배터리 관리 시스템은 기본적으로 배터리 팩의 "두뇌"입니다. 배터리 작동에 대한 중요한 정보를 측정하고보고하며 광범위한 작동 조건에서 배터리가 손상되지 않도록 보호합니다.
배터리 관리 시스템이 수행하는 가장 중요한 단일 기능은 셀 보호입니다.
리튬 이온 배터리 셀 두 가지 중요한 설계 문제가 있습니다. 과충전하면 손상 될 수 있으며 과열, 폭발 또는 화염을 유발할 수 있으므로 과전압 보호 기능을 제공하는 배터리 관리 시스템을 갖추는 것이 중요합니다.
리튬 이온 전지는 전체 용량의 약 5 % 인 특정 임계 값 미만으로 방전 될 경우 손상 될 수도 있습니다. 셀이이 임계 값 이하로 방전되면 용량이 영구적으로 감소 할 수 있습니다.
배터리 충전이 한도를 초과하거나 미만이되지 않도록 배터리 관리 시스템에는 전용 리튬 이온 보호 장치라는 보호 장치가 있습니다.
모든 배터리 보호 회로에는 "MOSFET"라고하는 두 개의 전자 스위치가 있습니다. MOSFET은 회로에서 전자 신호를 켜거나 끄는 데 사용되는 반도체입니다.
배터리 관리 시스템에는 일반적으로 방전 MOSFET과 충전 MOSFET이 있습니다.
보호기가 셀 양단의 전압이 특정 한도를 초과하는 것을 감지하면 충전 MOSFET 칩을 열어 충전을 중단합니다. 충전이 안전한 수준으로 돌아 가면 스위치가 다시 닫힙니다.
마찬가지로 셀이 특정 전압으로 드레인되면 보호기는 방전 MOSFET을 열어 방전을 차단합니다.
배터리 관리 시스템이 수행하는 두 번째로 중요한 기능은 에너지 관리입니다.
에너지 관리의 좋은 예는 노트북 배터리의 전력계입니다. 오늘날 대부분의 노트북은 배터리 충전량이 얼마나 남았는지뿐만 아니라 소비율과 배터리를 재충전해야 할 때까지 장치를 사용할 수있는 시간을 알려줄 수 있습니다. 따라서 실질적인 측면에서 에너지 관리는 휴대용 전자 장치에서 매우 중요합니다.
에너지 관리의 핵심은 "쿨롱 계산"입니다. 예를 들어 한 방에 5 명이 있고 2 명이 떠나면 3 명이 남고 3 명이 더 들어 오면 이제 6 명이 방에있게됩니다. 방에 10 명을 수용 할 수 있고 내부에 6 명이 있으면 60 %가 채워집니다. 배터리 관리 시스템이이 용량을 추적합니다. 이 충전 상태는 SM BUS라고하는 디지털 버스를 통해 또는 버튼을 누르면 LED 디스플레이가 20 % 단위로 총 충전량을 표시하는 충전 상태 디스플레이를 통해 전자적으로 사용자에게 전달됩니다.
이 휴대용 POS 단말기와 같은 특정 애플리케이션의 배터리 관리 시스템에는 제어 장치, 인덕터 (에너지 저장 장치) 및 방전기로 구성된 내장형 충전기도 포함됩니다. 제어 장치는 충전 알고리즘을 관리합니다. 리튬 이온 전지의 경우 이상적인 충전 알고리즘은 정전류 및 정전압입니다.
배터리 팩은 일반적으로 함께 작동하는 여러 개의 개별 셀로 구성됩니다. 이상적으로는 배터리 팩의 모든 셀을 동일한 충전 상태로 유지해야합니다. 셀의 균형이 맞지 않으면 개별 셀이 스트레스를 받아 조기 충전 종료 및 배터리의 전체 수명이 단축 될 수 있습니다. 여기에 표시된 배터리 관리 시스템의 셀 밸런서는 개별 셀에서 이러한 충전 불균형이 발생하는 것을 방지하여 배터리 수명을 연장합니다.
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