Akunhallintajärjestelmä on lähinnä akun "aivot"; se mittaa ja raportoi tärkeitä tietoja akun toiminnalle ja suojaa myös akkua vaurioilta monissa käyttöolosuhteissa.
Tärkein yksittäinen toiminto, jonka akun hallintajärjestelmä suorittaa, on kennosuojaus.
Litiumioniakkukennot sinulla on kaksi kriittistä suunnittelukysymystä; Jos ylikuormitat niitä, voit vahingoittaa niitä ja aiheuttaa ylikuumenemisen ja jopa räjähdyksen tai liekin, joten on tärkeää, että sinulla on akunhallintajärjestelmä ylijännitesuojauksen takaamiseksi.
Litiumionikennot voivat myös vahingoittua, jos ne purkautuvat tietyn kynnyksen alapuolella, noin 5 prosenttia kokonaiskapasiteetista. Jos solut puretaan tämän kynnyksen alapuolelle, niiden kapasiteetti voi heikentyä pysyvästi.
Varmistaaksesi, että akun lataus ei ylitä tai ylitä rajojaan, akun hallintajärjestelmässä on suojalaite, jota kutsutaan erilliseksi litiumionisuojaksi
Jokaisessa akun suojapiirissä on kaksi elektronista kytkintä, joita kutsutaan "MOSFETeiksi". MOSFETit ovat puolijohteita, joita käytetään elektronisten signaalien kytkemiseen päälle tai pois päältä piirissä.
Akunhallintajärjestelmässä on tyypillisesti purkaus MOSFET ja Charge MOSFET.
Jos suojus havaitsee, että kennojen välinen jännite ylittää tietyn rajan, se keskeyttää latauksen avaamalla Charge MOSFET -piirin. Kun lataus on laskenut takaisin turvalliselle tasolle, kytkin sulkeutuu uudelleen.
Vastaavasti, kun kenno valuu tiettyyn jännitteeseen, suoja katkaisee purkautumisen avaamalla purkumosfetin.
Akunhallintajärjestelmän toiseksi tärkein tehtävä on energianhallinta.
Hyvä esimerkki energianhallinnasta on kannettavan tietokoneen akun virtamittari. Suurin osa kannettavista tietokoneista pystyy nykyään kertomaan, kuinka paljon latausta akussa on jäljellä, mutta myös kuinka paljon kulutat ja kuinka paljon aikaa sinulla on jäljellä laitteen käyttämiseen ennen kuin akku on ladattava. Joten käytännössä energianhallinta on erittäin tärkeää kannettavissa elektronisissa laitteissa.
Avain energianhallintaan on "Coulomb-laskenta". Esimerkiksi, jos huoneessa on 5 henkilöä ja 2 ihmistä lähtee, sinulle jää kolme, jos vielä kolme ihmistä tulee sinuun, huoneessa on nyt 6 henkilöä. Jos huoneessa on 10 henkilöä, sisällä on 6 henkilöä, se on 60% täynnä. Akunhallintajärjestelmä seuraa tätä kapasiteettia. Tämä lataustila välitetään käyttäjälle sähköisesti SM BUS -nimisen digitaalisen väylän kautta tai lataustilanäytön kautta, jossa painat painiketta ja LED-näyttö antaa ilmoituksen kokonaislatauksesta 20%: n välein.
Akunhallintajärjestelmät tietyille sovelluksille, kuten tämän kädessä pidettävän myyntipisteen päätelaitteelle, sisältävät myös upotetun laturin, joka koostuu ohjauslaitteesta, induktorista (joka on energian varastointilaite) ja puraisimesta. Ohjauslaite hallinnoi latausalgoritmia. Litiumionikennoille ihanteellinen latausalgoritmi on vakiovirta ja jatkuva jännite.
Akku koostuu yleensä useista yksittäisistä soluista, jotka toimivat yhdessä. Ihannetapauksessa kaikki akun kennot tulisi pitää samassa lataustilassa. Jos solut menevät epätasapainoon, yksittäiset solut voivat saada stressiä ja johtaa ennenaikaiseen latauksen loppumiseen ja akun koko käyttöiän lyhenemiseen. Tässä esitetyt akunhallintajärjestelmän solutasapainottimet pidentävät akun käyttöikää estämällä tämän yksittäisten solujen lataustasapainon esiintymisen.