電池安全性主要有什保護
鋰電池的安全性主要由其中的電池保護電路完成對齊過壓、過流、短路等保護。
分析電池的保護板,可以看出它是由TC2120標準的兩節(jié)鋰離子充電保護IC芯片,外加FH3080K MOS管組成的保護電流。
根據(jù)FH3080的數(shù)據(jù)手冊,可以看出,它的電流容量高達80A,那么為什么這里使用了八個MOS管進行串并聯(lián)呢?
下面是TC2120芯片充電電壓、電流保護延遲放電電流保護參數(shù)。根據(jù)FH3080內(nèi)阻(選取VGS在5V時,10毫歐姆)計算,它們四并兩串,所形成的內(nèi)阻為5毫歐姆,如果按照TC2120放電過流保護電壓為200mV來計算,實際上放電保護電流應(yīng)該是40A。
實際上,該電池組能夠產(chǎn)生40A的輸出電流嗎?這個可以通過測量電池的電路電流來驗證。
使用前面測量電池輸出電壓和電流測量電路,外部使用一個直流空氣開關(guān)直接將電池輸出負載短路,可以測量輸出輸出電流的變化波形。如下圖所示:
從上圖可以看出,短路電流大約為27A,保護電路在5ms內(nèi)啟動,將輸出電流截止。顯然,電池的短路電流還遠沒有達到保護電流的容量。
為了進一步驗證電池保護電流的容量上限,使用熱風槍逐一將并聯(lián)的MOS管進行拆掉,然后再測量電路保護電流的大小。
拆卸保護電路板上的MOS管
下面各圖顯示了并聯(lián)MOS管分別在4,3,2,1的情況下,輸出保護電流波形的情況。
通過上面對比實驗,可以看出,決定電池組最大輸出電流與并聯(lián)的MOS的個數(shù)無關(guān)。它實際上是有鋰電池本身的內(nèi)阻所決定的。
根據(jù)前面測量可以知道,電池組的等效內(nèi)阻大約為0.15歐姆,而FH3080的工作內(nèi)阻僅僅只有幾個毫歐姆,因此,電池組的絕大部分的內(nèi)阻是有鋰電池內(nèi)部阻抗決定。在輸出在27A左右的時候,由于電池內(nèi)阻所產(chǎn)生的壓降,輸出電壓將會下降到原來的一半,此時TC2120的輸出電壓也會隨之下降,此時對應(yīng)MOS的驅(qū)動電壓下降,對應(yīng)導(dǎo)通電阻增加,于是就會觸發(fā)TC2120進行保護。
















