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SBS管理器确保锂离子电池安全高效

  锂离子电池目前已成为笔记本电脑和手持系统能量来源(电源)首选。随着CPU、显示器和DVD驱动器对电源功率需求持续增长,高能量密度电池组也不断发展。同时,大批量制造工艺保证了高能量密度电池组有一个合理价格水平。

  许多新技术,在提高性能同时也增大了系统功率消耗。对生产电池化工企业来说,电池生产技术实质性进展是很困难,耗时长、成本高。所以必须寻找寻找优化电源保存方法。智能电池系统(SBS)是出现最有希翼技术,可以大大提升电池组性能。

  在计算机工业界,对锂离子电池真是又爱又怕。在锂离子电池应用早期所发生事故,仍然让曾涉入企业记忆犹新。他们得到了印象深刻教训:在任何情况下,都不能超过锂离子电池额定参数,否则肯定会引起爆炸或起火。

  除电池化学成份或电极等参数外,对锂离子电池来说,还有几个确定参数,如果超过了会使电池进入失控状态。在说明这些参数图表中(参考锂离子参数图),相应阈值曲线外劝旅沤鹕惩蹲⒆苷净点都是失控状态。随电池电压增加,温度阈值下降。另一方面,任何致使电池电压超过其设计值行为都会导致电池过热。

  谨防充电器造成危害电池组制造商设定了几层电池和包装保护,以防止危险过热状态。但在电池使用中有一个部件可能会使这些措施失败从而造成危害,这一器件就是充电器。

  充电锂离子电池造成危害途径有三种:电池电压过高(最危险情况);充电电流过大(过大充电电流造成锂电镀效应,从而引起发热);不能正确地终止充电过程,或在过低温度下充电。

  锂离子电池充电器设计人员采取额外预防性措施以避免超出这些参数允许范围。以绝对保证系统有关参数工作在安全范围内。

  例如智能电池充电器规范,允许-9%电压负偏差,但强调正偏差不得超过1%。保证了符合智能电池安全标准。当然,在实际设计中,偏差正负是随机。所以符合此规范设计经常是使充电器目标电压值设定在额定值-4%附近。

  由于充电电压不准确(不管是-4%还是-9%),电池始终处于充电不足状态。对锂离子电池潜在危险恐惧导致电池组容量利用率很低。根据业界专家经验,即使充电后电压只比额定值低0.05%,容量下降却高达15%。

  电池内置入计算机智能电池技术原理是很简单,在电池内置入小型计算机来监视和分析所有电池数据,以精确预报剩余电池容量。剩余电池容量可以直接换算成便携式计算机剩余工作时间。与原始仅靠电压监测容量测量方法相比,可以马上使工作时间延长35%。

  遗憾是,智能电池技术也就只能做到这么多了。除非可以和充电器电路互相通信,他们不可以确定其操作环境或对充电过程进行控制。

  在“智能电池系统”环境下,在特定电压和电流情况下,电池请求智能充电器对其进行充电。然后,智能充电器负责根据请求电压和电流参数对电池进行充电。

  充电器依靠自己内部电压和电流参考调整自己输出,以与智能电池请求值相匹配。由于这些基准不准确度可达-9%,所以充电过程可能在电池只是部分充电情况下结束。

  对充电环境更详细了解可以揭示出更多影响锂离子电池充电效率问题。即使在最理想情况下,假设充电器精确度为100%,充电通路上位于充电器电池间电阻元件引入了额外压降,特别是恒流充电阶段。这些额外压降导致充电过程过早地从恒流进入恒压阶段。

  由于电阻引入压降随电流降低会逐渐减弱,充电器最终会完成充电过程。但充电时间会延长。恒流充电过程中能量转移效率要高一些。

  消除电阻压降最理想情况是充电器输出准确地消除了电阻压降影响。可能会有人提出这样解决方案,在充电过程所有阶段,智能充电器利用智能电池内监测电路数据监视并校正自己输出。对单个电池系统来说,这是可行,但对双或多电池系统就不太适用了。

  在双电池系统中,如果可能话,最好是同时对两个电池进行充放电操作。虽然电池充电是并行,典型只有一个SMBUS端口充电器还是不能胜任这一工作。因为如果只有一个SMBUS端口,充电器或其它SMBUS设备,只能同时与一个电池进行通信。所以,理想系统应该提供两个或更多个SMBUS端口,这样,两个电池就可以同时与充电器通信了。
                                       -------发布:龙人企业

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