Diseno de circuito de protección térmica de batería de iones de litio
Palabras clave: PTC, NTC, batería de litio
Entre muchos esquemas de protección de iones de litio, los esquemas de protección multinivel se han adoptado ampliamente para obtener una alta seguridad de las baterías de iones de litio. Por lo general, la protección multinivel incluye esquemas de protección activa y pasiva. Los parámetros básicos de control son principalmente voltaje, corriente y temperatura. En los últimos años, debido al aumento limitado de la densidad de energía, para cumplir con los requisitos de los clientes, la carga rápida se ha extendido rápidamente. Desde la perspectiva de los hábitos de diseño y las pruebas de certificación, los clientes tienden a prestar más atención al monitoreo y protección de voltaje, mientras ignoran las características de protección contra sobretemperatura de los dispositivos de protección pasiva como PTC y MHP-TA. Utilizan dos esquemas de protección activa IC + Mos y monitoreo de temperatura NTC. Si existe una irracionalidad en tal diseño, todavía hay debate en la industria. Este artículo trata de hablar un poco sobre el uso real.
Como se muestra en la Fig. 1, Algunos productos defectuosos estarán expuestos de antemano por un mecanismo de envejecimiento en el proceso de producción de baterías de iones de litio, lo que hace que los productos comercializados tengan una tasa de falla instantánea relativamente baja. Sin embargo, con la prolongación del tiempo de servicio o el aumento de los tiempos de ciclo, debido a las reacciones químicas y al estrés, los materiales internos de las baterías de iones de litio comienzan a envejecer. El rendimiento intuitivo es la atenuación de la capacidad, la expansión del volumen y el aumento de la resistencia interna.
Figura 1: curva de la "bañera" de la batería de iones de litio
Al final de la vida útil de la batería, la resistencia interna de la batería puede aumentar de manera anormal. En este momento, mantener una entrada y salida de alta potencia inevitablemente provocará un aumento de la temperatura. En general, por cada aumento de temperatura de 10 ° C, la velocidad de reacción química aumentará aproximadamente el doble, y la reacción química acelerada conducirá a un envejecimiento acelerado de la batería. En otras palabras, este es un círculo vicioso de "autocatálisis".
Los diseños actuales dependen demasiado de la supervisión activa de la temperatura de NTC y carecen de protección pasiva contra la temperatura. Este diseño se basa en el supuesto de que la distribución de temperatura de la batería es uniforme y la conducción de calor es rápida, pero de hecho estos dos puntos son difíciles de lograr. La temperatura interna de la batería debe ser conducida al NTC en el tablero para "notificar" efectivamente al dispositivo activo para que reaccione, un proceso que se acompaña de un mayor tiempo y diferencias de temperatura. MHP-TA y Strap PPTC son las soluciones más rápidas para detectar anomalías de temperatura interna en la batería debido a su conexión directa a las pestañas y al camino de conducción térmica de alta velocidad de la batería. Por lo tanto, también es un dispositivo ideal de protección pasiva de temperatura.
El ciclo de seguridad de la batería comienza con el diseño y termina con el reciclaje de chatarra de la batería. El plan de diseño debe considerar la situación anormal del ciclo de vida completo de la batería de iones de litio, considerar y evaluar completamente el esquema de protección.
Entre muchos esquemas de protección de iones de litio, los esquemas de protección multinivel se han adoptado ampliamente para obtener una alta seguridad de las baterías de iones de litio. Por lo general, la protección multinivel incluye esquemas de protección activa y pasiva. Los parámetros básicos de control son principalmente voltaje, corriente y temperatura. En los últimos años, debido al aumento limitado de la densidad de energía, para cumplir con los requisitos de los clientes, la carga rápida se ha extendido rápidamente. Desde la perspectiva de los hábitos de diseño y las pruebas de certificación, los clientes tienden a prestar más atención al monitoreo y protección de voltaje, mientras ignoran las características de protección contra sobretemperatura de los dispositivos de protección pasiva como PTC y MHP-TA. Utilizan dos esquemas de protección activa IC + Mos y monitoreo de temperatura NTC. Si existe una irracionalidad en tal diseño, todavía hay debate en la industria. Este artículo trata de hablar un poco sobre el uso real.
Como se muestra en la Fig. 1, Algunos productos defectuosos estarán expuestos de antemano por un mecanismo de envejecimiento en el proceso de producción de baterías de iones de litio, lo que hace que los productos comercializados tengan una tasa de falla instantánea relativamente baja. Sin embargo, con la prolongación del tiempo de servicio o el aumento de los tiempos de ciclo, debido a las reacciones químicas y al estrés, los materiales internos de las baterías de iones de litio comienzan a envejecer. El rendimiento intuitivo es la atenuación de la capacidad, la expansión del volumen y el aumento de la resistencia interna.
Figura 1: curva de la "bañera" de la batería de iones de litio
Al final de la vida útil de la batería, la resistencia interna de la batería puede aumentar de manera anormal. En este momento, mantener una entrada y salida de alta potencia inevitablemente provocará un aumento de la temperatura. En general, por cada aumento de temperatura de 10 ° C, la velocidad de reacción química aumentará aproximadamente el doble, y la reacción química acelerada conducirá a un envejecimiento acelerado de la batería. En otras palabras, este es un círculo vicioso de "autocatálisis".
Los diseños actuales dependen demasiado de la supervisión activa de la temperatura de NTC y carecen de protección pasiva contra la temperatura. Este diseño se basa en el supuesto de que la distribución de temperatura de la batería es uniforme y la conducción de calor es rápida, pero de hecho estos dos puntos son difíciles de lograr. La temperatura interna de la batería debe ser conducida al NTC en el tablero para "notificar" efectivamente al dispositivo activo para que reaccione, un proceso que se acompaña de un mayor tiempo y diferencias de temperatura. MHP-TA y Strap PPTC son las soluciones más rápidas para detectar anomalías de temperatura interna en la batería debido a su conexión directa a las pestañas y al camino de conducción térmica de alta velocidad de la batería. Por lo tanto, también es un dispositivo ideal de protección pasiva de temperatura.
El ciclo de seguridad de la batería comienza con el diseño y termina con el reciclaje de chatarra de la batería. El plan de diseño debe considerar la situación anormal del ciclo de vida completo de la batería de iones de litio, considerar y evaluar completamente el esquema de protección.
