下一代鋰離子電池設(shè)計(jì)需要選擇比過(guò)去更強(qiáng)大的電池管理平臺(tái)。傳統(tǒng)的電池管理正確地優(yōu)先考慮電池安全;無(wú)論環(huán)境條件如何,棘手的鋰離子電池都必須保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。電池管理系統(tǒng)已廣泛采用充電狀態(tài)測(cè)量,這一特性為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和最終用戶(hù)帶來(lái)了巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)在,由于鋰離子電池在昂貴的高功率和高壓應(yīng)用中的加速使用,電池問(wèn)題的后果比以往任何時(shí)候都更加痛苦,因此電池管理已經(jīng)發(fā)展到包括新的要求、特性和期望。這些包括健康狀態(tài)、身份驗(yàn)證、平衡、瞬態(tài)性能、現(xiàn)場(chǎng)更新、大數(shù)據(jù)、
現(xiàn)代電池管理 IC 現(xiàn)在需要承擔(dān)比傳統(tǒng)安全、保護(hù)和 SOC 角色更多的任務(wù)
健康狀態(tài):或 SOH,測(cè)量電池效率隨時(shí)間的變化,并根據(jù)完全充電容量下降的程度、電池阻抗的增加、跟蹤使用條件(如總循環(huán))或在溫度或高充電和放電電流下的操作來(lái)定義。健康狀況是告訴用戶(hù)何時(shí)需要更換電池的關(guān)鍵工具,并有可能教育用戶(hù)優(yōu)化使用條件。
認(rèn)證:為確保系統(tǒng)安全,更高電壓的鋰離子電池經(jīng)過(guò)廣泛的認(rèn)證試驗(yàn)和測(cè)試。在系統(tǒng)中放棄這種安全保險(xiǎn)的最快方法是安裝不合格的假冒電池。通過(guò)軟件算法(如 SHA)或硬件-軟件方法(如橢圓密鑰密碼術(shù))進(jìn)行身份驗(yàn)證是最大程度降低不安全電池連接事件風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵工具。
平衡:特別是對(duì)于 1P 更高電壓的電池模塊,電池不平衡的概率隨著電池?cái)?shù)量的增加而增加。內(nèi)置電池重新平衡將增加主機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間并延長(zhǎng)電池壽命,最終提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。
瞬態(tài)性能:許多系統(tǒng)具有可變負(fù)載,有時(shí)需要更高的功率運(yùn)行。為此,電池管理系統(tǒng)可以向主機(jī)提供關(guān)鍵的電池狀態(tài)信息,例如電池阻抗和充電狀態(tài)水平,從中可以計(jì)算電池的最大輸出功率和該最大功率可用的時(shí)間。
現(xiàn)場(chǎng)更新:新功能的實(shí)施——比如健康狀態(tài),或者更好的充電狀態(tài)算法——可以提高已經(jīng)在該領(lǐng)域使用的產(chǎn)品的價(jià)值。電池管理系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)與主機(jī)系統(tǒng)的通信和遠(yuǎn)程可編程存儲(chǔ)空間,以接收和存儲(chǔ)固件更改,即使在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布后也是如此。
大數(shù)據(jù):鋰離子電池的行為和可測(cè)量的參數(shù)通常是非線(xiàn)性的,并且取決于用戶(hù)和環(huán)境。通過(guò)跟蹤和分析使用中電池的大數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù),可以更準(zhǔn)確地優(yōu)化算法和使用建議,例如健康狀態(tài)和電池更換頻率。
車(chē)隊(duì)管理:對(duì)于負(fù)責(zé)管理許多已部署電池(例如在數(shù)據(jù)中心或電動(dòng)車(chē)隊(duì)車(chē)輛中)的公司或管理員而言,能夠通過(guò)聯(lián)網(wǎng)主機(jī)定期報(bào)告狀態(tài)變化的電池管理系統(tǒng)至關(guān)重要,因此可以安排維護(hù)和更改。
瑞薩的電池管理產(chǎn)品組合包括電池前端 IC、可編程 MCU 和聯(lián)合封裝的 MCU + 電池前端,提供了理想的硬件工具集來(lái)滿(mǎn)足所有這些現(xiàn)代要求。電池前端包括全套保護(hù)功能、用于電池和電池組電壓的 ADC 和輸入、溫度輸入、用于庫(kù)侖計(jì)數(shù)的可選專(zhuān)用 ADC、用于同步阻抗測(cè)量的定時(shí)器、各種通信選項(xiàng)、集成充電器和負(fù)載檢測(cè)電路、集成穩(wěn)壓器、FET 驅(qū)動(dòng)器等。這些控制器是可編程和可定制的,具有 I2C 和其他總線(xiàn)選項(xiàng)、用于存儲(chǔ)電池狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的閃存扇區(qū)以及一組標(biāo)準(zhǔn)的啟動(dòng)代碼。
審核編輯:郭婷
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