鉅大LARGE | 點擊量:834次 | 2020年06月04日
鋰離子電池可復(fù)位電路保護設(shè)計新理念
高倍率放電鋰離子電池應(yīng)用市場的快速上升創(chuàng)造了對高性價比電路保護器件的需求,這些器件在30V直流電壓用途下可以供應(yīng)30A+的保持電流。為滿足這種需求,一種將雙金屬保護器和ppTC(聚合物正溫度系數(shù))器件并行連接的混合型器件已被研發(fā)出來。由此出現(xiàn)的MHp(metalhybridppTC,金屬混合ppTC)器件可供應(yīng)一種可復(fù)位過流保護功能,同時還可利用ppTC器件的低阻抗特性來防止雙金屬保護器在更高電流下出現(xiàn)電弧放電。
圖1顯示的是30A額定保持電流MHp器件的形狀和尺寸,這與典型的額定電流僅為15A的雙金屬保護器的尺寸是相同的。此外,該器件其中的一面采用平角設(shè)計,這樣它可很緊湊地安裝在電池組各個標準18毫米直徑的鋰離子電池之間。
圖1MHp器件的形狀和尺寸
應(yīng)用
MHp電路保護器件為電池組設(shè)計師和制造商們供應(yīng)了一種可以優(yōu)化空間、降低成本和增強安全性的方法,該器件技術(shù)可針對各種不同的應(yīng)用進行配置。具備更高電壓和保持電流的器件現(xiàn)正在開發(fā)之中,未來的設(shè)計考慮因素包括用于無繩電動工具,電動自行車、電動摩托車、輕型電動汽車(LEVs)、備用電源應(yīng)用中的鋰離子電池組中的電池保護,以及諸如電動機保護等非電池應(yīng)用。
設(shè)計理念
測試數(shù)據(jù)顯示一個典型雙金屬保護器和聚合物pTC集成在一起時,比如polySwitchRXEF050器件,如何能夠為陶瓷pTC和雙金屬保護器組合供應(yīng)類似的閉鎖優(yōu)勢,同時在更高的電流下供應(yīng)額外的消弧功能。
由于雙金屬觸點的低接觸阻抗,在正常操作下電流會流經(jīng)雙金屬觸點。當出現(xiàn)諸如電動工具轉(zhuǎn)子鎖定這樣的異常事件時,電路中就會出現(xiàn)更高的電流,使雙金屬觸點打開,其接觸電阻也隨之升高。此時,電流就會分流到具備更低阻抗的ppTC器件上,同時也加熱雙金屬,使其打開并保持在鎖定的狀態(tài),從而有助于防止各觸點之間電弧的出現(xiàn)。請參考圖2。
圖2常用的雙通/雙斷接觸設(shè)計
更小接觸面積和更低阻抗
如圖3所示,為了縮減器件尺寸,MHp器件采用一種被稱為雙通(double-make)或雙斷(double-break)的設(shè)計作為接觸方式,。與典型的雙金屬保護器相比,該技術(shù)可供應(yīng)如下幾個優(yōu)點:由于電流流通路徑非常短,所以該器件具有非常低的阻抗;只有在接觸點才能出現(xiàn)熱量,可以使用熱控制從而取得精確熱激活;它促進了小型保護器件的使用。