鉅大LARGE | 點擊量：2277次 | 2018年05月06日
執法記錄儀如何用鋰電池保護電路？
為積極適應執法規范化建設要求，近年來，公安部在全國政法機關率先部署開展了執法記錄儀配備使用工作。目前，執法記錄儀已經成為基層一線民警開展執勤執法工作的“利器”。修訂后的GA/T 947.2-2015《單警執法視音頻記錄系統 第2部分：執法記錄儀》標準增加了對電池安全保護性能的要求，執法記錄儀所使用的鋰電池組應符合GA/T 18287-2013《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規范》標準中4.4條電池保護性能的要求，即鋰電池組應具備過充電保護、過放電保護和短路保護的功能。
2016年8月到10月間，三星NOTE7手機在全球范圍發生三十多起因電池缺陷造成的爆炸和起火事故，引發了社會的廣泛關注。目前鋰電池燃燒爆炸事件發生在各種應用鋰電池的電子產品中。鋰電池爆炸主要由于電池溫度超過100℃、過充電或者短路等情況，導致電池內部產生大量熱量，最終燃燒甚至爆炸。鋰電池保護板的不合理設計也可能導致電池過熱，以致其爆炸或者燃燒，過熱成為了影響鋰電池壽命的重要問題。鋰電池大量使用在各種特種裝備中，對其安全性的要求變得更加迫切，特種裝備的生產制造廠商、監管部門、標準制定部門應加強對鋰電池安全性的關注。執法記錄儀作為執法現場視音頻采集的重要設備，其重要性不言而喻，對執法記錄儀用電池質量進行規范，不僅確保所采集視音頻數據的完整可靠性，更保護了執法者的人身安全。
1991年日本索尼公司推出了首個商用鋰離子可充電電池，成為能源技術領域的一個重要里程牌。鋰電池因其放電電流大、內阻低、無記憶效應、高能量密度、綠色環保、使用壽命長、工作溫度范圍寬、自放電率低、安全性能高等優點迅速替代了鎳鎘、鎳氫電池，成為便攜式電子設備的主流電源。國內外許多著名半導體公司，如 Ricoh、Seiko、Texas Instruments、無錫日晟微電子、富享微電子以及南京拓微等紛紛開展了對鋰電池及保護電路的研發工作，并推出一系列鋰電池充放電保護芯片的框架及解決方案。代表性的應用芯片有：Texas Instruments的BQ2057 系列和bqTINY 系列、Seiko的S82系列、Ricoh的R54系列。國內半導體企業也推出多款復雜程度不同的鋰電池保護芯片，代表性的應用芯片有：無錫日晟微電子的SUN4000系列和SUN5000系列、富享微電子的DW01系列以及南京拓微的TP5000、TP4057、TP4056等。目前，商用鋰電池的實際比能量多達555wh/kg，循環壽命可達2000次以上。
電池保護電路的要求
在鋰電池的實際使用中，可能存在過充電、過放電、過電流的情況，都可能嚴重損害鋰電池性能，甚至引發自燃或爆炸。在過充電狀態下，鋰電池溫度上升后熱量累積，導致電解液分解而產生氣體，容易使內壓上升而造成鋰電池自燃或破裂；在過放電狀態下，電解液分解導致電池特性及耐久性劣化，所以需要限制放電電壓，保證有部分鋰離子可以留在負極，避免負極石墨層的鋰離子在放電時全部脫落回到正極，阻斷下次充電的回路，損害電池；在外部電路短路或放電電流過大時，電池內部功率消耗增加，溫度上升，可能引起電解液的氧化或分解，造成循環壽命降低，從而影響鋰電池的使用壽命。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
溫度也是影響鋰電池性能的重要因素。若溫度過高，鋰電池性能的衰降和老化會加速，內部熱效應相應加劇，最終可能引發爆炸；若溫度過低，鋰電池容量會迅速衰減，甚至完全沒有使用價值，即使鋰電池恢復至常溫，其部分容量也無法恢復。
綜上所述，鋰電池保護電路非常重要，而且必不可少。結合實際應用情況，鋰電池保護電路需要滿足以下要求：
（一）超低功耗
鋰電池保護電路由鋰電池供電，超低功耗的保護電路可降低鋰電池的額外損耗，提高對外輸出電量。
（二）高精度檢測電壓
鋰電池電壓低于其滿充電壓1.2%時，容量會減小9%[8]，因此，檢測電壓的偏差直接影響著鋰電池的可使用容量。
（三）大電壓范圍下正確工作
由于鋰電池保護電路的供電電壓為鋰電池電壓，而鋰電池電壓可能在較大范圍內浮動，故要求鋰電池保護電路在較大電壓范圍內能正確地工作。
（四）反應迅速
對鋰電池進行保護時，需要完成精確、快速的控制動作。若異常情況發生而保護電路不能及時采取保護措施，同樣會影響鋰電池的使用壽命和容量，甚至引發爆炸。
（五）高精準檢測溫度
溫度過高或過低都會加速鋰電池的老化，鋰電池保護電路應對異常溫度做出正確及時的響應，故要求保護電路必須能精準檢測鋰電池組溫度。
（六）高集成度
設計結構簡單的電路，避免了復雜走線，能夠在尺寸更小的PCB上完成設計，提高集成度的同時也降低了生產成本。
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