Design method of equalization charging of lithium ion battery pack protection plate

2022/04/08

Szerző: Iflowpower –Hordozható erőmű szállítója

Absztrakt: Ez a cikk lítium-ion akkumulátorok csoportját használja. Az összes lítium-ion akkumulátor töltési túlfeszültséget, feszültség alatti kisülést, túláram-, rövidzárlat elleni védelmet, valamint az egység kiegyensúlyozott töltésének kiegészítésének problémáját igényel töltés közben. Oldja meg az egyik tervezési módszert az akkumulátorcsomag-védőpanelek védelmére kiegyenlített töltési funkcióval, egyetlen töltési funkcióval. lítium-ion akkumulátor védő chip bármilyen lítium-ion akkumulátorsorozathoz. Az eredmények szimulációja és az ipari feldolgozás után a védőlemez tökéletes, a munka stabil és a költséghatékonyság magas.

0 Bevezetés Az elterjedt egyensúlyi töltési technikák közé tartozik az állandó söntellenállás-kiegyenlítés, a kikapcsolási sönt-ellenállás-kiegyenlítés, az egyenletes akkumulátorfeszültség-kiegyenlítő töltés, a kapcsolókapacitás-kiegyenlítő töltés, a váltóáram-kiegyenlítő töltés, az induktivitás-kiegyenlítő töltés stb.. Amikor a csoportban lévő lítium-ion akkumulátort sorosan töltik, gondoskodnia kell arról, hogy minden akkumulátor kiegyensúlyozott legyen, különben ez hatással lesz a teljes akkumulátorkészlet teljesítményére és élettartamára használat közben.. A meglévő egycellás lítium-ion akkumulátor védőchip nem tartalmaz kiegyenlítő töltésvezérlő funkciókat, többszegmenses lítium-ion akkumulátor védőchip kiegyenlítő töltésvezérlő funkciókat, hogy külső CPU legyen; soros kommunikáción keresztül (például I2C busz) védőchipekkel, Növelte a védelmi áramkörök bonyolultságát és tervezési nehézségeit, csökkenti a rendszer hatékonyságát és megbízhatóságát, növeli az energiafogyasztást.

Ebben a cikkben a nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátor használatához minden lítium-ion akkumulátorhoz töltési túlfeszültség, feszültség alatti kisülés, túláram, rövidzárlat elleni védelem, valamint az egész csoport egyensúlyi töltésének problémája szükséges a töltés során, a használat elemzése. Kiegyenlített töltési funkciót tartalmazó akkumulátorcsomag-védő panelek tervezési módszere tetszőleges sorozatú lítium-ion akkumulátorvédő chipekhez. Szimulációs eredmények és ipari feldolgozási használati tanúsítvány, a védőlemez védelem tökéletes, stabil, költséghatékony, kiegyensúlyozott töltési hiba kevesebb, mint 50 MV.1 lítium-ion akkumulátor csomag védőlemez kiegyenlítő töltési elv szerkezete egycellás lítium-ion akkumulátor védelmi chip kialakítása egyensúlyi Lítium-ion akkumulátor csomag védőlemez szerkezeti blokkvázlat az 1. ábrán látható.

1. ábra Lítium-ion akkumulátorcsomag védőlemez 4 diagram, ahol: 1 egyetlen lítium-ion akkumulátor; a 2. ábra egy töltéstúlfeszültség-sönt kisülési ága; a 3. ábra egy sönt kisülési leágazásvezérlő kapcsolókészülék; 4 a túláram-ellenőrzési ellenállás; Az 5. ábrán kimaradt a lítium-ion akkumulátor védő chip és az áramkör csatlakozási része; A 6 egyetlen lítium-ion akkumulátor védőchip (általában tartalmazza a Co töltésvezérlő érintkezőt, a DO kisülésvezérlő tűt, a kisülési túláramot, a VM rövidzárlat-teszt, az akkumulátor pozitív végét VDD, az akkumulátor negatív VSS-t stb..); A 7. ábra egy MOS csőkapu a fő áramkör töltésvezérlésére, miután a töltés túlfeszültség-védelmi jelét a fénycsatoló leválasztása után végrehajtották; A 8. ábra feszültség alatti kisülés, túláram és rövidzárlatvédelmi jel Az optocsatoló leválasztása után soros kapcsolat jön létre a főáramkörben, és a főáramkörben a MOS csőkapu kerül alkalmazásra; a 9. ábra egy töltésvezérlő kapcsolókészülék; a 10. ábra kisülésvezérlő kapcsolókészülék; a 11. ábra egy vezérlő áramkör; a 12. ábra primer áramkör; A 13. ábra egy söntkibocsátó ág. Az egycellás lítium-ion akkumulátor védőchipek száma a sorba kapcsolt lítium-ion akkumulátorcsomag cellák számától függően határozza meg a megfelelő egycellás lítium-ion akkumulátor töltési és kisütési, túláram- és rövidzárlati állapotát. , ill.

A töltésvédelem során a rendszert védő chip-vezérlő sönt kisülési elágazó kapcsolókészülékek töltik, ami eltér a töltőoldali kiegyensúlyozott töltés hagyományos gyakorlatától, és csökkenti a lítium-ion akkumulátorcsomag töltőt.. Tervezés költsége. 2 Hardver tervezés 2.

1 Töltőáramkör Amikor a lítium-ion akkumulátorcsomag fel van töltve, a külső tápegység pozitív és negatív elektródája az akkumulátorcsomag pozitív és a BAT végéhez csatlakozik, a töltőáram a pozitív BAT + akkumulátorcsomagon, az egycellás akkumulátorcsomagon keresztül folyik ion akkumulátor 1 ~ N, kisülésvezérlő kapcsolókészülék, töltésvezérlő kapcsoló eszköz, akkumulátorcsomag negatív BAT-, áramáramlás a 2. ábrához. 2. ábra Lítium-ion akkumulátorcsomag töltőáramkör vezérlő áramkör részleges, egyszeres lítium-ion akkumulátor védőchipjét párhuzamosan használják latex leválasztás után, és ez a töltőkapu feszültsége a primer áramkörben; Ha egy vagy több lítium-ion akkumulátor túlfeszültség-védelmi állapotba került a töltési folyamat során, a túlfeszültség-védelmi jel párhuzamos vezérlése az egyfokozatú lítium-ion akkumulátor pozitív és negatív elektródájának leágazó konverziós ágán történik. sorba kapcsolva A megfelelő monomer lítium-ion akkumulátor a töltőáramkörben ki van kapcsolva a töltőáramkörből. 2.

2 A főáramkör és a söntkisülési ág lítium-ion akkumulátorcsomag sorba kapcsolva, figyelmen kívül hagyja az egyes akkumulátor kapacitásbeli különbségeinek hatását, és a kis belső ellenállású akkumulátor rendben van. Ekkor a megfelelő túlfeszültség-védelmi jelet a söntkisülési ág kapcsolókészüléke vezérli, és az eredeti akkumulátor mindkét végén párhuzamosan egy söntellenállás van csatlakoztatva.. Az akkumulátor PNGV ekvivalens áramköri modellje szerint az elágazó ellenállás diverziere megegyezik az általa lemerült elsődleges egyetlen lítium-ion akkumulátor terhelésével, és az akkumulátor végfeszültségét nagyon kis tartományban tartják. a külső állapot közelében.

Feltételezve, hogy az 1., a lítium-ion akkumulátor töltődik először, túlfeszültség védelmi állapotba kerül, majd a főáramkör és az áramló ág a 3. ábra felé áramlik.. Ha minden egyes cellát túlfeszültségvédelmi állapotba töltünk, az egyes lítium-ion akkumulátorok feszültségei teljesen egyenlőek a hibatartományban, és az egyes szakaszvédő chipek vezérlőjelei lesüllyednek, és nem lehetnek töltésvezérlő kapcsolók a főáramkörben.. Az eszköz tápkapu előfeszítése kikapcsolja, a főáramkör le van kötve, vagyis a túltöltés, a töltési folyamat befejeződik.

3. ábra A kisülési ág ellenállása a primer áramkör és a sönt kisülési ág egyetlen akkumulátora között kiszámítható a lítium-ion akkumulátortöltő töltési feszültsége, valamint a lítium-ion akkumulátor mérete és a kisülési áram nagysága alapján.. A kiegyenlített áramnak ésszerűnek kell lennie, ha túl kicsi, a kiegyenlítő hatás nem egyértelmű; ha túl nagy, akkor a rendszer energiavesztesége nagy, a kiegyenlítési hatásfok alacsony, a lítium-ion akkumulátor hőkezelési követelményei magasak, az általános áram 50 és 100 mA között tervezhető. 2.

3. Kisütési áramkör Amikor az akkumulátor lemerült, a külső terhelés az akkumulátorcsomag pozitív BAT + és BAT-végére csatlakozik, és a kisülési áram átfolyik az akkumulátorcsomag negatív BAT-on, a töltésvezérlő kapcsoló készüléken, a kisülési vezérlőn. kapcsolóeszköz, az akkumulátorcsomag lítium-ion akkumulátor N ~ 1 és akkumulátorcsomag pozitív BAT +, az áram a 4. ábrához. Az egycellás lítium-ion akkumulátor védőchip kisülési alulvédelmi, túláram- és rövidzárlatvédelmi vezérlőjelei az optikai csatolás után sorba vannak kötve, és a kisülési kapcsoló készülék tápfeszültsége a főáramkörben; egyszer az akkumulátor A kisütési folyamatban van egy speciális eset a túlfeszültség vagy túláram és rövidzárlat esetén, és a megfelelő egycellás lítium-ion akkumulátor kisülésvédelmi vezérlőjele alacsony, és a kapu nem áll rendelkezésre a kapu táplálására elektromos áramkör. Az előfeszítés leállítja, a főáramkör megszakad, vagyis véget vet a kisülési folyamatnak.

4. ábra Akkumulátor kisütő áramkör Általános lítium-ion akkumulátor állandó áram-állandó feszültség (TAPER) töltésvezérléssel, állandó feszültségű töltéssel, csökkentett töltőáram közelítési index szabályszerűséggel. A rendszer töltő-kisütési főáramkörének kapcsolókészüléke elégedett lehet a külső áramkör maximális üzemi áram- és üzemi feszültségválasztásával. A vezérlő áramkör egyidejű lítium-ion akkumulátorvédő chipje a védendő egycellás lítium-ion akkumulátor feszültségszintje szerint választható ki.

Az elosztó kisülési ág ellenállás megvalósítható teljesítményellenállással vagy ellenállási hálózattal. Itt az ellenállási hálózatot használják a sönt kisülési ág ellenállásának megvalósítására. Hatékonyan kiküszöbölheti az ellenállás-eltérés hatásait.

Ezenkívül csökkentheti a hőenergia-felhasználást. 3 Egyensúlyi töltésvédő áramkör szimulációja A fenti egyensúlyi töltésvédő áramkör alapelve szerint a rendszerszimulációs modell MATLAB / SIMULINK környezetben épül fel, és a védőtábla védelmének esete a lítium-ion akkumulátorcsomagok töltése során, a tervezési módszer ellenőrzése. Megvalósíthatóság.

Az egyszerűség kedvéért a lítium-ion akkumulátor csomagot csak a 2 szegmenses ion akkumulátor adja, ahogy az 5. ábrán látható.. 52. ábra A lítium-ion akkumulátor tandem szakasza, cserélje ki az egycellás lítium-ion akkumulátort, szimulálja az akkumulátor töltését és kisülését. ábrán.

5, az RS a soros akkumulátorcsomag akkumulátor teljes belső ellenállása, az RL pedig egy terhelési ellenállás, és az Rd a sönt kisülési ág ellenállása. Az S28241 egyetlen lítium-ion akkumulátorvédő chip egy alrendszerbe van beépítve, így az átfogó modell tömörebb.. Védőchip alrendszer modellek szűk logikai műveleti modulokhoz, szimbólumfunkciós modulokhoz, egydimenziós ellenőrző modulokhoz, integrált modulokhoz, késleltetési modulokhoz, kapcsolómodulokhoz, matematikai műveleti modulokhoz stb..

a védelmi műveletek időzítésének és logikájának szimulálására. Mivel van egy bizonyos különbség a szimulációs környezet és a valódi áramkör között, ne szűrjön, és erős gyenge elektromos leválasztás, és a felesleges modulok könnyen meghosszabbíthatják a szimulációs időt.. Ezért a tényleges szimulációs folyamatban az áramkört eltávolítják a szűrésből, az optocsatolók leválasztásából, a szintszabályozó és egyéb áramkörökből, és a nagy áramsöntre tervezett ellenálláshálózatot egyetlen ellenállásra változtatják, és a szimulációs rendszer bonyolultsága csökken..

A teljes rendszerszimulációs modell felállításakor ügyelni kell a különböző modulok bemeneti kimeneti adataira, és a jel típusa eltérő lehet. Ha a modul csatlakozási sorrendje nincs megfelelően elrendezve, akkor az adattípus konvertálódik, és a modellben a feszültségteszt modult használják erős jel megvalósítására.. Konverziós csatlakozási probléma.

A szimulációs modellben a vezérelt feszültségforrás adott jele kis eltérést mutathat a hullámforma premisszájában, ami az akkumulátor töltési és kisütési különbségét reprezentálja.. A 6. ábra egy módszer egy túláram-erősítő ág használatára az akkumulátorcsomagban, amelyből látható, hogy rendelkezésre áll egy módszer túláram-kisülési áramkör használatára.. 6. ábra Lítium-ion akkumulátor feszültségteszt szimulációs eredményei 4 Rendszerteszt rekonstrukció A márka elektromos kerékpár plusz gyár iránti igényére válaszul a tervezés 2 csoportos konszolidált, 10 sorozatú 36V8A · H mangánsav lítium-ion akkumulátor csomag védőlemezt ért el. az egycellás lítium-ion akkumulátor védőchip a japán Seiko S28241-et használja, a védőlemez fő áramkörből, vezérlő áramkörből, sönt kisülési ágból, szűrőből, optocsatoló leválasztásból és szintszabályozó áramkörből áll, stb..

, alapfelépítése látható 7. A kisülési ág áramát 800 mA-ről kell kiválasztani, és az 510 Ω-os ellenállássor párhuzamosan van csatlakoztatva. 7. ábra Lítium-ion akkumulátorcsomag védőlemez beállítás A hibakeresési munka feszültségérzékelésre és áramérzékelésre két részre oszlik.

A feszültségészlelés magában foglalja a töltési teljesítmény teszt túlfeszültséget, alaptöltést, kisütési teljesítménytesztet feszültség alatt, két fokozatban. Dönthet úgy, hogy az akkumulátoros analóg tápegységet használja a tényleges akkumulátor helyett. A többcellás akkumulátor miatt magasabb a szonda költségének kimutatásának módja.

Egy divatos akkumulátorcsomagban is lehetséges az észlelés. Amikor az akkumulátorcsomag keringése fel van töltve és lemerül, a védőeszköz nem normális, rögzítse az egyes akkumulátorok valós idejű feszültségét, és határozza meg a kiegyenlítő töltés teljesítményét a túltöltés elleni védelem rögzítése során.. De ez a módszer hosszú időt tölt el.

Amikor az akkumulátorcsomag fel van töltve, a 3 bites félpontos voltmérővel 10 akkumulátor töltési feszültségét figyeljük. Látható, hogy minden akkumulátor a normál üzemi feszültség tartományon belül van, és a monomerek közötti különbség kicsi, töltés közben A feszültség eltérése kisebb, mint 100mV, teljes töltési feszültség 4.2V, a feszültség eltérése kisebb, mint 50mV.

Az áramérzékelő rész túláram-tesztet és rövidzárlat-tesztet tartalmaz. A túláram próbát sorba lehet kötni az ellenállás terhelésében és a táp vissza, lassan csökkenteni a terhelést, ha az áram túlcsordulási értékre nő, az áramtáblázat nem jelzi az áramlást. A rövidzárlati vizsgálat lehet egyenes, a rövidre csatlakoztatott akkumulátor pedig egy negatív elektróda az aktuális táblázat állapotának megfigyelésére.

A készülék sértetlenségének megállapítása mellett az áramköri hegesztés megfelelő, a védőlemezen lévő áramforrás-jelző állapotán keresztül is kisüthető. A tényleges használat során figyelembe kell venni, hogy a külső interferencia instabillá teheti az akkumulátor feszültségét, ami a feszültséget rendkívül rövid ideig tartó túl- vagy alulfeszültséghez vezet, ami az akkumulátorvédő áramköri hiba megállapításához vezet, ezért a védőchip megfelelő késleltetéssel van ellátva.. Logika, ha szükséges, adjon hozzá egy késleltető áramkört a védőhöz, amely hatékonyan csökkenti a külső interferenciát, ami az áramköri hibák meghibásodását okozhatja.

Mivel az akkumulátor nem működik, a védőlemezen lévő kapcsolók kikapcsolt állapotban vannak, így a statikus veszteség közel 0. Amikor a rendszer működik, ez egy főáramkör, amelyet az elsődleges áramkörben lévő két MOS csövön gondolkodnak el. Töltési állapotban Amikor a kiegyenlítő áramkör működik, az elektromos ellenállás hővesztesége a sönt ágban nagy, de az idő rövid, és az általános dinamikus veszteség az akkumulátor egység periodikus szintjén belül van..

Észlelt, a védelmi áramkör kialakítása megfelel a soros lítium-ion akkumulátorcsomag védelmének karbantartásának, a védelem teljes, megbízhatóan túltöltés, túlkisülés elleni védelem, és kiegyenlítő töltési funkció érhető el.. A használat felhasználásának megfelelően a védőchip modell és a sorozat, a kapcsolókészülék teljesítményszintjének és az energiafogyasztási elemnek a megváltoztatása után bármilyen szerkezetű és feszültségszintű lítium-ion akkumulátorcsomag elérhető.. Ha az FS361A egyrészes lítium-ion akkumulátorvédő chipet a Fujing-el együtt használják, akkor 3 csoportos konszolidált, 12 szálból álló foszfát-ion akkumulátorcsomag védőlemez kialakítása stb..

A végső különféle ipari termékek kedvező árúak, és a 3 éves piaci ellenőrzés nem javítja a termékeket. 5 Következtetések Ez a cikk egyetlen lítium-ion akkumulátor védelmi chip-konstrukciót használ a többszegmenses lítium-ion akkumulátor sorba állítása érdekében, a szükséges túlfeszültség, alulfeszültség, túláram és rövidzárlat elleni védelem teljesítése mellett. kiegyenlítő töltés. Funkció.

A szimuláció és a kísérleti eredmények igazolják a megközelítés megvalósíthatóságát, a piaci felhasználás pedig a tervezés stabilitását.

LÉPJEN KAPCSOLATBA VELÜNK
Csak mondd el nekünk az Ön igényeit, többet tehetünk, mint amit el tudunk képzelni.
Küldje el a lekérdezést
Chat with Us

Küldje el a lekérdezést

Válasszon másik nyelvet
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
Aktuális nyelv:Magyar