バッテリーモニタリングとセルバランシング

Li-Ionセルの電圧、電流、温度を許容動作範囲に保つために、専用のセルモニタリングコントローラが使用されます。このセルモニタリングコントローラは、高精度なADCを使用し、あらかじめ調整された電圧と温度に従って各セルの状態を監視します。バッテリー内のすべてのセルに分散した測定値を同期させることは、バッテリーの放電/充電状態（SOD/SOC）とバッテリ全体の健全性（SOH）について、可能な限り最高の洞察を得るための鍵となります。こうした測定がより広い時間枠に分散している場合や、各パラメータの測定精度が十分に高くない場合、必要とされるバッテリー状態の評価精度が低下します。

複数のデイジーチェーン監視デバイスをつなぐ堅牢な高速通信リンクは、バッテリーの複雑なセルトポロジーに対応しています。 堅牢性を高めるために、デイジーチェーン接続は冗長リングを実現し、リンク切断時には接続されているすべてのIC間の通信を維持します。 CRCで保護されたデータフレームは、通信の堅牢性を補完します。 定期的にスケジュールされたセル測定や機能安全に必要な状態分析などの極端な低電力専用ハウスキーピング機能を実現するために、BMSのマスターコントローラーとは独立してセルコントローラーで実行できます。 緊急警報を含む過電圧/不足電圧、熱ストレスなどを通知するための安全機能が自律的にトリガーされます。

セルを最大限に使用できるように、セルの充放電は、セルコントローラの内部（低バランシング電流用）または外部（高バランシング電流用）の抵抗ネットワークを介して受動的に均衡が取られます。セルマネジメント IC がセル間の充電アンバランスを検出すると、SOC レベルが最も高いセルを負荷として抵抗器（または熱分布を良くするための抵抗器のグリッド）に接続し、その単一セルの部分放電を制御することでピーク時の SOC レベルを低下させます。バッテリの充電は、すべてのセルが同じSOCレベルに達するまで頻繁に繰り返されるバランシング動作の間に中断されます。セルメーカーは、充電状態の大きな不等式を補償するためにアクティブバランシングをもはや必要としない各セルにほぼ同一の電気的特性を付与します。

オプションとして、中央バッテリ管理コントローラと個々のセルバランシングおよびモニタリングコントローラとの間の通信リンクは、無線通信リンクを使用して実装することができます。これにより配線の手間が省け、電圧領域をまたいだ通信用の追加のオーバーヘッドを回避できます。コスト最適化向けのモジュール数が少ないオプションと、航続距離/性能を最適化するモジュール数の多いオプションとがあります。配線コストの削減は、複雑なバッテリーパックで利益を上げるために、増加するコスト圧力に対応するためには特に重要な側面となります。