Desmontaje del sistema de gestión de baterías de iones de litio (BMS) de uso común, Perspectiva de la estructura interna

December 13, 2024

El desmontaje de una placa de protección de batería de iones de litio revela los secretos del uso de los componentes.


Como todos sabemos, la placa de protección de la batería de litio está compuesta principalmente de circuitos electrónicos,Que puede ver con precisión el voltaje de las celdas de la batería y la corriente de los circuitos de carga y descarga en cualquier momento bajo el ambiente de -40 ° C a 85 ° CLa placa de protección de la batería de litio tiene sobrecarga, sobre descarga, sobrecorriente, protección de conexión inversa cuatro funciones,Principalmente para proteger la seguridad del uso de las baterías de litioSe puede decir que la placa de protección de la batería de litio es una parte indispensable del paquete de baterías.
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Ahora desmontado es el KLS 16S 80A BMS.KLS fue creado en 2014, el principal de baja tensión batería de litio productos BMS, principalmente en la aplicación de menos de 28 series.KLS batería de iones de litio/Life-po4/NMC BMS ha sido reconocido por clientes nacionales y extranjerosA través del desmontaje de la placa BMS, para entender el uso de los componentes, y al mismo tiempo juntos para explorar la tecnología central de KLS.


 

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Cable especial de la placa KLS BMS (izquierda) y placa de protección de la batería de litio (derecha)

Véase la apariencia general de la parte delantera y laterales de la placa de protección de la batería de litio.


1.Plata de protección del KLS delante

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Este tablero de protección de baterías de litio admite el uso de baterías ternárias de litio, fosfato de hierro de litio y titanato de litio de la serie 7-16, con control remoto, comunicación y función Bluetooth.
Las especificaciones: KLS-LB-16S-80A ((Pico 150A)

2.El reverso de la placa protectora KLS

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El reverso está etiquetado con el símbolo "Prueba aprobada".
Todo el proceso de desmontaje de esta placa de protección de baterías de litio es muy simple.Simplemente use un destornillador para desenroscar los pequeños tornillos en los bordes de las esquinas de los lados delantero y trasero a su vez, de modo que las dos piezas de madera contrachapada de aluminio se separan de la placa de PCB central.
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3Esto es lo que parece después de todo el desmontaje ha sido completado con los dos placas de madera contrachapada de aluminio separados de la placa de PCB en el medio.

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4Aquí están los lados delantero y trasero de la placa de PCB después de desmontar la placa de protección de la batería de litio.

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A continuación, examinemos principalmente los componentes centrales utilizados en el PCB y sus características.


1.Componente 1No de modelo: MM32L073)

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El chip de control principal de esta placa de protección de baterías de iones de litio es el producto MM32L073 de Spirit Microelectronics. Utiliza un microcontrolador de 32 bits de alto rendimiento ARM® CortexTM-M0 como núcleo,una frecuencia de funcionamiento máxima de hasta 48 MHz,Los productos MM32L073 incluyen un ADC de 12 bits, dos comparadores, un temporizador general de 16 bits,un temporizador de uso general de 32 bits. 3 temporizadores básicos de 16 bits, un temporizador avanzado de 16 bits, y también incluye una interfaz de comunicación estándar, El MM32L073 incluye un ADC de 12 bits, dos comparadores, un temporizador de 16 bits de uso general,un temporizador de uso general de 32 bits, tres temporizadores básicos de 16 bits y un temporizador avanzado de 16 bits, así como interfaces de comunicación estándar: una interfaz I2C, dos interfaces SPI, una interfaz USB, una interfaz CAN y dos interfaces UART.

El voltaje de funcionamiento de esta familia de productos es de 2.0V ∼ 5.5V, y el rango de temperatura de funcionamiento incluye -40◦C ∼ +85◦C para el tipo regular y -40◦C ∼ +105◦C para el tipo extendido.

Aplicaciones:
- Motores y control de las aplicaciones
- Dispositivos médicos y de mano
- Periféricos para juegos de PC y plataformas GPS
- Aplicaciones industriales: controladores lógicos programables (PLC), inversores, impresoras y escáneres
- Sistemas de alarma, videointercomunicación y sistemas de climatización, etc.

2.Componente 2(Modelo: SH367309)

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SH367309 es un chip front-end digital para BMS de baterías de iones de litio, con VADC incorporado para recoger el voltaje, la temperatura y la corriente de la célula;CADC incorporado para recoger la corriente y contar la capacidad restante del paquete; EEPROM incorporado para almacenar parámetros ajustables como los umbrales de protección y el retraso de tiempo; e interfaz de comunicación TWI incorporada para operar registros relacionados y EEPROM.

SH367309 funciona en modo de protección para proteger el paquete de baterías de iones de litio de forma independiente; en modo de adquisición,puede cooperar con MCU para gestionar el paquete de baterías de iones de litio y habilitar todas las funciones de protección al mismo tiempo; es adecuado para baterías de iones de litio con un voltaje total no superior a 70V.

Características:
- Función de protección del hardware
- Interruptor de equilibrio incorporado
- Prohibir la función de carga de las celdas de baja tensión
- Función de detección de corriente pequeña
- Apoya la energía caótica arriba y abajo
- Módulo de vigilancia incorporado
- Diseño de modo
- VADC de 13 bits para la adquisición de voltaje/temperatura/corriente
- 16 bits ∆- ∆CADC para la adquisición actual
- EEPROM incorporado
- Fuente de alimentación regulada
- controlador MOSFET: controlador NMOS en el lado negativo de la batería
- Pín CTL: Control prioritario de la parada del MOSFET de carga y descarga
- Interfaz de comunicación TWI: soporte de suma de comprobación CRC8
- Diseño de bajo consumo energético
- Paquete TQFP48

3.Componente 3(Modelo: CRSS042N10N)

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Este dispositivo N-MOSFET de 100 V es de CR Micro. Un total de 16 dispositivos N-MOSFET idénticos se utilizan en los lados delantero y trasero de esta placa de protección.

Características:
- Utiliza CRM (CQ) y tecnología avanzada SkyMOS1
- RDS de baja resistencia.
- Excelente producto (FOM)
- Calificado según las normas JEDEC

Aplicaciones:
- Control y conducción del motor
- Gestión de la batería
- UPS (alimentamiento ininterrumpido)

Se dispone de otra información sobre el producto:
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4.Componente 4(Modelo: SVT10111ND)

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Los transistores de efecto de campo MOS de potencia mejorada N-Channel SVT10111ND se fabrican utilizando la tecnología de proceso Silan LVMOS.Este producto puede utilizarse ampliamente en la gestión de energía de sistemas de suministro de energía ininterrumpida e inversor.

Características:
- 14A, 100V, RDS (encendido) (típico) = 85mΩ@VGS = 10V
- Baja carga de la puerta
- Baja capacidad de transferencia inversa
- Velocidad de cambio rápida
- Mejora de la capacidad de DVD/dt

5.Componente 5(Modelo: CT357B1)

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El optoacoplador de propósito general de la serie Mega Taiwan CT357B1 consiste en un fototransistor.El fototransistor está acoplado ópticamente a un diodo emisor infrarrojo de arseniuro de galio en un paquete plano en miniatura de 4 conductos, lo que lo convierte en un optoacoplador de transistor fototransistor de panel plano en miniatura de entrada de CC de 4 conductos.

Características:
- Alto aislamiento 3750 VRMS
- Se pueden seleccionar múltiples CTR
- Entrada de corriente continua con salida de transistor
- Distancia de arrastramiento ≥ 5 mm
- Rango de temperatura de funcionamiento de -55°C a 110°C
- Envases verdes
- Las aprobaciones reglamentarias

Aplicaciones: convertidores CC-CC, controladores programables, equipos de telecomunicaciones, sustratos híbridos que requieren un montaje de alta densidad

Se dispone de información específica sobre el producto:
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Resumen de la red de aplicaciones de dispositivos semiconductores



A través del uso de componentes vistos después del desmontaje,Aprendimos que el chip de control principal de la placa de protección de la batería de litio utilizado en el Espíritu Microelectronics de alto rendimiento ARM ® Cortex TM-M0 como el núcleo del microcontrolador de 32 bits, con una gran cantidad de periféricos

 

configuraciones y atributos funcionales, tanto de rendimiento inteligente, seguro y estable; al mismo tiempo, el uso de Zhongying Electronics 5-16 cadenas de baterías de litio BMS chip front-end,para proporcionar protección contra la sobrecarga, protección contra la sobre descarga, protección contra la temperatura, protección contra la sobrecarga y descarga de corriente, protección contra el cortocircuito, protección contra la sobrecarga secundaria, etc.,y su interruptor de equilibrio integrado también mejora la consistencia de las células de la batería.

En términos de bajo consumo de energía, ambos dispositivos centrales cumplen los requisitos de múltiples modos de funcionamiento de ahorro de energía para garantizar aplicaciones de baja potencia,para que la placa de protección de la batería de litio pueda entrar directamente en el modo de baja potencia cuando no hay corrienteLa combinación de los dos, con el fin de garantizar el rendimiento y la funcionalidad de la placa de protección de la batería de litio al mismo tiempo, más propicio para la gestión de la seguridad de la batería.

Además, Silan Micro 14A, tubo de efecto de campo de mejora de canal N de 100V utilizando tecnología avanzada y estructura de célula, haciendo que el producto tenga una baja resistencia de encendido,rendimiento de conmutación superior y alta resistencia a la avalanchaTambién equipado con 16 dispositivos N-MOSFET de CR Micro, esta placa de protección de baterías de iones de litio tiene una menor resistencia y mejores capacidades de conducción de tubos MOS y gestión de baterías.

En general, además de las funciones básicas de protección, la placa de protección de la batería de litio también tiene detección de fallas inteligente, transmisión inalámbrica Bluetooth,Dispositivos de transmisión híbrida de relé y tubo MOS y bajo consumo de energíaAdemás, la placa de protección de la batería de litio puede soportar 80A, pico hasta 150A, soportar el uso de series reducidas (7-16 series), para vehículos de baja velocidad,almacenamiento de energía de bajo voltaje, motocicletas eléctricas, vehículos eléctricos de dos o tres ruedas, carros de golf y otras baterías de litio en el campo es muy adecuado.