鋰電池過充電、過放電、短路保護電路詳解
該電路重要由鋰離子電池保護專用集成電路DW01,充、放電控制MOSFET1(內(nèi)含兩只N溝道MOSFET)等部分組成,單體鋰離子電池接在B+和B-之間,電池組從p+和p-輸出電壓。充電時,充電器輸出電壓接在p+和p-之間,電流從p+到單體電池的B+和B-,再經(jīng)過充電控制MOSFET到p-。
在充電過程中,當(dāng)單體電池的電壓超過4.35V時,專用集成電路DW01的OC腳輸出信號使充電控制MOSFET關(guān)斷,鋰離子電池立即停止充電,從而防止鋰離子電池因過充電而損壞。
放電過程中,當(dāng)單體電池的電壓降到2.30V時,DW01的OD腳輸出信號使放電控制MOSFET關(guān)斷,鋰離子電池立即停止放電,從而防止鋰離子電池因過放電而損壞,DW01的CS腳為電流檢測腳,輸出短路時,充放電控制MOSFET的導(dǎo)通壓降劇增,CS腳電壓迅速升高,DW01輸出信號使充放電控制MOSFET迅速關(guān)斷,從而實現(xiàn)過電流或短路保護。
過充電的控制方法有什么?
為了防止電池過充,要對充電終點進行控制,當(dāng)電池充滿時,會有一些特別的信息可利用來判斷充電是否達到終點。一般有以下六種方法來防止電池被過充:
1.峰值電壓控制:通過檢測電池的峰值電壓來判斷充電的終點;
2.dT/dt控制:通過檢測電池峰值溫度變化率來判斷充電的終點;
3.T控制:電池充滿電時溫度和環(huán)境溫度之差會達到最大;
4.-V控制:當(dāng)電池充滿電達到一峰值電壓后,電壓會下降一定的值;
5.計時控制:通過設(shè)置一定的充電時間來控制充電終點,一般設(shè)定要充進130%標(biāo)稱容量所需的時間來控制;
6.TCO控制:考慮電池的安全和特性應(yīng)當(dāng)防止高溫(高溫電池除外)充電,因此當(dāng)電池溫度升高60時應(yīng)當(dāng)停止充電。
什么是過充電,對電池性能有何影響?
過充電是指電池經(jīng)一定充電過程充滿電后,再繼續(xù)充電的行為。
由于在設(shè)計時,負極容量比正極容量要高,因此,正極出現(xiàn)的氣體透過隔膜紙和負極出現(xiàn)的鎘復(fù)合。故一般情況下,電池的內(nèi)壓不會有明顯升高,但假如充電電流過大,或充電時間過長,出現(xiàn)的氧氣來不及被消耗,就可能造成內(nèi)壓升高,電池變形,漏液,等不良現(xiàn)象。同時,其電性能也會顯著降低。
充電鋰電池過充電、過放電、短路保護電路均衡的重要意義
鋰電池組在市場以及各個領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)屢見不鮮,給我們的生活,工業(yè)等等帶來了很多的益處,當(dāng)然,鋰電池組在沖放電的過程中最重要的一個環(huán)節(jié)就是均衡環(huán)節(jié),因為你需要保證鋰電池組的輸出以及輸出合理到每一節(jié)電池,目前鋰電池組均衡方法最常見的兩種方式,分別是耗能式均衡和轉(zhuǎn)能式均衡。
鋰電池組耗能式均衡顧名思義就是把鋰電池組中某節(jié)電壓高的電池用電阻把多余電量耗盡。這種方式的均衡的成本較低,設(shè)計也是相對簡單,在鋰電池組中單節(jié)鋰電池之間的電壓不能達到一致時能夠起到一定的作用,但是相對的,這種方式的均衡也較為容易出現(xiàn)故障,而且均衡時鋰電池所發(fā)出的溫度較高。而且有一點,因為鋰電池組中各個單節(jié)電池的電容都不盡相同,所以每次充電,容量較小的電池電量會很快的達到飽和,由于容量較大的電池還在充電中,容量較小的鋰電池就會均衡,以類似于放電額形式去耗除電量一直循環(huán)直到大容量的電池電量飽和為止,所以大家可以想象時間久了,容量較小的電池整體性能就會大大額下降,這個就跟我們手機電池長時間用性能下降是一個道理。所以鋰電池組耗能式均衡存在著很大的弊端。
鋰電池組能量轉(zhuǎn)移式均衡也很好理解,就是讓電池組中能量較高額鋰電池轉(zhuǎn)移到能量較低的鋰電池上,這種方式的均衡乍一聽確實很實用,但是在實際情況下,目前的能量轉(zhuǎn)移式均衡并不是很完善,因為這種方式的均衡并不能通過檢測單節(jié)電池的電壓來進行能量轉(zhuǎn)移的,而是通過電池容量來進行能量轉(zhuǎn)移的,當(dāng)高能量的電池向低能量的電池轉(zhuǎn)移能量的時候,因為均衡電流以及充電電流時固定的,不可控的,所以在轉(zhuǎn)移的時候,低容量的電池可能會達到過充值,鋰電池保護板就會工作從而停止充電,那么整個循環(huán)就會因此終止。