소개:
전력 관련 칩은 항상 많은 관심을 받아온 제품군입니다. 배터리 보호 칩은 단일 셀 및 다중 셀 배터리에서 다양한 고장 상태를 감지하는 데 사용되는 전력 관련 칩의 일종입니다. 오늘날의 배터리 시스템에서 리튬 이온 배터리의 특성은 휴대용 전자 시스템에 매우 적합하지만,리튬 배터리정격 범위 내에서 성능과 안전성을 최우선으로 고려하여 작동해야 합니다. 따라서 리튬 이온 배터리 팩의 보호는 필수적이며 매우 중요합니다. 다양한 배터리 보호 기능의 적용은 방전 과전류(OCD) 및 과열(OT)과 같은 고장 발생을 방지하고 배터리 팩의 안전성을 향상시키는 데 목적이 있습니다.
배터리 관리 시스템에 밸런싱 기술이 도입되었습니다.
먼저, 배터리 팩에서 가장 흔하게 발생하는 문제인 일관성 부족에 대해 이야기해 보겠습니다. 리튬 배터리 팩을 구성하는 개별 셀들은 용량, 충방전 특성 등에서 일관성이 부족하며, 이러한 불균형으로 인해 "배럴 효과"가 발생하여 특성이 떨어지는 셀들이 전체 배터리 팩의 성능에 악영향을 미칩니다.
리튬 배터리 밸런싱 기술은 리튬 배터리 팩의 일관성 문제를 해결하는 가장 효과적인 방법으로 인정받고 있습니다. 밸런싱이란 밸런싱 전류를 조절하여 용량이 다른 배터리들의 실시간 전압을 맞추는 기술입니다. 밸런싱 능력이 뛰어날수록 전압 차이 확대를 억제하고 열폭주를 방지하는 능력이 향상되며, 다양한 환경에 대한 적응성도 높아집니다.리튬 배터리 팩.
이는 가장 단순한 하드웨어 기반 보호기와는 다릅니다. 리튬 배터리 보호기는 기본적인 과전압 보호 기능만 제공할 수도 있고, 저전압, 온도 이상, 전류 이상 등에 반응하는 고급 보호 기능을 갖출 수도 있습니다. 일반적으로 리튬 배터리 모니터 및 배터리 잔량계 수준의 배터리 관리 IC는 리튬 배터리 밸런싱 기능을 제공합니다. 리튬 배터리 모니터는 밸런싱 기능뿐만 아니라 높은 설정 가능성을 가진 IC 보호 기능까지 포함합니다. 배터리 잔량계는 리튬 배터리 모니터 기능을 포함하여 더욱 높은 수준의 통합 기능을 제공하며, 그 위에 고급 모니터링 알고리즘을 통합하고 있습니다.
하지만 최근 출시되는 일부 리튬 배터리 보호 IC는 통합 FET를 통해 리튬 배터리 밸런싱 기능을 내장하고 있어, 충전 중 고전압 완전 충전 배터리를 자동으로 방전시키고 직렬 연결된 저전압 배터리를 충전 상태로 유지함으로써 배터리 균형을 맞출 수 있습니다.리튬 배터리 팩배터리 보호 IC는 전압, 전류 및 온도 보호 기능을 완벽하게 구현하는 것 외에도 여러 개의 배터리를 보호하는 데 필요한 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. 일부는 과전압 보호에 방전 과전류 보호 기능을 더하고, 또 다른 일부는 과전압, 방전 과전류, 과열 보호 기능까지 제공합니다. 하지만 고용량 리튬 배터리 팩의 경우, 이러한 기본적인 보호 기능만으로는 배터리 팩의 요구 사항을 충족하기에 충분하지 않습니다. 이럴 때는 리튬 배터리 자율 밸런싱 기능을 갖춘 리튬 배터리 보호 IC가 필요합니다.
이 보호 IC는 1차 보호 회로에 속하며, 다양한 유형의 고장 보호에 대응하기 위해 FET의 충전 및 방전을 제어합니다. 이러한 균형 제어를 통해 열 폭주 문제를 해결할 수 있습니다.리튬 배터리 팩네, 그렇습니다. 단일 리튬 배터리에 과도한 열이 축적되면 리튬 배터리 팩의 밸런스 스위치와 저항기가 손상될 수 있습니다. 리튬 배터리 밸런싱은 리튬 배터리 팩 내의 각 정상 리튬 배터리의 상대적 용량을 다른 결함 있는 배터리와 동일하게 유지하여 열 폭주 위험을 줄여줍니다.
현재 리튬 배터리 밸런싱에는 능동 밸런싱과 수동 밸런싱 두 가지 방식이 있습니다. 능동 밸런싱은 고전압/고충전 상태의 배터리에서 저충전 상태의 배터리로 에너지 또는 전하를 전달하는 방식입니다. 수동 밸런싱은 저항을 사용하여 고전압 또는 고충전 상태의 배터리에서 에너지를 소모함으로써 배터리 간 밸런싱 차이를 줄이는 방식입니다. 수동 밸런싱은 에너지 손실이 크고 열 발생 위험이 높습니다. 이에 비해 능동 밸런싱은 더 효과적이지만 제어 알고리즘이 매우 복잡합니다.
1차 보호에서 2차 보호로 전환하기 위해 리튬 배터리 시스템에는 2차 보호를 구현하기 위한 리튬 배터리 모니터 또는 연료 게이지가 필요합니다. 1차 보호는 MCU 제어 없이 지능형 배터리 밸런싱 알고리즘을 구현할 수 있지만, 2차 보호는 시스템 수준의 의사 결정을 위해 리튬 배터리의 전압과 전류를 MCU로 전송해야 합니다. 리튬 배터리 모니터 또는 연료 게이지는 기본적으로 배터리 밸런싱 기능을 제공합니다.
결론
배터리 밸런싱 기능을 제공하는 배터리 모니터나 연료 게이지 외에도, 1차 보호 기능을 제공하는 보호 IC는 더 이상 과전압과 같은 기본적인 보호 기능에만 국한되지 않습니다. 멀티셀 배터리의 적용이 증가함에 따라 이러한 발전이 더욱 가속화되고 있습니다.리튬 배터리대용량 배터리 팩은 보호 IC에 대한 요구 사항이 점점 더 높아질 것이며, 밸런싱 기능의 도입은 매우 필요합니다.
밸런싱은 일종의 유지보수와 같습니다. 매 충전 및 방전 시마다 배터리 간의 차이를 상쇄하기 위해 소량의 밸런싱 보정이 이루어집니다. 그러나 배터리 셀이나 배터리 팩 자체에 품질 결함이 있는 경우, 보호 및 밸런싱만으로는 배터리 팩의 품질을 개선할 수 없으며, 만능 해결책이 아닙니다.
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게시 시간: 2024년 10월 21일