钜大LARGE | 点击量：2257次 | 2018年05月06日
执法记录仪如何用锂电池保护电路？
为积极适应执法规范化建设要求，近年来，公安部在全国政法机关率先部署开展了执法记录仪配备使用工作。目前，执法记录仪已经成为基层一线民警开展执勤执法工作的“利器”。修订后的GA/T 947.2-2015《单警执法视音频记录系统 第2部分：执法记录仪》标准增加了对电池安全保护性能的要求，执法记录仪所使用的锂电池组应符合GA/T 18287-2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》标准中4.4条电池保护性能的要求，即锂电池组应具备过充电保护、过放电保护和短路保护的功能。
2016年8月到10月间，三星NOTE7手机在全球范围发生三十多起因电池缺陷造成的爆炸和起火事故，引发了社会的广泛关注。目前锂电池燃烧爆炸事件发生在各种应用锂电池的电子产品中。锂电池爆炸主要由于电池温度超过100℃、过充电或者短路等情况，导致电池内部产生大量热量，最终燃烧甚至爆炸。锂电池保护板的不合理设计也可能导致电池过热，以致其爆炸或者燃烧，过热成为了影响锂电池寿命的重要问题。锂电池大量使用在各种特种装备中，对其安全性的要求变得更加迫切，特种装备的生产制造厂商、监管部门、标准制定部门应加强对锂电池安全性的关注。执法记录仪作为执法现场视音频采集的重要设备，其重要性不言而喻，对执法记录仪用电池质量进行规范，不仅确保所采集视音频数据的完整可靠性，更保护了执法者的人身安全。
1991年日本索尼公司推出了首个商用锂离子可充电电池，成为能源技术领域的一个重要里程牌。锂电池因其放电电流大、内阻低、无记忆效应、高能量密度、绿色环保、使用寿命长、工作温度范围宽、自放电率低、安全性能高等优点迅速替代了镍镉、镍氢电池，成为便携式电子设备的主流电源。国内外许多著名半导体公司，如 Ricoh、Seiko、Texas Instruments、无锡日晟微电子、富享微电子以及南京拓微等纷纷开展了对锂电池及保护电路的研发工作，并推出一系列锂电池充放电保护芯片的框架及解决方案。代表性的应用芯片有：Texas Instruments的BQ2057 系列和bqTINY 系列、Seiko的S82系列、Ricoh的R54系列。国内半导体企业也推出多款复杂程度不同的锂电池保护芯片，代表性的应用芯片有：无锡日晟微电子的SUN4000系列和SUN5000系列、富享微电子的DW01系列以及南京拓微的TP5000、TP4057、TP4056等。目前，商用锂电池的实际比能量多达555wh/kg，循环寿命可达2000次以上。
电池保护电路的要求
在锂电池的实际使用中，可能存在过充电、过放电、过电流的情况，都可能严重损害锂电池性能，甚至引发自燃或爆炸。在过充电状态下，锂电池温度上升后热量累积，导致电解液分解而产生气体，容易使内压上升而造成锂电池自燃或破裂；在过放电状态下，电解液分解导致电池特性及耐久性劣化，所以需要限制放电电压，保证有部分锂离子可以留在负极，避免负极石墨层的锂离子在放电时全部脱落回到正极，阻断下次充电的回路，损害电池；在外部电路短路或放电电流过大时，电池内部功率消耗增加，温度上升，可能引起电解液的氧化或分解，造成循环寿命降低，从而影响锂电池的使用寿命。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
温度也是影响锂电池性能的重要因素。若温度过高，锂电池性能的衰降和老化会加速，内部热效应相应加剧，最终可能引发爆炸；若温度过低，锂电池容量会迅速衰减，甚至完全没有使用价值，即使锂电池恢复至常温，其部分容量也无法恢复。
综上所述，锂电池保护电路非常重要，而且必不可少。结合实际应用情况，锂电池保护电路需要满足以下要求：
（一）超低功耗
锂电池保护电路由锂电池供电，超低功耗的保护电路可降低锂电池的额外损耗，提高对外输出电量。
（二）高精度检测电压
锂电池电压低于其满充电压1.2%时，容量会减小9%[8]，因此，检测电压的偏差直接影响着锂电池的可使用容量。
（三）大电压范围下正确工作
由于锂电池保护电路的供电电压为锂电池电压，而锂电池电压可能在较大范围内浮动，故要求锂电池保护电路在较大电压范围内能正确地工作。
（四）反应迅速
对锂电池进行保护时，需要完成精确、快速的控制动作。若异常情况发生而保护电路不能及时采取保护措施，同样会影响锂电池的使用寿命和容量，甚至引发爆炸。
（五）高精准检测温度
温度过高或过低都会加速锂电池的老化，锂电池保护电路应对异常温度做出正确及时的响应，故要求保护电路必须能精准检测锂电池组温度。
（六）高集成度
设计结构简单的电路，避免了复杂走线，能够在尺寸更小的PCB上完成设计，提高集成度的同时也降低了生产成本。
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