva una elevada pérdida de energía y riesgo térmico. En comparación, el equilibrio activo es más eficaz, pero su algoritmo de control es muy complejo.
Desde la protección primaria hasta la secundaria, el sistema de baterías de litio necesita un monitor de batería o un indicador de nivel de carga para lograr la protección secundaria. Si bien la protección primaria puede implementar algoritmos inteligentes de balanceo de baterías sin control de la MCU, la protección secundaria necesita transmitir el voltaje y la corriente de la batería de litio a la MCU para la toma de decisiones a nivel del sistema. Los monitores de batería o indicadores de nivel de carga de litio básicamente cumplen funciones de balanceo de baterías.
Conclusión
Aparte de los monitores de batería o los indicadores de combustible que proporcionan funciones de equilibrio de la batería, los circuitos integrados de protección que proporcionan protección primaria ya no se limitan a la protección básica como la sobretensión. Con la creciente aplicación de baterías multiceldabaterías de litioLas baterías de gran capacidad tendrán requisitos cada vez mayores para los circuitos integrados de protección, y la introducción de funciones de equilibrio es muy necesaria.
El balanceo se asemeja más a un tipo de mantenimiento. Cada ciclo de carga y descarga incluye una pequeña compensación para equilibrar las diferencias entre las baterías. Sin embargo, si la celda o el paquete de baterías presenta defectos de calidad, la protección y el balanceo no pueden mejorar su calidad y no constituyen una solución universal.
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Fecha de publicación: 21 de octubre de 2024