電池保護新方法

由于鋰離子(Li-ion)電池技術(shù)的發(fā)展，更小、更輕和更大功率的鋰離子電池現(xiàn)在可以取代先前用于高倍率放電電池應(yīng)用的鎳鎘(NickelCadmium)或鉛酸(LeadAcid)電池。這種發(fā)展趨勢導(dǎo)致更多的大功率應(yīng)用轉(zhuǎn)向鋰離子電池技術(shù)。從而引發(fā)了對更穩(wěn)健的電路保護解決方法的需求，以期幫助確保終端產(chǎn)品中的電池安全性。

當前，很少有電路保護解決方法用于高倍率放電鋰離子電池應(yīng)用，比如電動工具、電動自行車(E-bike)、輕型電動汽車(LightElectricVehicle，LEV)和備用電源應(yīng)用。此外，傳統(tǒng)電路保護技術(shù)往往是比較大型、復(fù)雜或昂貴的。

通過供應(yīng)具有成本效益的節(jié)省空間的電路保護器件，金屬混合ppTC(MHp)技術(shù)能夠迎合鋰離子電池組市場的設(shè)計趨勢。通過并聯(lián)連接雙金屬片保護器與聚合物正溫度系數(shù)(polymericpositiveTemperatureCoefficient，ppTC)器件，MHp器件供應(yīng)了可重置的過流保護功能，同時在較大電流下，還可利用ppTC器件的低電阻來幫助防止雙金屬片保護器中出現(xiàn)電弧。

核心設(shè)計概念

在MHp器件正常工作期間，由于具有低接觸電阻，電流通過雙金屬片觸點，在異常情況下，比如電動工具轉(zhuǎn)子卡住時，電路中會出現(xiàn)很高的電流，導(dǎo)致雙金屬片觸點打開，其接觸電阻新增。此時電流將通過電阻較低的ppTC器件流過，幫助抑制觸點之間電弧的出現(xiàn)，同時又加熱雙金屬片，使其保持在打開狀態(tài)和鎖定位置。

如圖1所示，MHp器件的激活步驟包括：

(1)在正常狀態(tài)下，由于雙金屬片接觸電阻很小，大部分電流通過雙金屬片流過。

(2)當觸點打開時，接觸電阻快速新增。假如接觸電阻比ppTC器件的電阻高，大部分電流就會通過ppTC器件流過，因而沒有電流或很少有電流流經(jīng)觸點，因此抑制了觸點之間電弧的出現(xiàn)。當電流分流至ppTC器件時，它的電阻快速新增到比接觸電阻高出許多的水平，ppTC器件的溫度升高。

(3)觸點打開之后，ppTC器件開始對雙金屬片加熱，并使其保持打開狀態(tài)，直到過流事件結(jié)束或電源關(guān)閉。

(4)ppTC器件的電阻要遠遠低于陶瓷pTC器件，這意味著即使觸點只打開一小部分，接觸電阻只是略有上升，電流也會被分流至ppTC器件，從而幫助防止觸點出現(xiàn)電弧。通常，在室溫下陶瓷pTC器件和聚合物pTC器件之間的電阻差異在百倍(102)范圍內(nèi)，因而當電阻較高的陶瓷pTC器件與雙金屬片并聯(lián)組合時，在抑制較大電流的電弧放電方面不如聚合物MHp器件有效。