动力锂离子电池管理系统设计方案 沈小忠（潮州正龙电池工业有限公司，广东摘要：相比传统镍镉电池、铅酸电池而言，动力锂离子电池 潮州５１５６４４） 动力锂离子电池在电路保护设计上，作者认为要侧重三个 具有电能高、电压高、寿命长、便携性以及适应环境性强等特 方面，分别是：过充电保护、过放电保护以及过电流短路保护。 点，是２０世纪代表性的新型高能电池产品。尤其动力锂离子电 首先，电池管理系统在设计时要实现单节电池电量和 池的便携性特点（质量轻、高能量、无污染），极大地推动了它的 总体电量控制。参考锂离子电池特点，在单节电池充电过程 应用范围，从最早的小型移动终端设备（手机、相机、笔记本电 脑等）到目前的电动汽车产品，满足了人类对电能多样化、便捷 化使用的需求；但随着动力锂离子电池应用范围扩大，安全性 是在单节电压超过额定值之后，自动终端充电，且切换到放电 也越来越引人注意。本文通过对动力锂离子电池管理系统的 模式。 研究．为安全使用、维护动力锂离子电池设备提出相应的措施。 其次，过放电保护与过充电保护是相反的流程，后者是防 关键词：锂离子电池；管理系系统；过放电保护；电池安全 止过度充电，而前者是防止过度放电，导致锂离子电池使用寿 中，如果电压高处规定值，就会导致整体电池结构的不稳定，锂 电池内部的电解液会发生快速分解。因此，系统的保护作用就 从上世纪７０年代以来，“能源危机”成为全世界范围内共同 命缩短。管理系统在设计中给出一个标准值，当过放电超出这 标准之后，自动启用防电保护，进入电池待机模式或结合自 关注的话题，尤其随着世界石油资源的日益减少和汽车工业的 一高速发展，两者形成了尖锐的矛盾；诸如汽车、机车以及其他大 动化设备进行充电。 型机械设备，其动力来源是发动机（内燃机、外燃机），面对日益 再次，过电流短路保护。锂离子电池内部是一系列复杂的 物理化学反应，对电流的控制稍有不慎，就会引发锂电池内部 严峻的石油资源危机不得不寻求新的能源。 电能是一种利用率高、转化率高、无污染的绿色能源形式， 损坏或者造成外部设备短路。电池电路保护设计的目的，就是 相对于石油燃料一次性消耗的特点而言，可以从多种渠道持续 确保电流稳定性，在使用之前形成短暂的延迟。 获取，例如，除了传统石化燃料火力发电之外，还包括风能、水 ２．２电池均衡保护设计 能、太阳能等等，单纯地从能源形式来看，电能未来的发展要比 电池均衡保护设计是满足电池组的整体能量平衡以及协 石化能源更具有前景。 调性。由于一个锂离子电池组少则几个，多则几百个电池串 （节）构成，即便是同等规格的产品，在生产中也会产生微弱的 不同电池串（节）内部的电压、电阻、电 首先，动力锂离子电池的应用。动力锂离子电池是在２０世 差别。在过放电状态下， 纪出现的新型电源技术，它的研究和发展是具有一定时代科技 容等参数都存在差异，差异性的扩大进而造成不稳定状态。动力锂离子电池管理系统应该具有均衡功能，通过针对不 特征的，前期主要是适用于一些微电子技术产品，例如心脏起 同电池单元（数量根据系统匹配，常见的为１—９９节）电池芯的状 搏器、电子报警器等。 １动力锂离子电池的应用和发展 随着计算机技术的发展，各类终端数码设备大量涌现，如： 态检测，以继电器为切换元件，实现不同电池组的能量平衡和 笔记本电脑、手机、数码相机、ＤＶ等，动力锂离子电池开始进入 转移。大规模应用阶段，其中以手机为典型代表，在一定程度上影响 ３结语 了动力锂离子电池的发展方向。 随着我国经济发展和科技的进步，新型可代替、可再生能 其次，动力锂离子电池的发展。动力锂离子电池的发展呈 源的需求将会更加旺盛，结合动力锂离子电池取得的成果，如 现出“从小到大”的趋势，这不仅包括电池规模大小，也包括容 在电动车产品、电动汽车产品方面的应用，未来的发展前景将 量、适用范围、适用产品等多个方面。就国内而言，无论是研究 会更为广阔。同时，进入２１世纪计算机技术、网络技术的发展， 机构还是产业方面，都在促进动力锂离子电池代替传统工业能 也进～步扩展了锂离子电池的应用范围，多元化发展趋势将成 源的改进，以解决可能出现的能源危机；换而言之，动力锂离子 为下阶段的研究课题。 电池已经从早期的产品适用性的被动局面脱离出来，演变成为 参考文献： 能源实用性的角色。未来，围绕着动力锂离子电池发展的包括 【１］雷晶晶，李秋红，陈立宝，张金顶，王太宏．动力锂离子电池 汽车工业、电动车产品、便携式仪器产品等等。 管理系统的研究进展［Ｊ】．电源技术，２０１０，１ｌ：１１９２—１１９５． ２动力锂离子电池管理系统设计方案 ［２］许守平，侯朝勇，胡娟，汪奂伶．大规模储能用锂离子电池 动力锂离子电池的优势很明显，但缺陷也同样突出。从设 管理系统『ＪＩ．电力建设，２０１４，０５：７２—７８． 计角度来说，为了满足锂离子电池的高电压、高电能以及便携 ［３］安志胜，孙志毅，何秋生．车用锂离子电池管理系统综述 性等特点，客观上就必须单位材料的电能效率，造成动力锂离 【ＪＪ．电源技术，２０１３，０６：１０６９—１０７１． 子电池的材料稳定性差的缺陷；由于这种安全隐患的存在，锂 ［４］王宏伟，邓爽，肖海清，赵鸿飞，王超．国内电动车用动力锂 离子电池一旦使用不当，极容易出现爆喷率失常，引发电池发 离子电池现状［Ｊ】．电子元件与材料，２０１２，０６：８４—８６． 热或爆炸。 作者简介：沈小忠（１９６９－），男，汉族，福建诏安，大专学历，初级 研究方向：日用化工。 本文针对于动力锂离子电池管理系统的设计，主要从安全 工程师，角度出发，结合自动锂离子电池管控设备，具体的设计方案如下。 ２．１电池电路保护设计 ２０１５年６月 化毒彳卵ｌ ２３
