Rozwiązania relé w tablicy ochronnej baterii: zasady, zalety i zastosowania

W systemach zarządzania akumulatorami podstawową funkcją tablicy ochronnej jest natychmiastowe odcięcie obwodu w przypadku wystąpienia nieprawidłowości, takich jak przeładowanie, przeładowanie, przepływ prądu lub zwarcia.zapewnienie bezpieczeństwa zarówno akumulatora, jak i użytkownikaObecnie dwa główne podejścia do ochrony to rozwiązanie MOSFET i rozwiązanie przekaźnika.i odpowiednich zastosowań roztworu rellu.

Rozwiązanie przekaźnika odnosi się do tablicy ochronnej akumulatora, która wykorzystuje przekaźnik elektromagnetyczny jako główne urządzenie przełączania obwodu,sterowanie podłączeniem i odłączeniem akumulatora poprzez podanie lub wyłączenie energii z cewki przekaźnikaW przeciwieństwie do roztworu MOSFET, przekaźnik jestprzełącznik mechanicznyktóry opiera się na sile elektromagnetycznej, aby otworzyć lub zamknąć swoje kontakty.

Typowa płyta ochronna oparta na przekaźniku składa się z chipa zarządzania baterią (lub MCU), obwodu sterownika, samego przekaźnika, rezystorów czujących prąd i innych komponentów pomocniczych.

Płyty ochronne stale monitorują parametry takie jak napięcie akumulatora, prąd i temperatura.MCU lub układ zabezpieczający zasila cewkę przekaźnika przez obwód sterownika, kontakty się zamykają, a akumulator może normalnie ładować lub rozładowywać.

W przypadku wykrycia nieprawidłowości:

• Nadmierne rozładowanie: napięcie spada poniżej dolnego progu

• Nadpłata: napięcie przekracza górny próg

• Przejście prądu/skrót: prąd przekracza ustawiony limit

System sterowania natychmiast odcina zasilanie od cewki przekaźnika, otwiera kontakty i odłącza obwód główny.system może ponownie zamknąć przekaźnik za pomocą zewnętrznego sygnału ładowania lub polecenia resetowania.

Kontakty relé mają niezwykle niskie opory (zwykle w zakresie miliohm), generując minimalne ciepło w warunkach wysokiego prądu.Dzięki temu przekaźniki są szczególnie odpowiednie do zastosowań wymagających więcej niż 100AW przeciwieństwie do tego, MOSFET doświadczają znacznego ogrzewania z powodu spadku napięcia przy wysokich prądach.

Istnieje fizyczna izolacja między cewką przekaźnika a jego kontaktami, nie wymagając dodatkowych obwodów izolacyjnych.,uproszczenie projektowania.

Kontakty przekaźnikowe mogą wytrzymać znaczne prądy nadwyżkowe podczas zwarć bez łatwego uszkodzenia, podczas gdy MOSFET są podatne na awansę w warunkach nadprzepływu.Relaje mają wrodzoną zaletę w zakresie "robustności". "

Gdy kontakty przekaźnika są otwarte, przepaść powietrza między nimi powoduje nieznaczne wycieki prądu, dzięki czemu przekaźnik jest bezpieczniejszy i bardziej niezawodny dla zestawów baterii, które wymagają długotrwałego przechowywania.

Relaje są niewrażliwe na kierunek prądu. Kontakty zapewniają ścieżkę czysto rezystywną, w przeciwieństwie do MOSFET, które wymagają połączenia serii z tyłu do tyłu, aby osiągnąć dwukierunkowe odcięcie.W rezultacie powstaje prostsza struktura.

Oczywiście rozwiązanie rely nie jest bez wad:

• Ograniczona żywotność mechaniczna/elektryczna: Kontakty mechaniczne zużywają się przy wielokrotnym przełączaniu.Wykonanie przekaźników nieodpowiednich do częstych zastosowań przełączania.

• Powolniejszy czas reakcji: Czas odbioru i uwolnienia przekaźnika wynosi zazwyczaj od kilku do kilkudziesięciu milisekund, znacznie wolniej niż w przypadku MOSFET (mikrosekund).

• Ryzyko spawania kontaktowego: Pod wpływem bardzo wysokich prądów zwarcia kontakty mogą się złączyć, powodując awarię zabezpieczenia.

• Wielkość i koszt: Relaje wysokiego prądu są stosunkowo duże, a ich koszt może przekroczyć koszt równoważnych rozwiązań MOSFET.

• hałas: Relaje wytwarzają dźwiękowy "klik", który może być niepożądany w zastosowaniach wrażliwych na hałas.

Zważywszy na te właściwości, rozwiązanie przekaźnikowe najlepiej nadaje się do:

1. Baterie magazynowe energii o dużej pojemności(np. magazynowanie energii w domu, zasilanie zapasowe telekomunikacyjne): Wysoki prąd roboczy, ale niska częstotliwość przełączania, mniej wymagająca żywotności cyklu.

2. Akumulatory pomocnicze dla pojazdów RV/marynarki: Wymagane jest wsparcie inwertera o dużej mocy i bardzo niskie zużycie energii statycznej (releje nie zużywają energii, gdy są otwarte).

3. Elektryczne pojazdy niskoprężne(np. elektryczne wózki golfowe, pojazdy turystyczne): Wysoki prąd i stosunkowo trudne warunki pracy.

4. Akumulatory urządzeń przemysłowych(np. AGV, wózki widłowe): Wysoka niezawodność i odporność na uderzenia są kluczowe.

5. Urządzenia do naprawy lub badania baterii: Relaje zapewniają prosty i niezawodny sposób ręcznego lub zdalnego odłączenia obwodów głównych.

Jeżeli projektujesz lub wybierasz tablicę ochronną opartą na przekaźniku, pamiętaj o następujących kwestiach:

• Poziom kontaktu: Pozwolić na wystarczający margines. Wybierz przekaźnik o mocy nominalnej co najmniej 1,5 razy większej niż oczekiwany prąd stały.

• Zużycie mocy cewki: cewki przekaźnikowe prądu stałego zazwyczaj zużywają od 0,5 W do 3 W. Ważna jest odpowiednia konstrukcja obwodu napędowego i rozpraszanie ciepła.

• Materiał kontaktowy: Kontakty ze srebrem i stopem są odpowiednie do zastosowań ogólnych; tlenek srebra i cyny (AgSnO2) i srebrny nikel (AgNi) zapewniają lepszą odporność na spawanie.

• Poziom uszczelniający: W przypadku wilgotnych lub wibrujących środowisk należy wybrać silniki zamknięte lub w kapsułce epoksydowej.

• Kontakty pomocnicze: Niektóre przekaźniki zapewniają dodatkowe kontakty, które mogą sygnalizować faktyczny stan kontaktu, zwiększając bezpieczeństwo systemu.

Rozwiązanie przekaźnika pozostaje niezastąpione w zastosowaniach wymagających wysokiego prądu, niskiej częstotliwości przełączania i wysokiej izolacji bezpieczeństwa.przekaźniki nadal są szeroko stosowane w magazynowaniu energii, sprzętu przemysłowego i pojazdów specjalnych ze względu na ich prostotę, niezawodność i trwałość.

Wybór pomiędzy relé a MOSFET zależy ostatecznie od wymagań produktu.W przypadku dużych zestawów baterii w zakresie kilowatów lub nawet kilkudziesięciu kilowatów, przekaźniki są często bardziej pragmatycznym wyborem.

Mam nadzieję, że ten artykuł dostarczy Ci kompleksowego zrozumienia rozwiązań relé dla płyt ochrony baterii.Proszę zostawić komentarz..