Un système de gestion de batterie est essentiellement le «cerveau» d'une batterie; il mesure et signale les informations cruciales pour le fonctionnement de la batterie et protège également la batterie contre les dommages dans un large éventail de conditions de fonctionnement.
La fonction la plus importante d'un système de gestion de batterie est la protection des cellules.
Cellules de batterie au lithium-ion ont deux problèmes de conception critiques; si vous les surchargez, vous pouvez les endommager et provoquer une surchauffe et même une explosion ou une flamme, il est donc important de disposer d'un système de gestion de la batterie pour fournir une protection contre les surtensions.
Les cellules au lithium-ion peuvent également être endommagées si elles sont déchargées en dessous d'un certain seuil, soit environ 5% de la capacité totale. Si les cellules sont déchargées en dessous de ce seuil, leur capacité peut être réduite de façon permanente.
Pour garantir que la charge d'une batterie ne dépasse pas ou ne dépasse pas ses limites, un système de gestion de batterie dispose d'un dispositif de sauvegarde appelé protecteur Lithium-ion dédié
Chaque circuit de protection de batterie a deux commutateurs électroniques appelés «MOSFET». Les MOSFET sont des semi-conducteurs utilisés pour activer ou désactiver des signaux électroniques dans un circuit.
Un système de gestion de batterie a généralement un MOSFET de décharge et un MOSFET de charge.
Si le protecteur détecte que la tension aux bornes des cellules dépasse une certaine limite, il interrompra la charge en ouvrant la puce Charge MOSFET. Une fois que la charge est redescendue à un niveau de sécurité, l'interrupteur se ferme à nouveau.
De même, lorsqu'une cellule se décharge à une certaine tension, le protecteur coupera la décharge en ouvrant le MOSFET de décharge.
La deuxième fonction la plus importante effectuée par un système de gestion de batterie est la gestion de l'énergie.
Le capteur de puissance de la batterie de votre ordinateur portable est un bon exemple de gestion de l'énergie. La plupart des ordinateurs portables d'aujourd'hui sont non seulement capables de vous dire combien de charge il reste dans la batterie, mais également quel est votre taux de consommation et combien de temps il vous reste pour utiliser l'appareil avant que la batterie doive être rechargée. Donc, en termes pratiques, la gestion de l'énergie est très importante dans les appareils électroniques portables.
La clé de la gestion de l'énergie est le «comptage de Coulomb». Par exemple, si vous avez 5 personnes dans une pièce et que 2 personnes partent, il vous en reste trois, si trois autres personnes entrent, vous avez maintenant 6 personnes dans la pièce. Si la salle a une capacité de 10 personnes, avec 6 personnes à l'intérieur, elle est pleine à 60%. Un système de gestion de batterie suit cette capacité. Cet état de charge est communiqué à l'utilisateur par voie électronique via un bus numérique appelé SM BUS ou via un affichage de l'état de charge où vous appuyez sur un bouton et un affichage LED vous donne une indication de la charge totale par incréments de 20%.
Les systèmes de gestion de batterie pour certaines applications comme celui de ce terminal de point de vente portable comprennent également un chargeur intégré composé d'un dispositif de contrôle, d'un inducteur (qui est un dispositif de stockage d'énergie) et d'un déchargeur. Le dispositif de contrôle gère l'algorithme de charge. Pour les cellules lithium-ion, l'algorithme de charge idéal est un courant constant et une tension constante.
Une batterie se compose généralement de plusieurs cellules individuelles qui fonctionnent ensemble en combinaison. Idéalement, toutes les cellules d'un bloc-batterie doivent être conservées dans le même état de charge. Si les cellules se déséquilibrent, les cellules individuelles peuvent être stressées et entraîner une interruption prématurée de la charge et une réduction de la durée de vie globale de la batterie. Les équilibreurs de cellules du système de gestion de batterie, illustrés ici, prolongent la durée de vie de la batterie en empêchant ce déséquilibre de charge dans les cellules individuelles de se produire.
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