锂电池组用于各种应用

- 2017-08-11 -

今天,锂离子电池越来越多地用于各种应用,例如电动摩托车,锂电池组便携式电动工具和插电式混合动力汽车。设计这些电池的保护电路很重要。功率FET是电池管理系统(BMS)的关键安全功能,其主要目的是在异常情况下将电池组与负载或充电器隔离。本文将讨论检测块如何应用于功率FET,以确保锂离子电池组的安全运行。

功率FET功能块看起来不复杂:充电器或负载连接时打开FET;当发生错误时关闭FET。锂电池组要使功率FET正常工作,设计工程师需要了解负载条件,电池组限制和功能块电路。

在电池管理系统中,通过电池电压,电池电流,温度,负载和充电监视器的比较来控制功率FET。功能块构建系统有三种方法:(1)通过分离组件,这需要额外的电路板空间,锂电池组设计工程师需要对每个子块有深入的了解。 (2)集成大多数子功能块的功率FET IC,可用作多核监视器/均衡器的配套IC。功率FET IC可用于高电池应用(> 16节电池),如太阳能发电厂和智能电网。 (3)完全集成的BMS IC(例如ISL94202,ISL94203和ISL94208)中的功率FET功能块。这三个方案大致相同,本文介绍了每个子块的内在功能和不同应用程序的设计注意事项。

测量电池组中的所有电池后,报告最强电池和最弱电池之间的总电压差是有用的。大电池组电压差可以识别裸电池或明亮的电线事件。大多数系统都有开路测试,锂电池组以确保测量系统与电线连接。电线测试不像电池电压测量那样频繁,电池压差的计算结果可以用作系统故障的早期警告。

开路电池事件是指内部或外部连接损坏。事件的发生可能很慢,可能会有突发事件。开放细胞事件的可能原因是老化,制造质量差,或在恶劣环境中长时间的操作。外部连接损坏一般是由于电池结构不良造成的。

当连接到负载时,电池组会产生大量的浪涌电流,这可能导致最大电池差压的误报。由于电池的阻抗失配导致的输入电流的加倍导致电池电压的严重失配。一些芯片在报告事件中有延迟,有些芯片没有

检测电池温度的主要原因是确保电池不会达到热逸散。锂电池组可能导致电池过热,电池短路或内部短路本身的热逃逸塌陷的情况。一些化学电池相对容易发生热逸散。

除了热逃逸检测外,实际上,使用热测试来确定电池充电或放电是否安全。大多数锂电池提供推荐的充放电温度范围。


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