如何正确对锂离子电池组进行维护？

介绍如何对锂离子电池组进行维护

锂离子电池已经融入了我们的日常生活。我们能生产的常用产品有电动摩托车、便携式电动工具、插电式混合动力汽车等。只要电池一接触，锂离子电池就会存在。

功率场效应晶体管是电池处理系统(BMS)中的一个关键安全功能，其重要目的是在非正常情况下将电池组与负载或充电器隔离。本文将讨论检测块及其在电源场效应晶体管中的应用，以保证锂离子电池组的安全运行。

电源FET功能块看起来并不凌乱:将FET连接到充电器或负载;当故障发生时，关闭FET。为了作为能量场效应晶体管正常工作，规划工程师要了解负载条件、电池组约束和功能块电路。

在电池处理系统中，功率场效应晶体管是通过比较电池电压、电池组电流、温度、负载和充电监视器来控制的。在一个系统中，功能块有三种构造方式:(1)通过离散的组件，这些组件要额定的板空间，程序工程师要对每个子块有深入的理解。(2)功率场效应晶体管集成了大部分子功能块，可作为多核监控/均衡器的配套IC。功率场效应晶体管(FET)技术在核心数量(16个电池)高的应用中很有用，比如太阳能农场和智能电网。(3)完全集成的BMSIC(如ISL94202、ISL94203、ISL94208)中的powerFET功能块。这三种方法的功能大致相同。本文解释了每个子块的内在功能以及不同应用程序的规划考虑。

考虑图1中的电路配置。该系统配备了一个高侧串联场效应晶体管连接到发动机。功率场效应晶体管的通断(开)状态取决于电池电压、充放电电流、温度和监控管脚的状态。子块中描述的任何故障都可能导致一两次FET关闭。

Vcell检测

无电池平衡的Vcell检测用于监视过压、欠压和开路的电池状态。电池的欠压状态关于检测电池组的空载状态，防止电池脱离电压的有效区域非常重要。锂离子电池的用途面积为2.5v-4.2v。锂聚合物电池的用途区为2.5v-3.6v。根据电池的化学性质和计划，电池的束缚电压决定了满载和空载电池的极限。电池充电时不能超过电压上限，否则会对电池造成损坏。大多数BMS集成电路继续监测过压和欠压条件，不管电池充电。

在测量了电池中所有的电池后，陈表示，电池中最强和最弱的电池之间的总电压差是有用的。大电池电压差可区分开电池或开线工作。大多数系统都有开路测试，以确保测量系统连接到电池上。开路试验不如电池电压测量好，电池压差计算结果可作为系统故障的早期预警。

开路电池操作是指电池内部的开路可能被外部连接损坏。工作可能是缓慢发生的，也可能是突然发生的。开路电池工作的可能原因包括老化、电池制造质量差或长期暴露在恶劣条件下。外部连接的损坏通常是由电池组的不良结构引起的。

当电池组连接到负载时，可能会出现大量的输入电流。注入电流乘以电池的阻抗失配将导致电池电压的严重失配。陈工作的时候，有些芯片会延迟，有些则不会。

电流检测

大多数用于测量电流的电池系统都有三个电流比较器:放电短路(DSC)、放电过流(DOC)和充电过流(COC)。每个比较器都有一个延迟，允许电流在超过限制一段时间后才被采用。

负载受到的控制比充电器少，所以要快速的电流放电检测来关闭电源FET，防止对电池或电源FET本身的损坏。DSC工作时，功率场效应晶体管常常延迟几十到几百毫秒才关闭。DSC延迟包括按时延迟和功率场效应晶体管关闭时间。当栅极和电源由隔离电阻连接时，功率场效应晶体管断开。电阻和栅极电容构成RC电路，RC电路决定了FET的截止时间。