锂电池防爆系统设计规范

设计规范

由于世界上有数以亿计的手机，安全防护的失败率必须低于1亿分之一才安全。因为电路板的故障率一般远远高于一亿分之一。因此，电池系统的设计，必须有两条以上的安全线。一个常见的设计错误是将充电器(适配器)直接用于充电池组。这使得过充的保护完全在电池组的保护板上。虽然防护板的故障率不高，但是，即使故障率低到百万分之一，世界上每天都会发生爆炸事故的概率。假如电池系统能供应过充、过放电和过流两种安全保护，每一种保护的故障率为万分之一，通过两种保护，故障率可降低到一亿分之一。电池充电系统的一般框图如下图所示，包括充电器和电池组。充电器还包括适配器和充电控制器。适配器将ac转换成dc，充电控制器限制dc的最大电流和电压。电池组包含一个保护面板和一个电池，以及一个PTC来限制最大电流。

以手机电池系统为例。过充保护系统利用充电器的输出电压设置在4.2v左右来实现第一层保护，这样即使电池上的保护板失效，电池也不会发生过充和危险。第二种保护是保护板上的过充保护功能，一般设置在4.3v。这样，保护板通常不负责切断充电电流，只有当充电器电压异常高时，才要动作。过流保护由保护板和限流器组成，同时也是防止过流和外部短路的两个屏蔽。因为过放电只会发生在电子产品使用的过程中。因此，一般的设计是电子产品的电路板供应第一保护，而电池组上的保护板供应第二保护。当电子产品检测到电源电压低于3.0v时，应自动关机。若产品设计时未考虑此功能，则当电压降至2.4v时，保护板将关闭放电电路。

简而言之，电池系统必须设计成能供应两个电子屏蔽来防止过充、过放电和过电流。防护板为第二防护。拆下防护罩并冲锋。假如电池爆炸，这是一个糟糕的设计。

虽然以上方法供应了两种保护，但由于消费者在充电器坏了，经常购买原厂充电器来充电，而充电器厂家，基于成本考虑，经常拆卸充电控制器来降低成本。结果，坏钱驱逐了好钱，市场上有很多坏充电器。这就消除了第一道也是最重要的一道防线，使其免于过度充电。而过充是导致电池爆炸的最重要因素，因此劣质充电器可以说是电池爆炸的罪魁祸首。

当然，并不是所有的电池系统都采用上述方法。在某些情况下，电池组也有充电控制器设计。例如，许多笔记本电脑的电池棒上都有一个充电控制器。这是因为笔记本电脑通常内置了充电控制器，消费者只能使用一个适配器。因此，笔记本电脑的外部电池组必须有一个充电控制器，以确保使用适配器充电时外部电池组是安全的。此外，汽车点烟器使用的充电产品，有时也会在充电控制器中制成电池组。