バッテリー管理システムは、本質的にバッテリーパックの「頭脳」です。バッテリーの動作に関する重要な情報を測定して報告し、幅広い動作条件での損傷からバッテリーを保護します。
バッテリー管理システムが実行する最も重要な機能は、セル保護です。
リチウムイオン電池セル 2つの重要な設計上の問題があります。それらを過充電すると、それらを損傷し、過熱、さらには爆発や炎を引き起こす可能性があるため、過電圧保護を提供するバッテリー管理システムを用意することが重要です。
リチウムイオン電池は、総容量の約5％である特定のしきい値を下回ると、損傷する可能性もあります。セルがこのしきい値を下回って放電されると、それらの容量は永久に減少する可能性があります。
バッテリーの充電量が制限を超えたり下回ったりしないようにするために、バッテリー管理システムには専用のリチウムイオンプロテクターと呼ばれる保護装置があります。
すべてのバッテリー保護回路には、「MOSFET」と呼ばれる2つの電子スイッチがあります。 MOSFETは、回路内で電子信号をオンまたはオフに切り替えるために使用される半導体です。
バッテリ管理システムには通常、放電MOSFETと充電MOSFETがあります。
プロテクターは、セル間の電圧が特定の制限を超えたことを検出すると、ChargeMOSFETチップを開いて充電を中止します。充電が安全なレベルに戻ると、スイッチは再び閉じます。
同様に、セルが特定の電圧までドレインされると、プロテクターは放電MOSFETを開くことによって放電を遮断します。
バッテリー管理システムによって実行される2番目に重要な機能はエネルギー管理です。
エネルギー管理の良い例は、ラップトップのバッテリーのパワーメーターです。今日のほとんどのラップトップは、バッテリーに残っている充電量だけでなく、消費率や、バッテリーの再充電が必要になるまでにデバイスを使用するために残っている時間を知ることができます。したがって、実際には、エネルギー管理は携帯型電子機器において非常に重要です。
エネルギー管理の鍵は「クーロンカウント」です。たとえば、部屋に5人がいて、2人が去った場合、3人が残りますが、さらに3人が入ると、部屋には6人がいます。部屋の定員が10人の場合、6人が60％満員です。バッテリー管理システムがこの容量を追跡します。この充電状態は、SM BUSと呼ばれるデジタルバスを介して、またはボタンを押すとLEDディスプレイが20％刻みで合計充電を示す充電状態ディスプレイを介してユーザーに電子的に伝達されます。
このハンドヘルドPOS端末用のような特定のアプリケーション用のバッテリー管理システムには、制御デバイス、インダクター（エネルギー貯蔵デバイス）、および放電器で構成される組み込み充電器も含まれます。制御装置は充電アルゴリズムを管理します。リチウムイオン電池の場合、理想的な充電アルゴリズムは定電流と定電圧です。
バッテリーパックは通常、組み合わせて動作するいくつかの個別のセルで構成されます。理想的には、バッテリーパック内のすべてのセルを同じ充電状態に保つ必要があります。セルのバランスが崩れると、個々のセルにストレスがかかり、充電が途中で終了し、バッテリーの全体的なサイクル寿命が短くなる可能性があります。ここに示すバッテリー管理システムのセルバランサーは、個々のセルでこの充電の不均衡が発生するのを防ぐことにより、バッテリーの寿命を延ばします。
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