由于鋰離子電池在能量密度方面的優(yōu)勢(shì),采用鋰離子電池與采用鎳鎘電池和鎳氫電池相比,可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和綜合成本。然而,充電系統(tǒng)的質(zhì)量對(duì)于電池的使用壽命和工作可靠性有著重要的影響。

智能電池

目前在可充電電池的充/放電管理中，廣泛使用了各種便于和MCU/CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、處理的各種總線技術(shù)，例如位總線(Bitbus)、系統(tǒng)管理總線(SMBus)、集成電路之間數(shù)據(jù)交換總線(I2C)、通用串行總線(USB)和簡(jiǎn)單外設(shè)總線(SPI)等。

例如在筆記本電腦中,利用總線技術(shù)可以對(duì)電池電量狀態(tài),電池電量可用時(shí)間、電池剩余電量、電池是否正常等電池參數(shù)實(shí)現(xiàn)管理和檢測(cè),并進(jìn)行有關(guān)電池工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的顯示,當(dāng)電池電量用完后,計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)關(guān)機(jī),保存有關(guān)數(shù)據(jù)。同樣在目前得到廣泛應(yīng)用的手機(jī)中,這些技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用,極大地方便了用戶的使用。

有人給智能電池下的定義為:電池+電子部件+控制總線=智能電池。智能電池、SMBus和“智能電池充電器三者組成了智能電池系統(tǒng)(SBS)。

多節(jié)鋰離子電池充/放電保護(hù)控制集成電路

由于鋰離子可充電電池具有一系列優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍更加廣泛,世界上一些主要的集成電路生產(chǎn)制造公司(例如TI、Maxim、SII、Linear、Freescal、National和Intersil公司等)紛紛推出了許多各種型號(hào)的多節(jié)鋰離子電池管理用集成電路。這些公司生產(chǎn)的多節(jié)鋰離子可充電電池管理用集成電路各具特色,性能優(yōu)良,可以對(duì)每節(jié)鋰離子電池的充/放電工作狀態(tài)和充/放電溫度進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)。其中有的采用8位MCU內(nèi)核和有關(guān)鋰離子電池充/放電工作狀態(tài)寄存器對(duì)鋰離子電池的充/放電工作狀態(tài)加以寄存和分析判斷,確保每節(jié)鋰離子電池充足電,并延長(zhǎng)其使用壽命。

例如日本精工公司(SII)新近推出的S-8204A/B系列3節(jié)/4節(jié)鋰離子電池充/放電管理控制集成電路。S-8204A/B系列集成電路內(nèi)置了高精度電壓檢測(cè)器和延遲電路,可用于鋰離子電池和電池組的充/放電管理,具有鋰離子電池充/放電溫度檢測(cè)、過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流保護(hù)等控制功能,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每節(jié)鋰離子電池的充/放電保護(hù)控制。S-8204A/B系列集成電路具有使用簡(jiǎn)單、方便和使用外圍元器件少等特點(diǎn)。

使用時(shí),如果將兩只S-8204A/B系列集成電路串聯(lián)使用,可以實(shí)現(xiàn)5～8節(jié)串聯(lián)鋰離子電池組的充/放電保護(hù)控制。如果更多的S-8204A/B串聯(lián)使用,則可以用于更多節(jié)鋰離子電池充/放電保護(hù)控制的應(yīng)用場(chǎng)合。這對(duì)電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具和UPS等需要高供電電壓的應(yīng)用場(chǎng)合很具有吸引力。在這些應(yīng)用場(chǎng)合中，常需要5～12節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用,平均供電電壓范圍為18～43.2V。

SII的S-8204A/B系列集成電路可分別用于P溝道MOSFET管鋰離子電池組高端充/放電保護(hù)控制及N溝道MOSFET管低端鋰離子電池組充/放電保護(hù)控制的應(yīng)用場(chǎng)合。

再如TI公司推出的bq2150H鋰離子電池充/放電檢測(cè)和保護(hù)控制集成電路,它可以用于2～5節(jié)鋰離子電池串聯(lián)充/放電的應(yīng)用場(chǎng)合,可以單獨(dú)使用,并可以帶5個(gè)充/放電工作狀態(tài)的指示LED。

TI公司推出的UCC3957是用于3/4節(jié)鋰離子電池充/放電保護(hù)的集成電路,通過(guò)內(nèi)部的狀態(tài)機(jī)制,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每節(jié)串聯(lián)充/放電鋰離子電池的過(guò)充/過(guò)放電檢測(cè)保護(hù)和鋰離子電池過(guò)放電電流保護(hù)。UCC3957通過(guò)對(duì)外接P溝道MOSFET管的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池充/放電的管理,采用兩級(jí)充/放電過(guò)電流管理控制。如果在鋰離子電池的充/放電過(guò)程中有鋰離子電池未連接,通過(guò)UCC3957的檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)控制。