Ich entwerfe in meinem Projekt einen Lithium-Ionen-Akku, bin aber in Bezug auf bestimmte Aspekte der Schutzschaltung von Lithium-Ionen-Akkus etwas verwirrt. Ich kenne die verschiedenen Phasen des Ladens eines Li-Ion und Sie müssen einen haben Lithium-Ladegerät-IC, um das Laden sicher für Sie durchzuführen. Wenn ich es richtig verstehe, müssen Sie die Batterie vor Überladung, Tiefentladung und Überstrom (Kurzschluss) schützen.
Der von mir ausgewählte Li-Ion-Akku (einzelne Zelle, 1200 mAh) hat eine eigene Schutzschaltung, aber die Abschaltspannung liegt bei etwa 2,4 V bis 2,7 V und die Überladespannung bei etwa 4,2/4,3 V. Meine Verwirrung liegt bei diesen 2,4 V bis 2,7 V. Ich habe verstanden, dass Sie Li-Ion nicht unter 3,0 V entladen lassen sollten. Mein Batterielieferant und eine andere Quelle, die ich gefunden habe, sagen, dass es besser ist, die Batterieschutzschaltung nicht zu aktivieren, und sie schlugen vor, dass ich auch eine "zusätzliche / zweite" Schutzschaltung auf meiner Leiterplatte mit einer höheren Spannung wie 3,0 V bauen sollte, damit diese Schaltung schaltet der Last zuerst anstelle des Schutzes der Batterie.
Ich kann dies in keiner anderen Quelle bestätigen, was mir für einen so wichtigen Aspekt seltsam erscheint, wenn es richtig wäre. Meine Frage ist also im Grunde, was die richtige Designpraxis ist und wie dies oft gemacht wird. Ich weiß, dass Seiko bei Über-/Unterspannungsschutz-ICs ziemlich groß ist, aber ich kann mir auch Schaltungen mit Supervisoren oder Operationsverstärkern vorstellen.
Eine andere Frage, die ich habe, bezieht sich auf einen NTC-Thermistor für Li_ion-Batterien. (weißer oder gelber Draht in vielen Batterien oder Packs) Wie wichtig ist das? Wann sollte ich dies in mein Design aufnehmen? Weil ich manchmal Lade-ICs mit und ohne Anschluss für einen Thermistor sehe.
A1. Der eingebaute Schutz für Lithium-Ionen-Zellen sollte als „Notfallschutz“ betrachtet werden – er sollte nicht als normaler Zyklus-V & A-Schutz verwendet werden. Bei einem „sicheren“ Batteriedesign sollte V&A-Schutz „immer“ in Ihrem Design enthalten sein.
A2. Ein Thermistor-geschütztes Batteriesystem ist sinnvoll. Manchmal entladen/laden Li-Ion-Zellen nicht mit der gleichen Rate und verursachen ein Ungleichgewicht in der Reihen-/Parallelkonfiguration größerer Ah-Batterien. Ein Thermistor kann verwendet werden, um einen Überhitzungszustand zu erkennen, einen Brand zu verhindern, die Entlade-/Laderate(n) zu verlangsamen oder einen Entlade-/Ladefehler in einem intelligenten Batteriesystem anzuzeigen. Ich halte es für sehr wichtig in einem sicheren Batteriesystem, aber es wird oft übersehen oder ignoriert, wenn Li-Ionen-Zellen vom ICR-Typ verwendet werden. Wenn Sie ein sicheres Batteriepaket herstellen möchten, schlage ich vor, dass Sie immer einen Thermistor und eine unterstützende Schaltung einbeziehen - lassen Sie nicht zu, dass die unvollständigen / schäbigen Designs anderer Ihre Designentscheidungen beeinflussen.
Klare Frage :-)
Wie tief willst du gehen? Ich denke, die 2,4 - 2,7 V-Grenze dient eher dem Schutz vor Tiefentladung als alles andere. Tiefentladung ist schlecht für Batterien auf Lithiumbasis, sie verkürzt ihre Lebensdauer. Allerdings würde ich auch noch eine zusätzliche "Batterie leer"-Erkennung einbauen. Wenn Sie bereits einen Mikrocontroller mit einem ADC in Ihrer Anwendung haben, können Sie diesen verwenden, um die Batteriespannung zu erkennen und beispielsweise bei etwa 3,7 V zu warnen und unter 3,5 V herunterzufahren. Dann sollte der Schutz der Batterie niemals aktiviert werden, was gut ist.
Bezüglich des NTC zur Temperaturüberwachung: Ich denke, das wird nur benötigt, wenn Sie den Akku schnellladen. Damit meine ich das Laden mit einem großen Strom, so dass der Akku in 1 - 2 Stunden von leer geladen ist. Falls der Akku die Ladung nicht aufnehmen kann, erwärmt er sich schnell, das möchten Sie erkennen. Wenn Sie nur langsam aufladen (es dauert 5 Stunden oder länger zwischen leer und vollständig aufgeladen), kann der Akku immer noch warm werden, aber nicht so sehr, dass dies ein Problem darstellen könnte. Es ist also keine Temperaturerfassung erforderlich.
Die erste Frage wurde bereits gut beantwortet. Den eingebauten Schutz zu wiederholen, ist ein Notfallschutz, um zu verhindern, dass Dinge knallen. Dies sind Notfallgrenzen, die Sie im normalen Betrieb nicht erreichen sollten. Wird die Batterie bis zu diesen Grenzwerten betrieben, verringert sich ihre Kapazität und Lebensdauer.
Auf die zweite Frage sehe ich keine richtige Antwort. Es ist nicht für Multizellen-Setups oder nur zum Schnellladen geeignet. Der Temperatursensor ist da, weil das Laden eines Li-Ion-Akkus unter 0 °C oder über 40 °C seine Lebensdauer und Kapazität erheblich reduziert. Der Temperatursensor ermöglicht das Abschalten des Ladegeräts, wenn diese Grenzwerte erreicht werden, um Schäden an der Batterie zu vermeiden. 40 °C klingt heiß, aber denken Sie daran, dass der Lade-IC Wärme erzeugt und sich oft in der Nähe der Batterie befindet.
Benutzer3689010
zeffur
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