鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:764次 | 2020年11月04日
動(dòng)力鋰離子電池組保護(hù)研究現(xiàn)狀
鋰離子電池的安全性歸根結(jié)底取決于鋰離子電池材料的熱穩(wěn)定性,單體電池的不一致性使得動(dòng)力鋰離子電池并、串聯(lián)成組使用時(shí),其熱穩(wěn)定性問題尤為突出。由于鋰離子電池材料特性決定了其對過熱更為敏感,使得對鋰離子電池使用的保護(hù)電路研究尤為重要。
針對動(dòng)力鋰離子電池組使用的保護(hù)問題,目前在電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用控制方面采取了一些措施。根據(jù)對電池耐過充性能的分析,發(fā)現(xiàn)電池正極材料耐過充性能越強(qiáng)相應(yīng)電池耐過充性能就會(huì)越強(qiáng),因此,為了提高鋰離子電池的耐過充性能,一方面,在電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中使用PTC[B8]、Vent/CID等安全裝置、采用耐過充的正極材料B9.40]、采用熱封閉隔離膜、采用具有PTC效應(yīng)的電極[4]、采用電壓敏感隔離膜
[42]或者添加過充添加劑[434]。令一方面,為了防止鋰離子電池過度充放電,保證電池的使用安全性,在實(shí)際應(yīng)用中,單只電池及電池組均加載保護(hù)電路,并使用專用充電管理系統(tǒng)。各大半導(dǎo)體公司也紛紛推出了鋰離子電池保護(hù)集成管理芯片,如TI公司的bq77910、凹凸科技的OZ890等。該方法直接、有效,但并非萬無一失。尤其是關(guān)于高壓電動(dòng)汽車使用場合,例如比亞迪公司即將推出的名為秦的第二代雙模電動(dòng)汽車,電壓等級已高達(dá)500V,電池?cái)?shù)目多大幾百只,而任一節(jié)單體電池的管理失控都有可能帶來嚴(yán)重的安全問題。
另外,單體電池管理電路的能耗問題也逐漸成為電池保護(hù)要考慮的問題。針對單體電池管理電路存在的能耗問題,在單體電池管理電路中對單體電池電壓、溫度等參數(shù)檢測上進(jìn)行了低功耗設(shè)計(jì)。然而,當(dāng)電池組帶載過重輸出大電流,或是電池放置太久漏電使電池電壓很低(低于2.65V)時(shí),此時(shí)并聯(lián)在電池兩端的單體電池管理電路仍將消耗電池電能,尤其是關(guān)于長期擱置不使用的電動(dòng)汽車而言,此時(shí)并聯(lián)在電池兩端的單體電池管理電路將對電池組過度放電,直至將內(nèi)部的單體電池放電至損壞狀態(tài)。目前國內(nèi)外單體電池管理電路在單體電池過度放電時(shí)的自動(dòng)掉電設(shè)計(jì)研究甚少,大多數(shù)電池管理方法是在電池組處于欠壓時(shí),通過繼電器自動(dòng)掉電。然而該方法存在的缺點(diǎn)是可靠性不高、能耗大。為此,需設(shè)計(jì)一種自動(dòng)切除掉電電路,該電路可做到當(dāng)檢測到單體電池處于欠壓時(shí),將單體電池管理電路從單體電池兩端切除。
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