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为什么以及如何将电池管理 IC 用于堆叠电池

1774070 2022-11-24 | pdf | 494.18KB | 次下载 | 免费

资料介绍

可充电电池越来越多地用于在电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV)、电动工具、草坪设备和不间断电源等应用中提供更高的电压和更大的功率。众所周知，各种化学物质需要仔细监测和管理以确保有效、可靠和安全运行，但满足这些设备的电力需求所需的数十个或更多电池的串联堆需要更多关注来自设计师，特别是随着每个电池的电池数量增加。可充电电池越来越多地用于在电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV)、电动工具、草坪设备和不间断电源等应用中提供更高的电压和更大的功率。众所周知，各种化学物质需要仔细监测和管理以确保有效、可靠和安全运行，但满足这些设备的电力需求所需的数十个或更多电池的串联堆需要更多关注来自设计师，特别是随着每个电池的电池数量增加。监测和测量单个电池或只有几个电池的小型电池组是一个适度的挑战，并且比对多节串联串中的电池执行相同的操作要简单得多。堆叠式多电池实施方案的设计人员需要考虑以下问题，例如尽管共模电压高但仍执行测量、危险电压的存在、单电池故障的影响、大量电池之间的多路复用、电池失配和平衡以及电池-堆栈温差，仅举几例。这些需要先进的电池管理 IC (BMIC) 和电池管理系统 (BMS) 来执行参数测量和控制，以及一些工程知识才能正确使用它们。监测和测量单个电池或只有几个电池的小型电池组是一个适度的挑战，并且比对多节串联串中的电池执行相同的操作要简单得多。堆叠式多电池实施方案的设计人员需要考虑以下问题，例如尽管共模电压高但仍执行测量、危险电压的存在、单电池故障的影响、大量电池之间的多路复用、电池失配和平衡以及电池-堆栈温差，仅举几例。这些需要先进的电池管理 IC (BMIC) 和电池管理系统 (BMS) 来执行参数测量和控制，以及一些工程知识才能正确使用它们。本文讨论一般电池管理的基础知识和挑战，特别是多节电池。然后介绍并展示如何应用本文讨论一般电池管理的基础知识和挑战，特别是多节电池。然后介绍并展示如何应用Analog DevicesAnalog Devices、、Renesas Electronics Corp.Renesas Electronics Corp.和和Texas InstrumentsTexas Instruments的 BMIC，这些 BMIC专为解决管理串联电池串的独特问题而设计。的 BMIC，这些 BMIC专为解决管理串联电池串的独特问题而设计。电池串联串带来独特的挑战电池串联串带来独特的挑战典型的电池监控包括测量流入和流出电池的电流（电量计量）、监控端电压、评估电池容量、监控电池温度以及管理充电/放电循环以优化能量存储并最大限度地增加电池的循环次数寿命。广泛使用的 BMIC 或 BMS 为仅由一个或两个具有个位数电压的电池组成的小型电池组提供这些功能。BMIC或BMS作为数据采集前端，其数据上报给电池管理控制器（CMC）；在更复杂的系统中，CMC 连接到称为电池管理控制器 (BMC) 的更高阶功能。典型的电池监控包括测量流入和流出电池的电流（电量计量）、监控端电压、评估电池容量、监控电池温度以及管理充电/放电循环以优化能量存储并最大限度地增加电池的循环次数寿命。广泛使用的 BMIC 或 BMS 为仅由一个或两个具有个位数电压的电池组成的小型电池组提供这些功能。BMIC或BMS作为数据采集前端，其数据上报给电池管理控制器（CMC）；在更复杂的系统中，CMC 连接到称为电池管理控制器 (BMC) 的更高阶功能。就本文而言，“电池”是单个储能单元，而“电池”是整个电源组，由串联/并联组合的多个电池组成。虽然单个电池只能产生几伏电压，但电池组可以由数十个或更多电池组成并提供数十伏电压，电池组的组合甚至更高。