I batterivärlden finns det batterier med övervakningskretsar och det finns batterier utan. Litium anses vara ett smart batteri eftersom det innehåller ett kretskort som styr litiumbatteriets prestanda. Å andra sidan har ett vanligt förseglat blybatteri ingen kortstyrning för att optimera dess prestanda.
I en smart litiumbatteriDet finns tre grundläggande kontrollnivåer. Den första kontrollnivån är enkel balansering som bara optimerar cellernas spänningar. Den andra kontrollnivån är en skyddskretsmodul (PCM) som skyddar cellerna för höga/låga spänningar och strömmar under laddning och urladdning. Den tredje kontrollnivån är ett batterihanteringssystem (BMS). BMS har alla funktioner hos balanskretsen och skyddskretsmodulen men har ytterligare funktioner för att optimera batteriets prestanda under hela dess livslängd (t.ex. övervakning av laddningstillstånd och hälsotillstånd).
Litiumbalanseringskrets
I ett batteri med ett balanseringschip balanserar chipet helt enkelt spänningarna hos de enskilda cellerna i batteriet medan det laddas. Ett batteri anses balanserat när alla cellspänningar ligger inom en liten tolerans från varandra. Det finns två typer av balansering, aktiv och passiv. Aktiv balansering sker genom att celler med höga spänningar används för att ladda celler med lägre spänningar, vilket minskar spänningsskillnaden mellan cellerna tills alla celler är nära matchade och batteriet är fulladdat. Passiv balansering, som används på alla Power Sonic litiumbatterier, innebär att varje cell har ett parallellt motstånd som slås på när cellspänningen är över ett tröskelvärde. Detta sänker laddningsströmmen i cellerna med en hög spänning som gör att de andra cellerna kan komma ikapp.
Varför är cellbalansering viktig? I litiumbatterier stängs hela batteriet av så snart cellen med lägst spänning når urladdningsspänningsgränsen. Detta kan innebära att vissa celler har oanvänd energi. Likaså, om cellerna inte är balanserade vid laddning, avbryts laddningen så snart cellen med högst spänning når urladdningsspänningen och inte alla celler kommer att vara fulladdade.
Vad är det som är så dåligt med det? Att kontinuerligt ladda och urladda ett obalanserat batteri kommer att minska batteriets kapacitet med tiden. Detta innebär också att vissa celler kommer att laddas fullt och andra inte, vilket resulterar i ett batteri som kanske aldrig når 100 % laddningstillstånd.
Teorin är att balanserade celler urladdas med samma hastighet och därför stängs av vid samma spänning. Detta är inte alltid sant, så att ha ett balanseringschip säkerställer att battericellerna kan matchas helt vid laddning för att skydda batteriets kapacitet och bli fulladdade.
LITIUMSKYDDSKRETSMODUL
En skyddskretsmodul innehåller en balanskrets och ytterligare kretsar som styr batteriets parametrar genom att skydda mot överladdning och överurladdning. Den gör detta genom att övervaka ström, spänningar och temperaturer under laddning och urladdning och jämföra dem med förutbestämda gränser. Om någon av batteriets celler når en av dessa gränser stänger batteriet av laddningen eller urladdningen i enlighet därmed tills frigöringsmetoden har uppnåtts.
Det finns några sätt att slå på laddning eller urladdning igen efter att skyddet har utlösts. Det första är tidsbaserat, där en timer räknar under en kort tid (till exempel 30 sekunder) och sedan frigör skyddet. Denna timer kan variera för varje skydd och är ett skydd på en nivå.
Den andra är värdebaserad, där värdet måste sjunka under ett tröskelvärde för att utlösas. Till exempel måste alla spänningar sjunka under 3,6 volt per cell för att överladdningsskyddet ska utlösas. Detta kan ske omedelbart när utlösningsvillkoret har uppfyllts. Det kan också ske efter en förutbestämd tidsperiod. Till exempel måste alla spänningar sjunka under 3,6 volt per cell för överladdningsskydd och måste ligga under den gränsen i 6 sekunder innan PCM-modulen utlöser skyddet.
Den tredje är aktivitetsbaserad, där en åtgärd måste vidtas för att frigöra skyddet. Åtgärden kan till exempel vara att ta bort lasten eller applicera en laddning. Precis som vid värdebaserad skyddsfrigöring kan denna frigöring också ske omedelbart eller vara tidsbaserad. Detta kan innebära att lasten måste tas bort från batteriet i 30 sekunder innan skyddet frigörs. Förutom tids- och värdebaserade eller aktivitets- och tidsbaserade frigöringar är det viktigt att notera att dessa frigöringsmetoder kan ske i andra kombinationer. Till exempel kan överurladdningsspänningen frigöras när cellerna har sjunkit under 2,5 volt, men laddning i 10 sekunder krävs för att nå den spänningen. Denna typ av frigöring täcker alla tre typer av frigöringar.
Vi förstår att det finns många faktorer som spelar in när man väljer det bästa litiumbatteri, och våra experter finns här för att hjälpa dig. Om du har ytterligare frågor om att välja rätt batteri för din applikation är du välkommen att kontakta en av våra specialister idag.
Publiceringstid: 29 april 2024
