鋰離子電池設(shè)計(jì)中需要考慮的問題有哪些？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-17 11:35
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使用概況
挑選鋰電池組的一個(gè)重要步驟就是全面描述設(shè)備的“真實(shí)使用概況”。舉例來說，不同設(shè)備的溫度極限會導(dǎo)致相同的電池產(chǎn)生不同的表現(xiàn)結(jié)果。電池的使用概況包括以下一些參數(shù)，如工作電壓范圍、電流占空比、環(huán)境和工作溫度、周期性行為、充電和運(yùn)行時(shí)間、頻率以及充放電周期的次數(shù)。在設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，電池生產(chǎn)商的說明書不會包含這種詳細(xì)信息。只有了解所有的參數(shù)后，電池組才能無縫地集成到便攜式設(shè)備中。
最好的電池設(shè)計(jì)應(yīng)包括一個(gè)冗余保護(hù)電路，即在主電路失靈的情況下，輔助電路也能發(fā)揮作用。這樣，電池只會在一種情況下失靈，即所有的電路都同時(shí)發(fā)生故障。
電池組的部件
智能電池組除了包含多個(gè)保護(hù)電路和熱傳感器外，還具有高級智能功能。這種電池組通常會包含一個(gè)通信部件，其可對充放電次數(shù)進(jìn)行計(jì)量，還包含一個(gè)燃料計(jì)來追蹤每個(gè)工作周期的剩余時(shí)間和報(bào)告電池的安全狀況。
基于電壓的燃料計(jì)主要依靠周期性的電壓測量來了解電池容量。這個(gè)辦法有其局限，因?yàn)樗荒芄烙?jì)相對容量和給出超標(biāo)信息。一線式方法可通過測量輸入電流的總量來計(jì)算電池容量。此方法需要微處理器的協(xié)同，通過連接在電池負(fù)終端和地之間的感應(yīng)電阻來監(jiān)控電壓降，以此來判定電池的充放電活動(dòng)。兩線或庫侖式計(jì)量方法，可在電池使用過程中來進(jìn)行絕對容量評估。兩線式方法中最常見的協(xié)議是I2C和SMBus。
一旦電池組組裝完畢后，多數(shù)燃料計(jì)就要完成“學(xué)習(xí)循環(huán)”過程，以使電池能記住哪部分是空的和哪部分是滿的，然后就能正確地設(shè)置燃料計(jì)。但最先進(jìn)的燃料計(jì)即使不需要學(xué)習(xí)周期，也能達(dá)到99%的準(zhǔn)確性，它們往往使用在關(guān)鍵應(yīng)用中。
聰明的電池系統(tǒng)是許多先進(jìn)手持設(shè)備的重要選擇。它們的先進(jìn)特性允許最終使用者能智能地管理設(shè)備和避免故障或關(guān)閉。
保護(hù)性測量
對鋰電池內(nèi)部的安全測量要依靠熱關(guān)斷隔離器，它能分離陽極和陰極物質(zhì)，并使用一種材料來確保內(nèi)部電阻在電池溫度超過關(guān)斷點(diǎn)時(shí)能夠增加。
此外，電池的認(rèn)證程序也是非常有用的。當(dāng)帶有微小控制器的電池同嵌入在主設(shè)備中的處理器相通信后，電池組就會啟動(dòng)認(rèn)證程序。這種認(rèn)證不僅能保護(hù)由不當(dāng)使用電池組造成的故障，還能防止使用反向系統(tǒng)程序來剽竊電池專利的行為。
