схема защиты Литий-ионные аккумуляторы

Я разрабатываю литий-ионный аккумулятор в своем проекте, но я немного запутался в отношении некоторых аспектов схемы защиты литий-ионных аккумуляторов. Я знаю о различных этапах зарядки литий-иона, и у вас должен быть литиевое зарядное устройство IC для безопасной зарядки. Если я правильно понимаю, вам нужно защитить аккумулятор от перезаряда, переразряда и перегрузки по току (короткого замыкания).

Литий-ионный аккумулятор (одноэлементный, 1200 мАч), который я выбрал, имеет собственную схему защиты, но напряжение отключения составляет от 2,4 до 2,7 В, а напряжение перезарядки составляет около 4,2/4,3 В. Мое замешательство заключается в том, что это от 2,4 В до 2,7 В, я понял, что вы не должны позволять литий-ионным батареям разряжаться ниже 3,0 В. Мой поставщик аккумуляторов и другой источник, которого я нашел, говорят, что лучше не активировать схему защиты аккумуляторов, и они предложили мне также построить схему защиты «дополнительно/секунда» на моей печатной плате с более высоким напряжением, например 3,0 В, чтобы эта схема переключалась. нагрузки в первую очередь вместо защиты аккумулятора.

Я не могу подтвердить это в каких-либо других источниках, что кажется мне странным для такого важного аспекта, если бы они были правильными. Итак, мой вопрос в основном заключается в том, что такое правильная практика проектирования и как это часто делается. Я знаю, что Seiko довольно хорошо разбирается в ИС для защиты от перенапряжения, но я также могу представить схему с супервизорами или операционными усилителями.

Другой вопрос, который у меня есть, касается термистора NTC для литий-ионных аккумуляторов. (белый или желтый провод во многих батареях или упаковках) Насколько это важно? Когда я должен включить это в свой дизайн? Потому что я иногда вижу микросхемы зарядного устройства с подключением термистора и без него.

Ответы (4)

А1. Встроенную защиту для литий-ионных аккумуляторов следует рассматривать как «аварийную защиту» — на нее не следует полагаться для защиты V&A нормального цикла. В «безопасной» конструкции батареи защита V&A должна быть «всегда» включена в вашу конструкцию.

А2. Целесообразна аккумуляторная система с термисторной защитой. Иногда литий-ионные аккумуляторы не разряжаются/заряжаются с разной скоростью, что вызывает дисбаланс в последовательно-параллельной конфигурации более крупных Ач-аккумуляторов. Термистор можно использовать для обнаружения состояния перегрева, предотвращения возгорания, замедления скорости разрядки/зарядки или индикации неисправности разрядки/зарядки в интеллектуальной аккумуляторной системе. Я считаю это очень важным в безопасной аккумуляторной системе, но его часто упускают из виду или игнорируют, когда используются литий-ионные элементы типа ICR. Если вы хотите сделать безопасный батарейный блок, то я предлагаю вам всегда включать термистор и вспомогательную схему — не позволяйте неполным/некачественным конструкциям других влиять на ваши дизайнерские решения.

A1: четкий ответ. Спасибо! A2: У меня нет многосотовой конфигурации. У меня есть сумка-ячейка, и я переплавил свою цепь зарядки, поэтому я не думаю, что ток действительно сильно нагреет батарею. Но мне еще предстоит проверить зарядку при более высоких температурах окружающей среды.
Пакетные ячейки обычно представляют собой литий-ионные полимерные ячейки. Если ваш предохранитель имеет правильный размер и тип, он может защитить ваши элементы от чрезмерного разряда, однако проблемы с нагревом/вентиляцией/выхлопом/пожаром с перезаряжаемыми элементами всегда представляют собой риск, потому что, когда некоторые из них начинают выходить из строя ( и некоторые из них ОПРЕДЕЛЕННО испортятся) они не разряжаются/заряжаются должным образом. Они могут серьезно перегреться даже от обычных токов разрядки/зарядки. Недавно я перезарядил элемент с низкой скоростью зарядки (0,5 А), который достаточно перегрелся «на полпути» в процессе зарядки, чтобы вызвать отключение тепловой цепи.
Без защиты эта ячейка могла выпустить токсичный газ, возможно, взорваться, а также, возможно, загореться. Большую часть времени вы не столкнетесь с такой ситуацией, но когда она произойдет, вы будете очень рады, что у вас есть схема защиты, чтобы справиться с ней.

Ясный вопрос :-)

Как низко вы хотите пасть? Я думаю, что предел 2,4 - 2,7 В больше для защиты от глубокого разряда, чем что-либо еще. Глубокий разряд вреден для литиевых аккумуляторов, он сокращает срок их службы. Действительно, я бы также добавил дополнительное обнаружение «разряженной батареи». Если у вас уже есть микроконтроллер с АЦП в вашем приложении, вы можете использовать его для определения напряжения батареи и предупреждения, например, о 3,7 В и отключения ниже 3,5 В. Тогда защита батареи никогда не должна срабатывать, что хорошо.

По поводу NTC для контроля температуры: я думаю, что он нужен только в том случае, если вы быстро заряжаете аккумулятор. Под этим я подразумеваю зарядку большим током, чтобы полностью зарядить аккумулятор из разряженного за 1 - 2 часа. Если батарея не может поглотить заряд, она будет быстро нагреваться, вы должны это обнаружить. Если вы заряжаете только медленно (между разряжением и полной зарядкой требуется 5 часов или более), то батарея все еще может нагреваться, но не настолько, чтобы это могло быть проблемой. Таким образом, нет необходимости в определении температуры.

Все литий-ионные аккумуляторы, с которыми я работал, должны инициировать цикл зарядки только между 0°C и +40°C и продолжать цикл зарядки между 0°C и +45°C. Я бы сказал, что это основная причина термистора (хотя быстрая зарядка определенно повлияет на температуру элемента).
Согласен, хотя то, что от 0С до +40С можно было бы и в другом месте прикрыть датчиком, но он не обязательно должен быть на самой батарее, как это было бы необходимо для быстрой зарядки.
Спасибо за ответ! Но не будет ли невозможно управлять переключением батареи с процессором, который питается от батареи? Я предпочитаю какую-то аппаратную схему, это также работает в случаях, когда процессор зависает. Хм, так что его можно использовать для нескольких целей. Но определение температуры окружающей среды полезно только при запуске, иначе зарядка аккумулятора повлияет на измерение. Тогда было бы разумнее разместить его в другом месте, чем аккумулятор.
Да, правильно, и именно поэтому переключатель батареи действительно должен управляться специальным чипом и обычно встроен в саму батарею (когда ее заменяет пользователь). Дело не столько в том, что вам нужны точные показания температуры, сколько в том, что вам нужен способ определить, когда что-то пойдет не так.

На первый вопрос уже хорошо ответили. Повторим, что встроенная защита — это аварийная защита, позволяющая избежать взрыва. Это аварийные пределы, которых вы не должны достигать при нормальной работе. Эксплуатация батареи до этих пределов снизит ее емкость и срок службы.

На второй вопрос я не вижу правильного ответа. Это не для многосотовых установок или только для быстрой зарядки. Датчик температуры присутствует, поскольку зарядка литий-ионного аккумулятора при температуре ниже 0°C или выше 40°C значительно сокращает срок его службы и емкость. Температурный датчик позволяет зарядному устройству отключиться, если эти ограничения достигнуты, чтобы предотвратить повреждение аккумулятора. 40C звучит жарко, но помните, что микросхема зарядного устройства будет выделять тепло и часто находится близко к аккумулятору.

  • Чем выше напряжение, до которого вы заряжаете и чем больше раз вы это делаете, тем больший ущерб вы наносите аккумулятору (уменьшение постоянной емкости и срока службы) и тем больше разбухают мешочные и призматические (плоские) элементы.
  • Чрезмерная разрядка батареи также приводит к необратимому повреждению, называемому «растворением», которое начинает отделять материалы электродов друг от друга, что также приводит к необратимому повреждению работы батареи.
  • И то, и другое может привести к проблемам с безопасностью. Даже зарядка на 0–3 мВ выше рекомендуемых производителем пределов может со временем оказать значительное влияние на аккумулятор. Я знаю это по опыту.
схема защиты Литий-ионные аккумуляторы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v