谈谈如何对动力锂离子电池组的进行维护

2017-12-28 14:05:54 admin 10002

锂离子电池应用已融入了我们的生活中,我们可以常见的产品就有电动摩托车、便携电动工具和插电式混合动力汽车等等,只要涉及到电了,就会有锂离子电池的存在,而锂离子电池组为这些电池设计保护电路变得空前重要。

   功率FET是电池管理系统(BMS)中的一个关键安全功能,其主要目的是在非正常条件下将电池组与负载或充电器隔离。本文将讨论检测块及其如何应用于功率FET,以确保锂离子电池组的安全工作。

功率FET功能块看上去并不复杂:连接充电器或负载时导通FET;出现错误时关断FET。要正常发挥功率FET的功能,设计工程师需要理解负载条件、电池组限制以及功能块电路。

在电池管理系统中,功率FET由电芯电压、电池组电流、温度、负载和充电电池监测器比较来控制。功能块在系统中有三种构建方式:(1)通过分立元件,这需要额外的电路板空间,且设计工程师需要对每个子块有深刻的理解。(2)集成大多数子功能块的功率FET IC,并可用作多芯监测器/均衡器的配套IC。功率FET IC在高电芯数的应用(》 16个电芯)中非常有用,如太阳能发电场和智能电网。(3)全集成式BMS IC(如ISL94202、ISL94203和ISL94208)中的功率FET功能块。这三种方案的功能大致相同,本文解释了每个子块的内在功能,以及针对不同应用的设计考虑事项。

    对于独立的BMS IC,理解其功能块和功率FET在工作区域的执行活动很重要。有些IC允许在充电FET(CFET)和放电FET(DFET)同时都处于导通状态时充电。其他IC则关断CFET。当在电芯温度曲线仅允许放电区工作时,CFET在串联功率FET配置中绝不能关断。在CFET关断时运行负载允许电流穿过CFET的体二极管。这会增加FET的功率耗散,导致FET温度上升。如果不采取措施消除由FET产生的热量,比如通过电路布局或使用散热器,则元件可能受损。在串联配置下工作时CFET关断还可减小会影响应用性能的负载功耗。

  大多数中小型电池组都使用两个热敏电阻器来监测温度。其中一个热敏电阻器位于电池组的中心,由于与电芯的隔离,这里的温度较高。因为工作温度较高,这些电芯的老化速度更快。第二个热敏电阻器位于电池组之外,主要用于测量环境温度。恰当的温度检测可防止电池发生热逸溃,并确保其充电或放电安全。


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