Il sistema di monitoraggio della batteria è il fattore di promozione di base in diversi mercati. La batteria svolge un ruolo importante in varie applicazioni, tra cui il raggiungimento di risultati maggiori nel campo dei veicoli elettrici e l'immagazzinamento di energia rinnovabile per reti intelligenti. La stessa e simile tecnologia della batteria è utilizzata per i dispositivi medici, che possono migliorare la sicurezza degli interventi chirurgici e spostare liberamente le apparecchiature in ospedale. Tutte queste applicazioni utilizzano l'alimentazione della batteria che richiede un semiconduttore accurato ed efficiente per monitorare, bilanciare, proteggere e comunicare. Questo articolo introdurrà un sistema di monitoraggio della batteria di prima classe (incluso bilanciamento della batteria e rete di comunicazione di isolamento) su come utilizzare i vantaggi della nuova chimica delle batterie al litio. L'uso di circuiti integrati innovativi può migliorare l'affidabilità e prolungare del 30% la durata della batteria, in particolare nei sistemi di accumulo di energia su larga scala.

Le batterie utilizzate per applicazioni mediche devono soddisfare standard di affidabilità, efficienza e sicurezza molto elevati in tutte le applicazioni che sono solitamente utilizzate in queste batterie. Queste applicazioni includono: sistemi portatili come sistemi di pressatura toracica, apparecchiature per pronto soccorso ospedaliero, veicoli medici e letti di alimentazione, apparecchiature ecografiche portatili, monitoraggio remoto e nuovi sistemi di accumulo di energia (ESS) sul mercato.

Il sistema di accumulo di energia non è direttamente collegato al paziente né all'operazione del medico. Sono aggiornamenti dell'alimentazione ininterrotta (UPS). L'UPS è sempre stato utilizzato come alimentazione di riserva per le applicazioni più critiche, come le apparecchiature per pronto soccorso e l'infrastruttura chiave della rete IT. Il sistema di accumulo di energia dell'ospedale copre sempre più funzioni, che sono alimentate da nuove batterie al litio. Sono completamente integrate con la rete elettrica dell'ospedale, portando così i seguenti vantaggi:

Viene utilizzato per l'intera struttura anziché per l'alimentazione di backup completa di un piccolo numero di strutture chiave, nonché per la protezione dalle interruzioni di corrente per evitare che la qualità di potenza/tensione della rete elettrica sia scadente e ridurre l'uso di generatori diesel di emergenza. Con l'aiuto di Gigabi-Wat hours (MWH) ESS, l'ospedale può persino eseguire interventi chirurgici in caso di interruzione di corrente a lungo termine e può partecipare alla stabilità della rete elettrica.

Vantaggi economici delle spese di elettricità. Con l'aiuto di ESS, gli ospedali possono controllare direttamente la configurazione dell'uso di energia e ridurre la domanda di picchi di potenza elevati, riducendo così i costi di acqua ed elettricità.

Il tetto dell'ospedale è solitamente molto grande, adatto per l'installazione di sistemi fotovoltaici (PV) per generare elettricità. I sistemi FV sono combinati con ESS che possono essere immagazzinati e utilizzati da soli, offrendo al contempo vantaggi economici e riducendo le emissioni di carbonio.

La chimica a base di litio è ora una tecnologia avanzata di batterie utilizzata in vari mercati, tra cui il mercato automobilistico, il mercato industriale e il mercato medico e sanitario. Diversi tipi di batterie al litio hanno diversi vantaggi per soddisfare meglio l'alimentazione di varie applicazioni e la progettazione del prodotto. Ad esempio, LICOO2 (cobaltato di litio) ha un rapporto molto elevato ed è molto adatto per prodotti portatili; Limn2O4 (ossido di manganese di litio) è molto basso, quindi è una carica rapida e anche la scarica di corrente è grande, il che significa che è un picco di regolazione dell'energia di accumulo e accumulo di energia di accumulo di energia La scelta ideale di applicazione. LIFEPO4 (litio ferro fosfato) può anche resistere allo stato di carica completa e mantenerlo ad alta tensione per lungo tempo. Ciò lo rende una scelta migliore per i grandi sistemi di accumulo di energia che devono funzionare durante le interruzioni di corrente. Lo svantaggio è che il tasso di autoscarica è elevato, ma questo è irrilevante nell'implementazione di storage sopra menzionata.

Diversi requisiti applicativi richiedono vari tipi di batterie. Ad esempio, le applicazioni automobilistiche richiedono elevata affidabilità e buona velocità di carica e scarica, e le applicazioni mediche e sanitarie richiedono la sostenibilità della corrente di picco per migliorare l'efficienza e prolungarne la durata. Tuttavia, il punto comune di tutte queste soluzioni è che la varia composizione chimica del litio ha una curva di scarica molto piatta all'interno dell'intervallo di tensione nominale. Nella batteria standard, l'intervallo di caduta di tensione è compreso tra 500 MV e 1 V. Nelle batterie al litio di alta qualità, come il fosfato di ferro (LIFEPO4) o il cobaltato di litio (LICOO2), la curva di scarica mostra un intervallo di caduta di tensione da 50 mV a 200 MV di area piatta.

La piattezza della curva di tensione ha un enorme vantaggio nella catena di gestione dell'alimentazione collegata al circuito integrato della tensione della batteria: il convertitore CC-CC può funzionare nel punto di massima efficienza all'interno di un intervallo di tensione di ingresso più piccolo. È noto da VIN noto a un VOUT molto vicino. La catena di alimentazione del sistema può essere progettata come un rapporto di occupazione ideale con convertitori antipertensivi e boost, raggiungendo il 99% di efficienza in tutte le condizioni di lavoro. Inoltre, il caricabatterie può abbinare perfettamente la tensione di carica e determinare la dimensione del carico in base alla tensione di lavoro stabile per migliorare la precisione dell'applicazione finale del monitoraggio remoto o dei prodotti elettronici nel corpo del paziente. Il consumo di energia extra deve essere caricato più frequentemente.

Gli svantaggi principali di una curva di scarica piatta sono il valore nominale dello stato di carica (SOC) e dello stato di salute (SOH) della batteria. Gli SOC devono essere calcolati con una precisione molto elevata per garantire la corretta carica e scarica della batteria. Una carica eccessiva può causare problemi di sicurezza e produrre degradazione chimica e cortocircuito, causando danni da incendio e gas. Una scarica eccessiva può danneggiare la batteria e ridurne la durata di oltre il 50%. SOH fornisce informazioni sullo stato delle prestazioni della batteria per aiutare a prevenire la sostituzione di batterie buone e monitorare lo stato di batterie difettose prima che si verifichino problemi. Il microcontrollore principale analizza i dati SOC e SOH in tempo reale, modifica l'algoritmo di carica e informa sul potenziale della batteria (ad esempio, se la batteria è pronta per una scarica profonda con elevata corrente) e garantisce che la batteria in cattivo stato e quella in buono stato raggiungano un equilibrio per aumentarne la durata totale.

Utilizzando una curva di scarica ripida per realizzare la modellazione digitale di una batteria molto vecchia, è più facile calcolare lo stato di carica della batteria. Il metodo consiste nel misurare l'aumento di tensione in un breve lasso di tempo e conoscere il valore assoluto della tensione della batteria. Per la nuova batteria al litio, la precisione richiesta per questa misurazione è di diversi livelli di grandezza, perché la caduta di pressione è molto più piccola entro l'intervallo di tempo specificato.

Per SOH, la vecchia batteria si scarica più velocemente e in modo più prevedibile: la curva di scarica della tensione diventa più ripida e non riesce a raggiungere la tensione di carica target. Le nuove batterie al litio manterranno lo stesso buon comportamento per un periodo di tempo più lungo, ma alla fine ridurranno le prestazioni con comportamenti più speciali e cambieranno rapidamente la loro impedenza e le curve di scarica quando la loro durata sta per finire o la batteria sta per danneggiarsi. Quando si misura la temperatura, è necessario prestare molta attenzione. È meglio integrare l'algoritmo SOC e SOH con queste informazioni su ciascuna batteria per renderli più accurati.

I calcoli SOC e SOH accurati e affidabili aiuteranno a estendere la durata della batteria da 10 a 20 anni nel caso migliore. In genere, la durata della batteria può essere aumentata del 30%, compresi i costi di manutenzione, che saranno di accumulo di energia. Il costo totale del sistema è ridotto di oltre il 30%. Insieme a informazioni SOC più accurate, è possibile evitare una carica eccessiva o una scarica eccessiva e causare una batteria rapida; massimizzare la possibilità di cortocircuito, incendio e altre condizioni pericolose; rendere la carica della batteria il modo migliore e più efficiente.