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,保護動作是可恢復的,即當發生過充、過放、過流、短路等安全事件時就會斷開相應的充放電開關,安全事件解除后就會重新恢復閉合開關,電池可以繼續使用。硬件、算法和固件是電量計芯片的三大關鍵要素,硬件用來實現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類型、電芯串聯數目、通信接口、電量計放在電池包內(Pack-side)還是放在系統板上(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,以及存儲介質和封裝形式等。對于電池管理系統(BMS)而言,除了均衡功能外,均衡策略的制定同樣至關重要。無人機BMS保護IC
充電管理芯片根據工作模式可分為開關模式、線性模式和開關電容模式。開關模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據需要設計為降壓、升壓或升降壓架構,常用的快充方案通常都是開關模式。線性模式適用于小功率便攜電子產品,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。開關電容模式可以做到高達97%以上的效率,但由于架構的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關系,實際應用中通常與開關型充電管理芯片配合使用。工商業儲能BMS保護芯片BMS還需要根據采集到電池的相關信息。
電池管理系統(BMS)的主要職責包括監控、保護和優化電池性能。硬件BMS保護板指的是完全基于硬件實現的電池管理系統,其設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電池管理系統的一種方式。與硬件版相比,軟件版更注重算法、控制邏輯和數據處理方面的優化。在選擇硬件或軟件BMS保護板時,需要根據具體的應用需求和預算來做出權衡。如果是對基本功能的要求較高,且成本預算較為有限,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數和持續放電電流大小來分。串數比較好理解,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,因此串數不同,保護板是不同的。而電流大小,就是決定了MOS開關的大小(MOS數量),MOS數量越多,BMS保護板的價格就越高,對價格的影響很關鍵。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,降低電池被盜風險。 硬件BMS保護板指的是完全基于硬件實現的電池管理系統,其設計注重電路和傳感器等硬件組件的整合。
電池包保護板設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,電流采樣電阻應滿足高精密度,低溫度系數,無感等要求。鋰電池保護板的電路,B+、B-分別是接電芯的正、負極;P+、P-分別是保護板輸出的正、負極;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均衡技術主要是指電池管理系統BMS中用于維護電池組中各個單體電池電量一致性的技術。其基本原理是通過監控電池組的充放電狀態,以及各個單體電池的電壓、電流、溫度等參數,然后通過相應的控制策略,對電池單體進行充放電過程中的調節,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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