SBS管理器確保鋰離子電池安全高效

1、sbs管理器確保鋰離子電池安全高效鋰離子電池目前已成為筆記本電腦和手持系統(tǒng)能量來源（電源）的首選。隨著cpu、和dvd驅(qū)動器對電源功率的需求持續(xù)增長，高能量密度的電池組也不斷進(jìn)展。同時(shí)，大批量創(chuàng)造工藝保證了高能量密度電池組有一個(gè)合理的價(jià)格水平。 許多新技術(shù)，在提高性能的同時(shí)也增大了系統(tǒng)的功率消耗。對生產(chǎn)電池的化工企業(yè)來說，電池生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)質(zhì)性發(fā)展是很困難的，耗時(shí)長、成本高。所以必需尋覓尋覓優(yōu)化電源保存的辦法。智能電池系統(tǒng)（sbs）是浮現(xiàn)的最有希翼的技術(shù)，可以大大提升電池組的性能。在計(jì)算機(jī)工業(yè)界，對鋰離子電池真是又愛又怕。在鋰離子電池應(yīng)用的早期所發(fā)生的事故，仍然讓曾涉入的公司記憶猶新。他們得到了

2、印象深刻的教訓(xùn)：在任何狀況下，都不能超過鋰離子電池的額定參數(shù)，否則絕對會引起爆炸或起火。除電池的化學(xué)成份或電極等參數(shù)外，對鋰離子電池來說，還有幾個(gè)確定的參數(shù)，假如超過了會使電池進(jìn)入失控的狀態(tài)。在說明這些參數(shù)的圖表中（參考鋰離子參數(shù)圖），相應(yīng)閾值曲線外的任一點(diǎn)都是失控狀態(tài)。隨電池增強(qiáng)，溫度閾值下降。另一方面，任何致使電池電壓超過其設(shè)計(jì)值的行為都會導(dǎo)致電池過熱。謹(jǐn)防充電器造成危害 電池組創(chuàng)造商設(shè)定了幾層電池和包裝庇護(hù)，以防止危急的過熱狀態(tài)。但在電池用法中有一個(gè)部件可能會使這些措施失敗從而造成危害，這一器件就是充電器。充電鋰離子電池造成危害的途徑有三種：電池電壓過高（最危急的狀況）；充電過大（過大充

3、電電流造成鋰電鍍效應(yīng)，從而引起發(fā)熱）；不能正確地終止充電過程，或在過低的溫度下充電。鋰離子電池充電器的設(shè)計(jì)人員實(shí)行額外的預(yù)防性措施以避開超出這些參數(shù)的允許范圍。以肯定保證系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)工作在平安的范圍內(nèi)。例如智能電池充電器規(guī)范，允許-9%的電壓負(fù)偏差，但強(qiáng)調(diào)正偏差不得超過1%。保證了符合智能電池平安標(biāo)準(zhǔn)。固然，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，偏差的正負(fù)是隨機(jī)的。所以符合此規(guī)范的設(shè)計(jì)常常是使充電器的目標(biāo)電壓值設(shè)定在額定值的-4%附近。因?yàn)槌潆婋妷旱牟痪_（不管是-4%還是-9%），電池始終處于充電不足的狀態(tài)。對鋰離子電池潛在危急的恐驚導(dǎo)致電池組容量的利用率很低。按照業(yè)界專家的閱歷，即使充電后電壓只比額定值低0.05

4、%，容量的下降卻高達(dá)15%。電池內(nèi)置入計(jì)算機(jī) 智能電池技術(shù)的原理是很容易的，在電池內(nèi)置入小型計(jì)算機(jī)來監(jiān)視和分析全部的電池?cái)?shù)據(jù)，以精確預(yù)告剩余電池容量。剩余電池容量可以挺直換算成便攜式計(jì)算機(jī)的剩余工作時(shí)光。與原始的僅靠電壓監(jiān)測的容量測量辦法相比，可以立刻使工作時(shí)光延伸35%。圓滿的是，智能電池技術(shù)也就只能做到這么多了。除非可以和充電器相互通信，他們不行以確定其操作環(huán)境或?qū)Τ潆娺^程舉行控制。 在“智能電池系統(tǒng)”環(huán)境下，在特定的電壓和電流狀況下，電池哀求智能充電器對其舉行充電。然后，智能充電器負(fù)責(zé)按照哀求電壓和電流參數(shù)對電池舉行充電。充電器依賴自己內(nèi)部的電壓和電流參考調(diào)節(jié)自己的輸出，以與智能電池哀求

5、的值相匹配。因?yàn)檫@些基準(zhǔn)的不精確度可達(dá)-9%，所以充電過程可能在電池只是部分充電的狀況下結(jié)束。對充電環(huán)境的更具體了解可以揭示出更多影響鋰離子電池充電效率的問題。即使在最抱負(fù)的狀況下，假設(shè)充電器的精確度為100%，充電通路上位于充電器的電池間的元件引入了額外的壓降，特殊是恒流充電階段。這些額外的壓降導(dǎo)致充電過程過早地從恒流進(jìn)入恒壓階段。因?yàn)殡娮枰氲膲航惦S電流降低會逐漸削弱，充電器終于會完成充電過程。但充電時(shí)光會延伸。恒流充電過程中能量的轉(zhuǎn)移效率要高一些。 消退電阻壓降 最抱負(fù)的狀況是充電器的輸出精確地消退了電阻壓降的影響?？赡軙腥颂岢鲞@樣的解決計(jì)劃，在充電過程的全部階段，智能充電器利用智能電

6、池內(nèi)監(jiān)測電路數(shù)據(jù)監(jiān)視并校正自己的輸出。對單個(gè)電池系統(tǒng)來說，這是可行的，但對雙或多電池系統(tǒng)就不太適用了。在雙電池系統(tǒng)中，假如可能的話，最好是同時(shí)對兩個(gè)電池舉行充放電操作。雖然電池充電是并行的，典型的惟獨(dú)一個(gè)smbus端口的充電器還是不能勝任這一工作。由于假如惟獨(dú)一個(gè)smbus端口，充電器或其它smbus設(shè)備，只能同時(shí)與一個(gè)電池舉行通信。所以，抱負(fù)的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供兩個(gè)或更多個(gè)smbus端口，這樣，兩個(gè)電池就可以同時(shí)與充電器通信了。智能電池系統(tǒng)（sbs）管理器 除提供多個(gè)smbus端口以外，sbs管理器技術(shù)也可以大幅提升鋰離子智能電池的性能。sbs管理器是sbs的一部分，由sbs1.1規(guī)范所定義。它代

7、替了前一版本（由智能電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)論壇，）中定義的智能挑選器（smart selector)。 sbs管理器一方面提供了與驅(qū)動器和振奮系統(tǒng)端的接口，另一方面則對智能電池和充電器舉行管理。驅(qū)動器可讀取和哀求發(fā)送與電池、充電器和管理器本身有關(guān)的信息。規(guī)范中定義了與這一信息傳輸有關(guān)的接口。在一個(gè)多電池系統(tǒng)中，sbs管理器負(fù)責(zé)挑選系統(tǒng)電源，打算在特定的時(shí)刻對那一塊電池舉行充電或放電。簡短來說就是，sbs管理器確定對哪一塊電池舉行充電，哪一塊舉行放電，以及什么時(shí)候舉行。一個(gè)實(shí)現(xiàn)得好的sbs管理有幾大優(yōu)點(diǎn)：更徹低、更迅速的充電過程、同時(shí)舉行高效充電和放電、以及對危急狀況（如潛在的電壓超限）的檢測和迅速反應(yīng)能

8、力。 可以監(jiān)測電池本身電壓的sbs管理器可將電池充到其真切的容量?？梢员荛_因?yàn)橹悄艹潆娖饕驗(yàn)楸O(jiān)視電壓不準(zhǔn)（如前所述，普通為-4%到-9%）而造成的充電不足。此外，這一過程并不需要特殊精確的基準(zhǔn)電壓（精確的電壓基準(zhǔn)是很昂貴的）。 避開用法精確電壓基準(zhǔn)的策略是利用智能電池內(nèi)部的測量電路測量電池電壓，其精度可達(dá)1%。這樣，sbs管理器可指令充電器適當(dāng)增高電壓直到監(jiān)測到的電壓達(dá)到合適的值。實(shí)現(xiàn)得好的sbs管理器可使電池的充電過程比傳統(tǒng)充電器快16%。平安地提高充電器的輸出電壓，使其高于電池的額定電壓以補(bǔ)償因?yàn)殡姵氐膬?nèi)部電阻及回路電阻造成的壓降。通過監(jiān)測電池內(nèi)部電壓并可快速調(diào)節(jié)充電器電壓，可以實(shí)現(xiàn)這一過

9、程。 何時(shí)及如何充電 sbs管理器可以打算什么時(shí)候同時(shí)對電池組舉行充電。同時(shí)充電允許更好地利用充電器的電流舉行充電。在單電池系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)入恒壓充電模式時(shí)，充電器提供的充電電流隨電池彌漫程度的提高而減小。沒實(shí)用到的電流被鋪張掉了。在利用sbs管理器的雙電池系統(tǒng)中就不是這樣了，對一塊電池充電時(shí)利用不上的電流可以為另一塊所用。而且，sbs管理器可以推斷哪一塊電池的狀態(tài)可以更快地舉行能量傳輸。可以最快地增強(qiáng)系統(tǒng)容量的電池最先被充電，哪些可以充入更多的能量的電池則先被迅速放電。這樣可以加快充電過程達(dá)60%。sbs管理器還可打算何時(shí)使能同時(shí)放電功能。適當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)放電可以使系統(tǒng)容量增強(qiáng)16%之多。固然，全部這些改進(jìn)對電池的性能來說都必需是平安的。正如前面研究過的一樣，鋰離子電池有一額定電壓。當(dāng)加到電池上的電壓達(dá)到最大值時(shí)，充電過程從恒流轉(zhuǎn)換至恒壓模式。對這一轉(zhuǎn)換點(diǎn)的檢測，是由智能充電sbs管理器負(fù)責(zé)的，按照是測量到的電池電壓。但sbs管理器比智能充電器的巨大優(yōu)點(diǎn)是，它可以不斷監(jiān)視和校正充電器以及電池電壓。這樣在達(dá)到電池的最大容量的狀況下還保證了平安。 因?yàn)橛?jì)算機(jī)等設(shè)備性能不斷提高，能量的需