電池計量芯片(電量計IC)主要用來采集電芯電壓、溫度、電流等信息,通過庫侖積分和電池建模等方式計算電池電量、健康度等信息,并通過I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機通信。電量計IC與電池保護IC既可分立,也可集成。一級保護IC可以控制充、放電MOSFET,保護動作是可恢復(fù)的,即當(dāng)發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時就會斷開相應(yīng)的充放電開關(guān),安全事件解除后就會重新恢復(fù)閉合開關(guān),電池可以繼續(xù)使用。硬件、算法和固件是電量計芯片的三大關(guān)鍵要素,硬件用來實現(xiàn)高精度采樣和低功耗運行;算法用來對電池進行建模;固件用來實現(xiàn)算法編程,計算輸出容量信息。在選擇電量計芯片時,通常需要考慮到電芯化學(xué)類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side)、電量計算法、是否集成電池保護均衡等功能、支持充放電電流大小,以及存儲介質(zhì)和封裝形式等。對于電池管理系統(tǒng)(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關(guān)重要。無人機BMS保護IC
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。開關(guān)模式效率高,適用于大電流應(yīng)用,且應(yīng)用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對充電電流、效率要求不高,通常不高于1A, 但對體積、成本則有較高要求。開關(guān)電容模式可以做到高達97%以上的效率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關(guān)系,實際應(yīng)用中通常與開關(guān)型充電管理芯片配合使用。工商業(yè)儲能BMS保護芯片BMS還需要根據(jù)采集到電池的相關(guān)信息。
電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要職責(zé)包括監(jiān)控、保護和優(yōu)化電池性能。硬件BMS保護板指的是完全基于硬件實現(xiàn)的電池管理系統(tǒng),其設(shè)計注重電路和傳感器等硬件組件的整合。與之相對,軟件保護板BMS則采用嵌入式軟件實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的一種方式。與硬件版相比,軟件版更注重算法、控制邏輯和數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)化。在選擇硬件或軟件BMS保護板時,需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和預(yù)算來做出權(quán)衡。如果是對基本功能的要求較高,且成本預(yù)算較為有限,BMS硬件保護板可能是一個不錯的選擇。而如果需要更高級的電池管理策略,對靈活性和升級能力有更高要求,那么軟件BMS板可能更為合適。
BMS保護板也可以按照串?dāng)?shù)和持續(xù)放電電流大小來分。串?dāng)?shù)比較好理解,常見的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護板需要采集每一串電芯的電壓,因此串?dāng)?shù)不同,保護板是不同的。而電流大小,就是決定了MOS開關(guān)的大小(MOS數(shù)量),MOS數(shù)量越多,BMS保護板的價格就越高,對價格的影響很關(guān)鍵。鐵鋰常見的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。鋰電池體積小、可拆卸提出,方便用戶充電,降低電池被盜風(fēng)險。 硬件BMS保護板指的是完全基于硬件實現(xiàn)的電池管理系統(tǒng),其設(shè)計注重電路和傳感器等硬件組件的整合。
電池包保護板設(shè)計中需要考慮的因素較多,如電壓平臺問題,鋰動力電池包在使用中往往被要求很大的平臺電壓,所以設(shè)計鋰動力電池包保護板時盡量使保護板不影響電芯的放電電壓,這樣對控制IC、采樣電阻等元件的要求就會很高,電流采樣電阻應(yīng)滿足高精密度,低溫度系數(shù),無感等要求。鋰電池保護板的電路,B+、B-分別是接電芯的正、負(fù)極;P+、P-分別是保護板輸出的正、負(fù)極;T為溫度電阻(NTC)端口。鋰電池保護板的主要功能有過充保護、過放保護、過流保護、短路保護、溫度保護。 BMS保護板的被動均衡就是將單體電池中容量稍多的個體消耗掉,實現(xiàn)整體的均衡。便攜式電源BMS效果
如果需要更高級的電池管理策略,對靈活性和升級能力有更高要求,那么軟件BMS板可能更為合適。無人機BMS保護IC
儲能BMS均衡技術(shù)主要是指電池管理系統(tǒng)BMS中用于維護電池組中各個單體電池電量一致性的技術(shù)。其基本原理是通過監(jiān)控電池組的充放電狀態(tài),以及各個單體電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),然后通過相應(yīng)的控制策略,對電池單體進行充放電過程中的調(diào)節(jié),降低電池單體之間的不均衡特性,使得各個單體電池的電量盡可能地保持一致,從而提高整個儲能系統(tǒng)的性能和壽命。目前,有兩種常見的均衡方式:被動均衡和主動均衡。這兩種方法都適用于比較大限度地提高可用容量和延長電池壽命。 無人機BMS保護IC
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