बैटरी सुरक्षा बोर्ड का मुख्य कार्य

1. वोल्टेज संरक्षण: ओवरचार्ज और ओवरडिस्चार्ज, जिसे बैटरी की सामग्री के अनुसार बदला जाना चाहिए। यह सरल लगता है, लेकिन विवरण के संदर्भ में अभी भी अनुभव और ज्ञान है।

ओवरचार्ज प्रोटेक्शन, हमारे पिछले सिंगल-सेल बैटरी प्रोटेक्शन वोल्टेज में फुल बैटरी चार्ज वोल्टेज से 50 ~ 150mV अधिक होगा। हालाँकि, पावर बैटरी अलग है। यदि आप बैटरी जीवन का विस्तार करना चाहते हैं, तो आपके सुरक्षा वोल्टेज को बैटरी का पूर्ण चार्ज वोल्टेज या इस वोल्टेज से भी कम चुनना चाहिए। उदाहरण के लिए, मैंगनीज लिथियम बैटरी, आप 4.18V ~ 4.2V चुन सकते हैं। क्योंकि इसमें कई तार हैं, पूरे बैटरी पैक की जीवन क्षमता मुख्य रूप से सबसे कम क्षमता वाली बैटरी पर आधारित होती है। छोटी क्षमता हमेशा उच्च धारा और उच्च वोल्टेज पर काम करती है, इसलिए क्षीणन तेज हो जाता है। बड़ी क्षमता को हर बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जाता है, और प्राकृतिक क्षय बहुत धीमा होता है। छोटी क्षमता वाली बैटरी चार्ज करने और हल्के से डिस्चार्ज करने के लिए, ओवरचार्ज प्रोटेक्शन वोल्टेज पॉइंट को बहुत अधिक नहीं चुना जाना चाहिए। दालों के प्रभाव को रोकने और इस प्रकार सुरक्षा के लिए यह सुरक्षा विलंब 1S प्राप्त किया जा सकता है।

ओवर-डिस्चार्ज सुरक्षा भी बैटरी की सामग्री से संबंधित है। उदाहरण के लिए, मैंगनीज-लिथियम बैटरी आमतौर पर 2.8V~3.0V पर चुनी जाती हैं। इसकी एकल बैटरी के ओवर-डिस्चार्ज वोल्टेज से थोड़ा अधिक होने का प्रयास करें। क्योंकि, घरेलू रूप से उत्पादित बैटरी के लिए, बैटरी वोल्टेज 3.3V से कम होने के बाद, प्रत्येक बैटरी की डिस्चार्ज विशेषताएँ पूरी तरह से अलग होती हैं, इसलिए बैटरी को पहले से संरक्षित किया जाता है, जो बैटरी के जीवन के लिए एक अच्छा संरक्षण है।

सामान्य बिंदु यह है कि प्रत्येक बैटरी को लाइट चार्ज और लाइट डाउन काम करने की कोशिश की जाए, जो बैटरी के जीवन के लिए मददगार होनी चाहिए।

ओवर-डिस्चार्ज प्रोटेक्शन डिले टाइम, जिसे अलग-अलग लोड के अनुसार बदला जाना चाहिए, जैसे कि इलेक्ट्रिक टूल्स, जिनकी स्टार्टिंग करंट आम तौर पर 10C से ऊपर होती है, इसलिए बैटरी के वोल्टेज को थोड़े समय में ओवर-डिस्चार्ज वोल्टेज पॉइंट तक खींच लिया जाएगा। समय। रक्षा करना। बैटरी इस समय संचालित नहीं की जा सकती। यह वह जगह है जहाँ यह ध्यान देने योग्य है।

2. वर्तमान सुरक्षा: बैटरी पैक या लोड की सुरक्षा के लिए स्विच एमओएस को डिस्कनेक्ट करने के लिए यह मुख्य रूप से कामकाजी वर्तमान और ओवरकुरेंट में दिखाई देता है।

एमओएस ट्यूब का नुकसान मुख्य रूप से तापमान में तेज वृद्धि के कारण होता है, और इसकी गर्मी उत्पादन भी वर्तमान के आकार और अपने आंतरिक प्रतिरोध से निर्धारित होता है। बेशक, छोटे करंट का MOS पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन बड़े करंट के लिए, इसे ठीक से हैंडल करने की जरूरत है। रेटेड करंट पास करते समय, छोटा करंट 10A से नीचे होता है, हम MOS ट्यूब को चलाने के लिए सीधे वोल्टेज का उपयोग कर सकते हैं। बड़े करंट के लिए, इसे MOS को पर्याप्त ड्राइविंग करंट देने के लिए चलाया जाना चाहिए। MOS ट्यूब ड्राइवर में निम्नलिखित का उल्लेख किया गया है

वर्किंग करंट, डिज़ाइन करते समय, 0.3W से अधिक की शक्ति MOS ट्यूब पर मौजूद नहीं हो सकती। गणना सूत्र: I2*R/N। आर एमओएस का आंतरिक प्रतिरोध है, और एन एमओएस की संख्या है। यदि शक्ति अधिक हो जाती है, तो MOS 25 डिग्री से अधिक का तापमान वृद्धि उत्पन्न करेगा, और क्योंकि वे सभी सील हैं, भले ही हीट सिंक हो, लंबे समय तक काम करने पर तापमान अभी भी बढ़ेगा, क्योंकि उसके पास कोई जगह नहीं है गर्मी दूर करने के लिए। बेशक, एमओएस ट्यूब में कोई समस्या नहीं है। समस्या यह है कि इससे उत्पन्न होने वाली गर्मी बैटरी को प्रभावित करेगी। आखिरकार, सुरक्षा बोर्ड को बैटरी के साथ रखा गया है।

ओवरकुरेंट सुरक्षा (अधिकतम वर्तमान), यह सुरक्षा बोर्ड के लिए एक आवश्यक और बहुत ही महत्वपूर्ण सुरक्षा पैरामीटर है। सुरक्षा प्रवाह का आकार MOS की शक्ति से निकटता से संबंधित है, इसलिए डिज़ाइन करते समय, MOS क्षमता का मार्जिन देने का प्रयास करें। बोर्ड बिछाते समय, वर्तमान पता लगाने का बिंदु एक अच्छी स्थिति में स्थित होना चाहिए, न कि केवल जुड़ा हुआ, जिसके लिए अनुभव की आवश्यकता होती है। आमतौर पर इसे सेंस रेसिस्टर के मध्य सिरे से जोड़ने की सिफारिश की जाती है। वर्तमान संवेदन अंत में हस्तक्षेप की समस्या पर भी ध्यान दें, क्योंकि इसका संकेत आसानी से परेशान हो जाता है।

ओवरकुरेंट सुरक्षा देरी, इसे विभिन्न उत्पादों के अनुसार समायोजित करने की भी आवश्यकता है। यहां कहने के लिए कुछ अधिक नहीं।

3. शॉर्ट सर्किट संरक्षण: कड़ाई से बोलते हुए, यह एक वोल्टेज तुलना प्रकार की सुरक्षा है, जिसका कहना है कि यह अनावश्यक प्रसंस्करण के बिना सीधे वोल्टेज तुलना द्वारा बंद या संचालित होता है।

शॉर्ट-सर्किट विलंब की सेटिंग भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि हमारे उत्पादों में, इनपुट फिल्टर कैपेसिटर बहुत बड़े होते हैं, और कैपेसिटर जैसे ही संपर्क में होते हैं, चार्ज हो जाते हैं, जो चार्ज करने के लिए बैटरी को शॉर्ट-सर्किट करने के बराबर है। संधारित्र।

4. तापमान संरक्षण: यह आम तौर पर स्मार्ट बैटरी में प्रयोग किया जाता है और यह अनिवार्य भी है। लेकिन अक्सर इसकी पूर्णता हमेशा दूसरे पक्ष की कमियों को सामने लाएगी। हम मुख्य रूप से बैटरी या लोड को बचाने के लिए मुख्य स्विच को डिस्कनेक्ट करने के लिए बैटरी के तापमान का पता लगाते हैं। यदि यह निरंतर पर्यावरण की स्थिति में है, तो निश्चित रूप से कोई समस्या नहीं होगी। चूँकि बैटरी का कार्य वातावरण हमारे नियंत्रण से बाहर है, बहुत अधिक जटिल परिवर्तन हैं, इसलिए यह एक अच्छा विकल्प नहीं है। उदाहरण के लिए, उत्तर में सर्दियों में हमारे लिए कितना उपयुक्त है? एक अन्य उदाहरण गर्मियों में दक्षिणी क्षेत्र में है, कितना उपयुक्त है? जाहिर है, दायरा बहुत व्यापक है और बहुत सारे बेकाबू कारक हैं।

5.MOS सुरक्षा: मुख्य रूप से MOS का वोल्टेज, करंट और तापमान। बेशक, इसमें एमओएस ट्यूब का चयन शामिल है। बेशक, एमओएस का सामना वोल्टेज बैटरी पैक के वोल्टेज से अधिक होना चाहिए, जो जरूरी है। रेटेड करंट पास होने पर एमओएस बॉडी के तापमान में वृद्धि को संदर्भित करता है, जो आमतौर पर 25 डिग्री से अधिक नहीं होता है। व्यक्तिगत अनुभव मूल्य केवल संदर्भ के लिए है।

एमओएस ड्राइव, कुछ लोग कह सकते हैं, मैं एमओएस ट्यूब का उपयोग कम आंतरिक प्रतिरोध और उच्च धारा के साथ करता हूं, लेकिन तापमान अभी भी काफी अधिक क्यों है? ऐसा इसलिए है क्योंकि एमओएस ट्यूब का ड्राइविंग हिस्सा ठीक से नहीं किया गया है, और ड्राइविंग एमओएस काफी बड़ा होना चाहिए। करंट, विशिष्ट ड्राइविंग करंट, पावर MOS ट्यूब के इनपुट कैपेसिटेंस पर निर्भर करता है। इसलिए, सामान्य ओवर-करंट और शॉर्ट-सर्किट ड्राइवरों को सीधे चिप द्वारा संचालित नहीं किया जा सकता है, और उन्हें जोड़ा जाना चाहिए। एक बड़े करंट (50A से अधिक) के साथ काम करते समय, मल्टी-लेवल और मल्टी-चैनल ड्राइविंग को यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाना चाहिए कि MOS को एक ही समय और एक ही करंट पर सामान्य रूप से चालू और बंद किया जा सके। क्योंकि MOS ट्यूब में एक इनपुट कैपेसिटर होता है, MOS ट्यूब की शक्ति और करंट जितना अधिक होता है, इनपुट कैपेसिटेंस उतना ही अधिक होता है। यदि पर्याप्त करंट नहीं है, तो थोड़े समय में पूर्ण नियंत्रण नहीं हो पाएगा। विशेष रूप से जब करंट 50A से अधिक हो जाता है, तो वर्तमान डिज़ाइन को परिष्कृत किया जाना चाहिए, और बहु-स्तरीय मल्टी-चैनल ड्राइव नियंत्रण प्राप्त किया जाना चाहिए। इस तरह, एमओएस के सामान्य ओवरकुरेंट और शॉर्ट सर्किट संरक्षण की गारंटी दी जा सकती है।

MOS वर्तमान संतुलन मुख्य रूप से इस तथ्य को संदर्भित करता है कि जब समानांतर में कई MOS का उपयोग किया जाता है, तो प्रत्येक MOS ट्यूब के माध्यम से चालू और बंद होने के समय के समान होना चाहिए। इसे ड्राइंग बोर्ड से शुरू करने की जरूरत है। उनका इनपुट और आउटपुट सममित होना चाहिए, और यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि प्रत्येक ट्यूब से गुजरने वाला करंट सुसंगत हो। यही उद्देश्य है।

6. आत्म-उपभोग, जितना छोटा उतना अच्छा, आदर्श स्थिति शून्य है, लेकिन ऐसा करना असंभव है। ऐसा इसलिए है क्योंकि हर कोई इस पैरामीटर को छोटा बनाना चाहता है, और बहुत से लोगों की आवश्यकताएं कम होती हैं, जो अपमानजनक भी हैं। आइए इसके बारे में सोचें, सुरक्षा बोर्ड पर चिप्स हैं, उन्हें काम करना है और बहुत कम हो सकता है, लेकिन विश्वसनीयता के बारे में क्या? प्रदर्शन विश्वसनीय और पूरी तरह से ठीक होने पर इसे स्व-उपभोग की समस्या माना जाना चाहिए। कुछ मित्रों के बीच गलतफहमी हो सकती है। स्व-उपभोग को समग्र स्व-उपभोग और प्रत्येक स्ट्रिंग की स्व-खपत में विभाजित किया गया है।

समग्र स्व-खपत शक्ति 100 ~ 500uA होने पर कोई समस्या नहीं है, क्योंकि पावर बैटरी की क्षमता बहुत बड़ी है। बेशक बिजली उपकरणों का अतिरिक्त विश्लेषण। जैसे कि 5AH की बैटरी, 500uA को डिस्चार्ज होने में कितना समय लेती है, इसलिए यह पूरे बैटरी पैक के लिए बहुत कमजोर है।

प्रत्येक स्ट्रिंग का स्व-उपभोग सबसे महत्वपूर्ण है, और यह शून्य नहीं हो सकता। बेशक, यह भी इस शर्त के तहत किया जाता है कि प्रदर्शन पूरी तरह से संभव है, लेकिन एक बिंदु, प्रत्येक स्ट्रिंग की स्वयं की खपत समान होनी चाहिए। आम तौर पर, प्रत्येक स्ट्रिंग के बीच का अंतर 5uA से अधिक नहीं हो सकता। यह सभी को पता होना चाहिए। यदि प्रत्येक स्ट्रिंग की स्व-खपत भिन्न होती है, तो लंबे समय तक ठंडे बस्ते में डालने के बाद बैटरी की क्षमता निश्चित रूप से बदल जाएगी।

7. संतुलन: संतुलन इस लेख का फोकस है। वर्तमान में, सबसे आम संतुलन विधियों को दो प्रकारों में बांटा गया है, एक ऊर्जा खपत प्रकार है, और दूसरा ऊर्जा रूपांतरण प्रकार है।

एक ऊर्जा-खपत समीकरण, मुख्य रूप से एक बहु-स्ट्रिंग बैटरी या उच्च वोल्टेज के साथ एक निश्चित बैटरी की अतिरिक्त शक्ति को नष्ट करने के लिए एक प्रतिरोधक का उपयोग करने के लिए। इसे भी निम्नलिखित तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है।

सबसे पहले, यह चार्जिंग के दौरान संतुलित होता है। यह मुख्य रूप से बुद्धिमान सॉफ़्टवेयर समाधानों में उपयोग किया जाता है जब चार्जिंग के दौरान किसी भी बैटरी का वोल्टेज सभी बैटरी के औसत वोल्टेज से अधिक होता है। बेशक, परिभाषित करने के तरीके को सॉफ्टवेयर द्वारा मनमाने ढंग से समायोजित किया जा सकता है। इस योजना का लाभ यह है कि इसमें बैटरी के वोल्टेज को बराबर करने के लिए अधिक समय होता है।

दूसरा, वोल्टेज फिक्स्ड-पॉइंट इक्वलाइजेशन एक वोल्टेज पॉइंट पर इक्वलाइजेशन स्टार्ट सेट करना है, जैसे कि मैंगनीज-लिथियम बैटरी, कई 4.2V पर इक्वलाइजेशन शुरू करते हैं। यह विधि केवल बैटरी चार्जिंग के अंत में की जाती है, इसलिए समतुल्यता का समय कम होता है, और उपयोगिता की कल्पना की जा सकती है।

तीन, स्थैतिक स्वत: समीकरण, इसे चार्जिंग की प्रक्रिया में भी किया जा सकता है, या इसे निर्वहन के दौरान किया जा सकता है। क्या अधिक विशेषता यह है कि जब बैटरी स्थिर अवस्था में होती है, यदि वोल्टेज असंगत होता है, तो यह बैटरी के वोल्टेज के बराबर होने तक भी बराबर होता है। समझौते पर पहुँचना। लेकिन कुछ लोग सोचते हैं कि बैटरी काम नहीं कर रही है, सुरक्षात्मक प्लेट अभी भी गर्म क्यों हो रही है?

उपरोक्त तीन विधियाँ संतुलन प्राप्त करने के लिए सभी संदर्भ वोल्टेज पर आधारित हैं। हालांकि, उच्च बैटरी वोल्टेज का मतलब उच्च क्षमता नहीं है, शायद विपरीत। नीचे वर्णित।

इसके फायदे कम लागत, सरल डिजाइन हैं, और बैटरी वोल्टेज असंगत होने पर यह एक निश्चित भूमिका निभा सकता है। सैद्धांतिक रूप से, थोड़ी संभावना है।

नुकसान, सर्किट जटिल है, कई घटक हैं, तापमान अधिक है, विरोधी स्थैतिक खराब है, और विफलता दर अधिक है।

विशिष्ट चर्चा इस प्रकार है।

जब नई इकाई बैटरी पैक बनाने के लिए क्षमता, वोल्टेज और आंतरिक प्रतिरोध को विभाजित करती है, तो प्रत्येक इकाई की क्षमता हमेशा कम होगी, और चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान सबसे कम क्षमता वाली इकाई का वोल्टेज सबसे तेजी से बढ़ना चाहिए। , यह स्टार्ट-अप संतुलन वोल्टेज तक पहुँचने वाला पहला भी है। इस समय, बड़ी क्षमता वाला मोनोमर वोल्टेज बिंदु तक नहीं पहुंचा है और संतुलन बनाना शुरू नहीं किया है, और छोटी क्षमता ने वास्तव में संतुलन बनाना शुरू कर दिया है, जिससे काम का हर चक्र, यह छोटी क्षमता वाला मोनोमर काम कर रहा है एक पूर्ण और पूर्ण राज्य, और यह सबसे तेज़ उम्र बढ़ने वाला भी है, और आंतरिक प्रतिरोध स्वाभाविक रूप से अन्य मोनोमर्स की तुलना में धीरे-धीरे बढ़ेगा, इस प्रकार एक दुष्चक्र बन जाएगा। यह एक बहुत बड़ी कमी है।

अधिक घटक, विफलता दर जितनी अधिक होगी।

तापमान, जैसा कि कल्पना की जा सकती है, ऊर्जा-खपत है। यह गर्मी के रूप में अतिरिक्त बिजली का उपभोग करने के लिए प्रतिरोध का उपयोग करने के लिए तथाकथित अतिरिक्त बिजली का उपयोग करना चाहता है। यह वास्तव में एक वास्तविक ऊष्मा स्रोत बन गया है। उच्च तापमान बैटरी के लिए ही एक बहुत ही घातक कारक है, इससे बैटरी जल सकती है, या इससे बैटरी फट सकती है। मूल रूप से, हम पूरे बैटरी पैक के तापमान को कम करने के लिए हर संभव प्रयास कर रहे थे, लेकिन संतुलित ऊर्जा खपत के बारे में कैसे? साथ ही, इसका तापमान आश्चर्यजनक रूप से उच्च है, आप निश्चित रूप से पूरी तरह से संलग्न वातावरण में इसका परीक्षण कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, यह गर्मी पैदा करने वाला शरीर है, और गर्मी बैटरी का घातक प्राकृतिक दुश्मन है।

स्थैतिक बिजली, जब मैं व्यक्तिगत रूप से सुरक्षा बोर्ड डिजाइन करता हूं, तो मैं कभी भी कम-शक्ति वाले एमओएस ट्यूब का उपयोग नहीं करता, एक भी नहीं। क्योंकि इसमें मैंने बहुत नुकसान खा लिया है। यह एमओएस ट्यूब की इलेक्ट्रोस्टैटिक समस्या है। छोटे MOS के काम के माहौल का उल्लेख नहीं करने के लिए, यह कहा जाता है कि PCBA पैच के उत्पादन और प्रसंस्करण के दौरान, यदि कार्यशाला में आर्द्रता 60 प्रतिशत से कम है, तो छोटे MOS द्वारा उत्पादित दोषपूर्ण दर 10 प्रतिशत से अधिक हो जाएगी, और फिर आर्द्रता को 80 प्रतिशत तक समायोजित करें। छोटे एमओएस की दोष दर शून्य है। तुम कोशिश कर सकते हो। यह किस समस्या की ओर संकेत करता है? यदि हमारा उत्पाद उत्तरी सर्दियों में है, तो क्या छोटा MOS पास हो सकता है, इसे सत्यापित करने में समय लगेगा। इसके अलावा, एमओएस ट्यूब की क्षति केवल एक शॉर्ट सर्किट है। यदि यह शॉर्ट सर्किट हो जाता है, तो यह कल्पना की जा सकती है कि बैटरी का यह समूह जल्द ही खराब हो जाएगा। क्या अधिक है, हमारे बैलेंस पर छोटा एमओएस अभी भी बहुत अधिक उपयोग किया जाता है। इस समय, कुछ लोगों को अचानक एहसास होगा कि यह कोई आश्चर्य नहीं है कि संतुलन की विफलता के कारण लौटा हुआ माल सभी क्षतिग्रस्त हो गया है, और एमओएस क्षतिग्रस्त हो गया है। इस समय, सेल फैक्ट्री और प्रोटेक्शन बोर्ड फैक्ट्री में बहस होने लगी। यह किसकी गलती है?

बी एनर्जी ट्रांसफर बैलेंस, जो बड़ी क्षमता वाली बैटरी को ऊर्जा भंडारण के रूप में छोटी क्षमता वाली बैटरी में स्थानांतरित करना है, जो बहुत ही स्मार्ट और व्यावहारिक लगता है। यह समय-समय पर क्षमता संतुलन और क्षमता निश्चित बिंदु संतुलन को भी विभाजित करता है। बैटरी की क्षमता का पता लगाकर इसे संतुलित किया जाता है, लेकिन ऐसा लगता है कि बैटरी के वोल्टेज पर विचार नहीं किया गया है। उदाहरण के तौर पर 10AH बैटरी पैक लेते हुए आप इसके बारे में सोच सकते हैं, यदि 10.1AH की क्षमता वाला बैटरी पैक है और 9.8AH की एक छोटी क्षमता है, तो चार्जिंग करंट 2A है, और ऊर्जा संतुलन धारा 0.5A है। इस समय, 10.1AH की बैटरी को छोटी-क्षमता वाली 9.8AH की स्थानांतरण ऊर्जा को चार्ज करने की आवश्यकता होती है, और 9.8AH की बैटरी चार्जिंग करंट 2A प्लस 0.5A=2.5A है। इस समय, 9.8AH बैटरी चार्जिंग करंट 2.5A है, और 9.8AH क्षमता इस समय है। इसे जोड़ा जाता है, लेकिन 9.8AH बैटरी का वोल्टेज क्या होता है? जाहिर है, यह अन्य बैटरियों की तुलना में तेजी से उठेगा। यदि यह चार्जिंग के अंत तक पहुँच जाता है, तो 9.8AH की बैटरी निश्चित रूप से पहले से अधिक चार्ज हो जाएगी। संरक्षण, हर चार्ज-डिस्चार्ज चक्र में, छोटी क्षमता वाली बैटरी गहरे चार्ज और गहरे निर्वहन की स्थिति में रही है। और क्या अन्य बैटरियां पूरी तरह से चार्ज हैं, बहुत सारे अनिश्चित कारक हैं। कमजोर और सहज विश्लेषण यहीं तक सीमित है, बहुत ज्यादा विश्लेषण भ्रमित होने से डरता है।