Bir pil yönetim sistemi, temelde bir pil paketinin "beynidir"; pilin çalışması için önemli bilgileri ölçer ve rapor eder ve ayrıca pili çok çeşitli çalışma koşullarında hasardan korur.
Bir pil yönetim sisteminin gerçekleştirdiği en önemli işlev hücre korumasıdır.
Lityum iyon pil hücreleri iki kritik tasarım sorunu var; aşırı şarj ederseniz, onlara zarar verebilir ve aşırı ısınmaya ve hatta patlamaya veya aleve neden olabilirsiniz, bu nedenle aşırı gerilim koruması sağlamak için bir pil yönetim sistemine sahip olmak önemlidir.
Lityum iyon hücreleri, belirli bir eşiğin altına, yani toplam kapasitenin yaklaşık yüzde 5'i kadar boşaltılırsa da zarar görebilir. Hücreler bu eşiğin altına boşaltılırsa, kapasiteleri kalıcı olarak azalabilir.
Bir pilin şarjının sınırlarının üstüne veya altına düşmemesini sağlamak için, bir pil yönetim sistemi, özel bir Lityum iyon koruyucu adı verilen bir koruma cihazına sahiptir.
Her pil koruma devresinde "MOSFET" adı verilen iki elektronik anahtar bulunur. MOSFET'ler, bir devrede elektronik sinyalleri açmak veya kapatmak için kullanılan yarı iletkenlerdir.
Bir pil yönetim sistemi tipik olarak bir Deşarj MOSFET'ine ve bir Şarj MOSFET'ine sahiptir.
Koruyucu, hücrelerdeki voltajın belirli bir sınırı aştığını tespit ederse, Şarj MOSFET çipini açarak şarjı kesecektir. Şarj güvenli bir seviyeye düştüğünde, anahtar tekrar kapanacaktır.
Benzer şekilde, bir hücre belirli bir voltajda boşaldığında, koruyucu Deşarj MOSFET'ini açarak deşarjı kesecektir.
Bir pil yönetim sistemi tarafından gerçekleştirilen ikinci en önemli işlev enerji yönetimidir.
Enerji yönetimine iyi bir örnek, dizüstü bilgisayarınızın pilinin güç ölçeridir. Günümüzde çoğu dizüstü bilgisayar, size yalnızca pilde ne kadar şarj kaldığını değil, aynı zamanda tüketim oranınızın ne olduğunu ve pilin yeniden şarj edilmesi gerekmeden önce cihazı kullanmak için ne kadar zamanınız kaldığını da söyleyebilmektedir. Dolayısıyla pratik anlamda taşınabilir elektronik cihazlarda enerji yönetimi çok önemlidir.
Enerji yönetiminin anahtarı "Coulomb sayımı" dır. Örneğin, bir odada 5 kişi varsa ve 2 kişi ayrılırsa, üç kişi kalırsa, üç kişi daha girerse, şimdi odada 6 kişi olur. Oda 10 kişilik kapasiteye sahipse, 6 kişilik oda% 60 doludur. Bir pil yönetim sistemi bu kapasiteyi izler. Bu şarj durumu, kullanıcıya SM BUS adı verilen dijital bir veri yolu aracılığıyla veya bir düğmeye bastığınız bir şarj durumu ekranı aracılığıyla elektronik olarak iletilir ve bir LED ekran size% 20'lik artışlarla toplam şarjın bir göstergesini verir.
Bu el tipi satış noktası terminali gibi belirli uygulamalar için pil yönetim sistemleri ayrıca bir kontrol cihazı, bir indüktör (bir enerji depolama cihazı olan) ve bir deşarj cihazından oluşan gömülü bir şarj cihazı içerir. Kontrol cihazı, şarj algoritmasını yönetir. Lityum iyon hücreler için ideal şarj algoritması sabit akım ve sabit voltajdır.
Bir pil takımı genellikle birlikte çalışan birkaç ayrı hücreden oluşur. İdeal olarak, bir pil paketindeki tüm hücreler aynı şarj durumunda tutulmalıdır. Hücrelerin dengesi bozulursa, tek tek hücreler gerilebilir ve erken şarj sonlandırmasına ve pilin genel kullanım ömründe bir azalmaya yol açabilir. Burada gösterilen pil yönetim sisteminin hücre dengeleyicileri, tek tek hücrelerdeki bu şarj dengesizliğinin oluşmasını önleyerek pilin ömrünü uzatır.