PCM กับ BMS สำหรับแบตเตอรี่ LiPo: อุปกรณ์ของคุณต้องการระบบป้องกันใด

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ต้องการแรงดันไฟฟ้าและความจุมากกว่าที่เหมาะสม ระบบป้องกันต้องตรงกับเคมีของเซลล์ จำนวนอนุกรม กระแสโหลด วิธีการชาร์จ อุณหภูมิในการทำงาน และข้อมูลที่ต้องการโดยอุปกรณ์โฮสต์

คำสองคำมักปรากฏในข้อกำหนดของแบตเตอรี่: PCM หรือโมดูลวงจรป้องกัน และ BMS หรือระบบการจัดการแบตเตอรี่

PCM มักจะมุ่งเน้นไปที่การป้องกันข้อผิดพลาดที่สำคัญ เช่น การชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน กระแสไฟเกิน และการลัดวงจร BMS อาจให้การป้องกันแบบเดียวกันในขณะที่เพิ่มฟังก์ชันต่างๆ เช่น การตรวจสอบกลุ่มเซลล์ การปรับสมดุล การประมาณค่าสถานะ การบันทึกข้อมูล และการสื่อสาร

ความแตกต่างนั้นมีประโยชน์ แต่ก็ไม่สมบูรณ์ ชุดเซลล์เดี่ยวที่ซับซ้อนอาจต้องใช้ BMS ในขณะที่ชุดประกอบหลายเซลล์อาจใช้แผงป้องกันที่ค่อนข้างเรียบง่าย ซัพพลายเออร์อาจใช้ PCM, PCB, แผงป้องกัน และ BMS ต่างกันออกไป

ตัวเลือกที่ถูกต้องจึงขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่อุปกรณ์ของคุณต้องการ ไม่ใช่แค่ชื่อวงจรเท่านั้น

คู่มือนี้จะเปรียบเทียบฟังก์ชัน PCM และ BMS อธิบายว่าแต่ละแนวทางอาจเหมาะสมเมื่อใด และให้กระบวนการในทางปฏิบัติสำหรับการระบุการป้องกันสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์

ประเด็นสำคัญ

• PCM ได้รับการออกแบบมาเพื่อถอดแบตเตอรี่ออกเป็นหลักในระหว่างเกิดข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าที่กำหนดไว้

• โดยปกติ BMS จะรวมการป้องกันเข้ากับฟังก์ชันการตรวจสอบ การประมาณค่า การปรับสมดุล การควบคุม หรือการสื่อสารที่กว้างขึ้น

• PCM และ BMS ไม่ใช่หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์มาตรฐานสากล

• ข้อมูลจำเพาะที่แท้จริงของวงจรมีความสำคัญมากกว่าชื่อที่พิมพ์บนภาพวาดหรือใบเสนอราคา

• ชุดเซลล์เดียวอาจยังต้องใช้ BMS เมื่ออุปกรณ์ต้องการเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ การรับรองความถูกต้อง การวินิจฉัย หรือการสื่อสารที่แม่นยำ

• ชุดหลายซีรีส์จำเป็นต้องมีการตรวจสอบกลุ่มซีรีส์แต่ละชุด แม้ว่าบอร์ดป้องกันจะเรียกว่า PCM ก็ตาม

• การปรับสมดุลเซลล์เกี่ยวข้องกับกลุ่มแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ไม่ใช่กับแพ็ค 1S ทั่วไป

• ทั้ง PCM และ BMS ไม่ควรถือเป็นเครื่องชาร์จแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ

• ค่าทริปกระแสเกินไม่เหมือนกับพิกัดกระแสต่อเนื่องที่ปลอดภัย

• เซลล์ไฟฟ้าแรงสูงจำเป็นต้องมีการป้องกันและเกณฑ์การชาร์จที่ตรงกับคุณสมบัติทางเคมีที่เกิดขึ้นจริง

• การป้องกันอุณหภูมิจะแสดงเฉพาะเมื่อมีการรวมเซ็นเซอร์ ขีดจำกัด และเส้นทางการควบคุมที่จำเป็นเท่านั้น

• ขนาด กระแสไฟฟ้าสำรอง ต้นทุน ความสามารถในปัจจุบัน และข้อกำหนดในการสื่อสารควรได้รับการประเมินร่วมกัน

• จำเป็นต้องมีการทดสอบระดับแพ็คและระดับอุปกรณ์ก่อนที่จะอนุมัติการออกแบบการป้องกันสำหรับการผลิต

PCM ในชุดแบตเตอรี่ LiPo คืออะไร?

PCM ย่อมาจาก Protection Circuit Module โดยทั่วไปจะอธิบายว่าเป็นบอร์ดป้องกันหรือแผงวงจรป้องกัน

PCM ทั่วไปประกอบด้วย IC ป้องกัน, ประจุและดิสชาร์จ MOSFET, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ และเส้นทางนำไฟฟ้าสำหรับนำกระแสแบตเตอรี่ อาจรวมถึงองค์ประกอบตรวจจับกระแสไฟฟ้า ฟิวส์ อินเทอร์เฟซ NTC หรือส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบ

วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์หรือบรรจุภัณฑ์เหลืออยู่ในสภาวะทางไฟฟ้าที่ผิดปกติตามที่ระบุ

ฟังก์ชั่น PCM ทั่วไป

PCM พื้นฐานอาจให้:

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน

• ปล่อยการป้องกันกระแสเกิน

• ชาร์จการป้องกันกระแสเกิน

• ป้องกันการลัดวงจร

• ควบคุมการชาร์จและคายประจุ MOSFET

• การกู้คืนหลังจากสภาวะข้อบกพร่อง

ฟังก์ชั่นเพิ่มเติมอาจรวมถึง:

• การตรวจจับอุณหภูมิ

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินทุติยภูมิ

• ฟิวส์ความร้อน

• บัตรประจำตัวแพ็ค

• การตรวจจับข้อผิดพลาดล่าช้า

• แยกเส้นทางควบคุมการชาร์จและคายประจุ

ไม่ใช่ทุกโมดูลการป้องกันที่มีฟังก์ชันเหล่านี้ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่อาจมีสาย NTC ที่เครื่องชาร์จหรืออุปกรณ์โฮสต์อ่าน แทนที่จะอ่านโดย PCM เอง

สิ่งที่ PCM พื้นฐานมักไม่มีให้

โดยปกติแล้วโมดูลการป้องกันแบบเดิมจะไม่มีฟังก์ชันขั้นสูง เช่น:

• การรายงานสถานะการชาร์จที่แม่นยำ

• การประมาณสถานะของสุขภาพ

• การนับรอบ

• การทำนายรันไทม์ที่เหลือ

• การบันทึกเหตุการณ์หรือข้อผิดพลาด

• การควบคุมสมดุลของเซลล์

• การสื่อสารแบบดิจิทัล

• การรับรองความถูกต้องของแบตเตอรี่

• เฟิร์มแวร์ที่กำหนดค่าได้ภาคสนาม

• ข้อมูลการวินิจฉัยโดยละเอียด

ฟังก์ชันเหล่านี้จำเป็นต้องมีวงจรการวัด อัลกอริธึม หน่วยความจำ หรืออินเทอร์เฟซการสื่อสารเพิ่มเติม

PCM จึงสามารถปกป้องแบตเตอรี่ได้โดยไม่ต้องบอกอุปกรณ์ว่ามีพลังงานเหลืออยู่เท่าใด หรือเหตุใดจึงปิดระบบครั้งก่อน

BMS คืออะไร?

BMS ย่อมาจาก การจัดการแบตเตอรี่ ระบบ หมายถึงการผสมผสานที่กว้างขวางยิ่งขึ้นของฟังก์ชันการตรวจสอบแบตเตอรี่ การป้องกัน การควบคุม และการจัดการข้อมูล

BMS สามารถใช้งานได้โดยใช้ IC การจัดการแบตเตอรี่โดยเฉพาะ, IC เกจเชื้อเพลิง, ไมโครคอนโทรลเลอร์, เซ็นเซอร์กระแสและอุณหภูมิ, วงจรปรับสมดุล, MOSFET, หน่วยความจำ และส่วนประกอบการสื่อสาร สถาปัตยกรรมที่แน่นอนขึ้นอยู่กับจำนวนเซลล์และข้อกำหนดของอุปกรณ์

หากต้องการทราบข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับฟังก์ชันเหล่านี้ในวงกว้าง โปรดดูคู่มือของ ZERNE ระบบการจัดการแบตเตอรี่ตรวจสอบและปกป้องชุดแบตเตอรี่อย่างไร.

ฟังก์ชั่น BMS ทั่วไป

ขึ้นอยู่กับการออกแบบ BMS อาจจัดเตรียม:

• การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์หรือกลุ่มอนุกรม

• การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าแพ็ค

• การวัดกระแสประจุและคายประจุ

• การตรวจสอบอุณหภูมิ

• การป้องกันการชาร์จไฟเกินและการคายประจุเกิน

• ป้องกันกระแสเกินและไฟฟ้าลัดวงจร

• การปรับสมดุลของเซลล์แบบพาสซีฟหรือแอคทีฟ

• การประมาณค่าสถานะ

• การประมาณสถานะของสุขภาพ

• การคำนวณความจุคงเหลือ

• การนับรอบ

• การบันทึกข้อผิดพลาดและเหตุการณ์

• การรับรองความถูกต้องของแบตเตอรี่

• การควบคุมการชาร์จและการคายประจุ

• การสื่อสารกับอุปกรณ์โฮสต์หรืออุปกรณ์ชาร์จ

• เกณฑ์การป้องกันที่กำหนดได้

• การจัดการการนอนหลับ สแตนด์บาย และการปลุก

BMS ไม่ได้รวมทุกฟังก์ชันไว้ในรายการนี้โดยอัตโนมัติ บางระบบให้การป้องกันและการทรงตัว แต่ไม่มีมาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง อื่นๆ ให้ข้อมูลสถานะการชาร์จที่ถูกต้อง แต่ใช้ตัวป้องกันแยกต่างหากเป็นชั้นความปลอดภัยรอง

ฟังก์ชั่นที่จำเป็นจะต้องระบุไว้อย่างชัดเจนในข้อกำหนดแบตเตอรี่

PCM กับ BMS: ความแตกต่างที่สำคัญที่สุด

ความแตกต่างในทางปฏิบัติคือ อย่างหนึ่ง ขอบเขต .

PCM ถามเป็นหลัก:

แบตเตอรี่เข้าสู่สภาวะไฟฟ้าขัดข้องที่กำหนดไว้หรือไม่ และควรตัดการเชื่อมต่อการชาร์จหรือการคายประจุหรือไม่

BMS อาจถาม:

เกิดอะไรขึ้นภายในแพ็ค พลังงานที่เหลืออยู่เท่าใด เซลล์มีอายุอย่างไร และอุปกรณ์ต้องการข้อมูลหรือการดำเนินการใดบ้าง

นี่ไม่ได้หมายความว่า PCM ไม่ปลอดภัยหรือ BMS นั้นเหนือกว่าเสมอไป PCM ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีอาจเหมาะสมอย่างยิ่งกับผลิตภัณฑ์ 1S ขนาดกะทัดรัดที่มีข้อกำหนดการใช้งานที่เรียบง่าย ระบบการจัดการที่ซับซ้อนโดยไม่จำเป็นสามารถเพิ่มต้นทุน พื้นที่วงจร เวลาในการพัฒนา ปริมาณการใช้สแตนด์บาย และงานบูรณาการซอฟต์แวร์โดยไม่ต้องปรับปรุงประสบการณ์ผู้ใช้

วัตถุประสงค์คือเพื่อเลือกสถาปัตยกรรมที่ง่ายที่สุดที่ตอบสนองความต้องการด้านไฟฟ้า ความปลอดภัย การวินิจฉัย และผลิตภัณฑ์ทั้งหมดโดยมีส่วนต่างของการออกแบบที่เหมาะสม

การเปรียบเทียบ PCM กับ BMS

ตารางนี้อธิบายแนวปฏิบัติทั่วไปในอุตสาหกรรมมากกว่ามาตรฐานการตั้งชื่อสากล ผลิตภัณฑ์ที่มีป้ายกำกับ 'BMS' อาจมีเฉพาะการป้องกันการตัดขั้นพื้นฐานเท่านั้น ในขณะที่บอร์ดขั้นสูงที่มีป้ายกำกับ 'PCM' อาจมีการตรวจสอบอุณหภูมิหรือการปรับสมดุล

เปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะด้านการทำงาน อัตราวงจร และข้อกำหนดในการทดสอบเสมอ

ฟังก์ชั่นการป้องกัน PCM และ BMS ทำงานอย่างไร

การออกแบบ PCM และ BMS อาจมีฟังก์ชันการป้องกันหลักหลายอย่างร่วมกัน ความแตกต่างที่สำคัญคือพวกเขาติดตามตรวจสอบมากน้อยเพียงใดและทำอะไรกับข้อมูลที่รวบรวมไว้

การป้องกันการชาร์จไฟเกิน

การป้องกันการชาร์จไฟเกินจะตรวจสอบว่าเซลล์หรือกลุ่มซีรีส์เกินเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดในระหว่างการชาร์จหรือไม่

หากเกินเกณฑ์สำหรับเวลาหน่วงที่ระบุ วงจรป้องกันสามารถปิดการชาร์จ MOSFET และขัดขวางการชาร์จ

ควรแยกแยะค่าสามค่า:

• แรงดันไฟฟ้าในการสิ้นสุดเครื่องชาร์จปกติ

• แรงดันไฟฟ้าตรวจจับการป้องกัน

• แรงดันไฟฟ้ากู้คืนการป้องกัน

ไม่ควรใช้เกณฑ์การชาร์จเกินเป็นเป้าหมายการชาร์จปกติ เป็นขีดจำกัดความผิดปกติที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อตอบสนองเมื่อการควบคุมการชาร์จปกติล้มเหลวหรือเกิดสภาวะผิดปกติ

ตัวอย่างเช่น เซลล์ 4.2 V ทั่วไปและเซลล์ไฟฟ้าแรงสูงที่ออกแบบมาสำหรับ 4.35 V หรือ 4.4 V ต้องใช้พารามิเตอร์การชาร์จและการป้องกันที่แตกต่างกัน เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แรงดันสูง ต้องใช้เกณฑ์ที่ตรงกับเซลล์ที่เลือก แทนที่จะเป็นแผงป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไป

การป้องกันการคายประจุเกิน

การป้องกันการคายประจุเกินจะตัดการเชื่อมต่อโหลดเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ตรวจสอบต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนด

ฟังก์ชันนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์เหลืออยู่ภายใต้การคายประจุมากเกินไป อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปการปิดอุปกรณ์ตามปกติควรเกิดขึ้นก่อนที่วงจรป้องกันจะถึงเกณฑ์การตัดฉุกเฉิน

หากอุปกรณ์ทำงานเป็นประจำจนกว่า PCM หรือ BMS จะยกเลิกการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อาจประสบปัญหา:

• การปิดอุปกรณ์อย่างกะทันหัน

• ลดอายุการใช้งานของวงจรการใช้งาน

• ความเครียดแรงดันต่ำซ้ำแล้วซ้ำอีก

• ความยากลำบากในการรีสตาร์ทภายใต้ภาระงาน

• การรายงานเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ไม่ถูกต้อง

• ปัญหาการฟื้นตัวเมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ต่ำมาก

ดังนั้นกลยุทธ์การป้องกันแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์โฮสต์และเกณฑ์การป้องกันจึงควรได้รับการประสานกัน

การป้องกันกระแสเกิน

การป้องกันกระแสเกินจะตอบสนองเมื่อกระแสประจุหรือกระแสคายประจุเกินระดับการตรวจจับที่กำหนดไว้ในช่วงเวลาที่กำหนด

การตั้งค่าต้องรองรับเหตุการณ์การโหลดที่ถูกต้อง เช่น:

• การเริ่มต้นโปรเซสเซอร์

• การส่งสัญญาณวิทยุระเบิด

• มอเตอร์สตาร์ท

• แผงลอยมอเตอร์

• การเปิดใช้งานปั๊ม

• เครื่องทำความร้อนไหลเข้า

• การชาร์จตัวเก็บประจุ

• LED หรือการเริ่มต้นการแสดงผล

• กำลังสูงสุดชั่วคราว

เกณฑ์ที่ต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการปิดระบบที่น่ารำคาญ เกณฑ์ที่สูงเกินไปอาจไม่สามารถป้องกันเซลล์, MOSFET, การเชื่อมต่อระหว่างกัน, สายไฟ หรือตัวเชื่อมต่อได้อย่างเพียงพอ

ความสัมพันธ์ระหว่างความจุของแบตเตอรี่และความสามารถในการคายประจุจะกล่าวถึงเพิ่มเติมในคำแนะนำ ระดับแบตเตอรี่ LiPo C.

การป้องกันการลัดวงจร

การป้องกันการลัดวงจรตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าที่สูงมากหรือการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างรวดเร็วซึ่งสอดคล้องกับฟอลต์ที่มีความต้านทานต่ำ

การดำเนินการขึ้นอยู่กับมากกว่าค่าปัจจุบัน พารามิเตอร์การออกแบบที่เกี่ยวข้องได้แก่:

• วิธีการตรวจจับ

• เกณฑ์การตรวจจับ

• การตอบสนองล่าช้า

• เวลาเปลี่ยน MOSFET

• ความต้านทานเส้นทางปัจจุบัน

• ตัวเหนี่ยวนำวงผิด

• วิธีการกู้คืน

• ลักษณะการทำงานของตัวเชื่อมต่อ

• ความสามารถกระแสไฟฟ้าขัดข้องของเซลล์

ป้ายที่ระบุว่า 'การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร' ไม่ได้พิสูจน์ว่าชุดจะทำงานได้อย่างถูกต้องภายใต้ข้อผิดพลาดภายนอกที่เป็นไปได้ทั้งหมด การประกอบที่เสร็จสมบูรณ์ยังคงต้องมีการทดสอบข้อบกพร่องที่กำหนดไว้

การป้องกันอุณหภูมิ

การป้องกันอุณหภูมิอาจใช้เทอร์มิสเตอร์ NTC, เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC หรือองค์ประกอบการตรวจจับอื่นๆ ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป

สามารถตรวจสอบเซ็นเซอร์ได้โดย:

• วงจรป้องกัน

• บีเอ็มเอส

• ที่ชาร์จ

• อุปกรณ์โฮสต์

• มากกว่าหนึ่งระบบ

ข้อมูลจำเพาะควรระบุว่าระบบใดอ่านเซ็นเซอร์ และระบบใดที่สามารถหยุดการชาร์จหรือการคายประจุได้

ขีดจำกัดอุณหภูมิอาจแตกต่างกันสำหรับ:

• กำลังชาร์จ

• การปลดปล่อยอย่างต่อเนื่อง

• การปลดปล่อยสูงสุด

• พื้นที่จัดเก็บ

• การทำงานที่อุณหภูมิต่ำ

• การทำงานที่อุณหภูมิสูง

แบตเตอรี่ที่มีสาย NTC จะไม่มีการตัดอุณหภูมิอัตโนมัติ กทช. อาจให้ข้อมูลแก่ผู้ควบคุมรายอื่นเท่านั้น

ปรับสมดุลของเซลล์

การปรับสมดุลจะจำกัดความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างกลุ่มที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

วงจรปรับสมดุลแบบพาสซีฟพื้นฐานจะกำจัดประจุจำนวนเล็กน้อยออกจากกลุ่มแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าระหว่างการชาร์จ ระบบขั้นสูงอาจควบคุมการทรงตัวตามแรงดันไฟฟ้า สถานะการชาร์จ อุณหภูมิ หรือสถานะการทำงาน

ไม่จำเป็นต้องปรับสมดุลระหว่างกลุ่มซีรีส์ในแพ็ค 1S แบบทั่วไป เนื่องจากมีกลุ่มแรงดันไฟฟ้าเพียงกลุ่มเดียว นอกจากนี้ แพ็ค 1S2P ยังถือเป็นกลุ่มแรงดันไฟฟ้ากลุ่มเดียว แม้ว่าเซลล์คู่ขนานจะต้องยังคงจับคู่กันอย่างใกล้ชิดก็ตาม

การทรงตัวไม่สามารถซ่อมแซมได้:

• เซลล์ที่เสียหาย

• การสูญเสียความจุอย่างรุนแรง

• การปลดปล่อยตัวเองสูง

• การเชื่อมไม่ดี

• ความแตกต่างของแนวต้านที่สำคัญ

• การกำหนดค่าแพ็คไม่ถูกต้อง

• ที่ชาร์จที่ไม่เหมาะสม

แพ็คที่พัฒนาความไม่สมดุลอย่างมากซ้ำแล้วซ้ำเล่าจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบมากกว่าการสมดุลกระแสที่สูงขึ้นเพียงอย่างเดียว

PCM มักจะเหมาะสมเมื่อ...

PCM อาจเหมาะสมเมื่อผลิตภัณฑ์มีข้อกำหนดแบตเตอรี่ที่ค่อนข้างธรรมดา

เงื่อนไขทั่วไป ได้แก่:

• แพ็คมีกลุ่มแรงดันไฟฟ้าหนึ่งชุด

• อุปกรณ์ไม่ต้องการการรายงานเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ที่แม่นยำ

• ไม่จำเป็นต้องมีการสื่อสารแบบดิจิทัล

• ระบบโฮสต์จัดการอินเทอร์เฟซผู้ใช้และการปิดระบบตามปกติแล้ว

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และการลัดวงจรพื้นฐานก็เพียงพอแล้ว

• อุณหภูมิได้รับการตรวจสอบโดยเครื่องชาร์จหรืออุปกรณ์โฮสต์

• ขนาดของวงจรถูกจำกัดอย่างมาก

• ปริมาณการใช้สแตนด์บายที่ต่ำมากเป็นสิ่งสำคัญ

• แบตเตอรี่ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้บริการหรือข้อมูลการวินิจฉัย

• เกณฑ์การป้องกันยังคงคงที่ได้

• โปรไฟล์โหลดสามารถคาดเดาได้และได้รับการตรวจสอบแล้ว

การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ เซ็นเซอร์ขนาดกะทัดรัด เครื่องติดตามพื้นฐาน ผลิตภัณฑ์ส่องสว่างแบบเรียบง่าย เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ต้องการการตัดข้อผิดพลาดที่เชื่อถือได้โดยไม่ต้องใช้ฟังก์ชันแบตเตอรี่อัจฉริยะ

คำว่า 'simple' หมายถึงข้อกำหนดด้านการจัดการ ไม่ใช่ความสำคัญของแอปพลิเคชัน อุปกรณ์ขนาดเล็กยังคงต้องการการตรวจสอบที่ซับซ้อน หากการตรวจจับความล้มเหลว ข้อมูลรันไทม์ที่แม่นยำ หรือการตรวจสอบย้อนกลับเป็นสิ่งสำคัญ

โดยปกติแล้ว BMS จะเป็นที่ต้องการเมื่อ...

ระบบการจัดการที่กว้างขึ้นอาจเหมาะสมเมื่ออุปกรณ์ต้องการฟังก์ชันที่นอกเหนือจากการป้องกันการตัดขั้นพื้นฐาน

สาเหตุทั่วไป ได้แก่:

• แพ็กประกอบด้วยกลุ่มที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหลายกลุ่ม

• ต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าแต่ละกลุ่ม

• จำเป็นต้องมีการปรับสมดุลของเซลล์

• อุปกรณ์แสดงเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ที่แม่นยำ

• ต้องประมาณรันไทม์ที่เหลืออยู่

• อุปกรณ์โฮสต์ต้องการข้อมูลแรงดัน กระแส หรืออุณหภูมิของแบตเตอรี่

• แพ็คจะต้องรายงานข้อบกพร่อง

• จำเป็นต้องมีการนับรอบหรือสภาวะสุขภาพ

• จำเป็นต้องมีการรับรองความถูกต้องของแบตเตอรี่

• ระบบชาร์จสื่อสารกับแพ็ค

• ต้องกำหนดการตั้งค่าการป้องกันได้

• แอปพลิเคชันใช้แบตเตอรี่อัจฉริยะที่สามารถเปลี่ยนได้ภาคสนาม

• แพ็ครองรับโหมดการทำงานหลายโหมด

• ผลิตภัณฑ์ต้องมีการวินิจฉัยการบริการหรือบันทึกเหตุการณ์

• อุปกรณ์มีโปรไฟล์โหลดที่แปรผันหรือมีความต้องการสูง

• ระบบจะต้องประสานการทำงานของแบตเตอรี่กับระบบย่อยอื่นๆ

ข้อกำหนดเหล่านี้มักปรากฏในหน้าจอเทอร์มินัลมือถือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ หุ่นยนต์ เครื่องมืออุตสาหกรรม อุปกรณ์ทดสอบแบบพกพา อุปกรณ์สื่อสาร และผลิตภัณฑ์เชื่อมต่อ

แบตเตอรี่ LiPo 1S ทุกก้อนต้องการ PCM เท่านั้นหรือไม่

เลขที่

แพ็ค 1S มีกลุ่มแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรมเพียงกลุ่มเดียว ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ซึ่งจะช่วยลดความซับซ้อนของวงจร แต่ไม่ได้ขจัดความจำเป็นสำหรับฟังก์ชันการจัดการ

แบตเตอรี่เซลล์เดียวอาจยังต้องใช้ BMS หรือวงจรแบตเตอรี่อัจฉริยะเมื่ออุปกรณ์ต้องการ:

• การรายงานสถานะการชาร์จที่แม่นยำ

• การประมาณรันไทม์ที่เหลือ

• การวัดปัจจุบัน

• การนับรอบ

• การติดตามสถานะของสุขภาพ

• ประวัติข้อผิดพลาด

• การรับรองความถูกต้องของแบตเตอรี่

• การสื่อสารแบบดิจิทัล

• การป้องกันที่กำหนดค่าได้

• การวัดอุณหภูมิหลายแบบ

ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่เชื่อมต่อและผลิตภัณฑ์ LED แบบธรรมดาอาจใช้เซลล์แบบถุงขนาด 3.7 V แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อาจเท่ากัน แต่ข้อกำหนดในการตรวจสอบ วินิจฉัย และความน่าเชื่อถือแตกต่างกันมาก

จำนวนซีรี่ส์เพียงอย่างเดียวไม่ควรกำหนดสถาปัตยกรรมการป้องกัน

Multi-Series Pack ทุกชุดจำเป็นต้องมี BMS หรือไม่

แบตเตอรี่หลายซีรีย์ต้องมีการป้องกันที่จะตรวจสอบกลุ่มแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแต่ละซีรีย์ การตรวจสอบเฉพาะแรงดันไฟฟ้ารวมทั้งหมดไม่เพียงพอ

ตัวอย่างเช่น แพ็ค 2S ที่มีแรงดันไฟฟ้ารวม 8.0 V อาจมี:

• สองกลุ่มที่แต่ละกลุ่ม 4.0 V

• กลุ่มหนึ่งที่ 4.15 V และอีกกลุ่มที่ 3.85 V

• กลุ่มหนึ่งที่ 4.25 V และอีกกลุ่มที่ 3.75 V

แรงดันไฟฟ้ารวมเดียวกันสามารถซ่อนกลุ่มที่เกินขีดจำกัดที่อนุญาตได้

แผงป้องกันหลายเซลล์ที่ค่อนข้างเรียบง่ายอาจให้การตรวจจับแรงดันไฟฟ้าส่วนบุคคลโดยไม่ต้องมีการสื่อสาร มาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง หรือการวินิจฉัยขั้นสูง ซัพพลายเออร์บางรายเรียกวงจรนี้ว่า PCM แบบหลายเซลล์ ในขณะที่บางรายเรียกวงจรนี้ว่า BMS พื้นฐาน

ข้อกำหนดที่สำคัญคือ:

• ตรงกับจำนวนซีรีส์ที่แน่นอน

• ตรวจสอบแต่ละกลุ่มซีรีส์

• ใช้เกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง

• รองรับกระแสที่ต้องการ

• ตอบสนองต่อความไม่สมดุลได้อย่างถูกต้อง

• ให้ความสมดุลหากการออกแบบต้องการ

• จับคู่เครื่องชาร์จและเคมีของเซลล์

• มีอุณหภูมิและพฤติกรรมความผิดปกติที่เหมาะสม

ข้อมูลจำเพาะด้านการทำงานมีความสำคัญมากกว่าว่าใบเสนอราคาจะใช้ PCM หรือ BMS

ตัวอย่างอุปกรณ์: PCM หรือ BMS

สิ่งเหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้น ไม่ใช่ใบสั่งยาขั้นสุดท้าย การประเมินความเสี่ยงของอุปกรณ์ โปรไฟล์การทำงาน มาตรฐานที่บังคับใช้ สถาปัตยกรรมเครื่องชาร์จ และโครงสร้างของแพ็ค สามารถเปลี่ยนการเลือกได้

วิธีการเลือกระหว่าง PCM และ BMS

1. ยืนยันขีดจำกัดเคมีของเซลล์และแรงดันไฟฟ้า

เอกสาร:

• เคมีของเซลล์

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

• แรงดันประจุสูงสุด

• ขีดจำกัดการปล่อยที่แนะนำ

• จำนวนกลุ่มซีรีส์

• จำนวนเซลล์คู่ขนานต่อกลุ่ม

• ขีดจำกัดกระแสไฟชาร์จ

• ความสามารถในการคายประจุอย่างต่อเนื่อง

• ความสามารถในการคายประจุสูงสุด

• ช่วงอุณหภูมิที่อนุญาต

อย่าเลือกแผ่นป้องกันจากป้ายกำกับ 'แบตเตอรี่ 3.7 V' เพียงอย่างเดียว เซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าระบุใกล้เคียงกันอาจใช้ขีดจำกัดการชาร์จสูงสุดที่แตกต่างกัน

2. กำหนดโปรไฟล์การโหลดอุปกรณ์

วัดหรือประมาณการ:

• การนอนหลับในปัจจุบัน

• ปัจจุบันสแตนด์บาย

• ปัจจุบันทั่วไป

• กระแสต่อเนื่องสูงสุด

• กระแสสูงสุด

• ระยะเวลาสูงสุด

• ปัจจุบันเริ่มต้น

• มอเตอร์แผงลอยในปัจจุบัน

• กระแสพัลส์ซ้ำ

• กระแสไฟฟ้าขัดข้อง

• กำลังชาร์จปัจจุบัน

พัลส์โหลดสั้นอาจส่งผลต่อการเลือกการป้องกันแม้ว่ากระแสไฟฟ้าเฉลี่ยจะต่ำก็ตาม

ตัวอย่างเช่น ตัวติดตามไร้สายอาจใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในสถานะพลังงานต่ำ จากนั้นจึงดึงกระแสพัลส์สั้นๆ ระหว่างการส่งข้อมูล PCM หรือ BMS จะต้องยอมให้พัลส์ที่ถูกต้องโดยไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกหรือตัดสัญญาณรบกวนมากเกินไป

3. ตัดสินใจว่าอุปกรณ์จำเป็นต้องรู้อะไรบ้าง

ถามว่าอุปกรณ์โฮสต์ต้องการเพียงพลังงานหรือข้อมูลแบตเตอรี่ด้วย

ข้อกำหนดข้อมูลที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• แรงดันไฟฟ้าของแพ็ค

• แรงดันไฟฟ้าแต่ละกลุ่ม

• ปัจจุบัน

• อุณหภูมิ

• สถานะของค่าใช้จ่าย

• ความจุที่เหลืออยู่

• รันไทม์ที่เหลืออยู่

• สถานะของสุขภาพ

• จำนวนรอบ

• รหัสข้อผิดพลาด

• เอกลักษณ์ของแบตเตอรี่

• ข้อมูลการผลิต

หากอุปกรณ์ต้องการเพียงคำเตือนแบตเตอรี่เหลือน้อย ADC ของโฮสต์ก็อาจเพียงพอแล้ว หากต้องแสดงเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ที่เชื่อถือได้ภายใต้น้ำหนักบรรทุกและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงได้ อาจจำเป็นต้องมีฟังก์ชันมาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง

4. พิจารณาว่าจำเป็นต้องมีการสื่อสารหรือไม่

BMS อัจฉริยะอาจสื่อสารผ่าน:

• ไอทูซี

• เอสเอ็มบัส

• ยูอาร์ที

• สามารถ

• RS-485

• อินเทอร์เฟซแบบสายเดี่ยวที่เป็นกรรมสิทธิ์

• โปรโตคอลเฉพาะผลิตภัณฑ์อื่น

อินเทอร์เฟซจะต้องได้รับการตกลงตั้งแต่เนิ่นๆ เนื่องจากจะส่งผลต่อขั้วต่อแบตเตอรี่ จำนวนพิน ซอฟต์แวร์โฮสต์ กระบวนการทดสอบ และกลยุทธ์การเปลี่ยน

ชื่อโปรโตคอลเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ ทีมงานอุปกรณ์และผู้จำหน่ายแบตเตอรี่ควรกำหนด:

• เขตข้อมูล

• ที่อยู่

• อัตราการอัปเดต

• พฤติกรรมการตื่นนอน

• การจัดการข้อผิดพลาด

• สิทธิ์คำสั่ง

• ความเป็นเจ้าของเฟิร์มแวร์

• ความเข้ากันได้ระหว่างการแก้ไข

5. กำหนดความรับผิดชอบในการตรวจวัดอุณหภูมิ

ระบุ:

• จำนวนเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

• ประเภทเซนเซอร์และความต้านทาน

• ตำแหน่งเซ็นเซอร์

• ขีดจำกัดอุณหภูมิในการชาร์จ

• การคายประจุขีดจำกัดอุณหภูมิ

• อุณหภูมิการฟื้นตัว

• คอนโทรลเลอร์ตัวใดอ่านเซ็นเซอร์แต่ละตัว

• คอนโทรลเลอร์ตัวใดที่สามารถหยุดการชาร์จได้

• คอนโทรลเลอร์ตัวใดที่สามารถหยุดการคายประจุได้

คอมแพคแพ็คอาจใช้ NTC หนึ่งตัวใกล้กับตัวเซลล์ ส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่กว่าหรือมีกระแสไฟฟ้าสูงกว่าอาจต้องใช้เซ็นเซอร์แยกกันใกล้กับเซลล์และส่วนประกอบการป้องกัน

6. ประเมินการติดตามและการปรับสมดุลซีรีส์-กลุ่ม

สำหรับการกำหนดค่าหลายซีรี่ส์ ให้พิจารณา:

• จำนวนกลุ่มที่ได้รับการตรวจสอบ

• ความแม่นยำในการวัดแรงดันไฟฟ้า

• เกณฑ์การชาร์จไฟเกินและการคายประจุเกิน

• ความล่าช้าในการตรวจจับ

• พฤติกรรมการฟื้นตัว

• อนุญาตให้ใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้ากลุ่ม

• ปรับสมดุลแรงดันสตาร์ท

• ปรับสมดุลปัจจุบัน

• เงื่อนไขการปรับสมดุล

• ลักษณะการทำงานผิดพลาดเมื่อถอดสายตรวจจับออก

ควรเลือกการปรับสมดุลตามความสอดคล้องของเซลล์ จำนวนอนุกรม วิธีการชาร์จ อายุที่คาดหวัง และลักษณะการทำงาน

7. ตรวจสอบเส้นทางปัจจุบันจริง

อย่าเลือกบอร์ดตามกระแสโฆษณาเท่านั้น

กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้ขึ้นอยู่กับ:

• MOSFET ต้านทาน

• จำนวนและการจัดเรียง MOSFET

• ความหนาของทองแดง PCB

• ความต้านทานความรู้สึกปัจจุบัน

• ความต้านทานแท็บและการเชื่อม

• เกจวัดลวดและความยาว

• ความต้านทานของตัวเชื่อมต่อ

• สภาพความเย็น

• อุณหภูมิของตู้

• ระยะเวลาสูงสุด

• ระยะเวลาการป้องกัน

แผงป้องกันที่อธิบายว่า '10 A' อาจไม่สามารถพกพา 10 A อย่างต่อเนื่องภายในอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่ปิดสนิทโดยไม่มีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมากเกินไป

พิกัดปัจจุบันจะต้องได้รับการตรวจสอบความถูกต้องในบรรจุภัณฑ์และกล่องหุ้มที่ต้องการ

8. พิจารณาพลังงานสแตนด์บาย

ทั้งวงจร PCM และ BMS ใช้พลังงาน

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งใน:

• เซลล์ความจุต่ำ

• สินค้าเก็บได้นาน

• อุปกรณ์ติดตาม

• เซ็นเซอร์ระยะไกล

• อุปกรณ์ฉุกเฉิน

• สินค้าที่มีระยะเวลาจัดส่งนาน

• อุปกรณ์ที่ใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในโหมดสลีป

ระบบการจัดการอัจฉริยะอาจเสนอโหมดพลังงานต่ำหรือโหมดการขนส่ง แต่ต้องตรวจสอบพฤติกรรมของระบบ ข้อกำหนดที่สำคัญ ได้แก่ :

• กระแสไฟทำงานปกติ

• การนอนหลับในปัจจุบัน

• ปัจจุบันปิดเครื่อง

• วิธีปลุก

• ลักษณะการทำงานของโหมดจัดเก็บข้อมูล

• การฟื้นฟูหลังการนอนหลับลึก

วงจรขั้นสูงที่ใช้แบตเตอรี่หมดระหว่างการจัดเก็บอาจมีความเหมาะสมน้อยกว่า PCM แบบธรรมดา แม้ว่าจะมีคุณสมบัติมากกว่าก็ตาม

9. จับคู่อุปกรณ์ชาร์จกับชุดที่สมบูรณ์

เครื่องชาร์จควรมีโปรไฟล์การชาร์จ ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า และการควบคุมกระแสไฟที่ถูกต้องสำหรับเคมีและการกำหนดค่าของเซลล์ที่เลือก

โดยทั่วไป PCM หรือ BMS จะเป็นชั้นป้องกัน ไม่ใช่ตัวควบคุมการประจุปกติ

โซลูชันแบบรวมบางอย่างรวมฟังก์ชันการชาร์จและการจัดการเข้าด้วยกัน แต่ต้องได้รับการยืนยันจากการออกแบบจริง ซัพพลายเออร์ไม่ควรสันนิษฐานว่าบอร์ดควบคุมการชาร์จเพียงเพราะเรียกว่า BMS

ยืนยัน:

• แรงดันไฟขาออกของเครื่องชาร์จ

• ช่วงการชาร์จปัจจุบัน

• วิธีการยุติการชาร์จ

• การควบคุมอุณหภูมิ

• พฤติกรรมการชาร์จล่วงหน้า

• เกณฑ์การเติมเงิน

• ข้อกำหนดด้านการสื่อสาร

• พฤติกรรมหลังการตัดสิทธิ์การป้องกัน

• ความเข้ากันได้กับเส้นทางพลังงานของโฮสต์

10. กำหนดข้อผิดพลาดและพฤติกรรมการกู้คืน

การป้องกันไม่ได้หมายความเฉพาะเมื่อแบตเตอรี่หลุดเท่านั้น ทีมอุปกรณ์ก็ต้องเข้าใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น

กำหนด:

• มีการควบคุมเส้นทางการชาร์จและคายประจุแยกกันหรือไม่

• จำเป็นต้องใช้เครื่องชาร์จเพื่อการกู้คืนหรือไม่

• ต้องถอดโหลดออกหรือไม่

• ไม่ว่าการกู้คืนจะเป็นไปโดยอัตโนมัติหรือไม่

• ไม่ว่าจะมีการล็อคข้อผิดพลาดถาวรหรือไม่

• ไม่ว่าโฮสต์จะได้รับรหัสข้อบกพร่องหรือไม่

• ข้อมูลที่เก็บไว้จะถูกเก็บไว้หรือไม่

• ผู้ใช้สามารถรีสตาร์ทอุปกรณ์ได้หรือไม่

• จำเป็นต้องมีการแทรกแซงบริการหรือไม่

ลักษณะการฟื้นตัวที่ไม่คาดคิดสามารถสร้างความล้มเหลวของฟิลด์ได้แม้ว่าวงจรป้องกันจะทำงานอย่างถูกต้องก็ตาม

เหตุใดชื่อการคุ้มครองเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ

ใบเสนอราคาที่ระบุว่า 'รวม PCM' หรือ 'รวม BMS' เท่านั้นยังไม่สมบูรณ์

อย่างน้อยที่สุด ซัพพลายเออร์ควรระบุ:

• เคมีที่รองรับ

• จำนวนซีรี่ส์

• แรงดันประจุสูงสุด

• การตรวจจับการชาร์จไฟเกินและแรงดันการกู้คืน

• การตรวจจับการคายประจุเกินและแรงดันการกู้คืน

• ค่าธรรมเนียมเกินเกณฑ์ปัจจุบัน

• ปล่อยเกณฑ์กระแสเกิน

• การตอบสนองการลัดวงจร

• ความสามารถกระแสต่อเนื่อง

• ความสามารถและระยะเวลากระแสสูงสุด

• ฟังก์ชั่นการตรวจสอบอุณหภูมิ

• ฟังก์ชันปรับสมดุลของเซลล์

• การบริโภคในปัจจุบัน

• อินเตอร์เฟซการสื่อสาร

• ฟังก์ชั่นมาตรวัดน้ำมันเชื้อเพลิง

• ขั้วต่อและพินเอาท์

• พฤติกรรมการฟื้นตัว

• มิติทางกายภาพ

หากจำเป็นต้องใช้ BMS อัจฉริยะ เอกสารประกอบอาจจำเป็นต้องมี:

• โปรโตคอลการสื่อสาร

• ลงทะเบียนแผนที่

• ไฟล์การกำหนดค่า

• เวอร์ชันเฟิร์มแวร์

• อัลกอริธึมสถานะการชาร์จ

• กระบวนการสอบเทียบ

• วิธีการรับรองความถูกต้อง

• พฤติกรรมการเก็บรักษาข้อมูล

• ขั้นตอนการปรับปรุงและควบคุมการแก้ไข

ชื่อของบอร์ดเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของข้อกำหนดเท่านั้น

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือก PCM และ BMS

ข้อมูลที่มอบให้กับผู้ผลิตแบตเตอรี่ LiPo

คำขอที่สมบูรณ์ช่วยให้ซัพพลายเออร์แบตเตอรี่แนะนำ PCM หรือ BMS โดยอิงตามอุปกรณ์ แทนที่จะเป็นบอร์ดทั่วไป

ข้อกำหนดของแบตเตอรี่

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

• แรงดันประจุสูงสุด

• ความจุที่ต้องการ

• การกำหนดค่าแบบอนุกรมและแบบขนาน

• เคมีเซลล์ที่ต้องการ

• ขนาดแบตเตอรี่สูงสุด

• จำกัดน้ำหนัก

• อายุการใช้งานของวงจรที่คาดหวัง

• อุณหภูมิในการทำงานและการเก็บรักษา

• เป้าหมายเวลาในการชาร์จ

ข้อกำหนดในการโหลด

• ปัจจุบันทั่วไป

• กระแสต่อเนื่องสูงสุด

• กระแสสูงสุด

• ระยะเวลาสูงสุด

• ปัจจุบันเริ่มต้น

• มอเตอร์แผงลอยหรือกระแสพุ่งเข้าเครื่องทำความร้อน

• การนอนหลับในปัจจุบัน

• รันไทม์ที่จำเป็น

• เกณฑ์แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์

ข้อกำหนดการป้องกัน

• การป้องกันการชาร์จไฟเกิน

• การป้องกันการคายประจุมากเกินไป

• ชาร์จการป้องกันกระแสเกิน

• ปล่อยการป้องกันกระแสเกิน

• ป้องกันการลัดวงจร

• การตรวจจับอุณหภูมิ

• ฟิวส์รองหรือชั้นป้องกัน

• ปรับสมดุลของเซลล์

• ลักษณะการทำงานในการกู้คืนข้อผิดพลาดที่จำเป็น

ข้อกำหนดแบตเตอรี่อัจฉริยะ

• การแสดงเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่

• ความแม่นยำของสถานะการชาร์จ

• การประมาณสถานะของสุขภาพ

• จำนวนรอบ

• การคำนวณรันไทม์ที่เหลือ

• การบันทึกข้อผิดพลาด

• การรับรองความถูกต้องของแบตเตอรี่

• โปรโตคอลการสื่อสาร

• ข้อกำหนดของเฟิร์มแวร์หรือการลงทะเบียน

ข้อกำหนดในการเชื่อมต่อ

• ผู้ผลิตและซีรีส์ตัวเชื่อมต่อ

• ขั้วต่อการผสมพันธุ์

• จำนวนพิน

• พินเอาท์

• ขั้ว

• เกจวัดลวด

• ความยาวสายไฟ

• แกนนำ กทช

• ผู้นำความสมดุล

• สายสื่อสาร

• ทิศทางทางออกของสายเคเบิล

ของเซิร์น โซลูชันแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์แบบกำหนดเอง สามารถรวมการเลือกเซลล์ ฟังก์ชัน PCM หรือ BMS การตรวจจับอุณหภูมิ ตัวเชื่อมต่อ สายไฟ และโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ตามข้อกำหนดทางไฟฟ้าและกลไกของอุปกรณ์ OEM

วิธีตรวจสอบระบบป้องกันที่เลือก

PCM หรือ BMS ที่เลือกควรได้รับการประเมินที่ระดับแบตเตอรี่ก่อน จากนั้นจึงประเมินภายในอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย

การตรวจสอบที่เกี่ยวข้องอาจรวมถึง:

• ความเข้ากันได้ของการชาร์จ

• แรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จเต็ม

• การตรวจจับการชาร์จไฟเกิน

• การตรวจจับการคายประจุมากเกินไป

• การทำงานแบบกระแสต่อเนื่อง

• การตอบสนองกระแสสูงสุด

• พฤติกรรมการเริ่มต้น

• การตอบสนองการลัดวงจร

• การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของ MOSFET

• อุณหภูมิของขั้วต่อเพิ่มขึ้น

• แรงดันไฟฟ้าตก

• ความแม่นยำของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

• พฤติกรรมที่อุณหภูมิต่ำและสูง

• การวัดแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรม-กลุ่ม

• ปรับสมดุลของเซลล์

• ความแม่นยำของสถานะการชาร์จ

• ความมั่นคงในการสื่อสาร

• พฤติกรรมการนอนหลับและการตื่นนอน

• โหมดการจัดส่งปัจจุบัน

• การบันทึกข้อผิดพลาด

• การกู้คืนหลังจากการตัดการป้องกัน

• วงจรการคายประจุซ้ำหลายครั้ง

• การจัดเก็บข้อมูลระยะยาว

• ลักษณะการปิดเครื่องของอุปกรณ์

การทดสอบควรใช้เซลล์ที่มีจุดประสงค์ในการผลิต การเชื่อมต่อระหว่างกัน สายไฟ ขั้วต่อ วัสดุของกรอบหุ้ม เฟิร์มแวร์ และการตั้งค่าเครื่องชาร์จ

แบตเตอรี่ที่ผ่านการทดสอบกระแสไฟฟ้าแบบเปิดอาจมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปภายในอุปกรณ์ที่ปิดสนิท สภาพแวดล้อมทางความร้อนและเส้นทางกระแสไฟฟ้าที่สมบูรณ์อาจส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าตก อุณหภูมิ MOSFET การแบ่งกระแส และพฤติกรรมการตัดไฟ

ที่ ระบบควบคุมคุณภาพแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ ให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสม่ำเสมอของเซลล์ การตรวจสอบกระบวนการ การตรวจสอบทางไฟฟ้า และการควบคุมแบตเตอรี่สำเร็จรูป

บทสรุป

PCM และ BMS สามารถปกป้องแบตเตอรี่ LiPo ได้ทั้งคู่ แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อความรับผิดชอบของระบบในระดับที่แตกต่างกัน

PCM มักจะให้การป้องกันแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และการลัดวงจรที่จำเป็นในวงจรขนาดกะทัดรัดและมีความซับซ้อนต่ำ อาจเหมาะสมเมื่ออุปกรณ์มีโหลดที่คาดเดาได้ ไม่จำเป็นต้องมีข้อมูลแบตเตอรี่โดยละเอียด และจัดการการชาร์จและปิดเครื่องตามปกติผ่านส่วนอื่นๆ ของระบบ

BMS มีความเกี่ยวข้องมากขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ต้องตรวจสอบกลุ่มซีรีส์หลายชุด ปรับสมดุลเซลล์ ประเมินความจุที่เหลืออยู่ บันทึกข้อผิดพลาด ตรวจสอบความถูกต้องของแบตเตอรี่ หรือสื่อสารกับอุปกรณ์โฮสต์

ตัวเลือกไม่ควรขึ้นอยู่กับขนาดบรรจุภัณฑ์ ความจุ หรือจำนวนซีรีส์เท่านั้น อุปกรณ์เซลล์เดียวขนาดเล็กอาจต้องการการจัดการที่ชาญฉลาด ในขณะที่แพ็คขนาดใหญ่อาจต้องการเพียงการป้องกันขั้นพื้นฐานที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน ทั้งฉลาก PCM และ BMS ไม่รับประกันฟังก์ชันอุณหภูมิ การปรับสมดุล การวัด หรือการสื่อสารโดยเฉพาะ

ข้อกำหนดการป้องกันขั้นสุดท้ายควรตรงกับเคมีของเซลล์ โปรไฟล์โหลด เครื่องชาร์จ เส้นทางปัจจุบัน อุณหภูมิการทำงาน เป้าหมายสแตนด์บาย ซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์ และพฤติกรรมข้อบกพร่องที่คาดหวัง การยืนยันข้อกำหนดเหล่านี้ก่อนการผลิตตัวอย่างจะช่วยป้องกันการปิดเครื่องที่น่ารำคาญ การรายงานแบตเตอรี่ที่ไม่ถูกต้อง ความร้อนที่มากเกินไป และการออกแบบผลิตภัณฑ์ในขั้นตอนสุดท้ายใหม่

คำถามที่พบบ่อย

อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง PCM และ BMS?

PCM ให้การป้องกันข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าเป็นหลัก ในขณะที่ BMS อาจรวมการป้องกันเข้ากับการตรวจสอบ การปรับสมดุล การประมาณค่าสถานะ การวินิจฉัย และการสื่อสาร ฟังก์ชันที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปในแต่ละผลิตภัณฑ์ ดังนั้นข้อมูลจำเพาะจึงมีความน่าเชื่อถือมากกว่าชื่อ

แบตเตอรี่ LiPo ทุกก้อนจำเป็นต้องมี PCM หรือ BMS หรือไม่

แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์แบบชาร์จไฟได้ต้องใช้กลยุทธ์การป้องกันระดับระบบที่เหมาะสม การป้องกันอาจรวมเข้ากับชุดแบตเตอรี่ อุปกรณ์ หรือวงจรอื่นที่ผ่านการรับรอง ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของผลิตภัณฑ์ ไม่ควรใช้เซลล์โดยไม่มีการควบคุมการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน กระแสเกิน การลัดวงจร การชาร์จ และความร้อนที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ซึ่งเหมาะสมกับการใช้งาน

PCM เหมือนกับ PCB ป้องกันหรือไม่

คำศัพท์นี้มักใช้แทนกันได้ PCB ในทางเทคนิคหมายถึงแผงวงจรพิมพ์ ในขณะที่ PCM หมายถึงโมดูลวงจรป้องกันที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ในการเสนอราคาแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์ ซัพพลายเออร์อาจใช้ PCM, PCB และแผงป้องกันสำหรับส่วนประกอบที่คล้ายกัน

PCM สามารถสร้างสมดุลเซลล์ได้หรือไม่

โมดูลการป้องกันหลายเซลล์บางโมดูลมีการปรับสมดุล แต่ PCM พื้นฐานหลายตัวไม่มี หากจำเป็นต้องมีการปรับสมดุล ควรระบุแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น กระแส ความแม่นยำ และสภาวะการทำงานอย่างชัดเจน

BMS สามารถชาร์จแบตเตอรี่ LiPo ได้หรือไม่?

ไม่จำเป็น. BMS อาจตรวจสอบหรือควบคุมว่าจะอนุญาตให้ชาร์จหรือไม่ แต่โดยปกติแล้วเครื่องชาร์จที่แยกต่างหากจะควบคุมโปรไฟล์กระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ วงจรรวมบางวงจรรวมฟังก์ชันการชาร์จและการจัดการแบตเตอรี่เข้าด้วยกัน ดังนั้นสถาปัตยกรรมที่แท้จริงจึงต้องได้รับการยืนยัน

แบตเตอรี่ 1S LiPo จำเป็นต้องมี BMS หรือไม่

ชุด 1S ​​พื้นฐานอาจต้องการเพียง PCM แต่ BMS อาจเหมาะสมหากอุปกรณ์ต้องการการรายงานสถานะการชาร์จที่แม่นยำ การวัดปัจจุบัน การสื่อสาร การตรวจสอบสิทธิ์ การบันทึกข้อผิดพลาด หรือฟังก์ชันอัจฉริยะอื่นๆ

แบตเตอรี่ 2S จำเป็นต้องมี 2S BMS หรือไม่

จำเป็นต้องมีวงจรป้องกันและการตรวจสอบที่ออกแบบมาสำหรับกลุ่มแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมสองกลุ่ม ผลิตภัณฑ์อาจเรียกว่า 2S BMS หรือ 2S PCM แต่ต้องตรวจสอบทั้งสองกลุ่มและตรงกับข้อกำหนดทางเคมี กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ และสมดุล

BMS ปลอดภัยกว่า PCM เสมอไปหรือไม่

ไม่ ความปลอดภัยขึ้นอยู่กับการออกแบบที่สมบูรณ์ ระดับส่วนประกอบ การตั้งค่าการป้องกัน คุณภาพเซลล์ เครื่องชาร์จ สายไฟ ขั้วต่อ โครงสร้างทางกล และการตรวจสอบความถูกต้อง PCM ที่ระบุอย่างถูกต้องอาจมีความเหมาะสมมากกว่า BMS ที่จับคู่ได้ไม่ดี

NTC มีการป้องกันอุณหภูมิด้วยตัวมันเองหรือไม่?

ไม่ NTC เป็นส่วนประกอบที่รับรู้อุณหภูมิ ที่ชาร์จ อุปกรณ์โฮสต์ PCM หรือ BMS จะต้องอ่านและดำเนินการที่จำเป็นเมื่ออุณหภูมิสูงเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้

ฉันควรเลือกพิกัดปัจจุบันของ PCM หรือ BMS อย่างไร

ใช้กระแสไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดของอุปกรณ์ กระแสไฟสูงสุด ระยะเวลาสูงสุด กระแสไฟเริ่มต้นหรือดับ กระแสไฟชาร์จ และอุณหภูมิในการทำงาน นอกจากนี้ ให้ตรวจสอบการสูญเสีย MOSFET โครงร่างบอร์ด สายไฟ ขั้วต่อ แรงดันไฟฟ้าตก เกณฑ์การตรวจจับ และประสิทธิภาพการระบายความร้อน

ตัวเลือกใดใช้พลังงานสแตนด์บายน้อยกว่า

โดยทั่วไป PCM พื้นฐานจะใช้พลังงานน้อยกว่า BMS ที่มีคุณสมบัติหลากหลาย แต่ค่าจริงจะแตกต่างกันอย่างมาก เปรียบเทียบกระแสไฟฟ้าขณะทำงาน สลีป การปิดระบบ และโหมดการจัดส่งโดยใช้ข้อมูลจำเพาะของวงจรจริง

PCM หรือ BMS สามารถปรับแต่งสำหรับอุปกรณ์ OEM ได้หรือไม่

ใช่. เกณฑ์การป้องกัน จำนวนอนุกรม ความสามารถปัจจุบัน เซ็นเซอร์อุณหภูมิ การปรับสมดุล การสื่อสาร การวัดน้ำมันเชื้อเพลิง ตัวเชื่อมต่อ พินเอาต์ ความยาวสายไฟ ขนาดทางกายภาพ และพฤติกรรมการกู้คืนสามารถออกแบบได้ตามความต้องการของอุปกรณ์