鋰電池欠壓保護(hù)電路圖及原理分析-KIA MOS管

鋰電池欠壓保護(hù)電路圖

由于閃光發(fā)光二極管的占空比很低，所以平均的電流損耗是1mA或者更低。當(dāng)檢測(cè)電壓降低到12V時(shí)，NE555將會(huì)觸發(fā)發(fā)光二極管，使其發(fā)光。R1和R2的比值只有當(dāng)發(fā)光二極管的觸發(fā)點(diǎn)電壓需要改變時(shí)才會(huì)改變。

鋰電池欠壓保護(hù)電路圖

鋰電池欠壓保護(hù)電路原理

用單體鋰電池組裝好的鋰電池組，還需加裝總體保護(hù)電路，包括過(guò)流、過(guò)充、過(guò)放、超溫等多重保護(hù)。以一組36V/10A的鋰電池組加裝總體保護(hù)電路的方法為例加以說(shuō)明。

1）電流保護(hù)

圖為過(guò)流保護(hù)裝置。E為36V/10Ah鋰電池組；BX為10A保險(xiǎn)；J為繼電器（用型號(hào)：YE－KDC－A04－8型彩電開(kāi)關(guān)代替）；G為干簧管，在干簧管外繞有4匝線圈L；R為限流電阻；C為貯能電容；D為二極管；TK為一溫度開(kāi)關(guān)，動(dòng)作溫度45℃；M為電動(dòng)車(chē)馬達(dá)。

當(dāng)合上JK時(shí)，M正常運(yùn)轉(zhuǎn)，E通過(guò)D向C充電，電動(dòng)車(chē)正常行駛。當(dāng)某種原使I≥14A時(shí)，L發(fā)出的強(qiáng)磁場(chǎng)使G內(nèi)觸點(diǎn)閉合，C內(nèi)貯存的電能通過(guò)J繞組的內(nèi)阻r、電阻R放電，J吸合，使JK釋放，切斷電路，E停止向M供電。從而保證E不被大電流燒毀。

其中，保護(hù)器動(dòng)作電流I與取樣線圈L匝數(shù)N之間的關(guān)系如附表所示。

該保護(hù)裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：1，取樣電路線圈L為一段長(zhǎng)11cm的Φ1.2mm漆包線，耗能趨近于0；2，保護(hù)動(dòng)作靈敏、干脆利落。

2）過(guò)電壓保護(hù)

36V鋰電池組充電時(shí)，當(dāng)電壓充達(dá)42V時(shí)，必須有自動(dòng)切斷充電電源功能。圖2所示電路能滿足此要求。在隨車(chē)（二階段）充電器SP－70A的正極輸出端串接三只二極管Dl、D2、D3（lN5408×3），對(duì)36V鋰電池組E充電，剛開(kāi)始（第一階段）充電時(shí)，A點(diǎn)電壓為44.4V，Dl～D3上壓降為2.6V，并以1.5A恒定電流對(duì)E充電。

隨著時(shí)間推移，E的電壓不斷升高（如圖2a所示），當(dāng)電壓升高達(dá)41.8V時(shí)，SP－70A轉(zhuǎn)人第二階段充電，A點(diǎn)輸出電壓突變?yōu)椋?1.7V，比B點(diǎn)低0.1V，Dl～D3均處于反向偏置，充電電流自動(dòng)被阻斷，充電結(jié)束（如圖2b所示）。這樣，即能保證在任何情況下鋰電池都不會(huì)過(guò)充。

3）過(guò)放保護(hù)

單體鋰電池的額定放電終止電壓為3.0V，用于電動(dòng)車(chē)，應(yīng)將放電終止電壓提高到3.15V。36V的鋰電池組，放電終止電壓設(shè)定為31.5V有如下好處：1.和原車(chē)用鉛電池放電終止電壓31.5v兼容，使原車(chē)控制器同時(shí)適用于鉛鋰兩種電池，降低了成本，提高了可靠性；2鋰電放電深度變淺，對(duì)其壽命有利。

因此，決定用原控制器內(nèi)的31.5V過(guò)放保護(hù)器作為鋰電池組的過(guò)放保護(hù)器。當(dāng)鋰電池組放電至31.5V時(shí)，保護(hù)器動(dòng)作（綠色欠壓燈亮），自動(dòng)切斷對(duì)電動(dòng)車(chē)馬達(dá)M供電。從而保護(hù)鋰電池組不會(huì)因過(guò)放而損壞。

一組36V／10Ah的鋰電池組，用隨車(chē)控制器的過(guò)放保護(hù)電路對(duì)鋰電池組進(jìn)行過(guò)放保護(hù)：當(dāng)電壓放電至31.5V時(shí)，自動(dòng)斷電，停止工作。使用一年半無(wú)任何問(wèn)題。

一個(gè)全放電實(shí)驗(yàn)--將已經(jīng)騎行多時(shí)，放電至31.5V的鋰電池組從車(chē)上拆下，繼續(xù)放電至30.0V再充電，結(jié)果，充電終止電壓僅能達(dá)到37.6V，而不是原來(lái)的41.8V。

將鋰電池組拆開(kāi)檢查，10個(gè)小鋰電池組中有9個(gè)小鋰電池組電壓為41.8V；而另1個(gè)小鋰電池為－0.5V，鋁塑膜鼓起，已嚴(yán)重?fù)p壞，損失80元。

損壞原因：當(dāng)鋰電池組放電至31.5V時(shí)，該小組鋰電池電壓已達(dá)放電終止電壓，再繼續(xù)放電時(shí)，電壓放至0V，仍再繼續(xù)放電后，出現(xiàn)電流倒灌、極性反轉(zhuǎn)而徹底損壞。實(shí)踐證明：將放電終止電壓提高到31.5V是保護(hù)鋰電池組不致因過(guò)放而損壞的行之有效方法。

4）超溫保護(hù)

鋰電池使用不當(dāng)時(shí)，內(nèi)部溫度升高、內(nèi)部壓強(qiáng)增大，當(dāng)壓強(qiáng)增大到外殼無(wú)法承受時(shí)，則發(fā)生爆炸。因而在鋰電池組內(nèi)部設(shè)置溫度保護(hù)電路，可使鋰電池發(fā)生爆炸的幾率大大降低。

方法：在鋰電池組中央位置埋設(shè)一枚45℃（10A）的溫度開(kāi)關(guān)，并將TK串聯(lián)接于鋰電池電路中。TK為常閉觸頭式，在使用過(guò)程中，當(dāng)鋰電池內(nèi)部TK所處的位置處的溫度低于45℃時(shí)，TK內(nèi)常閉觸點(diǎn)閉合，但電池組對(duì)電動(dòng)車(chē)馬達(dá)從供電電動(dòng)車(chē)正常行駛；

當(dāng)環(huán)境溫度高，或大電流長(zhǎng)時(shí)間（充）放電等原因，使鋰電池組內(nèi)部溫升高達(dá)45℃時(shí)，TK內(nèi)常閉觸頭分離、導(dǎo)致斷電，鋰電池組E停止（充）放電工作。從而避免了高溫可能導(dǎo)致的鋰電池爆炸事故。

當(dāng)冷卻一段時(shí)間后，溫度降至45℃以下時(shí)，TK常閉觸頭閉合，鋰電池組又重新恢復(fù)工作。

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