배터리에는 모니터링 회로가 있는 배터리와 없는 배터리가 있습니다. 리튬은 배터리 성능을 제어하는 인쇄 회로 기판을 포함하고 있기 때문에 스마트 배터리로 간주됩니다. 반면, 표준 밀폐형 납축전지는 성능을 최적화하는 회로 기판이 없습니다.
에서 스마트 리튬 배터리제어에는 세 가지 기본 단계가 있습니다. 첫 번째 제어 단계는 셀 전압을 최적화하는 간단한 밸런싱입니다. 두 번째 제어 단계는 충전 및 방전 시 셀을 고/저전압 및 전류로부터 보호하는 보호 회로 모듈(PCM)입니다. 세 번째 제어 단계는 배터리 관리 시스템(BMS)입니다. BMS는 밸런싱 회로와 보호 회로 모듈의 모든 기능을 갖추고 있으며, 배터리 수명 기간 동안 배터리 성능을 최적화하는 추가 기능(예: 충전 상태 및 배터리 성능 상태 모니터링)을 제공합니다.
리튬 밸런싱 회로
밸런싱 칩이 장착된 배터리에서, 칩은 충전 중 배터리 내 개별 셀의 전압을 단순히 밸런싱합니다. 모든 셀 전압이 서로 작은 허용 오차 내에 있을 때 배터리가 밸런싱되었다고 간주됩니다. 밸런싱에는 능동 밸런싱과 수동 밸런싱 두 가지 유형이 있습니다. 능동 밸런싱은 높은 전압의 셀을 사용하여 낮은 전압의 셀을 충전함으로써 모든 셀이 거의 일치하고 배터리가 완전히 충전될 때까지 셀 간의 전압 차이를 줄입니다. 모든 Power Sonic 리튬 배터리에 사용되는 수동 밸런싱은 각 셀에 병렬로 연결된 저항을 사용하여 셀 전압이 임계값을 초과하면 켜집니다. 이렇게 하면 높은 전압의 셀의 충전 전류가 낮아져 다른 셀이 따라잡을 수 있습니다.
셀 밸런싱이 중요한 이유는 무엇일까요? 리튬 배터리의 경우, 가장 낮은 전압의 셀이 방전 차단 전압에 도달하면 배터리 전체가 꺼집니다. 이는 일부 셀에 사용되지 않은 에너지가 남아 있음을 의미할 수 있습니다. 마찬가지로, 충전 시 셀 밸런싱이 제대로 이루어지지 않으면, 가장 높은 전압의 셀이 차단 전압에 도달하는 순간 충전이 중단되어 모든 셀이 완전히 충전되지 않습니다.
그게 뭐가 그렇게 나쁜 걸까요? 불균형한 배터리를 계속 충전하고 방전하면 시간이 지남에 따라 배터리 용량이 줄어듭니다. 또한, 일부 셀은 완전히 충전되고 다른 셀은 그렇지 않아 배터리가 100% 충전 상태에 도달하지 못할 수도 있습니다.
이론에 따르면, 균형 잡힌 셀은 모두 같은 속도로 방전되므로 동일한 전압에서 방전이 중단됩니다. 하지만 항상 그런 것은 아니므로, 균형 칩을 사용하면 충전 시 배터리 셀의 전압을 완전히 일치시켜 배터리 용량을 보호하고 완전히 충전될 수 있습니다.
리튬 보호 회로 모듈
보호 회로 모듈은 과충전 및 과방전을 방지하여 배터리의 파라미터를 제어하는 밸런스 회로와 추가 회로를 포함합니다. 이 모듈은 충전 및 방전 시 전류, 전압, 온도를 모니터링하고 이를 미리 정해진 한계값과 비교합니다. 배터리 셀 중 하나라도 이러한 한계값에 도달하면, 배터리는 방전 모드가 충족될 때까지 충전 또는 방전을 자동으로 중단합니다.
보호 기능이 작동한 후 충전 또는 방전을 다시 활성화하는 몇 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 시간 기반 방식으로, 타이머가 짧은 시간(예: 30초) 동안 작동한 후 보호 기능을 해제합니다. 이 타이머는 각 보호 기능마다 다를 수 있으며, 단일 레벨 보호 기능을 제공합니다.
두 번째는 값 기반 방식으로, 값이 임계값 아래로 떨어져야 해제됩니다. 예를 들어, 과충전 보호가 해제되려면 모든 전압이 셀당 3.6V 아래로 떨어져야 합니다. 해제 조건이 충족되는 즉시 해제될 수 있습니다. 또한, 미리 정해진 시간 후에 해제될 수도 있습니다. 예를 들어, 과충전 보호가 해제되려면 모든 전압이 셀당 3.6V 아래로 떨어져야 하며, PCM이 보호 기능을 해제하기 전에 6초 동안 해당 한계값 아래로 유지되어야 합니다.
세 번째는 활동 기반 보호 해제 방식입니다. 보호 해제를 위해 조치를 취해야 합니다. 예를 들어, 부하를 제거하거나 충전하는 것이 그 조치일 수 있습니다. 값 기반 보호 해제와 마찬가지로, 이 해제는 즉시 또는 시간 기반일 수 있습니다. 즉, 보호가 해제되기 전에 부하를 배터리에서 30초 동안 제거해야 할 수도 있습니다. 시간 기반 해제, 값 기반 해제 또는 활동 기반 해제와 시간 기반 해제 외에도, 이러한 해제 방식은 다른 조합으로도 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어, 과방전 해제 전압은 셀 전압이 2.5V 미만으로 떨어졌을 때 발생할 수 있지만, 해당 전압에 도달하려면 10초 동안 충전해야 합니다. 이 유형의 해제는 세 가지 유형의 해제를 모두 포함합니다.
우리는 최고의 것을 선택하는 데에는 많은 요소가 있다는 것을 알고 있습니다. 리튬 배터리저희 전문가들이 도와드리겠습니다. 용도에 맞는 배터리 선택에 대해 더 궁금한 점이 있으시면 오늘 저희 전문가에게 문의해 주세요.
게시 시간: 2024년 4월 29일
