مدونة الشركة حول مجلس تقييم إدارة البطاريات: شاحن البطارية، مقياس وقود البطارية

لوحة تقييم إدارة بطارية إعادة التدوير TI: شاحن البطارية، مقياس وقود البطارية

شنتشن مينججيادا للإلكترونيات المحدودةهي الشركة الرائدة في مجال توفير خدمات إعادة تدوير المكونات الإلكترونية في الصين، وهي متخصصة في إعادة التدوير عالية القيمة للمكونات الإلكترونية المختلفة. مع ما يقرب من 30 عامًا من الخبرة في الصناعة، أنشأت الشركة شبكة عالمية لإعادة التدوير ونظام تقييم احترافي، مما يوفر حلول إدارة مخزون فعالة وآمنة ومتوافقة للعملاء.

مزايا إعادة التدوير

إعادة التدوير عالية القيمة: من خلال الاستفادة من شبكة المشتريات العالمية لدينا ورؤى السوق، نقدم أسعار إعادة التدوير الأكثر تنافسية لمساعدة العملاء على زيادة التدفق النقدي إلى أقصى حد.

التصفية السريعة: تضمن عمليات التقييم الموحدة والدعم الرأسمالي الكبير للعملاء إتمام المعاملات والحصول على الأموال النقدية في أقصر وقت ممكن.

العمليات القائمة على الامتثال: نقوم حصريًا بإعادة تدوير المكونات التي يتم الحصول عليها من الموزعين والتجار ومصانع المستخدم النهائي المعتمدة، مما يضمن أن جميع المعاملات متوافقة مع القانون.

I. مجلس تقييم شاحن البطارية

الوظائف الأساسية وفلسفة التصميم

يحاكي مجلس تقييم شاحن بطارية TI سيناريوهات شحن البطارية في العالم الحقيقي للتحقق من كفاءة شحن أجهزة الشاحن ودقتها وقدرات الحماية والتوافق، مما يوفر معايير أداء لتصميم وحدة الإنتاج الضخم. تركز فلسفة التصميم الخاصة بها على "الكفاءة والسلامة والمرونة"، وموازنة سرعة الشحن مع طول عمر البطارية مع دعم بروتوكولات وأوضاع الشحن المتعددة لاستيعاب متطلبات التطبيقات المتنوعة.

بشكل أساسي، تركز لوحة تقييم الشاحن على الدوائر المتكاملة لشاحن TI (مثل سلسلة BQ)، المقترنة بدوائر الطاقة الطرفية، ودوائر أخذ العينات، ودوائر الحماية، ودوائر الواجهة لمحاكاة بنية الشحن الموجودة في المنتجات الفعلية. يمكن توصيله مباشرة بالبطارية لإجراء اختبارات الشحن أو استخدامه لجمع البيانات مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة أثناء عملية الشحن عبر نقاط الاختبار، مما يتيح تحليل خصائص تشغيل الشاحن IC.

النماذج التمثيلية والميزات الأساسية

تشتمل لوحات تقييم شواحن TI على نوعين رئيسيين: الشواحن الخطية والشواحن ذات الوضع التبديلي، والتي تلبي مستويات الطاقة المختلفة وسيناريوهات التطبيق. فيما يلي اثنين من النماذج الأكثر تمثيلاً وتفاصيل ميزاتها، والتي تغطي التطبيقات السائدة مثل الإلكترونيات الاستهلاكية والمعدات الصناعية:

BQ25186EVM: لوحة تقييم الشاحن الخطي منخفض الطاقة

BQ25186EVM عبارة عن وحدة تقييم مصممة خصيصًا لشاحن IC BQ25186. هذا IC عبارة عن شاحن بطارية خطي 1A يتم التحكم فيه بواسطة I²C وموجود في حزمة QFN مدمجة مع وسادة حرارية. فهو يدمج الوظائف المطلوبة الأكثر شيوعًا لتطبيقات الإلكترونيات الصناعية والشخصية، مما يجعله خيارًا مثاليًا لحلول الشحن منخفضة الطاقة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.

تشمل الميزات الأساسية ما يلي: دعم الشحن الخطي 1 أمبير مع دقة جهد قابلة للتكوين تصل إلى 0.5%، وتيار الإنهاء منخفض يصل إلى 0.5 مللي أمبير لضمان دقة الشحن؛ منحنى شحن حراري متكامل قابل للبرمجة مع عتبات درجة حرارة ساخنة ودافئة وباردة وباردة قابلة للتكوين للشحن الآمن عبر بيئات مختلفة؛ تتيح إمكانية إدارة مسار الطاقة تشغيل النظام وشحن البطارية بشكل متزامن، مما يعزز استقرار طاقة النظام؛ يدعم وضع إيقاف التشغيل 15nA لزيادة عمر البطارية إلى أقصى حد أثناء فترات الخمول، مقترنًا بوظائف الإدخال وإعادة الضبط بلمسة واحدة، ويتميز بمؤقتات قابلة للتعديل؛ يستخدم التحكم في اتصالات I²C لتكوين المعلمات المريحة ومراقبة الحالة؛ يشتمل على دبابيس طاقة إدخال مخصصة (PG) وتمكين الشحن (CE) لتبسيط تصميم الدوائر الطرفية.

تشمل التطبيقات الأساسية سماعات الأذن TWS وحالات الشحن والنظارات الذكية (AR/VR) والساعات الذكية وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء، بالإضافة إلى السيناريوهات الصناعية منخفضة الطاقة مثل أتمتة البيع بالتجزئة وأتمتة المباني. تأتي لوحة التقييم مع دليل مستخدم شامل يحتوي على تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور، والخطط، وقائمة المواد (BOM)، وإجراءات الاختبار للنماذج الأولية السريعة.

BQ25798EVM: لوحة تقييم وضع التبديل عالي الطاقة للشاحن/الشاحن المعزز

يقوم BQ25798EVM بتقييم الشاحن BQ25798 IC، وهو مدير شحن بطارية معزز/متكامل لوضع التبديل في حزمة HOTROD (QFN). وهو يدعم خلايا Li-ion وLi-polymer المتصلة بسلسلة من 1 إلى 4، مما يجعله الحل الأمثل لتطبيقات الطاقة المتوسطة إلى العالية، خاصة تلك التي تتطلب توصيل طاقة ثنائي الاتجاه.

تشمل الميزات الرئيسية ما يلي: يدعم الشحن المعزز/وضع التبديل عالي الكفاءة 5 أمبير مع نطاق جهد دخل يتراوح من 3.6 فولت إلى 24 فولت. تردد التبديل قابل للبرمجة بين 750 كيلو هرتز و1500 كيلو هرتز، مما يوازن بين كفاءة الشحن وحجم اللوحة. يتميز بأقصى تتبع لنقطة الطاقة (MPPT) للمصادر عالية المقاومة مثل الألواح الشمسية، مما يعزز استخدام الطاقة. يدعم واجهة I²C التسلسلية للتكوين المرن لمعلمات الشحن وإعدادات النظام، مما يتيح التبديل السلس بين أوضاع الشحن وأوضاع USB OTG؛ عند إقرانه بواجهة EV2400 أو USB2ANY وADC المدمج، فإنه يتيح مراقبة حالة الشاحن في الوقت الفعلي ومعلومات الخطأ وبيانات الجهد/التيار؛ تسمح واجهة محول إدخال USB المدمجة بوضع حدود تيار الإدخال الافتراضية عبر اتصال D+/D-. يتضمن نقاط اختبار ومقاومات حسية ووصلات لقياس الجهد العالي الدقة وأداء التنظيم الحالي. يدعم نظام NFET للحجب ثنائي الاتجاه المدمج محدد مصدر الإدخال المزدوج القابل للتحديد من خلال وصلة العبور لتعزيز مرونة التطبيق.

مناسب للأجهزة ذات الطاقة المتوسطة والعالية بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والمعدات الطبية المحمولة والمحطات المحمولة الصناعية والأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية. لا يتضمن مجلس التقييم EV2400 أو USB2ANY المطلوب للتشغيل؛ يجب تكوينها بشكل منفصل. يتم توفير أدلة المستخدم التفصيلية والوثائق الفنية لدعم التحقق من الأداء في السيناريوهات المعقدة.

مقاييس الاختبار الرئيسية وعملية التقييم

عند الاختبار باستخدام لوحات تقييم شاحن TI، ركز على المقاييس الهامة التالية للتأكد من أن IC الشاحن يلبي متطلبات التطبيق: كفاءة الشحن (كفاءة التحويل في ظل الأحمال المتغيرة وفولتية الإدخال)، ودقة الشحن (نطاقات التسامح لجهد الشحن وتيار الإنهاء)، والأداء الحراري (تغيرات درجة الحرارة في IC ولوحة التقييم أثناء الشحن للتحقق من صحة التصميم الحراري)، ووظائف الحماية (سرعة الاستجابة وفعالية الجهد الزائد، والتيار الزائد، ودرجة الحرارة الزائدة، وحماية الدائرة القصيرة)، وأداء إدارة مسار الطاقة (الاستقرار). أثناء توصيل الطاقة والشحن في وقت واحد)، وخصائص الطاقة المنخفضة (الاستهلاك الحالي في وضعي إيقاف التشغيل والاستعداد). .

تتكون عملية التقييم القياسية من ثلاث خطوات: أولاً، إعداد بيئة الاختبار عن طريق توصيل لوحة التقييم بمصدر الطاقة، والبطارية، وأدوات الاختبار (المقياس المتعدد، ومنظار الذبذبات)، والكمبيوتر. قم بتثبيت برنامج BQ Studio وإقامة اتصال مع مجلس التقييم. ثانيًا، قم بتكوين المعلمات عبر البرنامج لتعيين وضع الشحن، وجهد الشحن، وتيار الشحن، وعتبات درجة الحرارة، وما إلى ذلك، بما يتناسب مع مواصفات بطارية الاختبار. أخيرًا، ابدأ اختبار الشحن، ومراقبة جميع البيانات في الوقت الفعلي أثناء الشحن، وتسجيل منحنى الشحن، وبيانات الكفاءة، وأحداث تشغيل وظيفة الحماية، وإكمال تقييم الأداء، وتحسين المعلمات.

ثانيا. مجلس تقييم مراقبة حالة شحن البطارية (SOC).

الوظائف الأساسية وفلسفة التصميم

تتمثل الوظيفة الأساسية لمجلس تقييم شاشة SOC للبطارية في التحقق من دقة IC لشاشة SOC في اكتشاف المعلمات مثل الشحن المتبقي للبطارية (SOC)، والسعة المتبقية، والحالة الصحية (SOH)، وعدد دورات الشحن/التفريغ. يوفر هذا أساسًا لتصميم وحدات مراقبة حالة شحن البطارية. تركز فلسفة التصميم الخاصة بها على "الدقة والموثوقية والتوافق". باستخدام خوارزميات قياس الطاقة الحاصلة على براءة اختراع من TI، فإنها تخفف من تأثير عوامل مثل درجة الحرارة ومعدلات الشحن/التفريغ وعمر البطارية على دقة القياس، مما يضمن قدرة المستخدمين على مراقبة حالة البطارية بدقة.

على غرار لوحات تقييم الشاحن، تتمركز لوحة تقييم عداد البطارية على جهاز قياس البطارية IC الخاص بـ TI، مقترنًا بمقاومات أخذ العينات، وواجهات الاتصال، ووحدات العرض (في بعض الطرز)، والدوائر المساعدة. يمكنه التفاعل مباشرة مع البطاريات لجمع بيانات الجهد والتيار ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي. ومن خلال الحسابات الخوارزمية، فإنه يستمد المعلمات الرئيسية مثل SOC وSOH، ويخرج النتائج عبر واجهات البرامج أو الأجهزة لإجراء الاختبار والتحقق بسهولة. يتيح برنامج TI’s Battery Management Studio (BQ Studio) التحكم الشامل في جهاز مراقبة البطارية IC، بما في ذلك الوصول إلى السجل وقراءة البيانات وتكوين المعلمات وتسجيل البيانات الدورية.

النماذج النموذجية والميزات الأساسية

تغطي لوحات تقييم عدادات البطاريات الخاصة بشركة TI تكوينات خلية واحدة ومتعددة الخلايا، وتدعم أنواعًا مختلفة من البطاريات بما في ذلك أيون الليثيوم، وبوليمر الليثيوم، وفوسفات حديد الليثيوم، وهيدريد معدن النيكل. يتم تصنيف النماذج الأساسية إلى أساسية (مع التركيز على القياس الدقيق) ومتكاملة (تتضمن وظائف الحماية). فيما يلي تحليل لنموذجين نموذجيين:

BQ28Z620EVM-071: لوحة تقييم عداد البطارية متعدد الخلايا مع الحماية المتكاملة

يعد BQ28Z620EVM-071 نظام تقييم كامل لأنظمة إدارة البطارية (BMS) يشتمل على BQ28Z620 وBQ294502. BQ28Z620 عبارة عن جهاز مراقبة حالة شحن البطارية مع حماية متكاملة، ومناسب لحزم سلسلة مكونة من 1-2 خلية. وهو يدعم 1.2VI/O وهو الحل الأمثل لقياس البطارية متعددة الخلايا في الأجهزة الصغيرة.

تشمل الميزات الأساسية ما يلي: قياس الطاقة عالي الدقة باستخدام تقنية Impedance Track™ لقياس SOC وSOH بدقة؛ انخفاض بنسبة 52% في إزاحة عداد الكولوم إلى قيمة نموذجية تبلغ 4.8 ميكروفولت فقط، مما يعزز دقة القياس؛ استهلاك تيار منخفض للغاية يصل إلى 300 ميكرو أمبير (نموذجي)، مما يوفر كفاءة فائقة في استخدام الطاقة مقارنة بمقاييس الطاقة المماثلة متعددة الخلايا؛ تعمل قيم المقاوم ذات التيار المنخفض جدًا من 0.5mΩ إلى 3mΩ على تقليل تبديد الطاقة؛ يدعم جهد الإدخال المنخفض الذي يصل إلى 2.2 فولت، ويستوعب كيمياء الخلايا المستقبلية ومتطلبات جهد النظام المنخفض للغاية؛ ضمانات حماية متكاملة شاملة ضد الشحن الزائد، والإفراط في التفريغ، وقصر الدائرة، والتيار الزائد في مجموعات البطاريات ذات الخلية الواحدة أو المزدوجة الخلية؛ من خلال لوحة الواجهة EV2400 وبرنامج BQ Studio، يمكن للمستخدمين قراءة سجلات بيانات BQ28Z620، وبرمجة مجموعة الشرائح لتكوينات مختلفة لحزمة البطارية، وبيانات دورة السجل لمزيد من التقييم، وتقييم الوظيفة العامة للحل في ظل ظروف الشحن/التفريغ المختلفة عبر بروتوكول الاتصال I²C.

تشمل التطبيقات المناسبة المنتجات التي تستخدم الخلايا المتصلة بسلسلة 1-2، مثل الأجهزة المحمولة الصغيرة، والأجهزة القابلة للارتداء، وأجهزة الاستشعار الصناعية المدمجة. يتضمن مجلس التقييم، بسعر 55 دولارًا، وثائق فنية مثل أدلة المستخدم وإعلانات المطابقة لتسهيل الاختبار السريع.

BQ34Z100EVM: وحدة تقييم مراقبة البطارية متعددة الكيمياء واسعة النطاق

BQ34Z100EVM عبارة عن وحدة تقييم مصممة خصيصًا لشاشة البطارية واسعة النطاق BQ34Z100. عند دمجه مع محول EV2300 USB وبرنامج الكمبيوتر الشخصي الذي يعمل بنظام التشغيل Windows، فإنه يشكل نظام تقييم كامل يدعم البطاريات عبر كيميائيات متعددة، بما في ذلك أيون الليثيوم وهيدريد معدن النيكل (NiMH) والنيكل والكادميوم (NiCd)، مما يوفر توافقًا واسع النطاق.

تتضمن الميزات الأساسية ما يلي: يدعم قياس الطاقة لحزم البطاريات ذات الخلية الواحدة أو متعددة الخلايا، وهو متوافق مع أنواع البطاريات المختلفة بما في ذلك Li-ion وLi-polymer وLiFePO4 وNiMH وNiCd. بالنسبة لحزم NiMH وNiCd، يجب أن يضمن الحد الأدنى لعدد خلايا السلسلة بقاء جهد العبوة أعلى من 3.3 فولت. قدرة قياس واسعة النطاق تستوعب البطاريات ذات السعات المختلفة ومعدلات التفريغ بدقة عالية، وتتأثر بشكل طفيف بعوامل درجة الحرارة والشيخوخة؛ من خلال محول الواجهة EV2300 والبرمجيات المصاحبة، فإنه يتيح عمليات مثل قراءة سجل البيانات، وبرمجة الرقاقة، وتسجيل البيانات الدورية، وتقييم أداء الشحن/التفريغ؛ تسمح المكونات الطرفية الكاملة المدمجة باختبار البطارية مباشرة دون الحاجة إلى أجهزة إضافية، مما يبسط عملية الاختبار؛ يدعم التنبؤ بسعة البطارية، مما يحسن دقة حساب SOC بناءً على بيانات الشحن/التفريغ التاريخية لتعزيز تجربة المستخدم.

مناسب للإلكترونيات المحمولة وأدوات الطاقة وأجهزة تخزين الطاقة الصغيرة وغيرها من المنتجات التي تستخدم كيمياء البطاريات المتنوعة. يوضح دليل المستخدم المصاحب محتويات المجموعة ومواصفات الأداء وإجراءات البدء السريع وطرق الاختبار لتسهيل الاعتماد السريع من قبل موظفي البحث والتطوير.

مقاييس الاختبار الرئيسية وعملية التقييم

تركز مقاييس التقييم الأساسية للوحة تقييم عداد البطارية على "دقة القياس"، بما في ذلك في المقام الأول: دقة قياس SOC (نطاق الخطأ في حالات الشحن الكاملة والنصف والمنخفضة؛ الخطأ المثالي ≥2%)، ودقة اكتشاف SOH (التقييم الدقيق لتدهور البطارية)، واستقرار دورة الشحن/التفريغ (تباين دقة القياس بعد الدورات المتكررة)، والقدرة على التكيف مع درجة الحرارة (دقة القياس عبر درجات حرارة مختلفة)، ودقة أخذ العينات الحالية (عامل أساسي يؤثر على حساب SOC). بالإضافة إلى ذلك، يجب تقييم استقرار الاتصال وخصائص الطاقة المنخفضة وفعالية وظائف الحماية (للأنواع المتكاملة) لمقياس البطارية IC.

تعكس عملية التقييم القياسية تلك الخاصة بألواح تقييم الشاحن: أولاً، قم بإنشاء بيئة الاختبار عن طريق توصيل لوحة التقييم والبطارية وأدوات الاختبار والكمبيوتر؛ قم بتثبيت برنامج BQ Studio وإقامة الاتصال. بعد ذلك، قم بإجراء معايرة البطارية من خلال استكمال دورات الشحن/التفريغ لمعايرة المعلمات مثل سعة البطارية والمقاومة الداخلية، مما يضمن دقة القياس. بعد ذلك، قم بإجراء اختبار الشحن/التفريغ لمحاكاة سيناريوهات الاستخدام في العالم الحقيقي (معدلات التفريغ المتفاوتة، ودرجات الحرارة)، وتسجيل المعلمات مثل SOC وSOH في الوقت الفعلي مع مقارنة سعة البطارية الفعلية بالسعة المقاسة لتحديد التناقضات. وأخيرًا، قم بتحليل بيانات الاختبار لتحسين معلمات القياس، والتأكد من أنها تلبي متطلبات التطبيق. توفر TI أيضًا حاسبة معلمات القياس لمساعدة المصممين في الحصول على معاملات CEDV المطابقة لكيمياء بطارية محددة، مما يعزز دقة القياس.

ثالثا. التشغيل التآزري وقيمة التطبيق للوحات تقييم الشاحن ومقياس البطارية

مبدأ التآزر

في أنظمة إدارة البطارية العملية، يعد شاحن البطارية وجهاز القياس من المكونات الأساسية التي تعمل جنبًا إلى جنب. تدعم لوحات تقييم TI الاختبار المشترك لكليهما: يقوم الشاحن بضبط معلمات الشحن بناءً على حالة البطارية (SOC، درجة الحرارة) لتحقيق شحن فعال وآمن؛ تقوم شاشة البطارية بتتبع بيانات الجهد والتيار ودرجة الحرارة بشكل مستمر، وتحسب SOC وSOH، وتنقل هذه المعلومات إلى الشاحن. يقوم الشاحن بعد ذلك بتبديل أوضاع الشحن (تيار ثابت/جهد ثابت) ويضبط مستويات التيار/الجهد بناءً على هذه القراءات. عندما تصل نسبة SOC إلى 100% أو يتم اكتشاف ظروف غير طبيعية، يقوم الشاحن بإيقاف الشحن على الفور لمنع تلف البطارية.

من خلال الاختبار المتكامل لمجلس تقييم TI، يمكن التحقق من استقرار الاتصال وتوافق المعلمات والكفاءة التعاونية بين المكونين. على سبيل المثال: عندما تكتشف شاشة مراقبة البطارية درجة حرارة البطارية الزائدة، هل يمكنها نقل هذه المعلومات على الفور إلى الشاحن، مما يؤدي إلى تفعيل الحماية من درجة الحرارة الزائدة وإيقاف الشحن؟ عندما تصل SOC إلى حد معين، هل يمكن للشاحن تبديل أوضاع الشحن بدقة أو إيقاف الشحن لضمان سلامة الشحن وطول عمر البطارية؟ يحدد اختبار التعشيق بشكل استباقي مشكلات التوافق في التصميمات، مما يقلل من مخاطر الإنتاج الضخم.

قيمة التطبيق الأساسية

تكمن القيمة الأساسية لشاحن البطاريات ومجلس تقييم مراقبة البطارية التابع لشركة TI في "تسريع البحث والتطوير، وتقليل المخاطر، وتحسين الأداء"، وهو ما يتجلى في ثلاثة جوانب رئيسية:

أولاً، تقصير دورة البحث والتطوير. توفر لوحة التقييم منصة أجهزة وبرامج داعمة جاهزة للاستخدام، مما يلغي حاجة المطورين إلى بناء دوائر اختبار من الصفر. يتيح ذلك التحقق السريع من أداء الدائرة المتكاملة للشاحن ومقياس البطارية، والفحص السريع للمكونات المناسبة، وتقليل تصميم الأجهزة التكراري، والنماذج الأولية، ودورات الاختبار. إنه يقصر دورة تطوير BMS بنسبة 30%-50%.

ثانياً، فهو يقلل من مخاطر التنمية. تشتمل لوحة التقييم على دوائر حماية شاملة وآليات معايرة لتحديد عيوب أداء الجهاز ونقاط الضعف في التصميم بدقة - مثل عدم كفاية كفاءة الشاحن أو الأخطاء المفرطة في قياس العداد - مما يتيح الكشف المبكر عن المشكلات وحلها لمنع فشل الإنتاج الضخم. بالإضافة إلى ذلك، تساعد التصميمات المرجعية والوثائق الفنية الخاصة بشركة TI المطورين على تجنب مخاطر التصميم الشائعة، مما يعزز موثوقية المنتج.

ثالثًا، يعمل على تحسين أداء المنتج. يسمح الاختبار الدقيق عبر لوحة التقييم بتحسين معلمات الشحن وخوارزميات قياس الطاقة، وتعزيز كفاءة الشحن، وإطالة عمر البطارية، وتحسين دقة قياس SOC. وهذا يمنح المنتج النهائي قدرة تنافسية أقوى في السوق. على سبيل المثال، يؤدي تحسين معلمات الإدارة الحرارية للشاحن إلى منع ارتفاع درجة حرارة الجهاز أثناء الشحن، بينما تعمل معايرة خوارزمية حساب الطاقة على التخلص من أخطاء القياس عند مستويات البطارية المنخفضة، وبالتالي تعزيز تجربة المستخدم.