鋰動(dòng)力電池及充放電管理簡(jiǎn)介

一、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析隨著全球汽車數(shù)量的不斷增加，燃油汽車的尾氣排放所造成的空氣污染日益加劇，而且石油也是****的能源，終有枯竭之日，能源短缺問題越來(lái)越嚴(yán)重。因此近年來(lái)，世界各國(guó)為解決這些難題，紛紛投入大量人力、物力，研制開發(fā)新能源，鋰電池就是其中很重要的一個(gè)項(xiàng)目。在電池能源中，有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池、太陽(yáng)能電池；其中，由于鉛酸蓄電池過(guò)于笨重（比容量低），且衰減快、技術(shù)改進(jìn)已到盡頭而不具前景；鎳氫電池目前在一些領(lǐng)域應(yīng)用還比較廣泛，但其記憶性、比容量一般、單體電壓低等缺陷是無(wú)法改進(jìn)的；鋰動(dòng)力電池目前在我國(guó)還是初步階段，在技術(shù)革新和生產(chǎn)工藝上還有很大的上升空間，即使現(xiàn)階段其無(wú)污染、比容量大、無(wú)記憶效應(yīng)、單體電壓高、單體容量大等優(yōu)點(diǎn)已非常突出，在一些領(lǐng)域已經(jīng)或正在替代其他動(dòng)力源，鋰離子動(dòng)力電池具有容量大、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等多項(xiàng)特點(diǎn)，鋰離子動(dòng)力電池在同等容量下，體積是鉛酸蓄電池的一半；重量?jī)H為三分之一，而鉛酸蓄電池的可反復(fù)充放電次數(shù)理論值只有200—300次，鋰離子動(dòng)力電池的反復(fù)充放電次數(shù)可達(dá)500—1000次，而價(jià)格僅是它的2倍。比如鋰離子動(dòng)力電池10節(jié)組36V10Ah，重量?jī)H為3.7公斤，一般人均可提得動(dòng)，而鉛酸蓄電池組36V10Ah其重量為15.1公斤，體積重量只占其±四分之一。動(dòng)力源的改進(jìn)又可促使產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)的飛躍，*典型的例子就是手機(jī)，由于鋰電的出現(xiàn)，才使的現(xiàn)在的手機(jī)在外觀和性能上都取的大突破。目前鋰電池已應(yīng)用的領(lǐng)域包括各種軍民用專用電器設(shè)備、照明產(chǎn)品、電熱產(chǎn)品、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、觀光車、汽車、大巴等，應(yīng)該說(shuō)鋰電池作為新一代動(dòng)力是具有相當(dāng)樂觀的前景。國(guó)家政策對(duì)鋰電池也是給予大力扶持，國(guó)家科技部已經(jīng)從戰(zhàn)略高度把開發(fā)電動(dòng)汽車作為“十五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目。國(guó)家“863”計(jì)劃將在“十五”期間投入120億資金，用以實(shí)現(xiàn)中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化，北京市政府已在有關(guān)媒體上正式宣布，至二00六年，北京市公交車輛一律不得使用燃油車。值得注意的是，在國(guó)家明確發(fā)展電動(dòng)汽車宏觀戰(zhàn)略的同時(shí)，適合中國(guó)國(guó)情的電動(dòng)自行車、電動(dòng)滑板車、電動(dòng)觀光車悄然而生，并以極其驚人的速度迅猛發(fā)展，在發(fā)展電動(dòng)車的計(jì)劃中，其中*為關(guān)鍵的技術(shù)就是高性能的電池，以及輔以電池正常工作的控制系統(tǒng)。在諸多的電池應(yīng)用領(lǐng)域中，鋰離子電池與鎳氫、鎳鎘電池相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、單體電池工作電壓高是3.6V，是鎳氫鎳鎘電池的3倍； 2、在容量相同的情況下，與其他類電池相比體積減少30%，重量降低50%； 3、可充電500次以上； 4、允許工作溫度范圍（-20℃—+70℃）寬； 5、可大電流快速充電。但是鋰離子電池使用也有它的特殊要求： 1、單體鋰離子電池的充電電壓必須低于4.25V（±0.05V），如超過(guò)此上限電壓會(huì)造成長(zhǎng)久性損壞； 2、單體鋰離子電池的放電電壓不得低于2.4V（±0.05V），如低于此下限電壓也會(huì)造成長(zhǎng)久性損壞。鑒于以上鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)，鋰離子電池應(yīng)用在包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的電動(dòng)車領(lǐng)域前景是很光明的，關(guān)鍵的問題是對(duì)于電動(dòng)車用的鋰離子電池要加裝充放電保護(hù)系統(tǒng)。以上海銀速電子科技有公司獨(dú)立研究的“鋰離子動(dòng)力電池充放電保護(hù)技術(shù)”研制生產(chǎn)的“鋰動(dòng)力電池充放電智能化保護(hù)模塊”（以下簡(jiǎn)稱保護(hù)模塊），很好地解決了這一問題，突破了鋰動(dòng)力電池保護(hù)電路的難點(diǎn)。使鋰離子電池在各領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了十分喜人的前景。本產(chǎn)品的批量生產(chǎn)將解決鋰動(dòng)力電池的技術(shù)難點(diǎn)“瓶頸”問題促進(jìn)鋰離子動(dòng)力電池的市場(chǎng)應(yīng)用，推動(dòng)鋰離子動(dòng)力電池取代鉛酸蓄電池、鎳氫鎳鎘電池用于各個(gè)領(lǐng)域。 

二、產(chǎn)品的市場(chǎng)狀況及前景： 2001年國(guó)內(nèi)僅有深圳雷天和北京大陸兩家生產(chǎn)鋰動(dòng)力電池，由于缺乏有效充放電保護(hù)模塊，也由于鋰離子動(dòng)力電池在工作過(guò)程中就必需保護(hù)。導(dǎo)致鋰離子動(dòng)力電池研制出來(lái)后難以大批量進(jìn)入市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鋰電池的廠家已經(jīng)上百家，可以批量生產(chǎn)各個(gè)安時(shí)數(shù)的品種，應(yīng)用于各種電器設(shè)備領(lǐng)域。我們自主開發(fā)研制的鋰離子動(dòng)力電池充放電保護(hù)模塊，就是針對(duì)克服鋰動(dòng)力電池致命的技術(shù)弱點(diǎn)這一難題的，確保了鋰離子動(dòng)力電池能夠大批量進(jìn)入市場(chǎng)，將以體積小、重量輕、容量大、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)逐步取代鉛酸蓄電池。目前鋰電池在配備保護(hù)模塊之后已經(jīng)成功應(yīng)用在礦燈、設(shè)備、照明、發(fā)熱產(chǎn)品、電模等產(chǎn)品上，而電動(dòng)車、船、機(jī)器等領(lǐng)域的應(yīng)用也在積極開展，隨后將伴著電動(dòng)汽車的發(fā)展更加拓展其市場(chǎng)的深度和廣度。因此， “鋰離子動(dòng)力電池充放電保護(hù)模塊”項(xiàng)目，就是將科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的高新技術(shù)項(xiàng)目，該項(xiàng)目的實(shí)施有很強(qiáng)的必要性。隨著保護(hù)模塊的宣傳推介和“鋰離子動(dòng)力電池充放電保護(hù)模塊”項(xiàng)目的實(shí)施，一定會(huì)被鋰離子動(dòng)力電池大量的配套使用。既保護(hù)了環(huán)境，減少了污染，又節(jié)約了能源，方便了人民，必定會(huì)創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益。

 三、產(chǎn)品的技術(shù)基礎(chǔ)本項(xiàng)目技術(shù)研究建立在現(xiàn)有鋰電池保護(hù)電路的基礎(chǔ)上，首先參考適用IC芯片的單節(jié)電池保護(hù)電路，對(duì)于多節(jié)電池串聯(lián)的電池組，該IC形成的電路需較大量使用場(chǎng)效應(yīng)管，加大了成本和保護(hù)電路的體積與重量。如對(duì)于8節(jié)串聯(lián)的鋰離子電池組就需用16只場(chǎng)效應(yīng)管。而該IC其設(shè)計(jì)時(shí)是針對(duì)小容量鋰電池的，電流達(dá)到一定時(shí)即自動(dòng)限流停止工作，我們考查了各種IC芯片，一塊芯片*多可同時(shí)保護(hù)四節(jié)電池，從性能、實(shí)用性、成本等各方面綜合考慮，我們決定用單路保護(hù)IC（成本較低），對(duì)它的一般應(yīng)用電路作大手術(shù)，讓每片IC芯片監(jiān)控一節(jié)電池，再把信號(hào)傳出來(lái)進(jìn)行比較處理，采用數(shù)字電路，*終任意節(jié)電池串聯(lián)時(shí)只使用兩只場(chǎng)效應(yīng)管，極大地節(jié)約了成本。在研究中，盡可能采用低功耗的芯片，使得整個(gè)保護(hù)模塊的工作電流≤1ma，這就可以保證應(yīng)用于10Ah容量的電池組中，在待用條件下存放10000小時(shí)左右，不致導(dǎo)致電池放空?？傊覀?cè)谘芯恐袑?duì)優(yōu)選芯片，降低功耗，電平配合，執(zhí)行器件等多方面都進(jìn)行了反復(fù)研制，取得了突破性的進(jìn)展。開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“智能鋰電池充放電保護(hù)模塊”，該模塊具有很好的通用性，對(duì)于鋰電池的任意節(jié)串聯(lián)使用時(shí)可以對(duì)應(yīng)擴(kuò)展，只增加部分元器件即可達(dá)成。該保護(hù)模塊，與現(xiàn)有技術(shù)和工藝相比具有工作穩(wěn)定、實(shí)用、成本低、體積小等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)多次裝車實(shí)驗(yàn)及充電放電試驗(yàn)均告良好。確保鋰電池的**使用，延長(zhǎng)使用壽命，對(duì)促進(jìn)鋰動(dòng)力電池及電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車早日進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義。我們持續(xù)對(duì)保護(hù)模塊產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，目前我們以品種齊全、功能實(shí)用靈活、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，在行業(yè)內(nèi)依然保持著**的水平。本產(chǎn)品的基本功能為： 1、充電上限保護(hù)； 2、放電下限保護(hù)； 3、下限關(guān)斷鎖定，斷開負(fù)載解鎖； 4、充電均衡管理； 5、過(guò)流、短路保護(hù)； 6、預(yù)設(shè)溫度保護(hù)接口 7、部分外置顯示輔助功能；我們的產(chǎn)品品種是國(guó)內(nèi)*齊全的，從單節(jié)礦燈保護(hù)模塊到14串大電流保護(hù)模塊均已成熟投產(chǎn)，以其功能全、性能穩(wěn)定、功耗低等特點(diǎn)被國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域客戶所使用。僅均衡保護(hù)模塊一項(xiàng)我們就設(shè)計(jì)有三款模式，可供不同應(yīng)用場(chǎng)合的鋰電池所采用，比目前市場(chǎng)上的均衡模塊不可同日而喻。經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)銷售實(shí)踐，證明該保護(hù)模塊性能穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)原理先進(jìn)合理，已經(jīng)是成熟實(shí)用的鋰電池*佳保護(hù)管理產(chǎn)品。