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UnitePowers 改變鋰電池充放電保護電路 (Cell Protection)傳統觀念, 在3-in-1鋰電電芯設計與電芯平衡保護 技術上的創新突破 (3-in-1 Li-Polymer Cell Design, Balancing and Protection Innovation and Breakthrough)

關鍵詞: 電芯設計(Cell Design), 電芯平衡 (Cell Balancing),保護電路設計(Cell Protection Design), 電芯保護(Cell Protection),電芯監護 (Cell Monitoring), On-Cell (外掛式), In-Cell (內嵌式), 電池保護板 (Battery Protection Board)

UnitePowers 結合多年高靈敏度模塊化壓塑電芯傳感集成技術經驗與新概念, 開發出了鋰離子電池電芯平衡與充放電保護新技術, 改變鋰電池充放電保護電路傳統觀念, 在3-in-1 鋰電芯設計上有新的突破 – 極大提高了產品性能, 質量與安全性, 降低了運營成本 (~25%)。不但提高了公司核心產品之一大容量模塊化鋰塑電芯的安全可靠性、運行經濟性與市場競爭力, 而且進一步推動了公司在鋰離子/鋰聚合物數碼電池、多串多并動力電池與儲能電源及監護保護電路板市場的發展。

大容量高儲能及功率密度鋰電池 (Li Battery) 一般由三部分組成: 電芯 (Cell)、保護電路(Protection IC) 和外殼。電芯是主動器件,我們要提高的是電芯上的性能與技術及產品一致性。傳統意義的鋰電池充放電集成電路保護板 (Li Cell Protection Board)只是一個被動部分, 在電池最極端的時候起到有效的保護作用。鋰電池的保護功能通常由保護電路板 (Cell Protection Board) 和PTC (Positive Temperature Coefficient Thermistor) 或TCO (Thermal Cut-off Fuse) 等電流器件協同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環境下時刻準確的監視電芯的電壓和充放回路的電流,即時控制電流回路的通斷;PTC或TCO在高溫環境下防止電池發生惡劣的損壞。

保護板通常包括控制IC、MOS開關 (C/DMOS-FET)、JEPSUN捷比信精密電阻 (JEPSUN High Precision Resistor) 及輔助器件NTC、ID存儲器, PCB等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開關導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規定值時,它立刻(數十毫秒)控制MOS開關關斷,保護電芯的安全。鋰離子二次電池的充放電保護電路IC三大功能是: 過充電保護, 過放電保護, 過電流及短路保護, 及超高溫充放電。

鋰電池組的電路構成: 鋰離子二次電池, 阻斷充放電電流的開關元件 (MOSFET)及保護電路。鋰電池組保護電路的特性要求: 1)超低消耗電流驅動; 2)高精度電壓檢測。高精度低耗電的系統檢測IC技術為鋰電池的監護提供了有力的保證。

The Significance of Cell Balancing and Protection for Large-Scale Battery and Energy Storage:

·In scalable battery or electrochemical capacitor strings, slight differences in individual cells linked in series / parallel configuration can grow over time, leading to premature or catastrophic failure of the system. External circuitry sometimes is applied in an attempt to minimize this problem. Solutions for intrinsic cell balancing, without the use of external circuitry at the cell level, are sought.

·Inherent cell imbalance failure from inconsistent manufacturing and production, and improper charge and discharge operation and management of battery materials, cell, module, pack, string and ultimate systems.

·Providing new solutions for intrinsic cell balancing for batteries and electrochemical capacitors combined in one unit cell, without the use of external circuitry at the cell level (>25% cost reduction), by designs and intrinsic approaches that are applicable to multiple battery and capacitor chemistries.


內嵌式 (In-Cell) vs. 外掛式 (On-Cell) 高精度低耗電鋰電池監護保護電路集成
(High-Sensitivity, Low-Power, Modular, Li-Cell Monitoring and Protection Integration )

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