PCM lwn BMS untuk Bateri LiPo: Sistem Perlindungan Mana Yang Diperlukan Peranti Anda?

Bateri li-polimer memerlukan lebih daripada voltan dan kapasiti yang sesuai. Sistem perlindungannya juga mesti sepadan dengan kimia sel, kiraan siri, arus beban, kaedah pengecasan, suhu operasi dan maklumat yang diperlukan oleh peranti hos.

Dua istilah kerap muncul dalam spesifikasi bateri: PCM, atau Modul Litar Perlindungan, dan BMS, atau Sistem Pengurusan Bateri.

PCM biasanya menumpukan pada perlindungan kerosakan yang penting, seperti cas berlebihan, nyahcas berlebihan, arus lebih dan pemotongan litar pintas. BMS mungkin memberikan perlindungan yang sama sambil menambahkan fungsi seperti pemantauan kumpulan sel, pengimbangan, anggaran keadaan caj, pengelogan data dan komunikasi.

Perbezaan itu berguna, tetapi ia tidak mutlak. Pek sel tunggal yang canggih mungkin memerlukan BMS, manakala pemasangan berbilang sel mungkin menggunakan papan perlindungan yang agak mudah. Pembekal juga boleh menggunakan PCM, PCB, papan perlindungan dan BMS secara berbeza.

Oleh itu pilihan yang betul bergantung pada fungsi yang diperlukan oleh peranti anda—bukan sahaja pada apa yang dipanggil litar.

Panduan ini membandingkan fungsi PCM dan BMS, menerangkan bila setiap pendekatan mungkin sesuai, dan menyediakan proses praktikal untuk menentukan perlindungan bagi bateri polimer litium.

Pengambilan Utama

• PCM direka terutamanya untuk memutuskan sambungan bateri semasa kerosakan elektrik yang ditentukan.

• BMS biasanya menggabungkan perlindungan dengan fungsi pemantauan, anggaran, pengimbangan, kawalan atau komunikasi yang lebih luas.

• PCM dan BMS bukanlah kategori produk yang diseragamkan secara universal.

• Spesifikasi sebenar litar adalah lebih penting daripada nama yang dicetak pada lukisan atau petikan.

• Pek sel tunggal mungkin masih memerlukan BMS apabila peranti memerlukan peratusan bateri, pengesahan, diagnostik atau komunikasi yang tepat.

• Pek berbilang siri memerlukan pemantauan kumpulan siri individu, walaupun papan perlindungannya dipanggil PCM.

• Pengimbangan sel adalah berkaitan dengan kumpulan voltan bersambung siri, bukan kepada pek 1S konvensional.

• PCM atau BMS tidak boleh dianggap sebagai pengecas bateri secara automatik.

• Nilai perjalanan lebihan semasa tidak sama dengan penilaian semasa berterusan yang selamat.

• Sel voltan tinggi memerlukan perlindungan dan ambang pengecasan yang dipadankan dengan kimia sebenar mereka.

• Perlindungan suhu hanya ada apabila sensor, ambang dan laluan kawalan yang diperlukan disertakan.

• Saiz, semasa siap sedia, kos, keupayaan semasa, dan keperluan komunikasi harus dinilai bersama.

• Ujian peringkat pek dan peringkat peranti diperlukan sebelum reka bentuk perlindungan diluluskan untuk pengeluaran.

Apakah PCM dalam Pek Bateri LiPo?

PCM adalah singkatan kepada Protection Circuit Module . Ia juga biasanya digambarkan sebagai papan perlindungan atau papan litar perlindungan.

PCM biasa mengandungi IC perlindungan, MOSFET cas dan nyahcas, perintang, kapasitor dan laluan konduktif untuk membawa arus bateri. Bergantung pada reka bentuk, ia juga mungkin termasuk elemen deria semasa, fius, antara muka NTC atau komponen lain.

Tujuan utamanya adalah untuk menghalang sel atau pek daripada kekal dalam keadaan elektrik abnormal tertentu.

Fungsi PCM Biasa

PCM asas mungkin menyediakan:

• Perlindungan voltan cas berlebihan

• Perlindungan lebihan nyahcas-voltan

• Perlindungan lebihan arus nyahcas

• Caj perlindungan lebihan arus

• Perlindungan litar pintas

• Cas dan nyahcas kawalan MOSFET

• Pemulihan selepas keadaan kerosakan

Fungsi tambahan mungkin termasuk:

• Penderiaan suhu

• Perlindungan voltan lampau sekunder

• Fius terma

• Pengenalan pek

• Pengesanan kerosakan tertangguh

• Asingkan laluan kawalan cas dan nyahcas

Bukan setiap modul perlindungan merangkumi semua fungsi ini. Sebagai contoh, bateri mungkin mempunyai wayar NTC yang dibaca oleh pengecas atau peranti hos dan bukannya oleh PCM itu sendiri.

Apa yang Biasanya Tidak Disediakan oleh PCM Asas

Modul perlindungan konvensional biasanya tidak menawarkan fungsi lanjutan seperti:

• Pelaporan keadaan caj yang tepat

• Anggaran keadaan kesihatan

• Pengiraan kitaran

• Ramalan masa jalan yang tinggal

• Pengelogan peristiwa atau kesalahan

• Kawalan pengimbangan sel

• Komunikasi digital

• Pengesahan bateri

• Perisian tegar yang boleh dikonfigurasikan medan

• Data diagnostik terperinci

Fungsi ini memerlukan litar pengukuran tambahan, algoritma, memori atau antara muka komunikasi.

Oleh itu, PCM boleh melindungi bateri tanpa memberitahu peranti berapa banyak tenaga boleh guna yang masih ada atau sebab penutupan sebelumnya berlaku.

Apakah BMS?

BMS bermaksud Sistem Pengurusan Bateri . Ia merujuk kepada gabungan fungsi pemantauan bateri, perlindungan, kawalan dan pengurusan data yang lebih luas.

BMS boleh dilaksanakan menggunakan IC pengurusan bateri khusus, IC tolok bahan api, mikropengawal, penderia arus dan suhu, litar pengimbang, MOSFET, memori dan komponen komunikasi. Seni bina yang tepat bergantung pada bilangan sel dan keperluan peranti.

Untuk pengenalan yang lebih luas kepada fungsi ini, panduan ZERNE menerangkan bagaimana sistem pengurusan bateri memantau dan melindungi pek bateri.

Fungsi BMS Biasa

Bergantung pada reka bentuk, BMS boleh menyediakan:

• Pemantauan voltan sel atau kumpulan siri

• Pemantauan voltan pek

• Pengukuran semasa cas dan nyahcas

• Pemantauan suhu

• Perlindungan overcharge dan over-discharge

• Perlindungan arus lebih dan litar pintas

• Pengimbangan sel pasif atau aktif

• Anggaran keadaan caj

• Anggaran keadaan kesihatan

• Pengiraan kapasiti baki

• Pengiraan kitaran

• Kerosakan dan pengelogan peristiwa

• Pengesahan bateri

• Kawalan caj dan pelepasan

• Komunikasi dengan peranti hos atau pengecas

• Ambang perlindungan boleh dikonfigurasikan

• Pengurusan tidur, siap sedia dan bangun

BMS tidak secara automatik memasukkan setiap fungsi dalam senarai ini. Sesetengah sistem menyediakan perlindungan dan pengimbangan tetapi tiada tolok bahan api. Lain-lain menyediakan maklumat keadaan caj yang tepat tetapi bergantung pada pelindung yang berasingan sebagai lapisan keselamatan sekunder.

Fungsi yang diperlukan mesti dinyatakan secara eksplisit dalam spesifikasi bateri.

PCM vs BMS: Perbezaan Paling Penting

Perbezaan praktikal adalah satu skop.

PCM terutamanya bertanya:

Adakah bateri telah memasuki keadaan kerosakan elektrik yang ditakrifkan, dan adakah pengecasan atau nyahcas harus diputuskan?

BMS juga mungkin bertanya:

Apakah yang berlaku di dalam pek, berapa banyak tenaga yang tinggal, bagaimana sel-sel tersebut menua, dan apakah maklumat atau tindakan yang diperlukan oleh peranti?

Ini tidak bermakna PCM tidak selamat atau BMS sentiasa unggul. PCM yang direka dengan baik mungkin sesuai sepenuhnya untuk produk 1S padat dengan keperluan operasi yang mudah. Sistem pengurusan yang tidak perlu kompleks boleh menambah kos, kawasan litar, masa pembangunan, penggunaan siap sedia dan kerja integrasi perisian tanpa meningkatkan pengalaman pengguna.

Objektifnya adalah untuk memilih seni bina paling ringkas yang memenuhi semua keperluan elektrik, keselamatan, diagnostik dan produk dengan margin reka bentuk yang sesuai.

Perbandingan PCM vs BMS

Jadual ini menerangkan amalan industri biasa dan bukannya standard penamaan universal. Produk berlabel 'BMS' mungkin hanya menawarkan perlindungan cutoff asas, manakala papan lanjutan berlabel 'PCM' mungkin termasuk pemantauan atau pengimbangan suhu.

Sentiasa bandingkan spesifikasi fungsi, penarafan litar dan keperluan ujian.

Cara Fungsi Perlindungan PCM dan BMS Berfungsi

Reka bentuk PCM dan BMS mungkin berkongsi beberapa fungsi perlindungan teras. Perbezaan utama ialah sejauh mana mereka memantau dan apa yang mereka lakukan dengan maklumat yang dikumpul.

Perlindungan Caj Terlebih

Perlindungan cas berlebihan memantau sama ada sel atau kumpulan siri melebihi ambang voltan yang ditetapkan semasa pengecasan.

Jika ambang melebihi untuk masa tunda yang ditentukan, litar perlindungan boleh mematikan pengecasan MOSFET dan mengganggu pengecasan.

Tiga nilai harus dibezakan:

• Voltan penamatan pengecas biasa

• Voltan pengesanan perlindungan

• Voltan pemulihan perlindungan

Ambang caj berlebihan tidak boleh digunakan sebagai sasaran pengecasan biasa. Ia adalah had kerosakan yang bertujuan untuk bertindak balas apabila peraturan caj biasa telah gagal atau keadaan tidak normal telah berlaku.

Sebagai contoh, sel 4.2 V konvensional dan sel voltan tinggi yang direka untuk 4.35 V atau 4.4 V memerlukan parameter pengecasan dan perlindungan yang berbeza. Produk menggunakan bateri polimer litium voltan tinggi mesti menggunakan ambang yang dipadankan dengan sel yang dipilih dan bukannya papan perlindungan bateri litium generik.

Perlindungan Lebihan Caj

Perlindungan lebihan nyahcas memutuskan sambungan beban apabila voltan yang dipantau jatuh di bawah had yang ditetapkan.

Fungsi ini membantu menghalang sel daripada kekal di bawah pelepasan yang berlebihan. Walau bagaimanapun, penutupan peranti biasa biasanya berlaku sebelum litar perlindungan mencapai ambang pemotongan kecemasannya.

Jika peranti beroperasi secara rutin sehingga PCM atau BMS memutuskan sambungan pek, bateri mungkin mengalami:

• Penutupan peranti secara tiba-tiba

• Mengurangkan hayat kitaran boleh guna

• Tegasan voltan rendah berulang

• Kesukaran dimulakan semula di bawah beban

• Pelaporan peratusan bateri yang tidak tepat

• Masalah pemulihan apabila voltan sel sangat rendah

Oleh itu, strategi undervoltage peranti hos dan ambang perlindungan harus diselaraskan.

Perlindungan Terlebih Arus

Perlindungan lebihan arus bertindak balas apabila arus cas atau nyahcas melebihi tahap pengesanan yang ditetapkan untuk tempoh tertentu.

Tetapan mesti menampung peristiwa pemuatan yang sah seperti:

• Permulaan pemproses

• Pancaran radio pecah

• Motor dihidupkan

• Gerai motor

• Pengaktifan pam

• Pemanas masuk

• Pengecasan kapasitor

• LED atau permulaan paparan

• Kuasa puncak sementara

Ambang yang terlalu rendah boleh menyebabkan penutupan gangguan. Ambang yang terlalu tinggi mungkin gagal melindungi sel, MOSFET, sambung, wayar atau penyambung dengan secukupnya.

Hubungan antara kapasiti bateri dan keupayaan nyahcas dibincangkan dengan lebih lanjut dalam panduan untuk Kedudukan bateri LiPo C.

Perlindungan Litar pintas

Perlindungan litar pintas bertindak balas kepada arus yang sangat tinggi atau perubahan voltan yang cepat selaras dengan kerosakan rintangan rendah.

Operasinya bergantung pada lebih daripada nilai semasa. Parameter reka bentuk yang berkaitan termasuk:

• Kaedah pengesanan

• Ambang pengesanan

• Kelewatan respons

• Masa penukaran MOSFET

• Rintangan laluan semasa

• Kearuhan gelung sesar

• Kaedah pemulihan

• Tingkah laku penyambung

• Keupayaan semasa kerosakan sel

Label yang menyatakan 'perlindungan litar pintas' tidak membuktikan bahawa pek akan berkelakuan betul di bawah setiap kemungkinan kerosakan luaran. Pemasangan yang telah siap masih memerlukan ujian kesalahan yang ditentukan.

Perlindungan Suhu

Perlindungan suhu mungkin menggunakan satu atau lebih termistor NTC, penderia suhu IC atau elemen penderiaan lain.

Sensor boleh dipantau oleh:

• Litar perlindungan

• BMS

• Pengecas

• Peranti hos

• Lebih daripada satu sistem

Spesifikasi harus mengenal pasti sistem yang membaca sensor dan sistem yang boleh berhenti mengecas atau menyahcas.

Had suhu mungkin berbeza untuk:

• Mengecas

• Pelepasan berterusan

• Pelepasan puncak

• Penyimpanan

• Operasi suhu rendah

• Operasi suhu tinggi

Bateri dengan petunjuk NTC tidak mempunyai pemotongan suhu autonomi secara automatik. NTC hanya boleh memberikan maklumat kepada pengawal lain.

Pengimbangan Sel

Pengimbangan menghadkan perbezaan voltan antara kumpulan bersambung siri.

Litar pengimbangan pasif asas mengeluarkan sedikit cas daripada kumpulan voltan lebih tinggi semasa pengecasan. Sistem yang lebih maju mungkin mengawal pengimbangan mengikut voltan, keadaan cas, suhu atau keadaan operasi.

Pengimbangan tidak diperlukan antara kumpulan siri dalam pek 1S konvensional kerana hanya satu kumpulan voltan wujud. Pek 1S2P juga dianggap sebagai satu kumpulan voltan, walaupun sel selarinya mesti dipadankan rapat.

Pengimbangan tidak dapat diperbaiki:

• Sel yang rosak

• Kehilangan kapasiti yang teruk

• Pelepasan diri yang tinggi

• Kimpalan yang lemah

• Perbezaan rintangan utama

• Konfigurasi pek yang salah

• Pengecas yang tidak sesuai

Pek yang berulang kali menimbulkan ketidakseimbangan yang ketara memerlukan penyiasatan dan bukannya arus pengimbangan yang lebih tinggi sahaja.

PCM Biasanya Sesuai Apabila…

PCM mungkin sesuai apabila produk mempunyai keperluan bateri yang agak mudah.

Keadaan biasa termasuk:

• Pek mempunyai satu kumpulan voltan siri

• Peranti tidak memerlukan pelaporan peratusan bateri yang tepat

• Tiada komunikasi digital diperlukan

• Sistem hos sudah menguruskan antara muka pengguna dan penutupan biasa

• Perlindungan voltan, arus dan litar pintas asas adalah mencukupi

• Suhu dipantau oleh pengecas atau peranti hos

• Saiz litar sangat terhad

• Penggunaan siap sedia yang sangat rendah adalah penting

• Bateri tidak bertujuan untuk menyediakan perkhidmatan atau data diagnostik

• Ambang perlindungan boleh kekal tetap

• Profil beban boleh diramal dan telah disahkan

Aplikasi yang mungkin termasuk penderia padat, penjejak asas, produk pencahayaan ringkas, elektronik pengguna kecil dan peranti lain yang memerlukan pemotongan kerosakan yang boleh dipercayai tanpa fungsi bateri pintar.

Perkataan 'mudah' merujuk kepada keperluan pengurusan, bukan kepada kepentingan aplikasi. Peranti kecil masih boleh memerlukan pemantauan yang canggih jika pengesanan kegagalan, maklumat masa jalan yang tepat atau kebolehkesanan adalah penting.

BMS Biasanya Diutamakan Apabila…

Sistem pengurusan yang lebih luas mungkin sesuai apabila peranti memerlukan fungsi di luar perlindungan cutoff asas.

Sebab biasa termasuk:

• Pek itu mengandungi berbilang kumpulan bersambung siri

• Voltan kumpulan individu mesti dipantau

• Pengimbangan sel diperlukan

• Peranti memaparkan peratusan bateri yang tepat

• Baki masa jalan mesti dianggarkan

• Peranti hos memerlukan data voltan, arus atau suhu bateri

• Pek mesti melaporkan kerosakan

• Kiraan kitaran atau keadaan kesihatan diperlukan

• Pengesahan bateri diperlukan

• Sistem pengecasan berkomunikasi dengan pek

• Tetapan perlindungan mesti boleh dikonfigurasikan

• Aplikasi ini menggunakan bateri pintar yang boleh diganti medan

• Pek ini menyokong berbilang mod pengendalian

• Produk memerlukan diagnostik perkhidmatan atau rekod peristiwa

• Peranti mempunyai profil beban yang berubah-ubah atau menuntut

• Sistem mesti menyelaraskan tingkah laku bateri dengan subsistem lain

Keperluan ini sering muncul dalam terminal pegang tangan, elektronik perubatan, robotik, instrumen industri, peralatan ujian mudah alih, peranti komunikasi dan produk bersambung.

Adakah Setiap Bateri LiPo 1S Hanya Memerlukan PCM?

Tidak.

Pek 1S hanya mempunyai satu kumpulan voltan siri, jadi ia tidak memerlukan pengimbangan antara sel bersambung siri. Ini mengurangkan kerumitan litar, tetapi ia tidak menghapuskan keperluan untuk fungsi pengurusan.

Bateri sel tunggal mungkin masih memerlukan BMS atau litar bateri pintar apabila peranti memerlukan:

• Pelaporan keadaan caj yang tepat

• Anggaran masa jalan yang tinggal

• Pengukuran semasa

• Pengiraan kitaran

• Penjejakan keadaan kesihatan

• Sejarah kesalahan

• Pengesahan bateri

• Komunikasi digital

• Perlindungan boleh dikonfigurasikan

• Pengukuran suhu berbilang

Contohnya, peranti perubatan yang disambungkan dan produk LED ringkas mungkin menggunakan sel kantung 3.7 V. Voltan bateri mereka mungkin sama, tetapi keperluan pemantauan, diagnostik dan kebolehpercayaan mereka sangat berbeza.

Kiraan siri sahaja tidak seharusnya menentukan seni bina perlindungan.

Adakah Setiap Pek Berbilang Siri Memerlukan BMS?

Bateri berbilang siri memerlukan perlindungan yang memantau setiap kumpulan voltan bersambung siri. Memantau hanya jumlah voltan pek tidak mencukupi.

Sebagai contoh, pek 2S dengan jumlah voltan 8.0 V boleh mengandungi:

• Dua kumpulan pada 4.0 V setiap satu

• Satu kumpulan pada 4.15 V dan satu pada 3.85 V

• Satu kumpulan pada 4.25 V dan satu pada 3.75 V

Jumlah voltan yang sama boleh menyembunyikan kumpulan yang telah melebihi had yang dibenarkan.

Papan perlindungan berbilang sel yang agak ringkas mungkin menyediakan pengesanan voltan individu tanpa menawarkan komunikasi, tolok bahan api atau diagnostik lanjutan. Sesetengah pembekal memanggil litar ini sebagai PCM berbilang sel, manakala yang lain memanggilnya sebagai BMS asas.

Keperluan penting ialah:

• Padan dengan kiraan siri yang tepat

• Memantau setiap kumpulan siri

• Menggunakan ambang voltan yang betul

• Menyokong arus yang diperlukan

• Bertindak balas dengan betul kepada ketidakseimbangan

• Menyediakan keseimbangan jika reka bentuk memerlukannya

• Padan dengan pengecas dan kimia sel

• Mempunyai suhu dan tingkah laku kerosakan yang sesuai

Spesifikasi berfungsi lebih penting daripada sama ada sebut harga menggunakan PCM atau BMS.

Contoh Peranti: PCM atau BMS?

Ini adalah titik permulaan, bukan preskripsi akhir. Penilaian risiko peranti, profil pengendalian, piawaian yang berkenaan, seni bina pengecas dan pembinaan pek boleh mengubah pemilihan.

Cara Memilih Antara PCM dan BMS

1. Sahkan Kimia Sel dan Had Voltan

Dokumen:

• Kimia sel

• Voltan nominal

• Voltan cas maksimum

• Had pelepasan yang disyorkan

• Bilangan kumpulan siri

• Bilangan sel selari setiap kumpulan

• Had pengecasan semasa

• Keupayaan pelepasan berterusan

• Keupayaan pelepasan puncak

• Julat suhu yang dibenarkan

Jangan pilih papan perlindungan daripada label '3.7 V bateri' sahaja. Sel dengan voltan nominal yang serupa mungkin menggunakan had pengecasan maksimum yang berbeza.

2. Tentukan Profil Muatan Peranti

Ukur atau anggaran:

• Arus tidur

• Arus siap sedia

• Arus biasa

• Arus berterusan maksimum

• Arus puncak

• Tempoh puncak

• Arus permulaan

• Arus gerai motor

• Arus nadi berulang

• Arus kerosakan

• Mengecas arus

Denyutan beban pendek boleh menjejaskan pemilihan perlindungan walaupun semasa purata arus rendah.

Penjejak wayarles, sebagai contoh, mungkin menghabiskan sebahagian besar masanya dalam keadaan kuasa rendah dan kemudian melukis nadi arus ringkas semasa penghantaran data. PCM atau BMS mesti membenarkan nadi yang sah tanpa penurunan voltan yang berlebihan atau pemotongan gangguan.

3. Tentukan Perkara Yang Peranti Perlu Tahu

Tanya sama ada peranti hos hanya memerlukan kuasa atau juga maklumat bateri.

Keperluan data yang mungkin termasuk:

• Pek voltan

• Voltan kumpulan individu

• semasa

• Suhu

• Keadaan pertuduhan

• Baki kapasiti

• Baki masa jalan

• Keadaan kesihatan

• Kiraan kitaran

• Kod kesalahan

• Identiti bateri

• Data pembuatan

Jika peranti hanya memerlukan amaran bateri rendah, ADC hos mungkin mencukupi. Jika ia mesti memaparkan peratusan bateri yang boleh dipercayai di bawah beban dan suhu yang berubah-ubah, fungsi tolok bahan api mungkin diperlukan.

4. Tentukan Sama ada Komunikasi Diperlukan

BMS pintar boleh berkomunikasi melalui:

• I²C

• SMBus

• UART

• BOLEH

• RS-485

• Antara muka wayar tunggal proprietari

• Satu lagi protokol khusus produk

Antara muka mesti dipersetujui lebih awal kerana ia mempengaruhi penyambung bateri, kiraan pin, perisian hos, proses ujian dan strategi penggantian.

Nama protokol sahaja tidak mencukupi. Pasukan peranti dan pembekal bateri juga harus menentukan:

• Medan data

• Menangani

• Kadar kemas kini

• Tingkah laku bangun tidur

• Ralat pengendalian

• Keizinan arahan

• Pemilikan perisian tegar

• Keserasian antara semakan

5. Tentukan Tanggungjawab Pengesan Suhu

Nyatakan:

• Bilangan penderia suhu

• Jenis sensor dan rintangan

• Lokasi sensor

• Had suhu mengecas

• Had suhu menunaikan

• Suhu pemulihan

• Pengawal mana yang membaca setiap sensor

• Pengawal mana yang boleh berhenti mengecas

• Pengawal mana yang boleh berhenti menyahcas

Pek padat boleh menggunakan satu NTC berhampiran badan sel. Pemasangan yang lebih besar atau lebih tinggi semasa mungkin memerlukan penderia berasingan berhampiran sel dan komponen perlindungan.

6. Menilai Pemantauan dan Pengimbangan Siri-Kumpulan

Untuk konfigurasi berbilang siri, tentukan:

• Bilangan kumpulan yang dipantau

• Ketepatan pengukuran voltan

• Ambang caj berlebihan dan lebihan caj

• Kelewatan pengesanan

• Tingkah laku pemulihan

• Perbezaan voltan kumpulan yang dibenarkan

• Mengimbangi voltan permulaan

• Mengimbangi arus

• Keadaan mengimbangi

• Tingkah laku ralat apabila wayar deria diputuskan

Pengimbangan hendaklah dipilih mengikut ketekalan sel, kiraan siri, kaedah pengecasan, jangkaan penuaan dan profil operasi.

7. Semak Laluan Semasa Sebenar

Jangan pilih papan hanya mengikut arus yang diiklankan.

Arus yang boleh digunakan bergantung kepada:

• MOSFET pada rintangan

• Bilangan dan susunan MOSFET

• Ketebalan tembaga PCB

• Rintangan deria semasa

• Tab dan rintangan kimpalan

• Tolok wayar dan panjang

• Rintangan penyambung

• Keadaan penyejukan

• Suhu kandang

• Tempoh puncak

• Masa perlindungan

Papan perlindungan yang diterangkan sebagai '10 A' mungkin tidak dapat membawa 10 A secara berterusan di dalam peranti padat yang dimeterai tanpa kenaikan suhu yang berlebihan.

Penarafan semasa mesti disahkan dalam pek dan kandang yang dimaksudkan.

8. Pertimbangkan Kuasa Siap Sedia

Kedua-dua litar PCM dan BMS menggunakan tenaga.

Ini menjadi sangat penting dalam:

• Sel berkapasiti rendah

• Produk simpanan lama

• Peranti penjejakan

• Penderia jauh

• Peralatan kecemasan

• Produk dengan tempoh penghantaran yang lama

• Peranti yang menghabiskan sebahagian besar masa mereka untuk tidur

Sistem pengurusan pintar mungkin menawarkan mod kuasa rendah atau penghantaran, tetapi kelakuannya mesti disahkan. Spesifikasi penting termasuk:

• Arus operasi biasa

• Arus tidur

• Arus penutupan

• Kaedah bangun tidur

• Tingkah laku mod storan

• Pemulihan selepas tidur nyenyak

Litar lanjutan yang mengalirkan bateri semasa penyimpanan mungkin kurang sesuai berbanding PCM yang lebih ringkas, walaupun ia menyediakan lebih banyak ciri.

9. Padankan Pengecas dengan Pek Lengkap

Pengecas harus menyediakan profil pengecasan yang betul, had voltan dan peraturan semasa untuk kimia dan konfigurasi sel yang dipilih.

PCM atau BMS secara amnya adalah lapisan pelindung, bukan pengatur cas biasa.

Sesetengah penyelesaian bersepadu menggabungkan fungsi pengecasan dan pengurusan, tetapi ini mesti disahkan daripada reka bentuk sebenar. Pembekal tidak seharusnya menganggap bahawa lembaga mengawal pengecasan semata-mata kerana ia dipanggil BMS.

Sahkan:

• Voltan keluaran pengecas

• Julat pengecasan-arus

• Kaedah penamatan caj

• Kawalan suhu

• Tingkah laku pra-cas

• Ambang cas semula

• Keperluan komunikasi

• Tingkah laku selepas pemotongan perlindungan

• Keserasian dengan laluan kuasa hos

10. Tentukan Kesalahan dan Kelakuan Pemulihan

Perlindungan bukan sahaja mengenai apabila bateri terputus. Pasukan peranti juga mesti memahami perkara yang berlaku selepas itu.

takrifkan:

• Sama ada laluan pengecasan dan pelepasan dikawal secara berasingan

• Sama ada pengecas diperlukan untuk pemulihan

• Sama ada beban mesti dikeluarkan

• Sama ada pemulihan adalah automatik

• Sama ada kerosakan kekal telah diselak

• Sama ada hos menerima kod kesalahan

• Sama ada data yang disimpan dikekalkan

• Sama ada pengguna boleh memulakan semula peranti

• Sama ada campur tangan perkhidmatan diperlukan

Tingkah laku pemulihan yang tidak dijangka boleh mencipta kegagalan medan walaupun litar perlindungan beroperasi dengan betul.

Mengapa Nama Perlindungan Sahaja Tidak Cukup

Petikan yang menyatakan hanya 'PCM disertakan' atau 'BMS disertakan' adalah tidak lengkap.

Sekurang-kurangnya, pembekal harus mengenal pasti:

• Kimia yang disokong

• Kiraan siri

• Voltan cas maksimum

• Pengesanan cas berlebihan dan voltan pemulihan

• Pengesanan lebihan nyahcas dan voltan pemulihan

• Caj lebihan ambang semasa

• Nyahcas lebihan ambang semasa

• Tindak balas litar pintas

• Keupayaan arus berterusan

• Keupayaan dan tempoh puncak semasa

• Fungsi pemantauan suhu

• Fungsi pengimbangan sel

• Penggunaan semasa

• Antara muka komunikasi

• Fungsi tolok bahan api

• Penyambung dan pinout

• Tingkah laku pemulihan

• Dimensi fizikal

Jika BMS pintar diperlukan, dokumentasi mungkin juga memerlukan:

• Protokol komunikasi

• Daftar peta

• Fail konfigurasi

• Versi perisian tegar

• Algoritma keadaan caj

• Proses penentukuran

• Kaedah pengesahan

• Tingkah laku pengekalan data

• Prosedur kawalan kemas kini dan semakan

Nama papan hanyalah permulaan spesifikasi.

Kesilapan Biasa Pemilihan PCM dan BMS

Maklumat untuk Diberikan kepada Pengeluar Bateri LiPo

Permintaan lengkap membolehkan pembekal bateri mengesyorkan PCM atau BMS berdasarkan peranti dan bukannya papan generik.

Keperluan Bateri

• Voltan nominal

• Voltan cas maksimum

• Kapasiti yang diperlukan

• Konfigurasi siri dan selari

• Kimia sel pilihan

• Dimensi bateri maksimum

• Had berat badan

• Jangka hayat kitaran

• Suhu operasi dan penyimpanan

• Sasaran masa pengecasan

Keperluan Muatan

• Arus biasa

• Arus berterusan maksimum

• Arus puncak

• Tempoh puncak

• Arus permulaan

• Arus gerai motor atau arus masuk pemanas

• Arus tidur

• Masa jalan yang diperlukan

• Ambang bawah voltan peranti

Keperluan Perlindungan

• Perlindungan cas berlebihan

• Perlindungan lebihan pelepasan

• Caj perlindungan lebihan arus

• Perlindungan lebihan arus nyahcas

• Perlindungan litar pintas

• Penderiaan suhu

• Fius sekunder atau lapisan perlindungan

• Pengimbangan sel

• Tingkah laku pemulihan kerosakan yang diperlukan

Keperluan Bateri Pintar

• Paparan peratusan bateri

• Ketepatan keadaan caj

• Anggaran keadaan kesihatan

• Kiraan kitaran

• Baki-pengiraan masa jalan

• Pembalakan kesalahan

• Pengesahan bateri

• Protokol komunikasi

• Keperluan perisian tegar atau daftar

Keperluan Sambungan

• Pengilang dan siri penyambung

• Penyambung mengawan

• Kiraan pin

• Pinout

• Polariti

• Tolok wayar

• Panjang wayar

• Ketua NTC

• Imbangan plumbum

• Wayar komunikasi

• Arah keluar kabel

milik ZERNE penyelesaian bateri Li-polimer tersuai boleh menyepadukan pemilihan sel, fungsi PCM atau BMS, penderiaan suhu, penyambung, pendawaian dan struktur pek di sekeliling keperluan elektrik dan mekanikal peranti OEM.

Cara Mengesahkan Sistem Perlindungan Terpilih

PCM atau BMS yang dipilih hendaklah dinilai terlebih dahulu pada tahap pek bateri dan kemudian di dalam peranti akhir.

Pengesahan yang berkaitan mungkin termasuk:

• Keserasian mengecas

• Voltan cas penuh

• Pengesanan caj berlebihan

• Pengesanan pelepasan berlebihan

• Operasi berterusan-semasa

• Tindak balas puncak semasa

• Tingkah laku permulaan

• Tindak balas litar pintas

• Kenaikan suhu MOSFET

• Peningkatan suhu penyambung

• Kejatuhan voltan

• Ketepatan penderia suhu

• Tingkah laku suhu rendah dan tinggi

• Pengukuran voltan kumpulan siri

• Pengimbangan sel

• Ketepatan keadaan caj

• Kestabilan komunikasi

• Tingkah laku tidur dan bangun

• Arus mod penghantaran

• Pembalakan kesalahan

• Pemulihan selepas pemotongan perlindungan

• Berbasikal caj-nyahcas berulang

• Penyimpanan jangka panjang

• Tingkah laku penutupan peranti

Pengujian harus menggunakan sel niat pengeluaran, interkoneksi, wayar, penyambung, bahan penutup, perisian tegar dan tetapan pengecas.

Bateri yang melepasi ujian arus bangku terbuka mungkin berkelakuan berbeza di dalam peranti yang dimeterai. Persekitaran terma dan laluan arus yang lengkap boleh menjejaskan kejatuhan voltan, suhu MOSFET, perkongsian arus dan tingkah laku pemotongan.

The Sistem kawalan kualiti bateri li-polimer menyediakan maklumat lanjut tentang ketekalan sel, pemantauan proses, pengesahan elektrik dan kawalan bateri siap.

Kesimpulan

PCM dan BMS boleh melindungi bateri LiPo, tetapi ia direka untuk tahap tanggungjawab sistem yang berbeza.

PCM biasanya menyediakan perlindungan voltan, arus dan litar pintas yang penting dalam litar padat dan kerumitan rendah. Ia mungkin sesuai apabila peranti mempunyai beban yang boleh diramal, tidak memerlukan maklumat bateri terperinci, dan mengendalikan pengecasan dan penutupan biasa melalui bahagian lain sistem.

BMS menjadi lebih relevan apabila bateri mesti memantau berbilang kumpulan siri, mengimbangi sel, menganggar baki kapasiti, merekod kerosakan, mengesahkan pek atau berkomunikasi dengan peranti hos.

Pilihan tidak seharusnya berdasarkan saiz pek, kapasiti atau kiraan siri sahaja. Peranti sel tunggal yang kecil mungkin memerlukan pengurusan pintar, manakala pek yang lebih besar mungkin hanya memerlukan perlindungan asas yang jelas. Begitu juga, label PCM mahupun BMS tidak menjamin suhu, pengimbangan, pengukur atau fungsi komunikasi tertentu.

Spesifikasi perlindungan akhir harus sepadan dengan kimia sel, profil beban, pengecas, laluan semasa, suhu operasi, sasaran siap sedia, perisian peranti dan tingkah laku kerosakan yang dijangkakan. Mengesahkan keperluan ini sebelum pengeluaran sampel membantu mencegah penutupan gangguan, pelaporan bateri yang tidak tepat, pemanasan berlebihan dan reka bentuk semula produk peringkat akhir.

Soalan Lazim

Apakah perbezaan utama antara PCM dan BMS?

PCM terutamanya menyediakan perlindungan kerosakan elektrik, manakala BMS mungkin menggabungkan perlindungan dengan pemantauan, pengimbangan, anggaran keadaan, diagnostik dan komunikasi. Fungsi yang tepat berbeza antara produk, jadi spesifikasi lebih dipercayai daripada namanya.

Adakah setiap bateri LiPo memerlukan PCM atau BMS?

Bateri polimer litium boleh dicas semula memerlukan strategi perlindungan peringkat sistem yang sesuai. Perlindungan boleh disepadukan ke dalam pek bateri, peranti atau litar lain yang layak, bergantung pada seni bina produk. Sel tidak boleh digunakan tanpa cas berlebihan yang disahkan, nyahcas berlebihan, arus lebih, litar pintas, pengecasan dan kawalan haba yang sesuai dengan aplikasi.

Adakah PCM sama dengan PCB perlindungan?

Istilah sering digunakan secara bergantian. PCB secara teknikal merujuk kepada papan litar bercetak itu sendiri, manakala PCM merujuk kepada modul litar perlindungan lengkap. Walau bagaimanapun, dalam sebut harga bateri komersial, pembekal boleh menggunakan PCM, PCB dan papan perlindungan untuk pemasangan yang serupa.

Bolehkah PCM mengimbangkan sel?

Beberapa modul perlindungan berbilang sel termasuk pengimbangan, tetapi banyak PCM asas tidak. Jika pengimbangan diperlukan, voltan permulaan, arus, ketepatan dan keadaan operasinya hendaklah dinyatakan dengan jelas.

Bolehkah BMS mengecas bateri LiPo?

Tidak semestinya. BMS boleh memantau atau mengawal sama ada pengecasan dibenarkan, tetapi pengecas berasingan biasanya mengawal profil arus dan voltan yang diperlukan. Sesetengah litar bersepadu menggabungkan fungsi pengecasan dan pengurusan bateri, jadi seni bina sebenar mesti disahkan.

Adakah bateri LiPo 1S memerlukan BMS?

Pek asas 1S mungkin hanya memerlukan PCM, tetapi BMS mungkin sesuai jika peranti memerlukan pelaporan keadaan cas yang tepat, pengukuran semasa, komunikasi, pengesahan, pengelogan kesalahan atau fungsi pintar lain.

Adakah bateri 2S memerlukan BMS 2S?

Ia memerlukan litar perlindungan dan pemantauan yang direka untuk dua kumpulan voltan bersambung siri. Produk ini mungkin dipanggil 2S BMS atau 2S PCM, tetapi ia mesti memantau kedua-dua kumpulan dan sepadan dengan kimia, arus, voltan pengecasan dan keperluan pengimbangan.

Adakah BMS sentiasa lebih selamat daripada PCM?

Tidak. Keselamatan bergantung pada reka bentuk lengkap, penilaian komponen, tetapan perlindungan, kualiti sel, pengecas, pendawaian, penyambung, pembinaan mekanikal dan pengesahan. PCM yang dinyatakan dengan betul boleh menjadi lebih sesuai daripada BMS yang kurang dipadankan.

Adakah NTC menyediakan perlindungan suhu dengan sendirinya?

Tidak. NTC ialah komponen pengesan suhu. Pengecas, peranti hos, PCM atau BMS mesti membacanya dan mengambil tindakan yang diperlukan apabila suhu melebihi had yang ditetapkan.

Bagaimanakah saya harus memilih penarafan semasa PCM atau BMS?

Gunakan arus berterusan maksimum peranti, arus puncak, tempoh puncak, arus permulaan atau gerai, arus pengecasan dan suhu operasi. Semak juga kehilangan MOSFET, susun atur papan, wayar, penyambung, penurunan voltan, ambang pengesanan dan prestasi terma.

Pilihan yang manakah menggunakan kurang kuasa siap sedia?

PCM asas biasanya menggunakan kurang kuasa daripada BMS yang kaya dengan ciri, tetapi nilai sebenar berbeza dengan ketara. Bandingkan pengendalian, tidur, penutupan dan arus mod penghantaran menggunakan spesifikasi litar sebenar.

Bolehkah PCM atau BMS disesuaikan untuk peranti OEM?

ya. Ambang perlindungan, kiraan siri, keupayaan semasa, penderia suhu, pengimbangan, komunikasi, pengukur bahan api, penyambung, pinout, panjang wayar, dimensi fizikal dan tingkah laku pemulihan boleh direka bentuk mengikut keperluan peranti.