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电池管理电子设备如何增强电池的安全性
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2009-11-02
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电池管理电子设备如何增强电池的安全性
对于锂离子电池包制造商来说，针对电池供电系统构建安全且可靠的产品是至关重要的。电池
包中的电池管理电路可以监控锂离子电池的运行状态，包括了电池阻抗、温度、单元电压、充电和
放电电流以及充电状态等，以为系统提供详细的剩余运转时间和电池健康状况信息，确保系统作出
正确的决策。此外，为了改进电池的安全性能，即使只有一种故障发生，例如过电流、短路、单元
和电池包的电压过高、温度过高等，系统也会关闭两个和锂离子电池串联的背靠背(back-toback)
保护MOSFET，将电池单元断开。基于阻抗跟踪技术的电池管理单元（BMU）会在整个电池使用
周期内监控单元阻抗和电压失衡，并有可能检测电池的微小短路(micro-short)，防止电池单元造成
火灾乃至爆炸。
过高的工作温度将加速电池的老化，并可能导致锂离子电池包的热失控(thermal run-away)及
爆炸。对于锂离子电池高度活性化的含能材料来说，这一点是备受关注的。大电流的过度充电及短
路都有可能造成电池温度的快速上升。锂离子电池过度充电期间，活跃得金属锂沉积在电池的正极
，其材料极大的增加了爆炸的危险性，因为锂将有
可能与多种材料起反应而爆炸，包括了电解液及阴极材料。例如，锂/碳插层混合物(intercalated
compound)与水发生反应，并释放出氢气，氢气有可能被反应放热所引燃。阴极材料，诸如
LiCoO2，在温度超过175℃的热失控温度限（4.3V单元电压）时，也将开始与电解液发生反应。
锂离子电池使用很薄的微孔膜(micro-porous film)材料，例如聚烯烃，进行电池正负极的电子
隔离，因为此类材料具有卓越的力学性能、化学稳定性以及可接受的价格。
对于锂离子电池包制造商来说，针对电池供电系统构建安全且可靠的产品是至关重要的。电池
包中的电池管理电路可以监控锂离子电池的运行状态，包括了电池阻抗、温度、单元电压、充电和
放电电流以及充电状态等，以为系统提供详细的剩余运转时间和电池健康状况信息，确保系统作出
正确的决策。此外，为了改进电池的安全性能，即使只有一种故障发生，例如过电流、短路、单元
和电池包的电压过高、温度过高等，系统也会关闭两个和锂离子电池串联的背靠背(back-toback)
保护MOSFET，将电池单元断开。基于阻抗跟踪技术的电池管理单元（BMU）会在整个电池使用
周期内监控单元阻抗和电压失衡，并有可能检测电池的微小短路(micro-short)，防止电池单元造成
火灾乃至爆炸。
过高的工作温度将加速电池的老化，并可能导致锂离子电池包的热失控(thermal run-away)及
爆炸。对于锂离子电池高度活性化的含能材料来说，这一点是备受关注的。大电流的过度充电及短
路都有可能造成电池温度的快速上升。锂离子电池过度充电期间，活跃得金属锂沉积在电池的正极
，其材料极大的增加了爆炸的危险性，因为锂将有
可能与多种材料起反应而爆炸，包括了电解液及阴极材料。例如，锂/碳插层混合物(intercalated
compound)与水发生反应，并释放出氢气，氢气有可能被反应放热所引燃。阴极材料，诸如
LiCoO2，在温度超过175℃的热失控温度限（4.3V单元电压）时，也将开始与电解液发生反应。
锂离子电池使用很薄的微孔膜(micro-porous film)材料，例如聚烯烃，进行电池正负极的电子
隔离，因为此类材料具有卓越的力学性能、化学稳定性以及可接受的价格。
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