Design der Waerme Schutzschaltung der Lithium-Ionen-Batterie
Schlüsselwörter: PTC, NTC, Lithiumbatterie
Unter vielen Lithium-Ionen-Schutzschemata sind mehrstufige Schutzschemata weit verbreitet, um eine hohe Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien zu erreichen. Normalerweise umfasst der mehrstufige Schutz aktive und passive Schutzschemata. Die grundlegenden Parameter der Steuerung sind hauptsächlich Spannung, Strom und Temperatur. In den letzten Jahren hat sich das schnelle Laden aufgrund der begrenzten Zunahme der Energiedichte schnell verbreitet, um den Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Unter dem Gesichtspunkt der Entwurfsgewohnheiten und Zertifizierungstests tendieren Kunden dazu, der Spannungsüberwachung und dem Spannungsschutz mehr Aufmerksamkeit zu schenken, während sie die Übertemperaturschutzfunktionen passiver Schutzgeräte wie PTC und MHP-TA ignorieren. Sie verwenden zwei aktive IC + Mos-Schutzschemata und eine NTC-Temperaturüberwachung. Ob ein solches Design irrational ist, wird in der Branche immer noch diskutiert. Dieser Artikel versucht ein wenig über die tatsächliche Verwendung zu sprechen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, Einige fehlerhafte Produkte werden im Voraus durch Alterungsmechanismen im Produktionsprozess von Lithium-Ionen-Batterien freigelegt, wodurch die auf den Markt gebrachten Produkte eine relativ niedrige augenblickliche Ausfallrate aufweisen. Mit der Verlängerung der Betriebszeit oder der Verlängerung der Zykluszeiten aufgrund chemischer Reaktionen und Stress beginnen die inneren Materialien von Lithium-Ionen-Batterien zu altern. Die intuitive Leistung ist Kapazitätsdämpfung, Volumenerweiterung und Erhöhung des Innenwiderstands.
Abbildung 1: Kurve der "Badewanne" des Lithium-Ionen-Akkus
Am Ende der Batterielebensdauer kann der Innenwiderstand der Batterie abnormal ansteigen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Aufrechterhaltung einer hohen Eingangs- und Ausgangsleistung zwangsläufig zu einem Temperaturanstieg. Im Allgemeinen erhöht sich die chemische Reaktionsgeschwindigkeit mit jedem Temperaturanstieg um 10 ° C um etwa das Doppelte, und die beschleunigte chemische Reaktion führt zu einer beschleunigten Alterung der Batterie. Mit anderen Worten, dies ist ein Teufelskreis der „Selbstkatalyse“.
Aktuelle Designs sind stark von der aktiven Temperaturüberwachung von NTC abhängig und bieten keinen passiven Übertemperaturschutz. Diese Konstruktion basiert auf der Annahme, dass die Batterietemperaturverteilung gleichmäßig und die Wärmeleitung schnell ist, aber tatsächlich sind diese beiden Punkte schwer zu erreichen. Die Innentemperatur der Batterie muss zum NTC auf der Platine geleitet werden, um das aktive Gerät effektiv über die Reaktion zu "benachrichtigen". Dieser Vorgang geht mit längeren Zeit- und Temperaturunterschieden einher. MHP-TA und Strap PPTC sind aufgrund ihrer direkten Verbindung zu den Laschen und des Hochgeschwindigkeits-Wärmeleitungspfads der Batterie die schnellsten Lösungen zur Erkennung von internen Temperaturanomalien in der Batterie. Es ist daher auch ein ideales passives Temperaturschutzgerät.
Der Batteriesicherheitszyklus beginnt mit dem Design und endet mit dem Recycling von Batterieabfällen. Der Entwurfsplan sollte die abnormale Situation des gesamten Lebenszyklus der Lithium-Ionen-Batterie berücksichtigen, das Schutzschema vollständig berücksichtigen und bewerten.
Unter vielen Lithium-Ionen-Schutzschemata sind mehrstufige Schutzschemata weit verbreitet, um eine hohe Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien zu erreichen. Normalerweise umfasst der mehrstufige Schutz aktive und passive Schutzschemata. Die grundlegenden Parameter der Steuerung sind hauptsächlich Spannung, Strom und Temperatur. In den letzten Jahren hat sich das schnelle Laden aufgrund der begrenzten Zunahme der Energiedichte schnell verbreitet, um den Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Unter dem Gesichtspunkt der Entwurfsgewohnheiten und Zertifizierungstests tendieren Kunden dazu, der Spannungsüberwachung und dem Spannungsschutz mehr Aufmerksamkeit zu schenken, während sie die Übertemperaturschutzfunktionen passiver Schutzgeräte wie PTC und MHP-TA ignorieren. Sie verwenden zwei aktive IC + Mos-Schutzschemata und eine NTC-Temperaturüberwachung. Ob ein solches Design irrational ist, wird in der Branche immer noch diskutiert. Dieser Artikel versucht ein wenig über die tatsächliche Verwendung zu sprechen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, Einige fehlerhafte Produkte werden im Voraus durch Alterungsmechanismen im Produktionsprozess von Lithium-Ionen-Batterien freigelegt, wodurch die auf den Markt gebrachten Produkte eine relativ niedrige augenblickliche Ausfallrate aufweisen. Mit der Verlängerung der Betriebszeit oder der Verlängerung der Zykluszeiten aufgrund chemischer Reaktionen und Stress beginnen die inneren Materialien von Lithium-Ionen-Batterien zu altern. Die intuitive Leistung ist Kapazitätsdämpfung, Volumenerweiterung und Erhöhung des Innenwiderstands.
Abbildung 1: Kurve der "Badewanne" des Lithium-Ionen-Akkus
Am Ende der Batterielebensdauer kann der Innenwiderstand der Batterie abnormal ansteigen. Zu diesem Zeitpunkt führt die Aufrechterhaltung einer hohen Eingangs- und Ausgangsleistung zwangsläufig zu einem Temperaturanstieg. Im Allgemeinen erhöht sich die chemische Reaktionsgeschwindigkeit mit jedem Temperaturanstieg um 10 ° C um etwa das Doppelte, und die beschleunigte chemische Reaktion führt zu einer beschleunigten Alterung der Batterie. Mit anderen Worten, dies ist ein Teufelskreis der „Selbstkatalyse“.
Aktuelle Designs sind stark von der aktiven Temperaturüberwachung von NTC abhängig und bieten keinen passiven Übertemperaturschutz. Diese Konstruktion basiert auf der Annahme, dass die Batterietemperaturverteilung gleichmäßig und die Wärmeleitung schnell ist, aber tatsächlich sind diese beiden Punkte schwer zu erreichen. Die Innentemperatur der Batterie muss zum NTC auf der Platine geleitet werden, um das aktive Gerät effektiv über die Reaktion zu "benachrichtigen". Dieser Vorgang geht mit längeren Zeit- und Temperaturunterschieden einher. MHP-TA und Strap PPTC sind aufgrund ihrer direkten Verbindung zu den Laschen und des Hochgeschwindigkeits-Wärmeleitungspfads der Batterie die schnellsten Lösungen zur Erkennung von internen Temperaturanomalien in der Batterie. Es ist daher auch ein ideales passives Temperaturschutzgerät.
Der Batteriesicherheitszyklus beginnt mit dem Design und endet mit dem Recycling von Batterieabfällen. Der Entwurfsplan sollte die abnormale Situation des gesamten Lebenszyklus der Lithium-Ionen-Batterie berücksichtigen, das Schutzschema vollständig berücksichtigen und bewerten.
