鋰離子電池由于材料體系及制成工藝等諸多方面因素的影響,存在發(fā)生內(nèi)短路的風險。雖然鋰離子電池在出廠時都已經(jīng)經(jīng)過嚴格的老化及自放電篩選,但由于過程失效及其他不可預(yù)知的使用因素影響,依然存在一定的失效概率導致使用過程中出現(xiàn)內(nèi)短路。對于動力電池,其電池組中鋰離子電池多達幾百節(jié)甚至上萬節(jié),大大放大了電池組發(fā)生內(nèi)短的概率。由于動力電池組內(nèi)部所蘊含的能量極大,內(nèi)短路的發(fā)生極易誘發(fā)惡性事故,導致人員傷亡和財產(chǎn)損失。TE的PPTC及MHP-TA系列產(chǎn)品提供了一種可能的解決方案,可以預(yù)防一旦動力電池出現(xiàn)內(nèi)短路時惡性事故的發(fā)生。
對于并聯(lián)的鋰離子動力電池模組,當其中一節(jié)或幾節(jié)電池發(fā)生內(nèi)短時,電池模組中的其他電池會對其放電,電池組的能量會使內(nèi)短電池溫度急速升高,極易誘發(fā)熱失控,最終導致電池起火爆炸。
如示意圖1所示:
圖1:模組中單節(jié)電池內(nèi)短示意
常規(guī)的溫度探測在電池升溫時,雖然可以告知IC切斷主回路,但無法阻止并聯(lián)電池模組內(nèi)部的持續(xù)放電, 并且由于主回路切斷,電池模組所有的能量都集中于內(nèi)短路電池,反而增加了熱失控發(fā)生的幾率。
理想的方案是,在發(fā)現(xiàn)某節(jié)電池發(fā)生內(nèi)短而升溫時,可以切斷該節(jié)電池與模組中其他電池的連接回路。如圖2所示,在單節(jié)電池上組裝TE PPTC或者MHP-TA系列產(chǎn)品,當內(nèi)短路發(fā)生時TE保護器件可以有效地阻斷內(nèi)短路電池與模組內(nèi)其他電池的聯(lián)系,防止惡性事故的發(fā)生。對于單體電池數(shù)量大的動力電池組,配組時對電池及器件內(nèi)阻一致性要求較高,而MHP-TA由于其內(nèi)部雙金屬結(jié)構(gòu),器件電阻的一致性非常好, 可以極大地滿足對于電池內(nèi)阻的要求。
圖2:電池內(nèi)短路保護解決方案
鋰離子動力電池的系統(tǒng)組成及實際路況復雜,被動器件的防護是必不可少的。
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