Carga y perfilado inteligente de baterías de polímero de litio

Question

Los paquetes de baterías de polímero de litio se utilizan ampliamente en los aviones de radiocontrol (RC), entre otras cosas, por sus ventajas de carga/peso. Estos paquetes suelen constar de X celdas en serie e Y celdas en paralelo, y si no me equivoco, cada segmento en paralelo se agrupa a través de los segmentos en serie de la siguiente manera, con los grifos sacados.

Así que lo que he dibujado arriba como ejemplo es una representación de una configuración 4S3P (4 en serie, 3 en paralelo), B+ es el terminal positivo del pack, donde B- es el terminal negativo del pack, y T1, T2 y T3 son puntos de toma en serie.

Por lo que he leído, se necesita un circuito de protección de la carga para cortar la tensión de carga cuando ésta se haya completado (es decir, cuando todas las células hayan alcanzado los 4,2V). Es bueno tener un circuito de balanceo de celdas que pueda derivar selectivamente los segmentos en serie para permitir que el pack se cargue completamente. Y, por último, sería bueno tener un circuito de medición de combustible para supervisar / perfilar el estado de carga de la célula / del pack (o, equivalentemente, la profundidad de la descarga).

Parece que hay bastantes chips para hacer funciones de "gestión de la batería" o "gestión de la carga" o "indicador de combustible" para determinadas químicas. ¿Cuáles son las técnicas más probadas? ¿Cuál es la solución más integrada disponible para este problema? Yo pensaría que habría soluciones "todo en uno" para el problema de la "gestión de la batería" que están equipadas para interactuar con un paquete como el que he dibujado arriba, ¿por qué el paisaje parece tan variado y federado?

Answer 1

Esta es una pregunta bastante profunda y de varias partes. Parece que entiendes lo básico, pero por si acaso, te recomiendo este sitio web como una buena visión general, aunque anticuada en términos de los actuales CI y competidores de BMS. http://liionbms.com/php/index.php

Chips Esto depende de la aplicación. Para paquetes pequeños como el que ha dibujado, hay una gran variedad de chips disponibles. Para paquetes más grandes, Linear (LTC6803) y Maxim (MAX11081) son los dos principales proveedores de soluciones BMS. Ofrecen las soluciones más integradas para la gestión de varias células. Las principales diferencias con respecto a los packs más pequeños son las tensiones en serie más altas, la comunicación en cadena y la señalización inmune al ruido.

Técnicas En cualquier caso, la supervisión de la tensión, la supervisión de la temperatura y el equilibrio activo suelen ser las principales necesidades de un BMS. Otras funciones, como la redistribución, tienden a ser menos críticas y a menudo no justifican el coste y el hardware añadidos.

Soluciones Desgraciadamente, aunque casi todos los diseños de BMS tienen los mismos objetivos, rara vez existe una solución única. Las soluciones se basan en el número de células, los voltajes (química), la tolerancia a las pérdidas, el método de comunicación, etc. Estas variables no están estandarizadas entre un proyecto y otro. Además, las tecnologías no dejan de cambiar. Linear está estudiando la posibilidad de sustituir CAN-BUS por Ethernet apantallada. La precisión de los ADC está aumentando. Las velocidades de muestreo aumentan. El método probado y verdadero es el simple equilibrio activo. Es decir, el voltaje extra en una célula se purga de forma resistiva. Aparte de eso, el resto del sistema es una simple cuestión de leer todos los voltajes de las celdas de manera eficiente.

El futuro Con el tiempo, veremos un panorama más sólido con una mejor estandarización. Compañías como Elithion o Nuvation están diseñando soluciones BMS que son casi soluciones de entrega inmediata. Los diseñadores de chips están comprendiendo mejor las necesidades de los clientes y ya han tratado de distinguir entre los distintos tipos de necesidades de li-ion en función de los diferentes sectores. Esto significará que empezaremos a pagar sólo por las características que necesitamos. Incluso los fabricantes de pilas están estandarizando los tipos de pilas. Por ahora, sin embargo, cualquier diseño de batería sigue siendo bastante personalizado.