鋰離子電池經常成為(wei) 新聞，但其電子設備中有許多方法可以保證其安全。強烈建議在您的電池組設計中始終具有冗餘(yu) 保護功能。至少有兩(liang) 種獨立的過流和過壓關(guan) 斷方式，以減輕主保護電路的任何故障或損壞。鋰離子電池在我們(men) 所有的電子產(chan) 品中變得越來越普遍，有很多電路可以防止它們(men) 爆炸。

電子產(chan) 品  

盡管鋰離子化學與(yu) 其他電池化學相比具有許多優(you) 勢，但最大的缺點是其安全性能。如果使用不當，鋰離子電池會(hui) 產(chan) 生熱事件。堅固的電子設備和保險絲(si) 需要納入電池設計中，以確保其在安全運行條件下運行。  

鋰離子電池中常用的典型電池管理係統 (BMS)。電池管理係統最重要的元素是確保鋰離子電池的正確使用。這包括正在監視以下事項以確保其處於(yu) 正常運行條件內(nei) ：  

· 放電電流：這是離開電池為(wei) 負載供電的電流。所有電池都額定為(wei) 它可以處理的特定放電電流。有些電池的額定溫度可高達 100C(額定容量的 100 倍)，而有些電池隻能處理低於(yu) 1C 的溫度。  

· 充電電流：這是進入電池為(wei) 電池充電的電流。所有電池都額定為(wei) 它可以處理的特定充電電流。一些電池具有高額定充電電流能力以實現快速充電。  

· 電壓：這是單個(ge) 電池上的電壓。鋰離子電池需要保持在一定範圍內(nei) 的電壓。超出該範圍，尤其是在高端範圍內(nei) 可能會(hui) 導致熱問題。過電壓是您可以對電池做的最危險的事情之一。  

· 溫度：這是電池上的溫度。細胞需要在給定的範圍內(nei) 操作。通常，放電時應在-20C至60C之間，充電時應在0C至40C之間。  

如果電子設備檢測到上述任何一項超出了電池規定的範圍，那麽(me) 它將關(guan) 閉電池。有幾種方法可以關(guan) 閉電池。大多數 BMS 係統使用這些方式的組合。  

1. PTC—— 正溫度係數熱敏電阻與(yu) 電池串聯。當電流增加時，PTC 的電阻會(hui) 隨著溫度的升高而增加，從(cong) 而產(chan) 生開路並將電池與(yu) 應用程序斷開連接。這是為(wei) 電池添加保護的一種非常常見的方法。一些電池將內(nei) 置 PTC，提供額外的保護。  

2. 電流保險絲(si) ——另一種電流保護方法是將電流保險絲(si) 與(yu) 電池串聯。一旦電流超過保險絲(si) 的額定值，保險絲(si) 就會(hui) 斷開。大多數係統將此作為(wei) 次要的最後手段選項，因為(wei) 它將永久完全關(guan) 閉電池。  

3. 溫度保險絲(si) ——當溫度超過其額定值時，該保險絲(si) 將打開。就像電流保險絲(si) 一樣，這是永久關(guan) 閉的。  

4. MOSFET—— 關(guan) 閉電池的最常見方法之一是使用 MOSFET 。MOSFET 通常連接到保護 IC。保護 IC 測量電池上的電壓、流入和流出電池的電流，在某些情況下還測量電池上的溫度。如果 IC 檢測到其中任何一個(ge) 超出範圍，它們(men) 將向 MOSFET 發送信號以將其關(guan) 閉。由於(yu) 電流可以是雙向的(充電電流和放電電流)，因此使用背靠背 MOSFET。  

如果在電池組 + 側(ce) 使用 N 溝道 MOSFET，則 IC 需要有一個(ge) 電荷泵，可以提供高於(yu) 電池電壓的柵極電壓。大多數簡單的保護 IC 都沒有電荷泵，因此有 2 個(ge) 選項：  

· 使用電池組側(ce) 的 N 溝道 MOSFET 斷開電池。這裏的缺點是需要了解和減輕電池接地斷開時對係統的影響。  

· 使用電池組 + 側(ce) 的 P 溝道 MOSFET 斷開電池。P 溝道 MOSFET 不如 N 溝道常見，而且選擇可能不是很好。它們(men) 通常比 N 通道更昂貴。  

5. 化學保險絲(si) ——化學保險絲(si) 也用於(yu) 電池組中，用於(yu) 二次過電壓保護。化學保險絲(si) 的工作原理類似於(yu) 電流保險絲(si) ，但它也具有使用內(nei) 置加熱器自行熔斷的能力。端子 T3 接地，從(cong) 而激活加熱器並熔斷保險絲(si) 。在電池中使用化學保險絲(si) 的最常見方法是用於(yu) 二次過電壓保護。端子 T3 連接到次級過壓保護 IC，當它檢測到一個(ge) 或多個(ge) 電池高於(yu) 特定電壓範圍時，它就會(hui) 啟動。要啟動二級保護，這必須意味著一級保護電路不工作並且電池組出現嚴(yan) 重問題。此時永久禁用電池組是明智之舉(ju) 。許多需要通過 UL2054 測試的電池組都有一個(ge) 化學保險絲(si) ，用於(yu) 二次過壓保護。  

6. 繼電器/接觸器 ——另一種選擇是使用繼電器或接觸器來切換電池負載。對於(yu) 更大的電池組(叉車電池、車輛電池等)來說，這是一種非常流行的方法。主要優(you) 點是繼電器/接觸器可以承載大量電流。它們(men) 也是獨立控製的(與(yu) MOSFET 不同)，因此低電壓信號可以切換輸入/輸出大電壓輸出。  

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