锂电池?;さ缏返墓ぷ髟硎鞘裁??都与哪些有关!
锂电池都有一个使用的安全电压区间,最高和最低电压一般被称为充放电终止电压或截止电压,当电池的实际工作电压长时间低于放电终止电压或者长时间高于充电终止电压时,电池内部将发生不可逆转的伤害,严重伤害电池,导致性能下降,俗称电池衰减,电池衰减的表现就是电池的内阻增大,容量下降等。
所以一般锂离子电池内部会有一个小的PCB板,和电池封装在一起,如下图所示,主要作用就是用来?;さ绯?。
红色框选部分为电池?;ぐ?/span>
这个电路板根据组成电路不同,一般会有过放?;?、过充?;?、过流?;?、短路?;ひ约翱刂艻C失效之后的FUSE?;ふ饧钢?,下面会以一个常见的电路,讲解这几种?;さ墓ぷ髟?。
一、锂电池?;ぐ遄槌?/span>
一般的锂电池?;ぐ逵煽刂艻C、MOS管、电阻电容、保险丝FUSE等组成,如下图所示。
常见的锂电池?;ぐ宓缏吠?/span>
TH为温度检测,内部是一个10K NTC接到电池负极;ID是电池在位检测,一般是47K/10K电阻接到电阻负极,有的是0R电阻;TH和ID均是选配,并不是所有锂电池都有的。
1、过充?;?/span>
电池充电时,电流(方向如箭头所示)从电池包的正极流入,经过FUSE后从负极流出,最下方的两个MOS管均是导通状态。
电池充电时电流方向如箭头所示
充电时,控制IC X1会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS之间的电压,当这个电压大于等于过充截止电压且满足过充电压的延时时间时,X1会通过控制第3脚来关闭MOS管Q2,Q2被关闭之后,充电回路被切断(Q2的体二极管D2也是反向截止的),这个时候,电池只能放电。
过充?;そ獬跫?满足其一即可):
①电芯两端的电压下降到?;C的过充恢复电压;
②在电池包得输出端加负载放电,放电到电压小于过充?;さ缪?。
2、过放?;?/span>
在电池包两端加负载放电时,电流(方向如箭头所示)与充电是相反的,如下图所示。
电池放电时电流方向如箭头所示
放电时,控制IC X1同样会时刻监测第5脚VDD和第6脚VSS之间的电压,当这个电压小于等于过放截止电压且达到过放电压的延时时间,控制IC X1会通过第1脚关闭Q1,Q1被关闭之后,放电回路被切断(Q1的体二极管D1是反向截止),这个时候,电池只能充电。
过放?;そ獬跫耗玫舾涸?,给电池包充电,当VM-VDD之间的电压达到过放恢复电压值时,控制IC X1会重新打开MOS管Q1。
3、过流?;?短路?;?/span>
过流?;ぶ傅氖枪诺缌鞯谋;?,一般的控制IC有过流?;ず投搪繁;ち街?,控制IC时刻监测VSS-VM之间的电压值,当电压值达到过流?;せ蛘叨搪繁;さ你兄登衣阊邮笔奔?,控制IC会将MOS管Q1关闭,切断放电回路。
电池放电时电流方向如箭头所示
过电流?;そ獬奶跫牵航涑龆烁涸啬玫?,控制IC会自动将Q1重新打开。
过流?;さ牡缪怪狄话闶?.1~0.2V,短路?;ぜ觳獾牡缪怪狄话闶?.9V~2V,这两个值都与控制IC有关系,不同的IC,这两个值不一样。
短路?;さ缪怪抵傅氖堑缌髁骶璔1和Q2上的导通压降,即可以得出,如果MOS管的导通内阻越大,?;さ缌髦稻驮叫?。如:内阻为20mΩ的MOS管,选用的过电流值为0.15V的控制IC,那过流?;さ牡缌饔ξ?.15V/(0.02*2)=3.75A。
4、控制IC失效之后的FUSE?;?/span>
有的?;ぐ謇锩婊峒由媳O账?,在控制IC失效之后,起到一个二级?;ぷ饔?,避免更坏的结果,当然也会增加成本。
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