最大限度地提高功率输出和使用寿命
作者：Travis Moench，锂离子电动工具的电池管理销售总监，ROHM半导体公司美国
 
电池管理是所有带电池产品的关键设计考虑因素，但对于带可充电电池或高功率需求的产品尤其重要。其中一个应用是基于锂离子的电动工具。
锂离子电池是无绳电动工具最流行的电池类型。它们体积小、重量轻，在最大功率输出下可以运行更长时间。但为了最大限度地提高这些电池的功率输出和使用寿命，必须对它们进行监控和管理。作为Rohm集团的一部分，Lapis技术专门为这一关键任务制造集成电路。
用户希望无线工具在功能上与有线工具“感觉”相同，而仔细的电池管理和监控对于满足业余爱好者和专业人士的期望至关重要，因为他们的要求从未如此严格。


 
图1：无绳工具在功能上必须与有绳工具“感觉”相同
 
无绳电池的高期望值
着无绳电动工具技术的进步，满足市场需求，客户的需求不断增加。几十年前，无绳工具的早期魅力早已远去，当时，由于不带电源线的简单方便，可以容忍较低的输出。今天，电动工具用户要求他们的无绳工具具有全功率、全负荷使用。如果工具没有电源线，许多人不再愿意接受性能下降。而每一项苛刻的要求都要求更好、更智能的电池管理来实现。
 
更长的电池寿命
第一个也是最明显的要求是延长电池寿命。从轻型家用到重型承包商用，每个人都要求电动工具的电池寿命更长。
 
柔性系统
无绳电动工具越来越成为模块化、灵活系统的一部分。同一工具可支持多种不同的电池容量或形状系数，而同一电池可用于多种不同的工具和充电系统。
 
紧凑型工具
除了容量更大、寿命更长的电池外，用户还要求电动工具及其电池的整个系统比以往任何时候都更小、更轻。即使该工具增加了功能、功率和特性，也是如此。
 
无绳电动工具越来越多的采用
尽管所有这些需求都在增加，或者可能正是因为这些需求，无绳电动工具正被更多的用户所采用。从家庭用户到业余爱好者，再到承包商，电动工具客户都在使用无绳工具，并期待着有绳工具的全面性能。
 

图2：用户期望有线工具的全面性能

“智能”电池技术
随着电动工具的改进，电池技术也在改进。但这不仅仅是新的或不同的电池化学反应——电动工具电池中也加入了额外的智能技术。新的电动工具电池可根据使用要求为工具提供额外的动力提升。智能电池可根据所连接工具的需要，为不同电压的工具提供动力。还有一些电池能够根据给定应用中工具的需求改变它们向工具提供的电压。
为了使这些先进的电池技术发挥作用，需要对电池进行密切监控和严格管理。电池需要为电动工具提供这些功能改进，同时保持电动工具预期的长寿命和坚固可靠性。良好的电池管理不仅有帮助；这是必要的。
 
智能互联工具
除了所有其他要求越来越高和不断变化的电池技术外，电动工具还增加了新的功能。新的无绳电动工具有微控制器来监控传感器和进行测量，运行计算和算法来预测未来的行为，并控制变量以提高工具性能。
作为工业4.0应用的一部分，它们还具有保持连接的无线通信功能。工业4.0指的是第四次工业革命，它正在被纳入未来的工厂，一切都通过工业物联网（IIoT）连接起来。无绳电动工具正在将该基础设施与集成的蓝牙、WiFi或其他无线通信模块连接起来。电池系统不仅需要智能地为工具的机械装置供电，还需要为实现工业4.0自动化的数字基础设施和通信电路供电。这将有助于：
防止停机（跟踪维护到期或需要维修的时间）
•指导用户进行简单维护
•为作业选择正确的刀具设置（设置刀具扭矩和速度）
•为检查员、GC或PM创建并导出详细报告
•监控电池状况
•作业现场的跟踪工具
 
解决方案：ROHM电池管理IC
电动工具应用中对锂离子电池质量管理的需求是显而易见的。ROHM为这项工作提供了合适的集成电路。
 

图3：ROHM集团旗下的Lapis Technology集成电路在没有外部MCU的情况下监测和保护电池组
 
独立电池管理集成电路
ROHM集团旗下的Lapis Technology公司生产的独立式电池监测设备，无需外部微控制器即可自行监测和保护电池组。可用于各种应用的许多不同功能，例如二次保护、自动单元计数检测（过压、欠压、充电/放电过电流、高/低温、短路电流、开路）和内置FET栅极驱动电路。
 
ROHM解决方案的好处
ROHM电池管理IC为无绳电动工具提供了许多好处和优势。


结论
电池管理对于当今的无绳电动工具至关重要。锂离子电池组需要仔细监控和维护，以最大限度地提高功率、效率和寿命。此外，电池管理有助于实现电动工具越来越需要的所有附加功能，包括工业4.0连接。ROHM的锂离子电池管理解决方案为无绳电动工具等提供了一套全面且行业领先的功能和优势。
 
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