鋰離子電池在出廠(chǎng)之前需要經(jīng)過(guò)化成及容量測試分選等工序,需要大量充放電設備對電池進(jìn)行充放電測試。鋰離子電池充放電設備包括化成系統、容量測試系統、安全測試系統等。在測試過(guò)程中,鋰離子電池沒(méi)有保護電路提供過(guò)流及過(guò)壓保護,這就要求充放電設備在對鋰離子電池進(jìn)行充放電測試時(shí)要具有過(guò)電流及過(guò)電壓的保護功能,同時(shí)在電池發(fā)生故障造成測試點(diǎn)短路時(shí)能夠有效地防止測試設備損壞。由于化學(xué)電源的生產(chǎn)過(guò)程具有不可逆性,且鋰離子電池在過(guò)充過(guò)放的情況下容易發(fā)生爆炸,所以可靠性是鋰離子電池充放電設備的最根本要求。電池大規模生產(chǎn)用到檢測設備中檢測點(diǎn)多,結構復雜,要達到較高的可靠性,從硬件上的保護設計是極其重要的。
《JB/T 11142-2011 鋰離子蓄電池充電設備通用要求》中對鋰離子充放電設備的提出過(guò)電流、過(guò)電壓及短路的保護要求,在設備直流輸出電壓、電流超出規定值及測試點(diǎn)短路時(shí),要求設備能夠斷開(kāi)與電池的連接,并且在故障排除后,除保護器件(熔斷器)外設備無(wú)零部件損壞或功能喪失,可以正常工作。對于日產(chǎn)幾十萬(wàn)只電池的生產(chǎn)廠(chǎng),每天充放電測試點(diǎn)每天要經(jīng)過(guò)近百萬(wàn)次的充放電操作,極易出現過(guò)電流、過(guò)電壓及短路等故障。如果采用一次性熔斷保護器件,設備的維修成本比較高。采用TE的PPTC及PolyZEN器件可以更有效地實(shí)現故障時(shí)的保護,同時(shí)降低設備的維護成本。
除了對于充放電電路接口外,數據采集通信接口也極易發(fā)生過(guò)電流等故障,如《JBT 11143-2011 鋰離子蓄電池充電設備接口和通訊協(xié)議》中所述,鋰離子電池充放電設備的拓撲結構見(jiàn)圖1。通常充放電系統會(huì )通過(guò)二級或三級分布式結構實(shí)現。各級控制系統之間通過(guò)通訊接口傳輸數據及命令等,由于CAN總線(xiàn)的穩定性及其在工業(yè)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )中的廣泛應用,電池充放電系統采用CAN接口作為各級監控系統之間以及監控系統與檢測設備的通信接口。對于CAN總線(xiàn),通常采用在CAN-H和CAN-L上串聯(lián)TE PPTC的設計實(shí)現對于過(guò)電流的防護。同時(shí)由于現實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中大量的人工操作,測試點(diǎn)采樣觸點(diǎn)的靜電防護必不可少,TE的PESD和SESD器件可以提供很好的靜電防護。通過(guò)這些保護器件,CAN通訊系統會(huì )更加可靠。
綜上所述,TE的電路保護器件可以極大地提高鋰離子化成系統、容量測試系統等充放電設備的可靠性,降低維護成本,實(shí)現安全高效生產(chǎn)。 |