Carga y perfilado inteligente de paquetes de baterías de polímero de litio

Los paquetes de baterías de polímero de litio se usan ampliamente en aviones controlados por radio (RC), entre otras cosas, por sus ventajas de carga / peso. Estos paquetes generalmente consisten en celdas de la serie X y celdas paralelas Y, y si no me equivoco, cada segmento paralelo se agrupa a través de los segmentos de la serie de la siguiente manera, con toques.

Entonces, lo que he dibujado anteriormente como ejemplo es una representación de una configuración 4S3P (4 series, 3 paralelas), B + es el terminal positivo del paquete, donde B- es el terminal negativo del paquete, y T1, T2 y T3 son series puntos de tap.

Por lo que he leído, necesita un circuito para proteger la carga y cortar el voltaje de carga cuando se completa la carga (es decir, todas las celdas han alcanzado 4.2V). Es bueno tener un circuito de equilibrio celular que pueda evitar selectivamente los segmentos en serie para permitir que el paquete se cargue por completo. Y, finalmente, sería bueno tener un circuito de medidor de combustible para monitorear / perfilar el estado de carga de la celda / paquete (o la profundidad de descarga equivalente).

Parece que hay bastantes chips para realizar funciones de "gestión de batería" o "gestión de carga" o "indicador de combustible" para productos químicos particulares. ¿Cuáles son algunas técnicas probadas y verdaderas? ¿Cuál es la solución disponible más integrada para este problema? Creo que habría soluciones "todo en uno" para el problema de "gestión de la batería" que están equipadas para interactuar con un paquete como el que he dibujado anteriormente, ¿por qué el panorama parece tan variado y federado?

Esta es una pregunta bastante profunda y multiparte. Parece entender los conceptos básicos, pero por si acaso, recomendaré este sitio web como una buena descripción general, aunque está fechada en términos de IC y competidores BMS actuales. 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 competidores de soluciones BMS. Proporcionan las soluciones más integradas para la gestión de múltiples celdas. Las principales diferencias con los paquetes más pequeños son los voltajes en serie más altos, la comunicación en cadena y la señalización inmune al ruido.

Técnicas En cualquier caso, el monitoreo de voltaje, el monitoreo de temperatura y el equilibrio activo tienden a ser las necesidades principales de un BMS. Otras características, como la redistribución, tienden a ser menos críticas y, a menudo, no garantizan el costo y el hardware adicionales.

Soluciones Desafortunadamente, aunque casi todos los diseños de BMS tienen los mismos objetivos, rara vez hay una solución todo en uno. Las soluciones se basan en el número de celdas, voltajes (química), tolerancia a la pérdida, método de comunicación, etc. Estas variables no están todas estandarizadas entre un proyecto y otro. Además, las tecnologías siguen cambiando. Linear está considerando reemplazar CAN-BUS con Ethernet blindado. La precisión del ADC está aumentando. Las tasas de muestreo están aumentando. El método probado y verdadero es simplemente un equilibrio activo simple. Es decir, el voltaje adicional en una celda se purga resistivamente. Aparte de eso, el resto del sistema es una simple cuestión de leer todos los voltajes de las celdas de manera eficiente.

El futuro Eventualmente, veremos un panorama más robusto con una mejor estandarización. Empresas como Elithion o Nuvation están diseñando soluciones BMS que casi no tienen soluciones. Los diseñadores de chips están entendiendo mejor las necesidades de los clientes y ya han tratado de distinguir entre los diferentes tipos de necesidades de iones de litio basadas en diferentes industrias. Esto significará que solo comenzaremos a pagar las funciones que necesitamos. Incluso los fabricantes de celdas de batería están estandarizando los tipos de celdas. Por ahora, sin embargo, cualquier diseño de batería sigue siendo bastante personalizado.