36V 充電器の事前充電機能が BMS 過放電トリップをどのように防止するか

36V リチウム バッテリ パックは、バッテリ管理システム (BMS) を利用して、すべてのセルを安全な電圧範囲内に保ちます。パックが未使用で保管されているか、低温にさらされているか、または重い負荷によって放電されている場合、BMS は深放電しきい値に達し、放電回路が開きます。この時点で標準の充電器を接続すると、多くの場合、混乱を招く結果が生じます。充電器は出力を示しますが、バッテリーは電流の受け入れを拒否し、BMS は回復せずに繰り返しトリップします。適切に設計された 36V 充電器の事前充電機能は、この問題を直接解決します。これはソフトウェアのトリックではありません。これは、接続と完全充電電流が始まる瞬間の間に位置する、制御された電流制限ステージです。

36V BMS が深放電後にトリップするのはなぜですか?

36V BMS は各直列セル グループを監視します。いずれかのセル電圧が過放電しきい値 (一般にセルあたり 2.5 V ～ 3.0 V) を下回ると、BMS は放電 MOSFET を開き、パックを電気的に絶縁します。 BMS 制御回路は動作し続けますが、消費するスタンバイ電流はごくわずかです。

充電器が接続されると 2 つのイベントが発生します。充電器の出力コンデンサと BMS 入力容量が突然充電され、数十アンペアに達する突入電流が発生します。 BMS はこのスパイクを過電流または短絡状態として読み取り、保護 MOSFET を即座に再度開きます。充電器は開回路に電流を流し続けるため、パックの電圧は決して上昇しません。結果は障害のように見えますが、実際には保護のデッドロックです。

36V リチウム充電器のプリチャージ機能とは何ですか?

プリチャージ機能は、充電器のパワーステージと制御ファームウェアに実装された専用の低電流ステージです。充電器が通常の再起動しきい値を下回る端子電圧を検出すると、フル充電電圧は適用されません。代わりに、電流制限パスが有効になり、パックの電圧がゆっくりと上昇します。一般的な 36V パックは、BMS が有効な充電条件を認識して保護 MOSFET を閉じるまで、200 mA ～ 1 A、およそ 0.05 C ～ 0.1 C で事前充電されます。

事前充電段階では、総充電時間に数秒または数分しか追加されませんが、接続の最初の瞬間が予測可能かつ安全になります。

事前充電によって BMS の過放電トリップがどのように防止されるか

BMS 内の保護ロジックは単純です。測定された電流が数ミリ秒でもしきい値を超えると、MOSFET が開きます。プリチャージは、電流の上昇速度を制御することでこれを防ぎます。互換性のある 36V 充電器内のシーケンスは次のように動作します。

1. 充電器は端子電圧を測定し、再起動しきい値を下回る深放電状態を特定します。
2. プリチャージパスをアクティブにし、出力段全体を適用するのではなく、電流を安全な低レベルに制限します。
3. 制限された電流により BMS 入力容量が徐々に充電され、BMS 制御 IC がセル電圧を正確に測定できるようになります。
4. BMS は、短絡が存在しないことを確認すると、電流スパイクを検出することなく保護 MOSFET を閉じます。
5. 充電器は端子電圧の上昇を検出して定電流モードに移行し、通常の CC-CV 曲線で残りの充電を完了します。

充電前保護機能付き 36V リチウム電池充電器 この充電器には、電流上昇を制限し、BMS ロックアップや接点アーク放電を防止するプリチャージ ステージが含まれています。また、逆極性と熱保護も備えているため、深く放電した 36V リチウム パックを安全に回収するのに適しています。 製品を見る→

同じ原理で、充電器、コネクタ、セルが保護されます。プリチャージがないと、すべての接続は小さな電気アーク イベントとなり、時間の経過とともに接点が劣化し、BMS センシング回路にストレスがかかります。この回復指向の動作は 36V リチウム充電器シリーズに組み込まれており、事前充電段階と過電圧、逆極性、および熱保護を組み合わせて、深く放電したパックを繰り返し安全にサービスに戻すことができます。

36V 充電器のプリチャージ回路における主な設計上の考慮事項

すべてのプリチャージ実装が同じというわけではありません。これらのパラメータは、36V 充電器が深く放電したパックを確実に回復できるかどうかを決定します。

• プリチャージ電流制限: BMS 制御 IC を起動するのに十分なエネルギーを供給しながら、BMS 過電流しきい値を下回る必要があります。
• 再起動電圧閾値: 充電器は、事前充電を有効にする前に、深放電したバッテリーと出力の短絡を区別する必要があります。
• タイムアウトロジック: パックの電圧が定義されたウィンドウ内で上昇しない場合、充電器はパックを無期限に加熱するのではなく、停止して障害を表示する必要があります。
• BMS の互換性: 異なる BMS モデルは異なる電圧でウェイクするため、プリチャージ プロファイルを調整できる必要があります。これは、充電器が顧客独自の保護ボードと一致する必要がある場合の、D-Power の OEM/ODM サービスの中核部分です。

一般的な電源では、これらの詳細が省略されていることがよくあります。何が問題なのかを詳しく知りたい場合は、次のレビューを参照してください。 一般的な 36V 充電器の故障モード 。充電器の故障と思われる障害は、プリチャージ ステージの欠落または調整不良によって引き起こされることがよくあります。

実際の 36V アプリケーションでの事前充電

深放電は検査室での症例としては珍しいことではありません。冬の間駐車されている電動自転車、再配布を待っているスクーター群、倉庫で停止しているAGV、またはバッテリーが内部に残されたまま保管されているドローンなど、リチウム車両が使用されずに放置されているときは常にこの問題が発生します。どのシナリオでも、36V BMS が故障し、充電器がパックを元に戻すことができる唯一のツールです。適切な事前充電段階を備えた充電器は、スパークを低減し、BMS ロックアップを回避し、セルの寿命を延ばします。その結果、フィールド サービスへの問い合わせや保証交換が減ります。

深放電回復用 36V リチウム電池充電器 OEM バイヤー向けに設計されたこの充電器ファミリーは、BMS で動作する調整可能な事前充電プロファイルをサポートしています。スクーター、電動自転車、AGV、ドローンのバッテリーを復活させ、フィールド サービスへの問い合わせや保証交換を減らすのに役立ちます。 製品を見る→

回復後、プリチャージ段階では、セルの化学的性質に一致する必要がある CC/CV プロファイルに移行します。ガイドに記載されている設定値 リチウム電池の充電電圧 パックの寿命に直接影響します。 OEM 購入者の場合、ここで選択が汎用アダプタから充電ソリューションに移ります。 36V 充電器製品ファミリーは、これらの回復シナリオ向けに設計されており、お客様自身のバッテリー パックの BMS に合わせて調整できる事前充電プロファイルを備えています。

よくある質問

Q1: プリチャージ機能を備えた 36V 充電器は、すでにトリップした BMS を回復できますか?

はい、ほとんどの場合です。個々のセル電圧が永久に損傷しない限り、BMS が安全な充電条件を認識して保護 MOSFET を閉じるまで、プリチャージ ステージでパック電圧が上昇します。

Q2: プリチャージ段階にはどのくらい時間がかかりますか?

パックの状態により異なります。 0.1 C の一般的な 36V パックは 1 分以内に再起動しきい値に達しますが、非常に深く放電したパックでは数分かかる場合があります。定義されたタイムアウト内にしきい値に到達しない場合、充電器は常に障害で停止する必要があります。

Q3: プリチャージはトリクル充電やメンテナンス充電と同じですか?

いいえ。プリチャージは一時的な電流制限された導入段階であり、BMS が保護状態を解除するまでのみ存在します。トリクル充電は、長時間にわたって完全なバッテリーを充電し続けるために使用される継続的な低電流戦略です。

Q4: 一般的な 36V 電源でも BMS がトリップするのはなぜですか?

一般的な電源は、接続時に端子に最大出力電圧を印加し、BMS しきい値をはるかに超える突入電流を生成します。専用の事前充電ステージを備えた充電器のみが、BMS に対してではなく BMS と連携して動作できます。

結論

36V リチウム充電器のプリチャージ機能は、電流値が小さく動作に大きな影響を与えます。これにより、リチウム システムで最も一般的なフィールド故障の 1 つである、充電を妨げる深放電トリップが解決されます。突入電流を制御し、BMS が独自の安全チェックを完了できるようにすることで、プリチャージによりパックの回復可能性、予測可能性が高まり、より安全に動作できるようになります。

36V バッテリ製品ライン用の充電器を選択する場合は、事前充電に調整可能な電流制限、明確な再起動電圧しきい値、および安全タイムアウトがあることを確認してください。特定の BMS に適合する充電器を必要とするエンジニアリング チーム向けに、D-Power の 36V 充電器シリーズは、CE、UL、KC、PSE、および RCM 認証に裏付けられた、カスタマイズ可能な事前充電プロファイルと CC-CV プロファイルを提供します。