Qu'est-ce qu'un compteur de batterie et quelle est sa classification ?

Il peut mesurer et signaler de nombreux aspects clés du bloc-batterie, tels que la tension, la température, le courant de charge/décharge et la prédiction de la capacité restante. Ces puces peuvent être discrètes ou intégrées au circuit intégré de protection de la batterie. Cet article explique en détail ce qu'est un compteur de batterie, comment il fonctionne, etc. En ce qui concerne la production du bloc-batterie, vous pouvez vous référer à la vidéo de fabricant de batteries lithium-ion odm.

Qu'est-ce qu'un compteur de batterie ?

La puce de mesure de la batterie, qui constitue le cœur du système de batterie intelligent, est soutenue par les données d'information sur les matériaux de la batterie, les données de la batterie de l'utilisateur et le système de cryptage de la batterie, afin de réaliser l'évolution de l'algorithme et l'analyse des données sous-jacentes pour assurer la sécurité de la batterie, prolonger sa durée de vie et améliorer l'expérience de l'utilisateur. L'expérience d'utilisation est appelée le "cerveau" de la batterie dans l'industrie.

Classification des compteurs à pile

Pour les différents scénarios d'application, le compteur de batterie effectue une classification de base :

Nombre de piles

Une chaîne de piles a un large éventail d'applications, telles que les téléphones mobiles, les montres intelligentes, les points de vente, les ordinateurs tablettes, etc., et la différence en termes de précision et de surface de circuit est relativement importante. C'est pourquoi il existe de nombreuses solutions de jauge de carburant pour une chaîne de batteries. De nombreuses batteries de la série 1 sont relativement petites, de sorte qu'il existe généralement certaines exigences en matière de taille de l'emballage. Comme il n'y a qu'une seule chaîne, il n'y a pas de batterie déséquilibrée et aucune fonction d'égalisation n'est nécessaire.

Pour les batteries comportant plus de 2 branches, il est généralement nécessaire d'envisager la fonction d'équilibrage. Les compteurs de batteries des séries 2~4 sont largement utilisés dans les ordinateurs portables et dans d'autres domaines, de sorte que la fonction de protection intégrée est généralement adoptée pour réduire le coût global.

Pour les batteries de plus de 4 branches, en raison de la grande différence de tension de la batterie, il est difficile de développer des puces dédiées à différentes applications. Vous pouvez utiliser la méthode de surveillance de la tension totale de la batterie après avoir divisé la tension, ou utiliser la méthode de coopération avec la puce frontale analogique.

Type de batterie

De nombreux modèles de compteurs de batterie sont principalement destinés à l'application des batteries au lithium, en particulier l'algorithme de suivi de l'impédance, mais l'algorithme CEDV est basé sur le comptage de coulomb et peut également être utilisé pour les batteries à hydrure métallique de nickel et les batteries au plomb-acide. La plate-forme de décharge de la batterie LiFePO4 est plate, et une petite erreur dans la détection de la tension peut entraîner une grande erreur dans le calcul de la puissance. Par conséquent, la précision de l'algorithme de suivi de l'impédance sera affectée dans une certaine mesure, et certains compteurs de batterie ont été optimisés pour l'application des batteries LiFePO4.

Emplacement du compteur de batterie

En général, le compteur de batterie peut être placé dans le bloc-batterie afin d'obtenir une plus grande précision, et peut réaliser le cryptage des données et l'identification de la batterie, évitant ainsi les dangers potentiels causés par les batteries de contrefaçon et de mauvaise qualité.

Le compteur de batterie de la série 1 peut également être placé sur la carte mère du système, mais en raison de l'introduction du MOS, de l'influence de l'impédance du câblage et de l'inconvénient de l'étalonnage, la précision de la puissance sera affectée, en particulier après le remplacement de la batterie, le compteur de batterie du côté du système sera affecté. Les réglages des paramètres de la batterie peuvent ne pas correspondre aux éléments réels de la batterie, ce qui entraîne des erreurs importantes ;

D'autre part, les fabricants de cartes systèmes ne disposent généralement pas d'un système d'étalonnage des compteurs de batterie, test de batterie L'expérience et l'équipement ne sont pas suffisants, ce qui entraîne des risques potentiels. 2~4 chaînes de batteries, si le compteur de batterie est placé du côté du système, parce qu'il n'est pas pratique de conduire, il n'est généralement pas pratique de surveiller la tension de chaque cellule, et la fonction d'égalisation du compteur de batterie peut ne pas fonctionner, et il doit être Il y a un circuit de protection supplémentaire dans le sac, il est donc généralement recommandé de mettre 2~4 séries de compteur de batterie dans l'ensemble de batteries.

Pour les compteurs de batterie comportant plus de 4 branches, il est généralement impossible de surveiller la tension de chaque cellule de manière indépendante. Il doit coopérer avec la puce analogique frontale ou ne surveiller que la tension moyenne de la batterie. Les fonctions d'égalisation et de protection sont assurées par la puce frontale analogique ou la puce de protection. L'emplacement du compteur de batterie dépend de l'architecture du système.

Les exigences en matière de taille du circuit du compteur de batterie

Pour les applications telles que les montres intelligentes, les batteries de faible capacité, en raison de la petite taille de la batterie, ont des exigences plus élevées en matière de surface du circuit de mesure de la batterie, et une mesure de la batterie avec un petit boîtier (tel qu'un BGA) peut être utilisée ;

En outre, l'objectif de réduction de la surface du circuit peut être atteint en réduisant les éléments de circuit externes au moyen d'une puce de jauge de carburant intégrant une fonction de protection et une résistance de détection de courant intégrée.

Interface de communication du compteur de batterie

Dans l'application du compteur de batterie, le système a généralement besoin de lire des informations telles que la puissance, la tension, la température, etc. de la batterie, de sorte que le compteur de batterie doit communiquer avec le système ;

Pour les compteurs à pile avec 2 chaînes ou plus, l'interface de communication la plus couramment utilisée est SMBus (généralement compatible avec la communication MCU avec l'interface I2C) ;

Pour les compteurs de piles avec 1 ou 2 chaînes de piles, l'interface de communication I2C et l'interface de communication monofilaire HDQ sont souvent utilisées.

Exigences en matière de coûts pour les compteurs à pile

En général, les exigences en matière de précision sont élevées et le coût de la jauge à carburant sera légèrement supérieur. Pour certaines applications nécessitant moins de précision, un modèle bon marché peut être choisi.

Comment fonctionne un compteur de batterie ?

Afin de calculer les informations de base sur le bloc-batterie, le système de mesure doit mesurer la progression de la charge et de la décharge, la tension et la température du bloc-batterie.

Prenons l'exemple d'un système de comptage de coulomb pur. Dans un tel système qui repose principalement sur l'intégration de la charge et de la décharge pour déterminer l'état de charge, la résolution et la précision du convertisseur analogique-numérique sont essentielles. Avec ce type de puce de mesure, le convertisseur doit intégrer toutes les activités de charge et de décharge, y compris celles qui se produisent lorsque le système est en veille, en attente ou éteint.

Si le système s'arrête et se décharge très fréquemment, et si la puce de mesure n'intègre pas avec précision la gamme des faibles niveaux de décharge, des erreurs de débit significatives peuvent se produire au fil du temps. C'est pourquoi les dispositifs à haute robustesse et à haute résolution garantissent la fiabilité et la précision tout au long du processus.

Dernières réflexions

Nous savons que les entreprises européennes et américaines ont toujours eu la mainmise sur les puces BMS, et il en va de même sur le marché des puces de mesure des batteries. Dans le domaine des batteries de puissance, les fabricants chinois de puces en sont encore au stade de la conception préliminaire, mais la substitution localisée dans le domaine de l'électronique grand public se développe très rapidement. Les fabricants chinois les plus importants sont les 10 premiers fournisseurs de systèmes de gestion de batterie.