Qué es el contador de pilas y su clasificación

Puede medir e informar de muchos aspectos clave sobre la batería, como la tensión, la temperatura, la corriente de carga/descarga y la predicción de la capacidad restante. Estos chips pueden ser independientes o estar integrados en el circuito integrado de protección de la batería. Este post explicará en detalle qué es un medidor de batería, cómo funciona, etc. Sobre la producción del pack de baterías, puede consultar el vídeo de fabricante de baterías de iones de litio odm.

Qué es el medidor de batería

El chip medidor de la batería, como núcleo del sistema de batería inteligente, se apoya en los datos de información del material de la batería, los big data de la batería del usuario y el sistema de cifrado de la batería para llevar a cabo la evolución del algoritmo y el análisis de los datos subyacentes para lograr la seguridad integral de la batería, prolongar su vida útil y mejorar la experiencia del usuario. La experiencia de uso se denomina el "cerebro" de la batería en la industria.

Clasificación de los contadores de batería

Para los distintos escenarios de aplicación, el medidor de batería realiza una clasificación básica:

Número de pilas

Una cadena de pilas tiene una amplia gama de aplicaciones, como teléfonos móviles, relojes inteligentes, TPV, tabletas, etc., y la diferencia en precisión y área del circuito es relativamente grande. Por lo tanto, hay muchas soluciones de indicadores de combustible para una serie de pilas. Muchas pilas de la serie 1 son relativamente pequeñas, por lo que suele haber ciertos requisitos en cuanto al tamaño del paquete. Como sólo hay una cadena, no hay baterías desequilibradas y no se requiere función de ecualización.

Para baterías de más de 2 series, suele ser necesario considerar la función de equilibrado. Los medidores de baterías de series 2~4 se utilizan mucho en ordenadores portátiles y otros campos, por lo que suele adoptarse la función de protección integrada para reducir el coste total.

Para baterías con más de 4 cadenas, debido a la gran diferencia en el voltaje de la batería, es difícil desarrollar chips dedicados para diferentes aplicaciones. Puede utilizar el método de monitorización de la tensión total de la batería después de dividir la tensión, o utilizar el método de cooperación con el chip front-end analógico.

Tipo de batería

Muchos modelos de medidores de baterías están orientados principalmente a la aplicación de baterías de litio, especialmente el algoritmo de seguimiento de impedancia, pero el algoritmo CEDV se basa en el recuento de culombios y también puede utilizarse para baterías de níquel-hidruro metálico y baterías de plomo-ácido. La plataforma de descarga de la batería LiFePO4 es plana, y un pequeño error en la detección de la tensión puede causar un gran error en el cálculo de la potencia. Por lo tanto, la precisión del algoritmo de seguimiento de la impedancia se verá afectada en cierta medida, y se han optimizado algunos medidores de batería para la aplicación de baterías LiFePO4.

Lugar de instalación del contador de batería

Por lo general, el medidor de batería puede colocarse en el paquete de baterías para lograr una mayor precisión, y puede realizar la encriptación de datos y la identificación de la identidad de la batería, evitando los peligros potenciales causados por baterías falsificadas y de mala calidad.

El medidor de batería de 1 serie también puede colocarse en la placa base del sistema, pero debido a la introducción de MOS, la influencia de la impedancia del cableado y el inconveniente de la calibración, la precisión de la potencia se verá afectada, especialmente después de sustituir la batería, el medidor de batería del lado del sistema se verá afectado. La configuración de los parámetros de la batería puede no coincidir con las celdas de la batería real, lo que resulta en grandes errores;

Por otro lado, los fabricantes de placas de sistema no suelen disponer de calibración del medidor de batería, prueba de batería experiencia y equipamiento, lo que conlleva riesgos potenciales. 2~4 series de baterías, si el medidor de batería se coloca en el lado del sistema, porque es inconveniente para conducir, por lo general no es conveniente para controlar la tensión de cada célula, y la función de ecualización del medidor de batería puede no funcionar, y debe ser Hay un circuito de protección adicional en la bolsa, por lo que normalmente se recomienda poner 2~4 series de medidor de batería en el paquete de baterías.

Para los medidores de baterías con más de 4 cadenas, suele ser imposible monitorizar la tensión de cada célula de forma independiente. Necesita cooperar con el chip analógico frontal o sólo monitorizar la tensión media de la batería. Las funciones de ecualización y protección las realiza el chip analógico frontal o el chip de protección. La ubicación del contador de la batería depende de la arquitectura del sistema.

Los requisitos de tamaño del circuito del contador de la batería

Para aplicaciones como los relojes inteligentes, las pilas de pequeña capacidad, debido al reducido tamaño de la pila, tienen mayores requisitos en cuanto al área del circuito del medidor de pilas, por lo que se puede utilizar un medidor de pilas con un encapsulado pequeño (como BGA);

Además, el propósito de reducir el área del circuito puede lograrse reduciendo los elementos externos del circuito mediante un chip indicador de combustible que integre una función de protección y una resistencia de detección de corriente integrada.

Interfaz de comunicación del medidor de batería

En la aplicación del medidor de batería, normalmente el sistema necesita leer información como la potencia de la batería, el voltaje, la temperatura, etc., por lo que el medidor de batería necesita comunicarse con el sistema;

Para contadores de batería de 2 cadenas o más, la interfaz de comunicación más utilizada es SMBus (normalmente compatible con la comunicación MCU con interfaz I2C);

Para los contadores de baterías con 1-2 cadenas de baterías, a menudo se utilizan I2C y la interfaz de comunicación de un solo cable HDQ.

Requisitos de coste para el contador de batería

Normalmente, los requisitos de precisión son elevados y el coste del indicador de combustible será ligeramente superior; para algunas aplicaciones que requieren menos precisión, se puede elegir un modelo de bajo coste.

Cómo funciona un contador de pilas

Para calcular la información básica del pack de baterías, el sistema de medición necesita medir el progreso de carga y descarga, la tensión del pack de baterías y la temperatura.

Tomemos como ejemplo un sistema de medición de conteo de culombios puro. En un sistema de este tipo, que se basa principalmente en la integración de la carga y la descarga para determinar el estado de carga, la resolución y la precisión del convertidor analógico-digital son fundamentales. Con este tipo de chip de medición, el convertidor debe integrar todas las actividades de carga y descarga, incluidas las que se producen cuando el sistema está en reposo, en espera o apagado.

Si el sistema se apaga y descarga con mucha frecuencia, y el chip de medición no integra con precisión el rango de niveles bajos de descarga, pueden producirse errores significativos de caudal a lo largo del tiempo. Por eso, los dispositivos con gran robustez y alta resolución garantizan la fiabilidad y la precisión durante todo el proceso.

Reflexiones finales

Sabemos que las empresas europeas y estadounidenses siempre han llevado la delantera en los chips BMS, y lo mismo ocurre en el mercado de los chips de medición de baterías. En el campo de las baterías de potencia, los fabricantes chinos de chips están aún en la fase preliminar de diseño, pero la sustitución localizada en el campo de la electrónica de consumo se está desarrollando muy rápidamente. Los principales fabricantes chinos son 10 principales proveedores de sistemas de gestión de baterías.