工业类电池办理增加敏捷,许多运用都会用到多节电池,为了对电池功用进行监控,就需求用到智能电池解决方案。日前,德州仪器(TI)针对这一运用商场推出了第一批可扩展多节电池监控器bq76920、bq76930和bq76940,其不只可大幅提高电池组的安全性,而且还可缩短12V~48V锂离子电池及LiFePO4电池的规划时刻,并能满意电动自行车、电动工具、医疗设备以及动力存储体系等运用的需求。
德州仪器高功用模仿半导体产品部电池办理产品商场及运用司理文司华博士介绍说,该系列产品是TI第一批可扩展电池监控器,面向的是多节电池组的运用。bq76920、bq76930和bq76940别离针对3~5节、6~10节、9~15节串联电池运用规划,能够在恶劣的充电条件和作业条件下最大极限地确保电池组的安全运转。
在运用事例方面,文司华指出,助踩式电动车(pedelec)在欧洲一些当地并不划归到电动车队伍,而是划归到黄包车傍边。只需pedelec速度到达25km/h,其电动机就会中止。在爬坡和迎风骑车时车主或许会感觉费劲,这时它就能起到助力的作用。这类产品就广泛运用了电池办理技能。
在电力体系的发输变配各个环节,都能够有不同等级的储能电站(ESS)体系(将风能、太阳能等辅佐动力存储在电池组里)并网至电网。ESS许多情况下都是集装箱的方式,内部包含电池、电池操控、热办理等。一起,它能够方便地移动至其他地区。
别的,电动叉车是由电池供电,其在起重、载重时要求放电速率要很大。电动工具的运用场景越来越大,产品形状也越来越多。
工业运用需求多种类型的电池,从运用上分,涵盖了LEV(助踩式)、UPS和ESS、电动工具、设备(叉车)以及医疗设备。在电池组尺度上,电池有单节、2至4节、5至16节以及大于16节之分。有的电池会更侧重在广泛的温度规模(-40℃~125℃)内安全作业,有的电池则会侧重在更长的运用寿命、快速放电、低频次放电或超越100V的作业电压等场景。从化学成分上分,又包含锂离子、LiFePO4、PbA铅酸、NiMH和NiCd、超级电容等。
典型的智能电池架构如图1所示,该电池包能够进行供电以及通讯。BMS(电池办理体系) MCU能够写入算法,供给智能化操作。从板级面积、本钱操控以及一致性等考虑,电压丈量(电量均衡)、温度丈量、电流丈量以及充电开关和放电开关的驱动都需求进行集成,即多节电池组的模仿前端(AFE),而bq76920、bq76930和bq76940正是这样的产品。
图1:典型的智能电池架构。
智能电池需求做到安全、丈量(准确、全面丈量电池情况)、容量指示、健康指示(除电压、电流外,还需求知道电池的运用寿命有多久)、电量均衡(多节电池串联长期运用未做监控或许呈现单节电池极性回转,锂电池不允许呈现此类情况)、黑盒取证(电池失效返修供给最终十次所呈现问题的保修依据)、选择性衔接/断开(极度的作业条件下经过算法断开与外部的衔接)以及自适应性(依据不同的运用场景做算法优化)。
该系列产品内置ADC(14位ADC可丈量电压和温度,16位“库仑计数器”ADC可追踪流过的电荷)与硬件维护功用。LDO(2.5V/3.3V可选)、电池均衡、MOSFET驱动等特性的集成能够使板级空间锐减30%。一体化通用数字接口I2C能够简化规划。
此外,该系列能够和电量计/微操控器bq78xxx(还未量产,2014年下半年上市)调配运用(图2)。作为AFE产品,锂离子监控器集成了一切参量的丈量部分,再加上与TI标配的bq78xxx预编程配套微操控器结合运用,便形成了完好的turnkey解决方案。一起,bq78xxx供给了高灵活性、根据闪存的CEDV丈量技能,简直能够替换任何微操控器。以往,单节电量计只能监控一节电池,而且需求杂乱的运放前端将电池电压降下来,而bq78xxx则能够经过bq769xx去监控每一节电池。
图2:电池监控器bq76940与电量计/微操控器bq78xxx调配运用。