Sous: electronicdesign.com
Batri-Jesyon-Sistem Achitekti
Yon sistem batri-jesyon (BMS) tipikman konsiste de plizye blok fonksyonel, ki gen ladan kouto jaden-efe transmeteur (FETs), gaz-gaz kontwole, selil-voltaj kontwole, balans selil-voltaj, revey tan reyel, monite tanperati, ak yon machin eta(Figi 1). Plizye kalite BMS IC yo disponib.
Gwoupman an nan blok fonksyonel varye lajman soti nan yon fen senp analog devan, tankou ISL94208 a ki ofri balanse ak siveyans ak mande pou yon microcontroller, nan yon solisyon otonom entegre ki kouri autonomous (egzanp, ISL9420 la). Koulye a, kite a egzamine objektif la ak teknoloji deye chak blok, osi byen ke avantaj yo ak dezavantaj nan chak teknoloji.
Cutoff FETs ak chofe FET
Yon blok fet-chofe fonksyonel ki responsab pou koneksyon pake batri a ak izolasyon ant chaj la ak chaj. Konpotman chofe FET la predike sou mezi soti nan voltaj batri-selil, mezi aktyel, ak sikwi deteksyon tan reyel. Figi 2 montre de diferan kalite koneksyon FET ant chaj la ak chaj, ak pake a batri.
Figi 2A egzije kantite koneksyon nan pake a batri ak limit mod yo pake batri opere swa chaj, egzeyate, oswa domi. Direksyon koule aktyel la ak konpotman an nan yon tes espesifik reyel detemine eta aparey la.
2. Montre yo se kouto Schematics FET pou koneksyon sel ant chaj la ak plato (A), ak yon koneksyon de-teminal ki pemet pou chaje similtane ak dechaje (B).
Pou egzanp, ISL94203 la gen yon kontwole kanal (CHMON) ki kontwole voltaj la sou bo dwat la nan fet yo kouto. Si yon chaje konekte ak pake a batri izole nan li, aktyel la injected nan direksyon pake a batri pral lakoz voltaj la monte nan voltaj maksimom chaje a. Nivo a voltaj nan CHMON se vwayaje, ki pemet aparey la BMS konnen yon chaje se prezan. Pou detemine yon koneksyon chaj, se yon kouran injecter nan chaj la detemine si yon chaj prezan. Si voltaj la nan peny la pa leve siyifikativman le piki aktyel, rezilta a detemine ke yon chaj prezan. DFET FET la Le sa a, vire sou. Konplo a koneksyon nan Figi 2B pemet pake a batri yo opere pandan yo ap chaje.
Chofe FET ka fet pou konekte avek bo segonde oswa ki ba nan yon pake batri. Yon koneksyon segonde-bo mande pou yon chofe chaj-ponp yo sa aktive FETs yo NMOS. Le ou ap itilize yon chofe segonde-bo, li pemet pou yon referans te solid pou res la nan sikwi a. Low-bo koneksyon chofe FET yo jwenn nan kek solisyon entegre diminye pri, paske yo pa bezwen yon ponp chaj. Yo menm tou yo pa mande pou aparey-wo voltaj, ki konsome yon pi gwo mouri zon nan. Le li sevi avek cutoff FETs yo sou kote ki ba flote koneksyon batri a pake a, fe li plis sansib yo bri pike nan mezi a. Sa a afekte pefomans nan kek ICs.
Mezi gaz-gauge / kouran
Blok la gaz-gauge fonksyonel kenbe tras nan chaj la ki ap antre ak soti pake a batri. Chaje se pwodwi aktyel ak tan. Plizye teknik diferan ka itilize le desine yon mezi gaz.
Yon anplifikate aktyel ak yon MCU ak yon analog ba-rezolisyon ki ba-a-dijital konvetise (ADC) se yon metod mezi aktyel la. Anplifikate aktyel la sans, ki opere nan anviwonman komen-mod, anplifye siyal la, pemet pi wo mezi rezolisyon. Sa a sakrifis konsepsyon teknik dinamik, menm si.
Lot teknik itilize yon ADC rezolisyon segonde, oswa yon GAZ koute che-mezi IC. Konprann konsomasyon aktyel konpotman chaj konpotman an kont tan detemine ki kalite konsepsyon gaz-mezi.
Solisyon ki pi egzak ak pri-efikas se mezire voltaj la atrave yon rezistans sans le li sevi avek yon 16-ti jan oswa pi wo ADC ak konpanse ki ba ak segonde-mod Rating. Yon segonde-rezolisyon ADC ofri yon gwo ranje dinamik nan depans lan nan vites. Si se batri a ki konekte nan yon chaj iratik, tankou yon machin elektrik, ADC nan ralanti ka manke-wo mayitude ak gwo frekans aktyel spikes aktyel la lage nan chaj la.
Pou charj erratic, yon sikse-apwoksimatif-enskri (SAR) ADC ak petet yon fen devan aktyel-sans ka plis dezirab. Nenpot ere offset afekte ere a an jeneral nan kantite lajan an nan chaj batri. Mezi ere sou tan ap lakoz siyifikatif chaj estati batri-pake ere. Yon konpanse mezi nan 50 μV oswa mwens ak rezolisyon 16-ti jan se adekwat le mezire chaj.
Voltaj telefon ak Maksimize lavi batri
Siveye voltaj selil la nan chak selil nan yon pake batri se esansyel pou detemine sante an jeneral li yo. Tout selil gen yon fenet voltaj opere kote chaje / dechaje ta dwe rive asire operasyon apwopriye ak lavi batri. Si yon aplikasyon ap itilize yon batri ak yon chimi ityom, voltaj la opere tipikman chenn ant 2.5 ak 4.2 V. Voltage ranje se chimi-depandan. Opere batri a deyo ranje a voltaj siyifikativman diminye lavi a nan selil la epi yo ka rann li initil.
Selil yo konekte nan seri ak paralel yo fome yon pake batri. Yon koneksyon paralel ogmante kondwi aktyel pake batri a, pandan yo ap yon koneksyon seri ogmante voltaj la an jeneral. Pefomans yon selil la gen yon distribisyon: Nan moman egal zewo, chaj selil batri-pake a ak pousantaj egzeyate yo se menm bagay la. Kom chak sik selil ant chaj ak dechaje, chaj chak selil la ak chanjman matye ki chanje. Sa rezilta nan yon distribisyon gaye atrave yon pake batri.
Yon fason ki senp pou detemine si se yon pake batri chaje se kontwole voltaj chak selil la nan yon nivo voltaj mete. Voltaj nan selil an premye yo rive jwenn vwayaj la limit voltaj batri-pake chaje. Yon pi feb-pase-mwayen selil batri pake rezilta nan selil ki pi feb rive nan limit la an premye, kenbe res la nan selil yo soti nan konpletman chaje.
Yon konplo chaje, jan sa dekri, pa maksimize batri-pake a sou tan pou chak chaj. Konplo a chaje diminye lavi pake batri a paske li bezwen plis chaj ak sik dechaje. Yon pi feb selil koule pi vit. La tou rive sou sik la ekzeyak; selil la pi feb vwayaj limit la egzeyate premye, kite res la nan selil yo ak chaj ki rete.
Gen de fason yo amelyore sou tan an pou chak chaj pake batri. Premye a se ralanti chaj la nan selil la pi feb pandan ik a chaje. Sa a se reyalize pa konekte yon kontoune FET ak yon rezistans limite aktyel atrave selil la(Figi 3A). Li pran aktyel soti nan selil la ak aktyel ki pi wo a, sa ki lakoz yon chaj selil ralanti. Kom yon rezilta, lot selil yo pake batri yo kapab moute. Objektif final la se maksimize kapasite chaje batri a pa gen tout selil yo ansanm rive nan limit la konpletman chaje.
3. Kontoune balanse FETs ede ralanti pousantaj la chaj nan yon selil pandan ik a chaj (A). Se balanse aktif yo itilize pandan sik la dechaje pou fe chaj soti nan yon selil fo epi bay chaj la nan yon selil feb (B).
Dezyem metod la se balans pake a batri sou sik la ekzeyat pa mete ann aplikasyon yon konplo deplasman chaj. Li reyalize pa pran chaj atrave koutim endiktif oswa kapasite depo soti nan selil la Alpha ak piki chaj la ki estoke nan selil la pi feb. Sa a ralanti tan an li pran selil la pi feb yo rive jwenn limit la egzeyate, otreman li te ye tankou balanse aktif(Figi 3B).
Siveyans tanperati
Pil jodi a delivre anpil nan kounye a pandan yo ap kenbe yon voltaj konstan. Sa a ka mennen nan yon kondisyon runaway ki lakoz batri a trape dife. Pwodwi chimik yo itilize yo konstwi yon batri yo tre temet-yon batri enpak ak obje a dwa kapab tou fe batri a trape dife. Mezi tanperati yo pa jis itilize pou sekirite, yo menm tou yo ka detemine si li nan dezirab fe oubyen egzeyat yon batri.
Tanperati Detekte kontwole chak selil pou eneji-depo-sistem (ESS) aplikasyon pou oswa yon gwoupman nan selil pou pi piti ak plis aplikasyon pou potab. Temisyen patrone pa yon referans voltaj ADC enten yo souvan itilize kontwole tanperati chak sikwi a. Anplis de sa, yon referans voltaj enten ede diminye inakik nan tanperati a lekti kont chanjman tanperati anviwonman.
Eta pou machin avanse oswa Algoritm
Pifo sistem BMS mande pou yon microcontroller (MCU) oswa yon etalaj potay jaden-pwogramasyon (FPGA) nan jere enfomasyon ki soti nan sikwi a sans, ak Le sa a, pran desizyon ak enfomasyon an resevwa. Nan seten aparey, tankou ISL94203 a, yon algorithm ki se dijitalman kode pemet yon solisyon otonom ak yon sel chip. Solisyon otonom yo tou ki gen anpil vale le mated nan yon MCU, paske ka machin eta otonom nan kapab itilize yo gratis moute MCU cycles revey ak espas memwa.
Lot BMS bilding blok
Lot blok fonksyonel BMS ka gen ladan otantifikasyon batri, revey an tan reyel (RTC), memwa, ak chen daisy. RTC a ak memwa yo te itilize pou aplikasyon pou nwa-bwat--se RTC a itilize kom yon koupon pou tan ak memwa yo itilize pou estoke done. Sa a pemet itilizate a konnen konpotman an nan pake batri anvan yon evenman katastwofik. Blok otantifikasyon batri a anpeche elektwonik yo BMS soti nan yo te konekte nan yon pake batri twazyem-pati. Se referans voltaj / regilate a itilize nan sikwi pouvwa perferal alantou sistem BMS la. Finalman, se sikwi daisy-chen itilize yo senplifye koneksyon ki genyen ant aparey anpile. Blok la daisy-chen ranplase bezwen an pou koup optik oswa lot sikwi nivo-chanjman.
