您需要了解的有關(guān)電池管理挑戰(zhàn)的信息

您是否在 30% 大關(guān)時(shí)開(kāi)始抽搐？15%?或者您是否從智能手機(jī)中擠出盡可能多的使用量，等到它的電池壽命只有 5% 后再爭(zhēng)先恐后地插入電源？就像電動(dòng)汽車司機(jī)經(jīng)歷的里程焦慮一樣，低電量焦慮是移動(dòng)設(shè)備用戶的合理感覺(jué)。這種痛苦實(shí)際上有一個(gè)名字：恐懼癥，害怕與智能手機(jī)分離，可能是因?yàn)?a target="_blank">信號(hào)問(wèn)題或電池電量不足。

因此，我們電子設(shè)備的大部分護(hù)理和喂養(yǎng)都圍繞著電池管理。每次為設(shè)備充電時(shí)，您都希望在再次插入之前盡可能多地使用它。而且，根據(jù)您的設(shè)備，您甚至可以調(diào)整充電活動(dòng)，以確保所述電量不超過(guò)或低于電池的極限，這樣您就不會(huì)對(duì)小工具過(guò)度充電（并導(dǎo)致它過(guò)熱或更糟的是，著火?。┗?qū)⑵渲糜诜烹婇撝狄韵拢ㄟ@可能會(huì)永久降低容量）。

對(duì)于設(shè)計(jì)便攜式電子產(chǎn)品的工程師來(lái)說(shuō)，電池管理包含更深層次的挑戰(zhàn)。設(shè)備越來(lái)越小，這會(huì)影響電池容量。然而，消費(fèi)者仍然要求較長(zhǎng)的電池壽命。鋰電池通常需要復(fù)雜的電池管理技術(shù)，直到最近才完全可用。讓我們仔細(xì)看看鋰電池以及管理其性能所涉及的主要挑戰(zhàn)。

鋰電池的
多種口味 第一批商用鋰電池于 1970 年代初上市。這些是不可充電的，幾十年后，隨著索尼1991年推出第一款商用鋰離子（Li-ion）電池，它們的可充電對(duì)應(yīng)物出現(xiàn)了。1鋰離子電池具有高能量密度、低自放電率和可忽略不計(jì)的記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。還有各種化學(xué)類型，每種類型都非常適合特定應(yīng)用。以下是概述：

鈷酸鋰 （LCO） 具有高能量密度，適用于手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備。

鋰錳氧化物（LMO）具有低電池內(nèi)阻，支持快速充電和大電流放電，常用于電動(dòng)工具、醫(yī)療器械以及混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車。

鋰鎳錳鈷氧化物 （NMC） 提供高容量和功率，是電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和其他電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的理想選擇。

磷酸鐵鋰（LiFePO4）提供高額定電流、長(zhǎng)生命周期和良好的熱穩(wěn)定性，通常用于替代鉛酸啟動(dòng)器電池或用于儲(chǔ)能。

鋰鎳鈷鋁氧化物（LiNiCoAIO2）提供高比能量、良好的比功率和較長(zhǎng)的使用壽命，用于電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。

鈦酸鋰（Li4鈦5或12） 提供快速充電和高放電電流，被認(rèn)為是相當(dāng)安全的。它通常用于電動(dòng)動(dòng)力總成、不間斷電源 （UPS） 和太陽(yáng)能街道照明。

延長(zhǎng)便攜式設(shè)備的
電池壽命 對(duì)于便攜式設(shè)備，擁有強(qiáng)大的電池管理系統(tǒng)是解決關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的重要因素，我將在這里討論。

延長(zhǎng)電池壽命
雖然持久的電池壽命是便攜式設(shè)備制造商的圣杯，但它也是最具挑戰(zhàn)性的圣杯之一。盡管存在容量限制，但這些設(shè)備仍然支持每一代產(chǎn)品的更多功能，而且功能更復(fù)雜。拿智能手表來(lái)說(shuō)。早期的迭代提供了諸如電視接收（Seiko T001），計(jì)算器以及用于日程安排和備忘錄的應(yīng)用程序（精工RC-20腕式計(jì)算機(jī)）等功能。電視手表可以使用AA電池運(yùn)行數(shù)小時(shí)。如今的智能手表比以往任何時(shí)候都更時(shí)尚，可用作健康和健身監(jiān)視器、信使、音樂(lè)播放器等。市場(chǎng)上最好的電池每次充電可持續(xù)使用數(shù)天。為了充分利用鋰離子電池，電池管理IC的靜態(tài)電流等考慮因素起著不可或缺的作用。例如，僅消耗微安靜態(tài)電流的電量計(jì)IC可以延長(zhǎng)電池壽命。

保持設(shè)備可靠性和安全性 更好的設(shè)備可靠性和安全性
需要仔細(xì)管理功耗，為用戶提供準(zhǔn)確的電池SOC數(shù)據(jù)的能力，以及對(duì)電池單元的可靠保護(hù)。熱問(wèn)題引發(fā)了一個(gè)有趣的難題。一家英國(guó)電池咨詢公司在其電池和能源技術(shù)網(wǎng)站上指出，“具有諷刺意味的是，隨著電池工程師努力將越來(lái)越多的能量塞進(jìn)越來(lái)越小的體積中，應(yīng)用工程師越來(lái)越難以再次將其取出。3電池充電控制器技術(shù)可以通過(guò)提供電池鑒定來(lái)檢測(cè)各種條件（例如短路、開(kāi)路或截止），通過(guò)檢測(cè)電池溫度以及為充電器的所有狀態(tài)提供超時(shí)來(lái)提供幫助。對(duì)于電池SOC數(shù)據(jù)，電量計(jì)IC可以預(yù)測(cè)電池在需要充電之前可以為設(shè)備供電多長(zhǎng)時(shí)間。保護(hù)電池單元需要可靠的電池監(jiān)視器和保護(hù)器等IC，這些IC可提供高精度測(cè)量以精確確定電壓，并分別監(jiān)控單個(gè)電池電壓，同時(shí)防止過(guò)壓/欠壓情況。

縮小解決方案尺寸和成本
便攜式設(shè)備變得越來(lái)越緊湊，這意味著內(nèi)部的電池必須為一系列豐富的功能供電，而不會(huì)占用太多空間。這就是為什么紐扣電池的外形在這些小工具中如此普遍的原因。因此，集成到電池管理IC中的功能越多，就越能滿足空間受限需求以及物料清單（BOM）成本。

防止電池克隆和假冒
電池組克隆不利于收入來(lái)源和品牌聲譽(yù)。在最壞的情況下，假冒電池可能會(huì)造成人身傷害或財(cái)產(chǎn)損失。假版本通常缺乏設(shè)計(jì)在真品版本中的安全組件或保護(hù)裝置。認(rèn)證可確保產(chǎn)品是正品并提供防偽保護(hù)。當(dāng)今的電量計(jì)IC實(shí)現(xiàn)了一種由加密SHA-256哈希算法保護(hù)的方法，提供了一種經(jīng)濟(jì)高效且相對(duì)簡(jiǎn)單的方法來(lái)保護(hù)電池。

為 USB-C 設(shè)計(jì)充電電路 越來(lái)越多的移動(dòng)設(shè)備正在設(shè)計(jì) USB-C
，這是一種用于雙向數(shù)據(jù)傳輸和供電的小型多功能連接器。然而，為USB-C開(kāi)發(fā)充電電路是一項(xiàng)獨(dú)特的技能，特別是與設(shè)計(jì)傳統(tǒng)USB變體所涉及的工作相比。USB-C 降壓充電器技術(shù)可以簡(jiǎn)化流程，無(wú)需單獨(dú)的端口控制器 IC，減少主機(jī)軟件開(kāi)發(fā)，并降低 BOM 成本。

電池管理IC可降低成本、節(jié)省空間、延長(zhǎng)電池壽命 傳統(tǒng)上，
許多工程師并不特別容易獲得電池管理技術(shù)。電池管理系統(tǒng)的核心功能包括充電和電量計(jì)，這對(duì)于任何移動(dòng)或物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 應(yīng)用也至關(guān)重要。然而，從電池驅(qū)動(dòng)高水平的性能需要高質(zhì)量的電池模型來(lái)驅(qū)動(dòng)電量計(jì)算法。為特定電池提取正確的模型涉及復(fù)雜、昂貴的工作，通常只有少數(shù)大型制造商才能管理。幸運(yùn)的是，采用復(fù)雜算法設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電量計(jì)IC已經(jīng)打開(kāi)了對(duì)精確電池模型的訪問(wèn)。例如，Maxim為ModelGauge提供燃油表。m5 EZ 算法，無(wú)需電池表征即可提供高度準(zhǔn)確的電池 SOC 數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)人員可以使用評(píng)估套件軟件中的簡(jiǎn)單配置向?qū)ё孕猩呻姵啬Ｐ?。這些電量計(jì)IC是Maxim更大的電池管理產(chǎn)品組合的一部分，包括電池充電器、監(jiān)視器、保護(hù)器、選擇器以及識(shí)別和認(rèn)證解決方案。在我們的電池管理頁(yè)面上查看開(kāi)發(fā)板、應(yīng)用筆記、視頻等，為您的下一個(gè)電池供電便攜式設(shè)計(jì)搶占先機(jī)。

審核編輯：郭婷