電動(dòng)車鋰電池中使用熱敏電阻溫度傳感器的作用

在充電電池中使用熱敏電阻溫度傳感器，是為確保電池保持最佳性能和安全、為穩(wěn)定監(jiān)控充電電池組的溫度、是為安全保駕護(hù)航！

熱敏電阻器（Thermistor）是一種電阻值對(duì)溫度極為靈敏的半導(dǎo)體元件，溫度系數(shù)可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC。

NTC熱敏電阻用于溫度測量，溫度控制，溫度補(bǔ)償?shù)?，稱為溫度傳感器。

PTC熱敏電阻用于溫度的測量與控制，還可用作加熱元件，同時(shí)起到“開關(guān)”的作用，兼有靈敏元件，加熱器和開關(guān)三種功能，稱為“熱敏開關(guān)”。

NTC熱敏電阻指負(fù)溫度系數(shù)，是指著溫度的升高，其阻值明顯減小，又簡稱為NTC。利用該特性，NTC元件在小家電中常用于軟啟動(dòng)和自動(dòng)檢測及控制電路等。

PTC熱敏電阻指正溫度系數(shù)，是指著溫度的升高，其阻值明顯增大，又簡稱為PTC。利用該特性，正溫度系數(shù)熱敏電阻多用于自動(dòng)控制電路。

鋰離子電池對(duì)“過充電”十分敏感。當(dāng)充電至電池兩端電壓過高時(shí)，會(huì)增加電池漏液、冒煙、燃燒、爆裂的危險(xiǎn)，并且這類危險(xiǎn)往往劇烈。過充電可能由充電失控、電極錯(cuò)誤或使用不正確的充電器造成。

保護(hù)電路的任務(wù)

這是針對(duì)電池可能出現(xiàn)的各種故障，對(duì)電池充放電狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，以保證電池壽命和效能，使電池以及外部設(shè)備免受損壞。

電池中NTC熱敏電阻功能主要如下：

1、可以保證電池的設(shè)計(jì)循環(huán)壽命

2、電池可以更加經(jīng)濟(jì)有效的充電。

3、熱敏電阻進(jìn)行精確的溫度測量是顯示電池剩余時(shí)間的重要輔助元件。

△ 應(yīng)用 NTC 熱敏電阻器的溫度檢測的二次電池和充電器的電路實(shí)例

電池通常采用由電池保護(hù)專用集成 IC 和金屬氧化物場效應(yīng)管組成的一次保護(hù)電路。保護(hù)IC 通過監(jiān)測電池兩端電壓以及放電電流來控制FET 的導(dǎo)通或關(guān)斷，防止過充電、短路、過放電等故障。

早期的電池采用保險(xiǎn)絲或雙金屬片等作為在過流、短路、超溫時(shí)的二次保護(hù)裝置。但由于電池過流等故障往往是暫時(shí)性的，并不意味著電池的永久性損壞，保險(xiǎn)絲不可恢復(fù)的缺點(diǎn)使電池制造商的質(zhì)量保證成本增加；而雙金屬片雖然可以自恢復(fù)，但是會(huì)不停地動(dòng)作/恢復(fù)，會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)早期疲勞磨損進(jìn)而粘連從而失去保護(hù)作用，另外雙金屬片對(duì)于便攜式設(shè)備對(duì)電池體積和重量方面的苛刻要求而言，體積和重量都較大。

針對(duì)以上問題，有以下的解決方案：

過充電保護(hù)：

按照GB/T18287-2000 對(duì)鋰離子電池過充電保護(hù)的要求，以兩種情況進(jìn)行過充電測試：

①電池沒有保護(hù)電路；

②僅僅安裝電池保護(hù)專用PTC 保護(hù)。

期間監(jiān)測電池電壓和表面溫度，能夠觀察到不帶PTC 保護(hù)的電池在過充電時(shí)表面溫度最高可達(dá)到接近120℃，最終會(huì)漏液或起火、爆炸；而裝有PTC（硅熱敏線性電阻）的電池其表面溫度不會(huì)超過80°C。

短路保護(hù)：

電池在外部短路時(shí)，電流可達(dá)15A 以上，一般情況下，功率場效應(yīng)管的極限工作參數(shù)會(huì)被輕易超過；另外，短路時(shí)保護(hù)IC的工作狀態(tài)不可能保持穩(wěn)定。以上問題都導(dǎo)致電池短路保護(hù)功能不夠完善。

PTC 可以在MOS 管被擊穿之前提供保護(hù)，確保電池的循環(huán)壽命，降低制造商的質(zhì)量保證成本。