소개:
전력 관련 칩은 항상 많은 관심을 받아온 제품군입니다. 배터리 보호 칩은 단일 셀 및 다중 셀 배터리의 다양한 고장 상태를 감지하는 데 사용되는 전력 관련 칩의 한 유형입니다. 오늘날의 배터리 시스템에서 리튬 이온 배터리의 특성은 휴대용 전자 시스템에 매우 적합하지만,리튬 배터리정격 한계 내에서 작동해야 하며, 성능과 안전성에 중점을 두어야 합니다. 따라서 리튬 이온 배터리 팩의 보호는 필수적이고 중요합니다. 다양한 배터리 보호 기능을 적용하여 방전 과전류(OCD) 및 과열(OT)과 같은 고장 발생을 방지하고 배터리 팩의 안전성을 강화할 수 있습니다.
배터리 관리 시스템에 밸런싱 기술 도입
먼저, 배터리 팩의 가장 흔한 문제인 일관성에 대해 알아보겠습니다. 단일 셀들이 모여 리튬 배터리 팩을 형성한 후, 열 폭주 및 다양한 고장이 발생할 수 있습니다. 이는 리튬 배터리 팩의 일관성 부족으로 인해 발생하는 문제입니다. 리튬 배터리 팩을 구성하는 단일 셀들은 용량, 충전 및 방전 매개변수가 일정하지 않으며, "배럴 효과"로 인해 특성이 좋지 않은 단일 셀들이 전체 리튬 배터리 팩의 성능에 영향을 미칩니다.
리튬 배터리 밸런싱 기술은 리튬 배터리 팩의 정전용량 문제를 해결하는 가장 효과적인 방법으로 인정받고 있습니다. 밸런싱은 밸런싱 전류를 조절하여 다양한 용량의 배터리 전압을 실시간으로 조정하는 기술입니다. 밸런싱 능력이 강할수록 전압차의 팽창을 억제하고 열 폭주를 방지하는 능력이 향상되며, 배터리의 적응성도 향상됩니다.리튬 배터리 팩.
이는 가장 단순한 하드웨어 기반 보호기와는 다릅니다. 리튬 배터리 보호기는 기본적인 과전압 보호기이거나, 저전압, 온도 오류 또는 전류 오류에 대응할 수 있는 고급 보호기일 수 있습니다. 일반적으로 리튬 배터리 모니터 및 연료 게이지 수준의 배터리 관리 IC는 리튬 배터리 밸런싱 기능을 제공할 수 있습니다. 리튬 배터리 모니터는 리튬 배터리 밸런싱 기능을 제공하며, 높은 설정 가능성을 가진 IC 보호 기능도 포함합니다. 연료 게이지는 리튬 배터리 모니터 기능을 포함하여 더욱 높은 수준의 집적도를 갖추고 있으며, 고급 모니터링 알고리즘을 기반으로 합니다.
그러나 일부 리튬 배터리 보호 IC는 이제 통합 FET를 통해 리튬 배터리 밸런싱 기능도 통합하여 충전 중에 고전압 완전 충전 배터리를 자동으로 방전하고 저전압 배터리를 직렬로 충전 상태로 유지하여 밸런싱할 수 있습니다.리튬 배터리 팩배터리 보호 IC는 전압, 전류 및 온도 보호 기능을 모두 구현하는 것 외에도 여러 배터리의 보호 요구 사항을 충족하기 위해 밸런싱 기능을 도입하기 시작했습니다.
1차 보호에서 2차 보호로
1차 보호에서 2차 보호로
가장 기본적인 보호 기능은 과전압 보호입니다. 모든 리튬 배터리 보호 IC는 다양한 보호 수준에 따라 과전압 보호 기능을 제공합니다. 이를 기반으로 일부는 과전압 + 방전 과전류 보호 기능을 제공하고, 일부는 과전압 + 방전 과전류 + 과열 보호 기능을 제공합니다. 일부 고셀 리튬 배터리 팩의 경우, 이러한 보호 기능으로는 더 이상 리튬 배터리 팩의 요구를 충족할 수 없습니다. 따라서 리튬 배터리 자율 밸런싱 기능을 갖춘 리튬 배터리 보호 IC가 필요합니다.
이 보호 IC는 1차 보호에 속하며, 다양한 유형의 고장 보호에 대응하기 위해 충전 및 방전 FET를 제어합니다. 이러한 균형 조절을 통해 열 폭주 문제를 해결할 수 있습니다.리튬 배터리 팩아주 좋습니다. 단일 리튬 배터리에 과도한 열이 축적되면 리튬 배터리 팩 밸런스 스위치와 저항이 손상될 수 있습니다. 리튬 배터리 밸런싱을 통해 리튬 배터리 팩의 각 정상 리튬 배터리가 다른 결함 있는 배터리와 동일한 상대 용량으로 밸런싱되어 열 폭주 위험을 줄일 수 있습니다.
현재 리튬 배터리 밸런싱에는 능동 밸런싱과 수동 밸런싱, 두 가지 방법이 있습니다. 능동 밸런싱은 고전압/고충전 배터리에서 저충전 배터리로 에너지 또는 전하를 전달하는 방식입니다. 수동 밸런싱은 저항을 사용하여 고전압 또는 고충전 배터리의 에너지를 소모함으로써 서로 다른 배터리 간의 전압 차이를 줄이는 것을 목표로 합니다. 수동 밸런싱은 에너지 손실과 열 위험이 높습니다. 이에 비해 능동 밸런싱은 더 효과적이지만 제어 알고리즘이 매우 어렵습니다.
1차 보호에서 2차 보호까지, 리튬 배터리 시스템은 2차 보호를 달성하기 위해 리튬 배터리 모니터 또는 연료 게이지를 장착해야 합니다. 1차 보호는 MCU 제어 없이 지능형 배터리 밸런싱 알고리즘을 구현할 수 있지만, 2차 보호는 시스템 수준의 의사 결정을 위해 리튬 배터리 전압과 전류를 MCU로 전송해야 합니다. 리튬 배터리 모니터 또는 연료 게이지는 기본적으로 배터리 밸런싱 기능을 갖추고 있습니다.
결론
배터리 밸런싱 기능을 제공하는 배터리 모니터나 연료 게이지를 제외하고, 1차 보호 기능을 제공하는 보호 IC는 더 이상 과전압과 같은 기본 보호 기능에 국한되지 않습니다. 다중 셀 배터리의 적용이 증가함에 따라리튬 배터리대용량 배터리 팩은 보호 IC에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있으며, 밸런싱 기능의 도입이 매우 필요합니다.
밸런싱은 일종의 유지 보수와 같습니다. 충전과 방전을 할 때마다 배터리 간 차이를 균형 있게 맞추기 위해 소량의 밸런싱 보상이 이루어집니다. 그러나 배터리 셀이나 배터리 팩 자체에 품질 결함이 있는 경우, 보호 및 밸런싱만으로는 배터리 팩의 품질을 향상시킬 수 없으며, 이는 만능 해결책이 아닙니다.
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게시 시간: 2024년 10월 21일