バッテリーパックは、電気的に行と列のマトリックス構成で構成されたバッテリーセルの集合体であり、バッテリー管理システム（BMS）によって制御されています。BMSは、 目標範囲の電圧と電流を供給する 予測される負荷シナリオに対して一定期間実行します。
BMS は多くの場合、次のような監視を提供します。
- バッテリーのお手入れ
- バッテリーの保護
- バッテリーの動作状態の推定
- バッテリー性能を継続的に向上
- 外部デバイスの動作状態の更新
ここでの「バッテリー」という用語はパック全体を指しますが、監視および制御機能は特に 個々の細胞またはモジュールと呼ばれる細胞の集合を指す バッテリーパック全体の組み立てにおいて。
最大のエネルギー密度を持つリチウムイオン 再充電可能な セルは、ノートパソコンから電気自動車まで、幅広い消費財のバッテリーパックの頼りになる選択肢です。非常に優れた性能を発揮しますが、比較的小規模な用途以外で使用すると、非常に厳しいものになる可能性があります。 安全動作領域 (SOA) は、バッテリーのパフォーマンスの低下から深刻な損害に至るまで、さまざまな結果をもたらす可能性があります。
バッテリー管理システムはどのように機能しますか?
バッテリー管理システムの職務内容は間違いなく難しく、その全体的な複雑さと監視範囲は、電気、デジタル、制御、熱、油圧など、さまざまな分野に及ぶ可能性があります。
バッテリー管理システムには、従わなければならない特定の標準規格はありません。テクノロジ設計の範囲と実際に使用される機能は、通常、次のものと関連しています。
- バッテリーパックの価格、複雑さ、サイズ
- バッテリーの使用および安全性、耐久性、保証に関する問題
- 許容される機能安全対策を実施できなかった場合に深刻な経済的影響が生じる、さまざまな政府法令による認証要件。
バッテリーパック保護管理と容量管理は、BMS設計の重要な要素の1つです。ここでは、この2つの機能がどのように機能するかについて説明します。電気保護は、バッテリーの過熱を防ぐことを意味します。 SOA外の使用による損害から保護する、およびパックを SOA 内に維持または到達させるためのパッシブおよび/またはアクティブ温度調節で構成される熱保護は、バッテリー パック保護管理の 2 つの主要な領域です。
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BMS における充電管理とは何ですか?
間違いなく、BMS が提供する最も重要なバッテリー性能の利点の 1 つは、バッテリー パックの容量を最大化することです。このメンテナンスを怠ると、バッテリー パックは最終的に役に立たなくなる可能性があります。バッテリー パックの「スタック」(セルの直列配列) は完全に同じではなく、本質的に漏れや自己放電率が多少異なります。これが問題の根本です。
漏れは 製造元の問題ではなく、バッテリーの化学的特性ただし、統計的には、製造プロセスのわずかな違いによって影響を受ける可能性があります。バッテリー パックには、最初はよく適合したセルが含まれている場合がありますが、時間が経つにつれて、自己放電だけでなく、充電/放電サイクル、高温、通常の経年劣化の結果として、セル間の類似性はさらに低下します。
