バッテリーの世界には、監視回路を備えたバッテリーもあれば、備えていないバッテリーもあります。リチウムには、リチウム電池の性能を制御するプリント回路基板が含まれているため、スマート電池とみなされます。一方、標準の密閉型鉛蓄電池には、その性能を最適化するための基板制御がありません。
で スマートリチウム電池制御には 3 つの基本レベルがあります。制御の最初のレベルは、セルの電圧を最適化するだけの単純なバランスです。2 番目の制御レベルは、充電および放電中の高/低電圧および電流からセルを保護する保護回路モジュール (PCM) です。3 番目の制御レベルはバッテリー管理システム (BMS) です。BMS はバランス回路と保護回路モジュールのすべての機能を備えていますが、バッテリーの寿命全体にわたってパフォーマンスを最適化するための追加機能 (充電状態や健康状態の監視など) も備えています。
リチウム平衡回路
バランスチップを備えたバッテリーでは、チップは充電中にバッテリー内の個々のセルの電圧のバランスを単純に調整します。すべてのセル電圧が相互に小さな許容差内にある場合、バッテリーはバランスがとれているとみなされます。バランシングには、アクティブとパッシブの 2 つのタイプがあります。アクティブ バランシングは、高電圧のセルを使用して低電圧のセルを充電することによって行われ、すべてのセルが厳密に一致してバッテリが完全に充電されるまで、セル間の電圧差が減少します。すべての Power Sonic リチウム バッテリーで使用されるパッシブ バランシングは、各セルに並列に抵抗があり、セル電圧がしきい値を超えたときにスイッチがオンになります。これにより、高電圧のセルの充電電流が低下し、他のセルが追いつくことができます。
セルバランスが重要なのはなぜですか?リチウム電池では、最も低い電圧のセルが放電電圧カットオフに達するとすぐに、電池全体が停止します。これは、一部のセルに未使用のエネルギーがあることを意味している可能性があります。同様に、充電時にセルのバランスが取れていない場合、電圧が最も高いセルがカットオフ電圧に達するとすぐに充電が中断され、すべてのセルが完全に充電されるわけではありません。
それの何がそんなに悪いのですか？バランスの悪いバッテリーを継続的に充電および放電すると、時間の経過とともにバッテリーの容量が低下します。これは、一部のセルは完全に充電され、他のセルは完全に充電されず、その結果、バッテリーが 100% の充電状態に到達しない可能性があることも意味します。
理論的には、バランスの取れたセルはすべて同じレートで放電するため、同じ電圧でカットオフするということです。これは常に当てはまるわけではないため、バランシング チップを搭載することで、充電時にバッテリー セルを完全に一致させてバッテリーの容量を保護し、完全に充電できるようになります。
リチウム保護回路モジュール
保護回路モジュールには、バランス回路と、過充電と過放電から保護することでバッテリーのパラメータを制御する追加回路が含まれています。これは、充電および放電中の電流、電圧、温度を監視し、それらを所定の制限値と比較することによって行われます。バッテリーのセルのいずれかがこれらの制限のいずれかに達すると、バッテリーは解除方法が満たされるまで充電または放電をオフにします。
保護が作動した後に充電または放電を再びオンにするには、いくつかの方法があります。1 つ目は時間ベースで、タイマーが短い時間 (たとえば 30 秒) をカウントしてから保護を解除します。このタイマーは保護ごとに異なる場合があり、単一レベルの保護です。
2 つ目は値ベースで、解放するには値がしきい値を下回る必要があります。たとえば、過充電保護が解除されるには、すべての電圧がセルあたり 3.6 ボルト未満に低下する必要があります。これは、解放条件が満たされるとすぐに発生する可能性があります。また、所定の時間が経過した後に発生する場合もあります。たとえば、過充電保護のために電圧はすべてセルあたり 3.6 ボルト未満に低下する必要があり、PCM が保護を解除する前に 6 秒間その制限値を下回る必要があります。
3 番目はアクティビティ ベースであり、保護を解除するためにアクションを実行する必要があります。たとえば、アクションは、負荷を削除したり、充電を適用したりすることである可能性があります。値ベースの保護リリースと同様に、このリリースも即時に実行される場合と、時間ベースで実行される場合があります。これは、保護が解除される前に 30 秒間バッテリーから負荷を取り除く必要があることを意味する場合があります。時間と価値、またはアクティビティと時間ベースのリリースに加えて、これらのリリース方法は他の組み合わせでも発生する可能性があることに注意することが重要です。たとえば、過放電解除電圧はセルが 2.5 ボルトを下回ると発生しますが、その電圧に達するには 10 秒間の充電が必要です。このタイプのリリースは、3 つのタイプのリリースすべてをカバーします。
最良のものを選ぶには多くの要素があることを私たちは理解しています リチウム電池弊社の専門家がお手伝いいたします。アプリケーションに適したバッテリーの選択に関してさらにご質問がある場合は、今すぐ当社のスペシャリストにお気軽にお問い合わせください。
投稿日時: 2024 年 4 月 29 日
