优化储能电池管理系统的重要性

如今,现代电池的功率要大得多,在汽车、火车甚至飞机的总体安全性方面,它允许长时间的自主和快速充电。一个名为电池管理系统的专用电路( 业务管理系统 ),使电池能持续更长的时间,并提高其使用和充电的安全性。受房舍管理处影响最大的电池类型是可充电电池,特别是锂离子电池,目前在大多数应用程序中,从智能手机到锂离子电池。 电动汽车 .这些智能系统在监测、控制和优化电池性能和寿命,同时确保用户和负载安全方面发挥着关键作用。

导言

为确保电池长期安全高效运行,需要建立电池管理系统。它执行许多功能,其中一些非常复杂。第一个功能是电池监控,对主要电池参数实时收集大量信息。其中一些涉及到所传递的电流、充电电流、电流电压、温度和电荷状态。此信息用于评估电池的健康状况,并检查是否存在异常。

一个非常重要的功能是控制充电和放电电流,以防止能源过载或深度放电,这会损害电池本身的寿命。温度也被仔细监测,以避免过热和可能的爆炸或火灾。最先进的模型包括独立地将电流输送到各个单元,以确保最佳的平衡。电池管理系统还执行各种安全措施,以保护它免受损坏、故障和故障。它在异常分配或充电的情况下进行干预,在危险情况下立即中断充电或放电。

有些装有特殊电路的模型甚至可以通过有线或无线连接将收集到的各种信息传送到其他系统。如果电池位于操作人员难以进入的地方,这种可能性是相当有用的。最简单的系统监控电压和电流,检查是否存在过载,而更先进的系统则实现电池平衡、与其他系统通信和高级诊断功能。

改进电池管理

电动车的电子和自动电池管理是当今最艰巨的挑战之一,最关键的因素之一是综合电路的选择,以实现许多功能。一个好的系统必须首先了解电动车的电池组结构。通常,它们由一定数量的电池组成,这些电池以串联、平行或混合方式连接,以增加电压或电流,并获得更多的能量。

每个电池通常附有一个电子模块,可持续监测电池,系统收集所有信息,以确保电池的安全运行。该系统执行多种任务,如精确的热管理,精确的电压和电流测量,出色的平衡各电池的电荷水平,以及系统安全的一系列程序。事实上,房舍管理处的主要职能如下:

· 电池保护:确保正常运作,防止在作业区发生意外情况

· 电池监测:在充电和放电期间不断检查电池的充电状态和健康状况

· 电池优化:保证电池的良好平衡,提高电池的寿命和容量,从而优化电动车的自主权。

详细分析了电池电压过低或过电压控制的重要作用.如果在一定的电压范围外,通常在10.5伏到14.8伏之间,充电和放电的锂电池会受到损坏。在这种情况下,bms会自动阻断电池。此外,它还实现了对高连续和脉冲最大放电电流的自动保护.它自动保护系统不受容易引起爆炸和火灾的短路的影响,并对运行温度进行有效和持续的检查,因为锂电池不能在0℃和55℃以上充电,也不能在20℃和60℃以上正常工作。

在控制最大充电电流方面,该电池也起着根本的作用,因为生命4电池的充电速度比铅酸电池快,但必须始终遵守限制。最后,电池管理系统实现电池平衡,下一段将深入探讨这个问题。一个有效的例子是ST微电子产生的电池管理解决方案。基于L9963E集成电路,它可以提供最高为14个电池串联的单方向或双向配置的测量精度,并实现非常复杂的CELL监测和诊断功能。

另一个例子是来自德克萨斯州仪器的BQ76905,它集成了电池监测功能,可用于2-5组电池的串联;一个保护电路,包括电压、温度、电流和内部诊断。它实现了电池平衡功能,必须对其进行控制,以限制电流,避免超过设备的推荐工作温度。这是通过正确计算电池输入电阻和限制一次性可以平衡的电池数来实现的。

电池平衡

锂电池比传统电池有很多优点,但在生产过程中,不可能保证基于标称容量、内阻和自放电的相同和统一的模型。随着时间的推移,这些微小的差异使电池失去了平衡,降低了电池的效率,加速了电池的老化。内部电池串联连接,充电和放电使用相同的能量.如果没有适当的平衡系统,电池之间的差异会越来越大,实际上会摧毁电池。因此,如果你给电池充电而不平衡,那么较弱的电池就会在更强大的电池之前达到满负荷。一般的问题正是由于最薄弱的CELL的存在。

平衡功能使您可以延长电池的寿命周期,因为它们在各个部分进行彻底和独立的检查。这个功能可以最大限度地提高电池总容量,防止局部充电不足或充电过多。利用这种技术,该系统可以确保构成电池的所有电池都具有相同的充电状态。根据所使用的技术,有被动平衡操作,在这种操作中,带过剩电荷的电池利用功率电阻耗散功率(和热量),以平衡所有电池的电荷状态。使用这种方法,最带电荷电池的能量通过连接到电力负载,例如被动调节器来消耗。因此,通用的房舍管理系统对最带电荷的电池,等待最少的电池达到同样的能量水平。这种方法可以获得低效率和极长的平衡过程,甚至几十小时,而且不延长电池寿命,虽然它是非常经济的。

另一方面,主动平衡则更为复杂和昂贵,但由于电流在充电和放电周期内在各电池之间单独重新分配,因此可以获得极好的结果;此外,它的实现非常快,有时甚至几分钟。这一方法实现了从带较多电荷的电池向带较少电荷的电池输送能量,或将带电荷的电流降至足够低的水平,使带充分电荷的电池不受损害,而带较少电荷的电池则可继续充电。从而增加了自主权,没有产生系统温度的特定上升。然而,当电池处于被动或主动平衡状态时,电池堆中的每一个电池都会被监控以保持良好的充电状态。

因此,平衡延长了电池的平均寿命,并提供了额外的保护水平,防止电池因严重放电或充电过多而遭到破坏。模拟设备提供了一个有源电池平衡电路的例子,其LT8584。它是一个具有2.5A放电电流的整体反冲转换器,与LTC680X电池显示器家庭一起使用。