锂离子电池充放电设备保护

　　锂离子电池在出厂之前需要经过化成及容量测试分选等工序，需要大量充放电设备对
电池进行充放电测试。锂离子电池充放电设备包括化成系统、容量测试系统、安全测试系统等。
在测试过程中，锂离子电池没有保护电路提供过流及过压保护，这就要求充放电设备在对
锂离子电池进行充放电测试时要具有过电流及过电压的保护功能，同时在电池发生故障造
成测试点短路时能够有效地防止测试设备损坏。由于化学电源的生产过程具有不可逆性，且
锂离子电池在过充过放的情况下容易发生爆炸，所以可靠性是锂离子电池充放电设备的最
根本要求。电池大规模生产用到检测设备中检测点多，结构复杂，要达到较高的可靠性，从
硬件上的保护设计是极其重要的。

　　《

JB/T 11142-2011 锂离子蓄电池充电设备通用要求》中对锂离子充放电设备的提出过电

流、过电压及短路的保护要求，在设备直流输出电压、电流超出规定值及测试点短路时，要
求设备能够断开与电池的连接，并且在故障排除后，除保护器件（熔断器）外设备无零部
件损坏或功能丧失，可以正常工作。对于日产几十万只电池的生产厂，每天充放电测试点每
天要经过近百万次的充放电操作，极易出现过电流、过电压及短路等故障。如果采用一次性
熔断保护器件，设备的维修成本比较高。采用

TE 的 PPTC 及 PolyZEN 器件可以更有效地实

现故障时的保护，同时降低设备的维护成本。

　　除了对于充放电电路接口外，数据采集通信接口也极易发生过电流等故障，如《

JBT 

11143-2011 锂离子蓄电池充电设备接口和通讯协议》中所述，锂离子电池充放电设备的拓扑
结构见图

1。通常充放电系统会通过二级或三级分布式结构实现。各级控制系统之间通过通

讯接口传输数据及命令等，由于

CAN 总线的稳定性及其在工业数据传输网络中的广泛应用，

电池充放电系统采用

CAN 接口作为各级监控系统之间以及监控系统与检测设备的通信接口。

对于

CAN 总线，通常采用在 CAN-H 和 CAN-L 上串联 TE PPTC 的设计实现对于过电流的

防护。同时由于现实生产过程中大量的人工操作，测试点采样触点的静电防护必不可少 ，
TE 的 PESD 和 SESD 器件可以提供很好的静电防护。通过这些保护器件，CAN 通讯系统会
更加可靠。