鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1372次 | 2020年12月15日
鋰離子電池防爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
設(shè)計(jì)規(guī)范
由于世界上有數(shù)以億計(jì)的手機(jī),安全防護(hù)的失敗率必須低于1億分之一才安全。因?yàn)殡娐钒宓墓收下室话氵h(yuǎn)遠(yuǎn)高于一億分之一。因此,電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì),必須有兩條以上的安全線。一個(gè)常見的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤是將充電器(適配器)直接用于充電池組。這使得過充的保護(hù)完全在電池組的保護(hù)板上。雖然防護(hù)板的故障率不高,但是,即使故障率低到百萬分之一,世界上每天都會發(fā)生爆炸事故的概率。假如電池系統(tǒng)能供應(yīng)過充、過放電和過流兩種安全保護(hù),每一種保護(hù)的故障率為萬分之一,通過兩種保護(hù),故障率可降低到一億分之一。電池充電系統(tǒng)的一般框圖如下圖所示,包括充電器和電池組。充電器還包括適配器和充電控制器。適配器將ac轉(zhuǎn)換成dc,充電控制器限制dc的最大電流和電壓。電池組包含一個(gè)保護(hù)面板和一個(gè)電池,以及一個(gè)PTC來限制最大電流。
以手機(jī)電池系統(tǒng)為例。過充保護(hù)系統(tǒng)利用充電器的輸出電壓設(shè)置在4.2v左右來實(shí)現(xiàn)第一層保護(hù),這樣即使電池上的保護(hù)板失效,電池也不會發(fā)生過充和危險(xiǎn)。第二種保護(hù)是保護(hù)板上的過充保護(hù)功能,一般設(shè)置在4.3v。這樣,保護(hù)板通常不負(fù)責(zé)切斷充電電流,只有當(dāng)充電器電壓異常高時(shí),才要?jiǎng)幼?。過流保護(hù)由保護(hù)板和限流器組成,同時(shí)也是防止過流和外部短路的兩個(gè)屏蔽。因?yàn)檫^放電只會發(fā)生在電子產(chǎn)品使用的過程中。因此,一般的設(shè)計(jì)是電子產(chǎn)品的電路板供應(yīng)第一保護(hù),而電池組上的保護(hù)板供應(yīng)第二保護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品檢測到電源電壓低于3.0v時(shí),應(yīng)自動關(guān)機(jī)。若產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)未考慮此功能,則當(dāng)電壓降至2.4v時(shí),保護(hù)板將關(guān)閉放電電路。
簡而言之,電池系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成能供應(yīng)兩個(gè)電子屏蔽來防止過充、過放電和過電流。防護(hù)板為第二防護(hù)。拆下防護(hù)罩并沖鋒。假如電池爆炸,這是一個(gè)糟糕的設(shè)計(jì)。
雖然以上方法供應(yīng)了兩種保護(hù),但由于消費(fèi)者在充電器壞了,經(jīng)常購買原廠充電器來充電,而充電器廠家,基于成本考慮,經(jīng)常拆卸充電控制器來降低成本。結(jié)果,壞錢驅(qū)逐了好錢,市場上有很多壞充電器。這就消除了第一道也是最重要的一道防線,使其免于過度充電。而過充是導(dǎo)致電池爆炸的最重要因素,因此劣質(zhì)充電器可以說是電池爆炸的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
當(dāng)然,并不是所有的電池系統(tǒng)都采用上述方法。在某些情況下,電池組也有充電控制器設(shè)計(jì)。例如,許多筆記本電腦的電池棒上都有一個(gè)充電控制器。這是因?yàn)楣P記本電腦通常內(nèi)置了充電控制器,消費(fèi)者只能使用一個(gè)適配器。因此,筆記本電腦的外部電池組必須有一個(gè)充電控制器,以確保使用適配器充電時(shí)外部電池組是安全的。此外,汽車點(diǎn)煙器使用的充電產(chǎn)品,有時(shí)也會在充電控制器中制成電池組。