锂电池背后的保护神

上网时间: 2011年08月15日? 作者:徐韜? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:锂电池? 安全性?

bq77910独有的保护特性

在该器件所针对的高功率电池组本身在应用中就要经受极大的挑战,比如极高的电流,而且要求放电电流大,充电电流小,负载本身与电池也要分离。还需要独立的充放电路径,这样可以根据所需大小选择适当的保护路径元件(MOSFET),从而减少成本。而在某些应用领域,比如电动车和UPS中,还需要快速的充放电转换。这些都对电池组的设计以及保护电路带来了极大的技术挑战。

bq77910 为了满足大功率应用需求,所以针对以上的要求都做了精心的设计。比如,通过配置,可支持具有 4 至 10 串电池单元的电池组工作,在 10 节配置下,最高输入电压为 50 V。它可预设安全阈值和时间延迟(在非易失性存储器中编程),以便与各种类型的锂离子电池系统匹配,可以支持LiCoO2、LiFePO4 以及 LiMn2O4 等锂电池类型。该器件可在电池组制造时编程,以后无需外部微控制器便可作为独立保护器工作。它可以直接驱动低侧 NMOS 功率FET,NMOS功率控制成本较低,而效率更高,特别是用于高压大电流应用。它的FET 配置很灵活,可根据需要选择不同大小的功率 FET(为充电和放电电流提供串行或分离式路径),可以为客户带来成本优势。

而一般同类的竞争器件都不集成保护性 FET 驱动电路、电流感测、温度传感,这就需要另外使用分立元器件来完成这些功能。bq77910的单芯片解决方案只需要外部功率 FET和无源组件,内部集成电流感测与温度传感功能并且采用内部 FET 实现电量平衡。无需外部平衡 FET,在必要时,也可采用外部 FET 实现更高电流的电量平衡。而大多数其它器件的电量平衡功能需要外部 FET 和外部微处理器来实现电量平衡管理。电量平衡功能为何那么重要呢?电池组内部不匹配的电池单元不能通过外部接触检测出来,而电池组内部单元不匹配就会造成电池寿命的极大降低,而且电量不平衡会随时间推移而逐渐加重,因为其中一个单元失效就会造成整个电池组的失效。而采用大量电池单元的电池系统由于温度渐变和电池单元在高放电速率下的自身发热,更容易出现不平衡状况。所以这个电量平衡功能对所有的电池组都非常重要。

锂电池由于近年来放电速率的提高,已经占领越来越多的市场份额,而锰酸锂以及磷酸铁锂电池的在电动车领域的应用已经开始商业化的进程,比亚迪就在自己的电动车使用了后者,显然锂电池已经是整个动力电池市场的大势所趋,而锂电池所必需的保护控制芯片则是一个潜力巨大的市场,相信会有更多的厂商进入这个市场,带来更加成熟的产品。

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