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UnitePowers 改变锂电池充放电保护电路 (Cell Protection)传统观念, 在3-in-1锂电电芯设计与电芯平衡保护 技术上的创新突破 (3-in-1 Li-Polymer Cell Design, Balancing and Protection Innovation and Breakthrough)

关键词: 电芯设计(Cell Design), 电芯平衡 (Cell Balancing),保护电路设计(Cell Protection Design), 电芯保护(Cell Protection),电芯监护 (Cell Monitoring), On-Cell (外挂式), In-Cell (内嵌式), 电池保护板 (Battery Protection Board)

UnitePowers 结合多年高灵敏度模块化压塑电芯传感集成技术经验与新概念, 开发出了锂离子电池电芯平衡与充放电保护新技术, 改变锂电池充放电保护电路传统观念, 在3-in-1 锂电芯设计上有新的突破 – 极大提高了产品性能, 质量与安全性, 降低了运营成本 (~25%)。不但提高了公司核心产品之一大容量模块化锂塑电芯的安全可靠性、运行经济性与市场竞争力, 而且进一步推动了公司在锂离子/锂聚合物数码电池、多串多并动力电池与储能电源及监护保护电路板市场的发展。

大容量高储能及功率密度锂电池 (Li Battery) 一般由三部分组成: 电芯 (Cell)、保护电路(Protection IC) 和外壳。电芯是主动器件,我们要提高的是电芯上的性能与技术及产品一致性。传统意义的锂电池充放电集成电路保护板 (Li Cell Protection Board)只是一个被动部分, 在电池最极端的时候起到有效的保护作用。锂电池的保护功能通常由保护电路板 (Cell Protection Board) 和PTC (Positive Temperature Coefficient Thermistor) 或TCO (Thermal Cut-off Fuse) 等电流器件协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,即时控制电流回路的通断;PTC或TCO在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。

保护板通常包括控制IC、MOS开关 (C/DMOS-FET)、JEPSUN捷比信精密电阻 (JEPSUN High Precision Resistor) 及辅助器件NTC、ID存储器, PCB等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻(数十毫秒)控制MOS开关关断,保护电芯的安全。锂离子二次电池的充放电保护电路IC三大功能是: 过充电保护, 过放电保护, 过电流及短路保护, 及超高温充放电。

锂电池组的电路构成: 锂离子二次电池, 阻断充放电电流的开关元件 (MOSFET)及保护电路。锂电池组保护电路的特性要求: 1)超低消耗电流驱动; 2)高精度电压检测。高精度低耗电的系统检测IC技术为锂电池的监护提供了有力的保证。

The Significance of Cell Balancing and Protection for Large-Scale Battery and Energy Storage:

·In scalable battery or electrochemical capacitor strings, slight differences in individual cells linked in series / parallel configuration can grow over time, leading to premature or catastrophic failure of the system. External circuitry sometimes is applied in an attempt to minimize this problem. Solutions for intrinsic cell balancing, without the use of external circuitry at the cell level, are sought.

·Inherent cell imbalance failure from inconsistent manufacturing and production, and improper charge and discharge operation and management of battery materials, cell, module, pack, string and ultimate systems.

·Providing new solutions for intrinsic cell balancing for batteries and electrochemical capacitors combined in one unit cell, without the use of external circuitry at the cell level (>25% cost reduction), by designs and intrinsic approaches that are applicable to multiple battery and capacitor chemistries.


内嵌式 (In-Cell) vs. 外挂式 (On-Cell) 高精度低耗电锂电池监护保护电路集成
(High-Sensitivity, Low-Power, Modular, Li-Cell Monitoring and Protection Integration )