锂离子电池包的保护有那些？

锂离子电池是一种应用广泛的可充电电池，它具有单体作业电压高、体积小、重量轻、能量密度高、循环运用寿命长，可在较短时间内快速足够电以及允许放电温度规模宽等长处。此外，锂离子电池还有自放电电流小、无记忆效应和无环境污染等长处。其全球供货量正在持续添加。根据市场调研公司的陈述，07全年锂离子可充电电池的全球供货量比上年添加了17%。而跟着锂离子电池的运用面的扩大，对锂离子电池的充放电维护就显得益发重要。

锂离子电池的维护

锂离子电池供电设备的安全性是人们现在最为关注的问题，所以对其的维护就非常重要。锂离子电池的维护首要包含过充电维护、过放电维护、过电流及短路维护等。

1过充电维护

当充电器对锂离子电池过充电时，为避免因温度上升所导致的内压上升，需终止充电状况。为此，维护器材需监测电池电压，当其到达电池过充电压时，即激活过充电维护功用，间断充电。

2过放电维护

为了避免锂离子电池的过放电状况，当锂离子电池电压低于其过放电电压检测点时，即激活过放电维护，间断放电，并将电池保持在低静态电流的待机模式。

3过电流及短路维护

当锂离子电池的放电电流过大或短路情况发生时，维护器材将激活过电流维护功用。

多节锂离子电路的维护

单体锂离子电池的额定电压为3.6V，不能满足高电压供电场合的需求，因而就需求多节锂离子电池串联运用。为此，各有关电源办理操控集成电路出产厂商纷纷推出了自己的多节锂离子电池（电池组）维护集成电路芯片，如精工技术有限公司（SII）的S-8204B（S-8204B隶属于S-8204系列，该系列的另一个产品是S-8204A。两者的区别是S-8204A合作P沟道MOSFET作业，S-8204B则合作N沟道MOSFET作业）。这类产品的特点是监控3、4节锂离子电池的充放电状况，可完成过充、过放和过电流维护。

图1多节锂离子电池的级联

以S-8204B为例，它能对各节锂离子电池的电压进行高精度检测，具有3段过电流检测功用，经过外接电容可设置过充电检测延迟时间、过放电检测延迟时间、放电过电流检测延迟时间1和放电过电流检测延迟时间2，还能经过SEL端子切换3/4节锂离子电池串联运用。不过，它最大的特点是能够级联运用，下节将对S-8204B的这一功用进行详细阐明。

维护芯片级联

上面提到的电池维护芯片最多能维护4节锂离子电池，但是很多应用都需求5～12节锂离子电池串联作业，比如电动工具、电动自行车和UPS，此刻又如何处理呢？答案很简单，便是一起运用多个锂电池维护芯片。如图1所示，两个维护芯片串联在一起，由2个N沟道MOSFET做操控开关，能够维护8节锂离子电池，三个维护芯片串联在一起，就维护了12节锂离子电池。这种多维护芯片的串联便是维护芯片的“级联”。以S-8204B为例，两个S-8204B联合运用，用2个N沟道MOSFET在低压侧端进行操控，这样经过单颗IC可选3节和4节的功用就能够完成对6～8节串联锂离子电池的维护。假如是5节锂离子电池串联，则能够运用一个S-8204B与其他锂离子电池维护芯片串联，完成维护功用。这种多维护芯片的灵敏组合，能够完成对恣意数目锂离子电池的维护。

图2锂离子电池过充电时的维护电路作业原理图

图3锂离子电池过放电时的维护电路作业原理图

下面，详细介绍一下维护芯片级联的详细作业情况。还是以S-8204B为例，其CTLC端子可由芯片外部操控COP端子的输出电压、而CTLD端子则可由芯片外部操控DOP端子的输出电压。经过CTLC端子以及CTLD端子能够分别独自操控COP端子与DOP端子的输出电压。并且，这些操控功用优先于芯片内部的电池充放电维护功用。假如8节电池中的某一节电池发生过充，与该电池相连接的S-8204B的COP端子输出电压会发生改动，该电压改动会传递到与其相连接的另一个S-8204B的CTLC端子，使得另一个S-8204B的COP端子输出电压也发生改动，然后操控充电操控用MOSFET关断，完成锂离子电池的过充电维护。假如8节电池中的某一节电池发生过放电时，则由与该电池相连接的S-8204B的DOP端子向另一个S-8204B芯片的CTLD端子发出过放信号，改动其DOP端子的状况，最终使得放电操控用MOSFET关断，完毕放电。图2给出了采用两个S-8204B完成过充电维护的电路作业原理图（在N沟道MOSFET操控情况下），图3是过放电维护作业原理图。

充放电时的温度操控

别的，对充放电进程的温度操控也是许多设计者需求考虑的。在高温的时分对锂离子电池充放电，会有爆破的风险；在低温的时分充放电，会对电芯形成损害。在上面的方案中，在S-8204B的CTLC端子外接一温度操控开关（如S-5841），在锂离子电池充电进程中温度过高时，温控开关的操控信号经过CTLC端子送给COP，强行完毕锂离子电池的充电进程。同样，在CTLD端子外接温度操控开关，则能对放电进程进行温度维护。

结语

市场上还有单芯片的多节锂电池充电维护处理方案，像Intersil公司的ISL9208，就能够完成对7节锂离子电池的充电维护。对比多芯片串联的方案，单芯片处理方案的长处是电路简单、比较容易完成较好的电气性能，不过能监控的电池数量有限，且价格较贵。采用多芯片的级联方式，如S-8204系列，则不存在这种数量上的限制，其电路构成灵敏本钱也不高，但缺点是外围电路相对复杂，对外围元件的匹配程度要求较高。

不过，跟着技术的进步，相信这两种方案终会找到一个契合点。