保持安全锂离子电池

网友投稿 348 2023-12-03


电子产品  尽管锂离子化学与其他电池化学相比具有许多优势,但最大的缺点是其安全性能如果使用不当,锂离子电池会产生热事件坚固的电子设备和保险丝需要纳入电池设计中,以确保其在安全运行条件下运行  锂离子电池中常用的典型电池管理系统 (BMS)。

保持安全锂离子电池

电池管理系统最重要的元素是确保锂离子电池的正确使用这包括正在监视以下事项以确保其处于正常运行条件内:  · 放电电流:这是离开电池为负载供电的电流所有电池都额定为它可以处理的特定放电电流有些电池的额定温度可高达 100C(额定容量的 100 倍),而有些电池只能处理低于 1C 的温度。

  · 充电电流:这是进入电池为电池充电的电流所有电池都额定为它可以处理的特定充电电流一些电池具有高额定充电电流能力以实现快速充电  · 电压:这是单个电池上的电压锂离子电池需要保持在一定范围内的电压。

超出该范围,尤其是在高端范围内可能会导致热问题过电压是您可以对电池做的最危险的事情之一  · 温度:这是电池上的温度细胞需要在给定的范围内操作通常,放电时应在-20C至60C之间,充电时应在0C至40C之间。

  如果电子设备检测到上述任何一项超出了电池规定的范围,那么它将关闭电池有几种方法可以关闭电池大多数 BMS 系统使用这些方式的组合  1. PTC—— 正温度系数热敏电阻与电池串联当电流增加时,PTC 的电阻会随着温度的升高而增加,从而产生开路并将电池与应用程序断开连接。

这是为电池添加保护的一种非常常见的方法一些电池将内置 PTC,提供额外的保护  2.电流保险丝 ——另一种电流保护方法是将电流保险丝与电池串联一旦电流超过保险丝的额定值,保险丝就会断开大多数系统将此作为次要的最后手段选项,因为它将永久完全关闭电池。

  3.温度保险丝 ——当温度超过其额定值时,该保险丝将打开就像电流保险丝一样,这是永久关闭的  4. MOSFET—— 关闭电池的最常见方法之一是使用 MOSFET MOSFET 通常连接到保护 IC。

保护 IC 测量电池上的电压、流入和流出电池的电流,在某些情况下还测量电池上的温度如果 IC 检测到其中任何一个超出范围,它们将向 MOSFET 发送信号以将其关闭由于电流可以是双向的(充电电流和放电电流),因此使用背靠背 MOSFET。

  如果在电池组 + 侧使用 N 沟道 MOSFET,则 IC 需要有一个电荷泵,可以提供高于电池电压的栅极电压大多数简单的保护 IC 都没有电荷泵,因此有 2 个选项:  · 使用电池组侧的 N 沟道 MOSFET 断开电池。

这里的缺点是需要了解和减轻电池接地断开时对系统的影响  · 使用电池组 + 侧的 P 沟道 MOSFET 断开电池P 沟道 MOSFET 不如 N 沟道常见,而且选择可能不是很好它们通常比 N 通道更昂贵。

  有几家制造商提供保护 IC,例如德州仪器 (TI)、精工和三美  5.化学保险丝 ——化学保险丝也用于电池组中,用于二次过电压保护化学保险丝 的工作原理类似于电流保险丝,但它也具有使用内置加热器自行熔断的能力。

端子 T3 接地,从而激活加热器并熔断保险丝在电池中使用化学保险丝的最常见方法是用于二次过电压保护端子 T3 连接到次级过压保护 IC,当它检测到一个或多个电池高于特定电压范围时,它就会启动要启动二级保护,这必须意味着一级保护电路不工作并且电池组出现严重问题。

此时永久禁用电池组是明智之举许多需要通过 UL2054 测试的电池组都有一个化学保险丝,用于二次过压保护  6.继电器/接触器 ——另一种选择是使用继电器或接触器来切换电池负载对于更大的电池组(叉车电池、车辆电池等)来说,这是一种非常流行的方法。

主要优点是继电器/接触器可以承载大量电流它们也是独立控制的(与 MOSFET 不同),因此低电压信号可以切换输入/输出大电压输出  尽管锂离子电池经常成为新闻,但其电子设备中有许多方法可以保证其安全强烈建议在您的电池组设计中始终具有冗余保护功能。

至少有两种独立的过流和过压关断方式,以减轻主保护电路的任何故障或损坏免责声明:本文来源:[中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件,版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有 。

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