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為什么以及如何將電池管理 IC 用于堆疊電池

1774070 2022-11-24 | pdf | 494.18KB | 次下載 | 免費

資料介紹

可充電電池越來越多地用于在電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV)、電動工具、草坪設(shè)備和不間斷電源等應(yīng)用中提供更高的電壓和更大的功率。眾所周知，各種化學物質(zhì)需要仔細監(jiān)測和管理以確保有效、可靠和安全運行，但滿足這些設(shè)備的電力需求所需的數(shù)十個或更多電池的串聯(lián)堆需要更多關(guān)注來自設(shè)計師，特別是隨著每個電池的電池數(shù)量增加。可充電電池越來越多地用于在電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV)、電動工具、草坪設(shè)備和不間斷電源等應(yīng)用中提供更高的電壓和更大的功率。眾所周知，各種化學物質(zhì)需要仔細監(jiān)測和管理以確保有效、可靠和安全運行，但滿足這些設(shè)備的電力需求所需的數(shù)十個或更多電池的串聯(lián)堆需要更多關(guān)注來自設(shè)計師，特別是隨著每個電池的電池數(shù)量增加。監(jiān)測和測量單個電池或只有幾個電池的小型電池組是一個適度的挑戰(zhàn)，并且比對多節(jié)串聯(lián)串中的電池執(zhí)行相同的操作要簡單得多。堆疊式多電池實施方案的設(shè)計人員需要考慮以下問題，例如盡管共模電壓高但仍執(zhí)行測量、危險電壓的存在、單電池故障的影響、大量電池之間的多路復(fù)用、電池失配和平衡以及電池-堆棧溫差，僅舉幾例。這些需要先進的電池管理 IC (BMIC) 和電池管理系統(tǒng) (BMS) 來執(zhí)行參數(shù)測量和控制，以及一些工程知識才能正確使用它們。監(jiān)測和測量單個電池或只有幾個電池的小型電池組是一個適度的挑戰(zhàn)，并且比對多節(jié)串聯(lián)串中的電池執(zhí)行相同的操作要簡單得多。堆疊式多電池實施方案的設(shè)計人員需要考慮以下問題，例如盡管共模電壓高但仍執(zhí)行測量、危險電壓的存在、單電池故障的影響、大量電池之間的多路復(fù)用、電池失配和平衡以及電池-堆棧溫差，僅舉幾例。這些需要先進的電池管理 IC (BMIC) 和電池管理系統(tǒng) (BMS) 來執(zhí)行參數(shù)測量和控制，以及一些工程知識才能正確使用它們。本文討論一般電池管理的基礎(chǔ)知識和挑戰(zhàn)，特別是多節(jié)電池。然后介紹并展示如何應(yīng)用本文討論一般電池管理的基礎(chǔ)知識和挑戰(zhàn)，特別是多節(jié)電池。然后介紹并展示如何應(yīng)用Analog DevicesAnalog Devices、、Renesas Electronics Corp.Renesas Electronics Corp.和和Texas InstrumentsTexas Instruments的 BMIC，這些 BMIC專為解決管理串聯(lián)電池串的獨特問題而設(shè)計。的 BMIC，這些 BMIC專為解決管理串聯(lián)電池串的獨特問題而設(shè)計。電池串聯(lián)串帶來獨特的挑戰(zhàn)電池串聯(lián)串帶來獨特的挑戰(zhàn)典型的電池監(jiān)控包括測量流入和流出電池的電流（電量計量）、監(jiān)控端電壓、評估電池容量、監(jiān)控電池溫度以及管理充電/放電循環(huán)以優(yōu)化能量存儲并最大限度地增加電池的循環(huán)次數(shù)壽命。廣泛使用的 BMIC 或 BMS 為僅由一個或兩個具有個位數(shù)電壓的電池組成的小型電池組提供這些功能。BMIC或BMS作為數(shù)據(jù)采集前端，其數(shù)據(jù)上報給電池管理控制器（CMC）；在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，CMC 連接到稱為電池管理控制器 (BMC) 的更高階功能。典型的電池監(jiān)控包括測量流入和流出電池的電流（電量計量）、監(jiān)控端電壓、評估電池容量、監(jiān)控電池溫度以及管理充電/放電循環(huán)以優(yōu)化能量存儲并最大限度地增加電池的循環(huán)次數(shù)壽命。廣泛使用的 BMIC 或 BMS 為僅由一個或兩個具有個位數(shù)電壓的電池組成的小型電池組提供這些功能。BMIC或BMS作為數(shù)據(jù)采集前端，其數(shù)據(jù)上報給電池管理控制器（CMC）；在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，CMC 連接到稱為電池管理控制器 (BMC) 的更高階功能。就本文而言，“電池”是單個儲能單元，而“電池”是整個電源組，由串聯(lián)/并聯(lián)組合的多個電池組成。雖然單個電池只能產(chǎn)生幾伏電壓，但電池組可以由數(shù)十個或更多電池組成并提供數(shù)十伏電壓，電池組的組合甚至更高。