如何有效保護(hù)鋰電池的安全與壽命

　　6.自耗電量， 這個(gè)參數(shù)是越小越好，最理想的狀態(tài)是為零，但不可能做到這一點(diǎn)。就是因?yàn)槿巳硕枷氚堰@個(gè)參數(shù)做小，有很多人的要求更低，甚至離譜，我們想想，保護(hù)板上有芯片，它們是要工作的，可以做到很低，但是可靠性呢？應(yīng)該是在性能可靠完全OK的情況下再來(lái)考量自耗電的問(wèn)題。有些朋友也許進(jìn)入了誤區(qū)，自耗電分為整體的自耗電和每一串的自耗電。

　　整體自耗電，如果在100~500uA都是沒(méi)什么問(wèn)題的，因?yàn)閯?dòng)力電池的容量本身就很大。當(dāng)然電動(dòng)工具的另外分析。如5AH的電池，放電500uA，要放多久，因此對(duì)整個(gè)電池組來(lái)講是很微弱的。

　　每串自耗電才最關(guān)鍵的，這個(gè)也不可能為零，當(dāng)然也是在性能完全可行情況下進(jìn)行，但有一點(diǎn)，每一串的自耗電量一定要一致，一般每一串的差別不能超過(guò)5uA。這點(diǎn)大家應(yīng)該知道，如果每一串的自耗電不一時(shí)，那么在長(zhǎng)時(shí)間擱置下，電池的容量一定會(huì)產(chǎn)生變化的。

　　7.均衡：均衡這一塊是此文章的論述的重點(diǎn)。目前最通用的均衡方式分為兩種，一種就是耗能式的，另一種就是轉(zhuǎn)能式的。

　　A耗能式均衡，主要是把多串電池中某節(jié)電池的電量或電壓高的用電阻把多余的電能損耗掉。它也分如下三種。

　　一，充電時(shí)時(shí)均衡，它主要是在充電時(shí)任何一顆電池的電壓高出所有電池平均電壓時(shí)，它就啟動(dòng)均衡，無(wú)論電池的電壓在什么范圍，它主要是應(yīng)用在智能軟件方案上。當(dāng)然如何定義可以由軟件任意調(diào)整。此方案的優(yōu)點(diǎn)它能有更多的時(shí)間去做電池的電壓均衡。

　　二，電壓定點(diǎn)均衡，就是把均衡啟動(dòng)定在一個(gè)電壓點(diǎn)上，如錳鋰電池，很多就定在4.2V開始均衡。這種方式只是在電池充電的末端進(jìn)行，所以均衡時(shí)間較短，用處可想而知。

　　三，靜態(tài)自動(dòng)均衡，它也可以在充電的過(guò)程中進(jìn)行，也可以在放電時(shí)進(jìn)行，更有特點(diǎn)的是，電池在靜態(tài)擱置時(shí)，如果電壓不一致時(shí)，它也在均衡著，直到電池的電壓達(dá)到一致。但有人認(rèn)為，電池都沒(méi)工作了，為什么保護(hù)板還是在發(fā)熱呢？

　　以上三種方式都以是參考電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)均衡的。但是，電池電壓高不一定代表容量就高，也許截然相反。以下論述。

　　其優(yōu)點(diǎn)就是成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在電池電壓不一致時(shí)能起到一定的作用，主要體現(xiàn)在電池長(zhǎng)時(shí)間擱置自耗引起的電壓不一致。理論上是有微弱的可行性。

　　缺點(diǎn)，電路復(fù)雜，元件多，溫度高，防靜電差，故障率高。　　具體探討如下。

　　當(dāng)新單體電池分容分壓分內(nèi)阻過(guò)后組成PACK，總會(huì)有各別的單體容量偏低，而往往容量最低的那顆單體，在充電的過(guò)程中電壓一定是上升最快的，也是它最先到達(dá)啟動(dòng)均衡電壓的，此時(shí)，大容量的單體還沒(méi)達(dá)到電壓點(diǎn)而沒(méi)有啟動(dòng)均衡，小容量的確開始均衡了，這樣每一次的循環(huán)工作，這顆小容量的單體一直處于飽充飽放的狀態(tài)下工作，而它也是衰老最快的，同時(shí)內(nèi)阻自然也會(huì)慢慢的比其它的單體增高，從而形成一個(gè)惡性循環(huán)。這是一個(gè)極大的弊端。

　　元件越多，故障率自然就高了。

　　溫度，可想而知，耗能式的，是想把所謂多余的電量用電阻以發(fā)熱的形式來(lái)耗掉多余的電能，它確成了名副其實(shí)發(fā)熱源。而高溫對(duì)電芯本身來(lái)講是非常致命的一個(gè)相當(dāng)因素，它可能會(huì)讓電池燃燒，也可能會(huì)引起電池爆炸。本來(lái)我們是在想盡一切辦法去減少整個(gè)電池包的溫度產(chǎn)生，而耗能均衡呢？同時(shí)它的溫度高得驚人，大家可以去測(cè)試一下，當(dāng)然是在全封閉的環(huán)境下。總的來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)發(fā)熱體，熱是電池的致命天敵。

　　靜電，我個(gè)人設(shè)計(jì)保護(hù)板時(shí)，從來(lái)不用小功率的MOS管，哪怕一顆都不用。因?yàn)楸救嗽谶@一塊吃過(guò)太多的虧了。就是MOS管的靜電問(wèn)題。先不說(shuō)小MOS在工作的環(huán)境，就說(shuō)在生產(chǎn)加工PCBA貼片時(shí)，如果車間的濕度低于60%，小MOS生產(chǎn)出來(lái)的不良率都會(huì)超過(guò)10%以上，然后再濕度調(diào)到80%。小MOS的不良率為零?？梢栽囋?。這要表明一個(gè)什么問(wèn)題呢？如果我們的產(chǎn)品在北方的冬天，小MOS是否能通過(guò)，這需要時(shí)間來(lái)驗(yàn)證的。再有，MOS管的損壞只有短路，如果短路那可想而知，就意味著這組電池馬上要損壞。更何況我們的均衡上的小MOS用得還不少呢。這時(shí)有人會(huì)恍然，難怪退回來(lái)的貨，都是因?yàn)榫鈮牡舳饐误w電池?fù)p壞，而且都是MOS壞掉了。這時(shí)電芯廠與保護(hù)板廠開始扯皮了。是誰(shuí)的錯(cuò)呢？

　　B能量轉(zhuǎn)移式均衡，它是讓大容量的電池以儲(chǔ)能的方式轉(zhuǎn)移到小容量的電池，聽起來(lái)感覺(jué)很智能很實(shí)用。它也分容量時(shí)時(shí)均衡與容量定點(diǎn)均衡。它是以檢測(cè)電池的容量來(lái)做均衡的，但是好像沒(méi)考慮到電池的電壓?？梢韵胂耄?0AH的電池組為例，假如電池組中有一顆容量在10.1AH，一顆容量小點(diǎn)的在9.8AH，充電電流為2A，能量均衡電流為0.5A。這時(shí)10.1AH的要給小容量9.8AH的轉(zhuǎn)能充電，而9.8AH的電池充電電流就是2A+0.5A=2.5A，這時(shí)9.8AH電池的充電電流就是2.5A，這時(shí)9.8AH的容量是補(bǔ)進(jìn)去了，可是9.8AH電池的電壓會(huì)是多少呢？顯然會(huì)比其它電池的上升得更快，如果到了充電末端，9.8AH的一定會(huì)大大提前過(guò)充保護(hù)，在每一次的充放電循環(huán)，小容量電池一直處在深充深放的狀態(tài)。而其它電池是否有充飽，不確定因素太多。