行業(yè)人士分享：鋰離子電池充放電設備的保護

鋰離子電池在出廠之前需要經(jīng)過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行充放電測試。鋰離子電池充放電設備包括化成系統(tǒng)、容量測試系統(tǒng)、安全測試系統(tǒng)等。在測試過程中，鋰離子電池沒有保護電路提供過流及過壓保護，這就要求充放電設備在對鋰離子電池進行充放電測試時要具有過電流及過電壓的保護功能，同時在電池發(fā)生故障造成測試點短路時能夠有效地防止測試設備損壞。由于化學電源的生產(chǎn)過程具有不可逆性，且鋰離子電池在過充過放的情況下容易發(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(guī)模生產(chǎn)用到檢測設備中檢測點多，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電流、過電壓及短路的保護要求，在設備直流輸出電壓、電流超出規(guī)定值及測試點短路時，要求設備能夠斷開與電池的連接，并且在故障排除后，除保護器件(熔斷器)外設備無零部件損壞或功能喪失，可以正常工作。對于日產(chǎn)幾十萬只電池的生產(chǎn)廠，每天充放電測試點每天要經(jīng)過近百萬次的充放電操作，極易出現(xiàn)過電流、過電壓及短路等故障。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現(xiàn)故障時的保護，同時降低設備的維護成本。

除了對于充放電電路接口外，數(shù)據(jù)采集通信接口也極易發(fā)生過電流等故障，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圖1。通常充放電系統(tǒng)會通過二級或三級分布式結構實現(xiàn)。各級控制系統(tǒng)之間通過通訊接口傳輸數(shù)據(jù)及命令等，由于CAN總線的穩(wěn)定性及其在工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡中的廣泛應用，電池充放電系統(tǒng)采用CAN接口作為各級監(jiān)控系統(tǒng)之間以及監(jiān)控系統(tǒng)與檢測設備的通信接口。對于CAN總線，通常采用在CAN-H和CAN-L上串聯(lián)TE PPTC的設計實現(xiàn)對于過電流的防護。同時由于現(xiàn)實生產(chǎn)過程中大量的人工操作，測試點采樣觸點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。通過這些保護器件，CAN通訊系統(tǒng)會更加可靠。

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(tǒng)、容量測試系統(tǒng)等充放電設備的可靠性，降低維護成本，實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)。