电池安全性主要有什保护
锂电池的安全性主要由其中的电池保护电路完成对齐过压、过流、短路等保护。
分析电池的保护板,可以看出它是由TC2120标准的两节锂离子充电保护IC芯片,外加FH3080K MOS管组成的保护电流。
根据FH3080的数据手册,可以看出,它的电流容量高达80A,那么为什么这里使用了八个MOS管进行串并联呢?
下面是TC2120芯片充电电压、电流保护延迟放电电流保护参数。根据FH3080内阻(选取VGS在5V时,10毫欧姆)计算,它们四并两串,所形成的内阻为5毫欧姆,如果按照TC2120放电过流保护电压为200mV来计算,实际上放电保护电流应该是40A。
实际上,该电池组能够产生40A的输出电流吗?这个可以通过测量电池的电路电流来验证。
使用前面测量电池输出电压和电流测量电路,外部使用一个直流空气开关直接将电池输出负载短路,可以测量输出输出电流的变化波形。如下图所示:
从上图可以看出,短路电流大约为27A,保护电路在5ms内启动,将输出电流截止。显然,电池的短路电流还远没有达到保护电流的容量。
为了进一步验证电池保护电流的容量上限,使用热风枪逐一将并联的MOS管进行拆掉,然后再测量电路保护电流的大小。
拆卸保护电路板上的MOS管
下面各图显示了并联MOS管分别在4,3,2,1的情况下,输出保护电流波形的情况。
通过上面对比实验,可以看出,决定电池组最大输出电流与并联的MOS的个数无关。它实际上是有锂电池本身的内阻所决定的。
根据前面测量可以知道,电池组的等效内阻大约为0.15欧姆,而FH3080的工作内阻仅仅只有几个毫欧姆,因此,电池组的绝大部分的内阻是有锂电池内部阻抗决定。在输出在27A左右的时候,由于电池内阻所产生的压降,输出电压将会下降到原来的一半,此时TC2120的输出电压也会随之下降,此时对应MOS的驱动电压下降,对应导通电阻增加,于是就会触发TC2120进行保护。