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动力锂离子电池管理系统设计方案

导读: 动力锂离子电池的安全性是人们目前最为关注的问题,所以对其的保护就非常重要。除了确保锂离子电池自身安全性的持续改进,必须同时研究电池的管理系统,使电池及其应用能均衡发展。锂离子电池的保护主要包括过充电保护、过放电保护、过电流及短路保护等。

  引言

  锂离子电池的广泛应用已有十多年,但早期主要用于手机、笔记本电脑、摄像机、DVD等一系列小型移动式电子产品,这些场合往往都单串使用,负载电流较低,安全系数高。最近两年来,锂离子电池以其轻便、高能量密度、无污染等特点,已经开始在电动自行车、电动工具和动力玩具领域上得到快速应用,并逐步应用于混合动力车和电动车辆领域。但动力锂离子电池的安全性仍是人们目前最为关注的问题,所以对其的保护就非常重要。除了确保锂离子电池自身安全性的持续改进,必须同时研究电池的管理系统,使电池及其应用能均衡发展。锂离子电池的保护主要包括过充电保护、过放电保护、过电流及短路保护等。

  1、保护电路的功能

  1.1、过充电保护

  对锂离子电池来说,其充电后单节电芯最高电压不得超过规定值,否则电池内的电解质会被分解,使得温度上升并产生气体,降低电芯的使用寿命,严重时甚至会引起爆炸,所以保护电路一定要保证绝对不可过度充电,必须对电池组中每一节电池的端电压进行监控,当电芯的电压超过设定值时,即激活过充电保护功能,由保护电路切断充电回路,中止充电。在电芯电压回归到允许的电压并解除过充锁定模式时,才能停止保护。不同材料的锂离子电池其保护电压和释放电压都有其不同的规定值。

  另外,还必须注意因噪声所产生误动作,为了防止误判和误操作,还要设置过充保护延时,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。当电压持续超过过充检测电压一定时间以上才会触发过充保护。

  1.2、过放电保护

  锂离子电池的过度放电,也会缩短其使用寿命,而且对电池造成的损害往往是不可逆的。为了防止锂离子电池的过放电状态,当锂离子电池电压低于其过放电电压检测点时,即激活过放电保护,中止放电,并将电池保持在低静态电流的待机模式,参数设置类似过充保护。

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