Hoher Kurzschlussschutz für LiPo-Akku

Ich werde einen LiPo-Akku für ein Projekt verwenden und möchte sicherstellen, dass ich die Sicherheitsfunktionen des im Lieferumfang des Akkus enthaltenen Schutzschaltungsmoduls vollständig verstehe, damit ich ein sicheres Design habe.

Wenn Sie sich das Datenblatt für die Batterie ansehen, enthält es Details zum PCM und listet die Grenzwerte auf, wann das PCM die Batterie schützt. Eines der Features ist der Kurzschlussschutz, den ich als Schutz davor interpretiere, dass ein zu großer Strom in die Batterie rauscht.

Die von mir verwendete Batterie ist mit 25 mAh sehr klein, aber das PCM gibt an, dass die Stromgrenze für den Beginn des Kurzschlussschutzes 0,7 A beträgt und dass die Kurzschlusserkennungszeit 7,2 bis 11 ms beträgt.

Hier meine Frage:

  • Wie kann das sicher sein?
  • Was ist, wenn ich ein Ladegerät habe, das eine Fehlfunktion hat und den Ladestrom nicht richtig regelt, aber eine Strombegrenzung von 0,5 A hat? Könnte ich dann nicht konstant 0,5 A in meine Batterie fließen lassen, wofür der Kurzschlussschutz nicht schützt und die meine kleine Batterie höchstwahrscheinlich nicht überleben würde?

Die Details des Batterie-PCM sind unten enthalten.

Details zum Batterie-PCM

Das PCM schützt normalerweise vor AUSGANGS-Kurzschlussstrom. Sie haben die Überstromverzögerungszeit angegeben - die kurze CCT-Verzögerung beträgt max. 380 uS. || Für Überstrom 2,1 A x 11 mS x sagen wir 4 V -> Joule = V x I xt = 4 x 2,1 x 0,011 ~~= 0,1 Joule - = 100 mW. Sekunden . Es scheint „eher unwahrscheinlich“, dass diese Energiemenge erheblichen Schaden anrichten würde. Wenn Sie WIRKLICH ein schnelleres PCM mit niedrigerem Strom wünschen, können Sie problemlos eines mit einem geeigneten schnellen Komparator bauen. || Hast du WIRKLICH einen 25 mAh LiPo - das ist winzig - was ist die Anwendung?
Berücksichtigen Sie die Folgen einer Aufladung mit 0,5 A. Seine Ladespannung erhöht sich um 0,5 A * Zelleninnenwiderstand, und der Überladeschutz setzt etwas früher ein. Wenn die Zelle so ausgelegt ist, dass sie das Aufladen bei 20 ° C übersteht, ist sie sicher. Andernfalls benötigen Sie eine zusätzliche Ladestrombegrenzung außerhalb des Schutzmoduls, was normalerweise nicht die Aufgabe des PCM ist. (Und Russell hat natürlich Recht - Überstromschutz bezieht sich normalerweise auf Entladeschutz)
Woher hast du den 25mAh Akku? Kannst du das Datenblatt verlinken?
@BruceAbbott Sie können die Batterie hier sehen: honcell.com/products/models/id/1667.html
@RussellMcMahon Ja, es ist ein wirklich süßer kleiner Akku, die Anwendung ist ein IoT-Produkt mit wirklich niedrigem Verbrauch, bei dem aber eine schnelle Laderate (1C) erforderlich ist.
@BrianDrummond Ok, bezieht sich der Kurzschlussschutz in diesem Datenblatt auf den Schutz gegen einen hohen Einschaltstrom?
Schöne Batterie! Ich sehe, dass die maximale Entladerate 2C = 50 mA beträgt, daher ist die PCM-Überstromabschaltung definitiv zu hoch, um die Zelle zu schützen. Ich sehe jedoch auch, dass es einen Thermistor hat, der am Batteriekabel herausgeführt wird, sodass Sie die Temperatur überwachen können, mit der Ihr Gerät die Stromversorgung unterbrechen könnte, wenn sich die Batterie zu erhitzen beginnt. Kurzschlussschutz bezieht sich auf einen Kurzschluss an den Batterieleitungen.
Ich bezweifle wirklich, dass dies ein Problem ist, ABER wenn Sie möchten, können Sie mit sehr wenig Aufwand einen benutzerdefinierten Strombegrenzer erstellen. Reihen-FET. Shunt-Widerstand in Reihe. Sehr normaler Komparator zum Abschalten des FET bei Überstrom.

Antworten (1)

Was ist, wenn ich ein Ladegerät habe, das eine Fehlfunktion hat und den Ladestrom nicht richtig regelt, aber eine Strombegrenzung von 0,5 A hat? Könnte ich dann nicht konstant 0,5 A in meine Batterie fließen lassen, wofür der Kurzschlussschutz nicht schützt und die meine kleine Batterie höchstwahrscheinlich nicht überleben würde?

Lipo-Akkus haben im Allgemeinen einen höheren Nennentladestrom als Ladestrom. Die PCM-Strombegrenzung soll vor Überstrom beim Entladen schützen. Es ist nicht darauf ausgelegt, das Laden bei einem niedrigeren Strom zu verhindern, der die Zelle beschädigen könnte.

Das Aufladen mit einem Strom über der Nennleistung der Zelle wird sie wahrscheinlich nicht zerstören, aber die Lebensdauer wird verringert. Die größere Gefahr bei Lipos besteht darin, über 4,2 V zu laden, da dies zu einer Explosion führt ! Ihr PCM schaltet bei 4,27 ~ 4,28 V ab, daher sollte es diese Katastrophe verhindern, wenn das Ladegerät nicht funktioniert.

Für eine so kleine Zelle kann der Überstromwert des PCM zu hoch sein, um es unter allen Umständen zu schützen, jedoch ist das Sicherheitsrisiko für eine Batterie dieser Größe ebenfalls gering. Das PCM verfügt über einen separaten Kurzschlussschutz, der vor sehr hoher Stromaufnahme schützen soll (eine nützliche Funktion, da es sehr einfach ist, die Leitungen versehentlich kurzzuschließen, wenn man mit diesen winzigen Zellen arbeitet!).

Ok, nur um das klarzustellen, damit ich es verstehe, schützt der Kurzschlussschutz vor einer zu hohen Stromentnahme aus der Batterie und der Überstromschutz vor einem zu hohen Strom, der in die Batterie fließt? Außerdem sagen Sie, dass das Risiko, die Batterie durch einen zu hohen Ladestrom zu zerstören, gering ist. Gibt es eine Möglichkeit, dies zu begründen, oder ist es nur ein technisches Urteil von Ihrer Seite?
Soweit ich weiß, gilt die Strombegrenzung sowohl für das Laden als auch für das Entladen, während der Kurzschlussschutz (der eine niedrige Batteriespannung zum Erkennen des Kurzschlusses verwendet) nur für das Entladen gilt. Ich sage nicht, dass ein hoher Ladestrom die Batterie nicht beschädigt, nur dass es wahrscheinlich sicher ist, weil eine so kleine Batterie nicht genug aktives Material hat, um „abzukochen“, wie es eine größere Batterie könnte. Außerdem legt meine Erfahrung mit kommerziellen Geräten nahe, dass schnelles Aufladen sie nicht „zerstört“, obwohl es definitiv ihre Lebensdauer verkürzt.
Hoher Kurzschlussschutz für LiPo-Akku
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