バッテリー管理システム (BMS) の分野では、バッテリーの安全かつ効率的な動作を保証することが最も重要です。過電圧および不足電圧状態は、バッテリーの寿命、性能、安全性に大きな影響を与える可能性があります。 BMS エミュレータの大手サプライヤーとして、当社はこれらの状況に対処する上で当社のエミュレータが重要な役割を果たすことを理解しています。このブログ投稿では、BMS エミュレータが過電圧と不足電圧のシナリオを効果的に管理し、最適なバッテリーのパフォーマンスと寿命を保証する方法について詳しく説明します。
過電圧および不足電圧状態の理解
BMS エミュレータがこれらの状況をどのように処理するかを検討する前に、バッテリ システムの観点から過電圧と不足電圧が何を意味するかを理解することが重要です。
過電圧は、バッテリまたはバッテリセルの電圧が指定された最大電圧制限を超えると発生します。これは、不適切な充電、充電器の故障、BMS 自体の障害など、さまざまな理由で発生する可能性があります。過電圧は、バッテリーの劣化の加速、容量の低下、極端な場合には熱暴走など、さまざまな問題を引き起こす可能性があり、重大な安全上のリスクを引き起こす可能性があります。
一方、不足電圧は、バッテリ電圧が指定された最小電圧制限を下回ると発生します。これは、過剰な放電、長期間の非アクティブな状態、またはバッテリーの寿命が近づいているときに発生する可能性があります。不足電圧は、鉛酸バッテリーの硫酸化やリチウムイオンバッテリーのリチウムメッキなど、バッテリーに不可逆的な損傷を引き起こす可能性があり、性能の低下やバッテリー寿命の短縮につながります。
BMS エミュレータが過電圧と不足電圧を検出する方法
当社の BMS エミュレータには、各バッテリー セルまたはモジュールの電圧を継続的に監視できる高度な電圧監視機能が装備されています。これらのエミュレータは、高精度の電圧センサーを使用して電圧を正確に測定し、事前に設定された電圧制限と比較します。
過電圧検出の場合、測定された電圧が最大電圧制限を超えるとすぐに、BMS エミュレータがアラームをトリガーします。このアラームは、接続された監視システムに送信される視覚的なインジケータ、可聴信号、またはデジタル メッセージの形式をとることができます。その後、エミュレータは、充電器の接続を切断したり、充電電流を低減したりするなど、さらなる過電圧を防ぐために直ちに措置を講じます。
不足電圧検出の場合、測定された電圧が最小電圧制限を下回ると、BMS エミュレータもアラームをトリガーします。次に、負荷を切断したり、電圧を安全なレベルに戻すために充電プロセスを開始したりするなど、バッテリーを保護するための措置を講じます。
過電圧状態への対処
過電圧状態が検出されると、BMS エミュレータは状況を効果的に処理するためにいくつかの戦略を採用します。
料金規制
エミュレータが過電圧を処理する主な方法の 1 つは、充電プロセスを調整することです。バッテリーの充電状態と検出された電圧に基づいて、充電電流または電圧を調整できます。たとえば、バッテリ セルの電圧が上限に近づいている場合、エミュレータは充電電流を減らして充電速度を遅くし、過電圧を防ぐことができます。
断線
より深刻な過電圧の場合、BMS エミュレータは充電器をバッテリーから切断することができます。これは、バッテリーへのさらなる損傷を防ぎ、熱暴走のリスクを軽減するための重要な安全対策です。その後、エミュレータは、過電圧イベントとさらなる調査の必要性を示す通知をユーザーまたはメンテナンス チームに送信できます。
電圧均等化
当社の BMS エミュレータは電圧均等化もサポートしており、すべてのバッテリ セルまたはモジュール間の電圧のバランスをとるのに役立ちます。バッテリーパックでは、製造上のばらつきや不均一な使用により、個々のセルの電圧がわずかに異なる場合があります。時間の経過とともに、これらの電圧差は増加し、一部のセルでは過電圧が発生する一方、他のセルでは電圧が不足したままになる可能性があります。エミュレータは、パッシブまたはアクティブイコライゼーションなどの技術を使用して電荷を再分配し、すべてのセルが同じ電圧レベルになるようにして、過電圧のリスクを軽減します。
不足電圧状態への対処
不足電圧状態が検出されると、BMS エミュレータはバッテリーを保護するために次の手順を実行します。
負荷切断
不足電圧に対処する最初のステップは、バッテリーから負荷を切り離すことです。これにより、不可逆的な損傷を引き起こす可能性のあるバッテリーのさらなる放電が防止されます。その後、エミュレータは、不足電圧イベントとバッテリの再充電の必要性を示す通知をユーザーに送信できます。
充電の開始
負荷を切断した後、BMS エミュレータは充電プロセスを開始して、バッテリ電圧を安全なレベルに戻すことができます。充電電流や電圧などの充電パラメータを制御して、安全で効率的な充電プロセスを保証できます。エミュレータは、充電の進行状況を監視し、バッテリが適切な電圧レベルに達したときに充電を停止することもできます。
バッテリーの状態評価
当社の BMS エミュレーターは、不足電圧に対処するための即時措置を講じるだけでなく、バッテリーの状態を評価することもできます。電圧パターンやその他のバッテリパラメータを分析して、不足電圧イベントがセルの故障やバッテリの劣化など、より深刻な問題の兆候であるかどうかを判断できます。この情報は、必要に応じてメンテナンスまたはバッテリーの交換をスケジュールするために使用できます。
当社の BMS エミュレータ製品
当社は、過電圧および不足電圧状態を効果的に処理するように設計されたさまざまな BMS エミュレータ製品を提供しています。当社の人気製品の一部をご紹介します。
- N9000 BMS テストモジュール式バッテリーシミュレーター(12CH/24CH/36CH): このモジュール式バッテリー シミュレーターは高度にカスタマイズ可能で、さまざまなバッテリーの化学的性質や構成をシミュレートするように構成できます。正確な電圧と電流制御を提供し、さまざまな過電圧および不足電圧シナリオ下での BMS システムの正確なテストを可能にします。
- N8361 双方向高精度バッテリーシミュレータ (0~20V): N8361 は、充電プロセスと放電プロセスの両方をシミュレートできる双方向バッテリー シミュレータです。高精度と高速応答時間を提供するため、BMS システムをリアルタイムでテストするのに最適です。充電と放電の両方の動作中に、過電圧および不足電圧状態を効果的に検出して処理できます。
- N83524 24 チャンネル双方向バッテリーシミュレーター (6V/CH): 24 チャンネルを備えたこのバッテリー シミュレーターは、複数のバッテリー セルまたはモジュールを同時にシミュレートできます。各チャンネルを独立して制御できるため、複雑なバッテリー構成での BMS システムの詳細なテストが可能になります。すべてのチャネルにわたって過電圧および不足電圧状態を正確に検出し、管理できます。
結論
結論として、過電圧および不足電圧状態はバッテリー管理システムにおける重大な課題です。当社の BMS エミュレータは、これらの状態を効果的に検出して処理し、バッテリの安全かつ効率的な動作を保証するように設計されています。高度な電圧監視、充電調整、保護メカニズムを備えたエミュレータは、バッテリの損傷を防ぎ、バッテリ寿命を延ばし、システム全体のパフォーマンスを向上させることができます。
当社の BMS エミュレータ製品について詳しく知りたい場合、または特定の要件について話し合いたい場合は、お気軽にお問い合わせください。当社は、バッテリーのテストと管理のニーズを満たすために、高品質のソリューションと優れた顧客サービスを提供することに尽力しています。
参考文献
- バッテリー管理システム: 原則による設計、Isidor Buchmann 著
- リチウムイオン電池: 科学と技術、Gholam-Abbas Nazri および Gianfranco Pistoia 編集