Dynamic lithium ion battery management system design method

2022/04/08

Autor: Iflowpower –Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Dünaamilise liitiumioonaku juhtimissüsteemi projekteerimismeetod: selles artiklis käsitletakse dünaamilise liitiumioonaku juhtimissüsteemi projekteerimismeetodit, et saavutada ülelaadimiskaitse, ülelaadimise kaitse, ülevoolukaitse ja liitium-ioonakuga töötavate liitiumakupatareide võrdsustamine. Märksõnad: liitium-ioon võimsusega liitiumaku; juhtimissüsteem; liigvool; ülelaadimine; ületasu; tasakaalu kontroll Sissejuhatus liitium-ioonakude laialdasse kasutusse üle kümne aasta, kuid varakult oluline mobiiltelefonide, sülearvutite, kaamerate, DVD-de jaoks. Oodates mitmeid väikeseid mobiilseid elektroonikatooteid, kipuvad need juhtumid olema ühekordselt kasutatavad ja madalad koormusvool, kõrge ohutustegur. Viimase kahe aasta jooksul on liitiumioonakud hakanud kiiresti kasutama, kõrge energiatihedusega, saastevaba jne.

, on hakatud kiiresti kasutama elektrijalgratastel, elektritööriistadel ja elektrimänguasjadel ning järk-järgult kasutama hübriidsõidukites ja elektrisõidukites. Dünaamilise liitiumioonaku ohutus on aga endiselt probleem, mille pärast inimesed praegu kõige rohkem muret teevad, seega on need nende kaitseks väga olulised. Lisaks liitium-ioonakude ohutuse jätkamise tagamisele ei ole võimalik uurida aku juhtimissüsteemi, et aku ja selle kasutamine oleks tasakaalus.

Liitiumioonakude kaitse Tähtis hõlmab ülelaadimiskaitset, ülelaadimiskaitset, ülevoolu- ja lühisekaitset jne. 1 Funktsioon 1.1 Ülelaadimiskaitse Liitiumioonaku puhul ei tohi üheosalise aku maksimaalne pinge ületada määratud väärtust pärast laadimine, vastasel juhul analüüsitakse akus olevat elektrolüüti, nii et temperatuur tõuseb ja idanevad gaasid, vähendades akut.

Kasutusiga on tõsine ja põhjustab isegi plahvatuse, seega peab kaitseahel tagama, et iga akupatarei aku lõpppinge oleks täiesti ammendamatu. Kui aku pinge ületab seatud väärtuse, aktiveeritakse see. Laadimiskaitsefunktsioon, katkestage laadimisahel kaitseahelaga, peatage laadimine.

Kaitse saab peatada, kui aku pinge taastub lubatud pingeni ja vabastab liigse lukustusrežiimi. Erinevatest materjalidest liitiumioonakudel on oma erinevad määratud väärtused. Lisaks ei ole vaja tähelepanu pöörata müra valesti mõistmisele, väärkäitumise ja väärkäitumise vältimiseks on vaja määrata ülelaadimise viivitus ning viiteaeg ei saa olla mürast lühem.

Kui pinge ületab jätkuvalt ülechaltoni katsepinget, käivitab see ülereservi kaitse. 1.2 Liigtühjenemise kaitse liitiumioonaku liigse tühjenemise korral lühendab selle eluiga ja aku kahjustamine on sageli pöördumatu.

Liitiumioonaku ületühjenemise vältimiseks, kui liitiumioonaku pinge on madalam kui selle ületühjenemise pinge katsepunkt, aktiveeritakse ületühjenemise kaitse, tühjenemine ja aku hoitakse normaalsel tasemel. madala staatilise vooluga ooterežiimis ja parameetrite seadistus on sarnane. Lae. 1.

3 Liigne / lühisekaitse Liitiumioonakul on teatud piirangud, liigne tühjendusvool võib samuti põhjustada liitiumioonakudele korvamatut kahju, mis mõjutab nende kasutusiga. Lühisekaitse funktsiooni laiendatakse tegelikult voolukaitsele. Kui tekib väline lühis, peatatakse tühjenemine kohe, vastasel juhul võib see liitiumioonakut ennast ja väliseid seadmeid tõsiselt kahjustada.

Liigvoolukaitse viiteaeg on üldiselt vähemalt paarsada mikrosekundit kuni millisekundini, samas kui lühisekaitse viiteaeg on mikrosekundeid, peaaegu lühis lõikab silmuse koheselt läbi, mis võib vältida aku tohutut kahjustumist aku poolt. Elektritööriistade puhul ei kombineerita kaitsevoolu väärtuse ja viivitusaja seadistust elektritööriista enda parameetritega, vastasel juhul mõjutab see tööriista väljundmomenti ja mootori tööiga. 1.

4 Akuga tasakaalustatud dünaamilistel liitiumioonakudel on tavaliselt paar nööri, kümneid nööre või isegi sadu nööre, kuna töötlemisel oleva aku tõttu tuleb kattekilest valmis saada palju samme. toode, isegi pärast ranget testimisprotseduuri, Toiteallika pinge, takistus, võimsus on ühtlane, kuid teatud aja möödudes sünnib sisetakistus, pinge, võimsus jne, moodustavad ebaühtlase oleku, sünnivad või sellised erinevused. See erinevus kajastub pingena järjestikuste aku südamike vahel, kui aku on täis või pärast seda.

Sel juhul on akuploki ajal aku südamik liiga kõrge ja aku südamik käivitub varakult ning tühjenemisprotsessis liiga madal aku südamik põhjustab aku ületühjenemise kaitse, võimaldades seeläbi üldist aku mahutavus on selgelt vähenenud ja kogu aku mahutavus on akus oleva aku südamiku mahutavus ning seda on lihtne üle laadida ja kasutamise ajal ülemäärane nähtus ning seda pole lihtne avastada, mille tulemuseks on eelnev ebaõnnestumine. Seetõttu saab kaitseahelat kasutada akuploki tasakaalustatud töö lõpetamiseks, et eraldada kõrgema pingega akust liigset voolu, tarbida lisavõimsust, saavutada aku tasakaal, maksimeerida dünaamiliste liitiumioonakude kasulikkust ja pikendada akut. kasuta Elu, uus turvalisus. Tavaliselt kasutataval tasandusmeetodil on energia salvestamise tasakaal ja takistuse tasakaal.

Energia salvestamise tasakaal on energiasalvestuselemendi (nt induktiivsus või mahtuvus) laadimine ja tühjendamine, et saavutada energiaülekanne aku vahelise energiaülekande vahel. See tasakaalustatud laadimismeetod juhib üldiselt keerulist võrkude võrku, kõrgeid turbehaldusnõudeid, peaks pöörama tähelepanu energiasalvestuskomponentide laadimis- ja tühjendusajale ning maksimaalne eelis on see, et kõiki seadmeid saab iga üksust tasakaalustada. Aku funktsioon ei tarbi liitiumioonaku elektrienergiat.

Takistuse võrdsustamine edastatakse üldjuhul akupakettidele kontrolleri juhttakistivõrgu kaudu, mida saab mitmeelemendiliste akude jaoks samaaegselt tasakaalustada. Kui aga võrdsustamisprotsessis on elektritakistus liiga väike, on tasandusvool liiga väike, on mõju väga väike; kui elektritakistus on liiga väike, on takistuse võimsus suur, süsteemi energiakadu on suur, tasakaalu efektiivsus on madal, süsteem on soojusjuhtimise nõuete jaoks kõrge. Temperatuuri testi kontrollimiseks.

Takistuse võrdsustamise põhimõte on aku laadimise protsessis, kui teatud aku on kiirem, pinge on kõrgem kui teistel akudel, süsteemi juhitakse tasandustakistuse sisselülitusšundi juhtimisega ja aku laetakse. aku laadimiskiiruse vähendamiseks iga sektsiooni saavutamiseks. Aku tasakaalu laadimise eesmärk. 2 Kaitsefunktsioon Liitium-ioonakude kaitse realiseerimine Tähtis: ühe kiibiga juhtimine ja integraallülituse kaitsekiip.

2.1 IC-juhtimine Praegu on liitiumioonaku kaitsmiseks palju kiipe. Kiipe on mitut tüüpi, Taiwan ja mandriosa saavad valida.

Praegu on palju kasutusviise, küpsemist ja välisseadmete vooluring on lihtne, kuid hind on võrdlemisi kallis. Erinevate kaitse-IC-de funktsionaalsus on erinev. Kaitserežiim ja välisliinid on samuti erinevad.

See võib põhineda erinevatel tegelikus kasutuses olevatel IC-del. IC-i valimisel tuleb seda arvestada. Erinevate IC-mudelite ülelaadimiskaitse pinge on erinev.

Seal on 4,25V ja 4,35V ja IC enda voolutarve, välisahel on piisavalt lihtne, kaitseb IC parameetreid Kas see vastab nõuetele, maht on piisavalt väike, tuleb kaaluda läbimõeldud.

Lisaks kaitse kaitsele on kriitiline parameeter ka kaitseplaat. Hoiatuse ületühjenemise korral kaitske IC-d, et testida aku pinget. Kui ülelaadimise katsepinge on saavutatud, ei tohi MOSFET-i toiteallikat ega tühjenemist välja lülitada.

Kuid praegu on akul endal endiselt loomulik tühjenemine ja IC voolutarve. Seetõttu on vaja IC voolutarbimist vähendada madalaimale tasemele ja kui staatiline tarbimisvool ei ole 0,1 ua.

Lisaks töötab või laeb võimas liitium-ioonaku ning esineb kõrgsurve gerberatsioone. Seetõttu peaks IC-de kaitse vastama kõrge rõhu nõuetele. Joonisel 1 on kujutatud 4 stringi kasutamise skemaatiline diagramm Seiko S-8254A IC kaitsmiseks.

S-8254-seeria sisseehitatud ülitäpse pinge testimisahel ja viivitusahel on IC-d 3 sektsiooni või 4-segmendiga ühendavate liitiumioonide või liitiumpolümeeri laetavate akude jaoks. SEL-klemmi kaudu ümberlülitamist saab kasutada 3- või 4-seeria akuelementide kaitsmiseks. Joonis 1S 1S-8254A4 Stringikaitse skeem Praegune aku kaitsekiip suudab üldiselt kaitsta 4 liitiumioonakut, kuid paljud liitiumioonakud, mis on üle 5 sektsiooni, nagu elektritööriistad, elektrijalgrattad ja UPS, praegu peaksin tegema? Nagu on näidatud joonisel fig.

2, saab ahel realiseerida väljundvõimsust 20A / 24V, nii et juhtkiibi kasutusnäitena kasutatakse S-8254AAV-i, mis kasutab samaaegselt kahte kaitsekiipi, kaitseb 8-ahelalist liitiumioonakut. kaitse eemaldamise pinge on 2,70 V ¡À 0,080 V, ülevoolupinge on 4.

250V ¡À 0,025V. Joonis 28 Servatic liitiumioonaku kaitseahel See vooluahela tasakaalujuhtimine kasutab R5408 kiipi, pinge mõõtmise täpsus on suhteliselt kõrge ja tasandusvool kuni 1A.

2,2 MCU juhtnupud Olemasolevad integreeritud vooluahela kaitsekiibid Olulised alla 4 sektsiooniga akupakettide ja üle 4 sektsiooniga akude kaitseks, mida saab kasutada mitme üheastmelise kaitsekiibi seerias või mitmel mitmetasandilisel kaitsel. Kiibi seeria viis.

Kuid 4-sektsioonilise akuploki aku skaalaustatavus, kasutades mitmeid kaitsekiipe. Samal ajal on integreeritud kaitsekiibid sageli ainult ühe või ühe akutüübi omaduse jaoks ja nende maksumus on sageli suhteliselt kõrge. Sel eesmärgil koos liitiumioonaku laadimis- ja tühjenemisomadustega, paljudel juhtudel võimsusega liitiumioonaku kaitseahelatega, projekteerimismeetoditega, mis kasutavad tuumana MCU-d (mikroteadlik).

Erinevate funktsionaalsete juhtseadiste tuumana tarnitakse mikropääste liitiumioonakule, et tagada ülelaadimise, kattumise ja ülevoolukaitse. Kaitse, lühisekaitse, pakkudes samal ajal selliseid funktsioone nagu võimsuse ennustamine, side, identiteedi tuvastamine. 3 Riistvaralised häiretevastased meetmed mõõdavad liitium-ioonaku juhtimissüsteemi võimsust kasutussüsteemi osana, sageli alluvad erinevatele elektromagnetilistele häiretele, tegelik töökeskkond on halvem, riistvara projekteerimisel ja PCB-plaadil on vaja teatud takistust.

4 Muud nõuded Kuna aku on põhikasutusprojekti toiteallikaks oluline, vajab see BMS-i väga madalat energiatarbimist. 5 Dünaamilise liitiumioonaku lõpu jälgimine on uusim probleem ja selle haldussüsteem ühendab tehnilise disaini ideede jälgimise põhifunktsioonidega, nagu staatiline, laadimine, tühjendamine, haldamine, akupakettide automaatne hooldus ja saavutada praktilisus, usaldusväärsed kasutusnõuded.

VÕTA MEIEGA ÜHENDUST
Lihtsalt ütle meile oma nõuded, me saame teha rohkem, kui võite ette kujutada.
Saada oma päring
Chat with Us

Saada oma päring

Valige mõni muu keel
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Praegune keel:Eesti