說明:
便攜式電子產品增長迅速,從手機和MP3播放器到PDA、個人DVD播放器以及較為傳統的筆記本電腦,人們開始重新審視消費和專業產品設計的諸多方面。 這種變化在電池技術方面最為明顯。用戶希望電池能夠滿足日益復雜的應用需求,因此需要更大的電流、更長的工作時間。同時,對體積小、重量輕產品的需求也十分強勁,電池在任何設備的體積和重量中都占有相當大的比例,因此,制造商非常注意減少其體積和重量。還有一點,就是對快速充電的要求,即減少用戶等待充電的時間,最大程度地發揮移動的優點?! ∵@些要求促使電池制造商轉向使用鎳氫和鋰離子等新化學材料,以獲得更高的功率密度、更輕的重量和更快的充電速度。這些功能,尤其是快速充電,所付出的代價是增加了復雜性。新型電池需要精確控制的充電電路,不僅要確保其完全充滿電,而且要盡量延長其使用壽命,并防止過熱條件下可能出現的危險。 電池組件的任何部件發生故障都可能導致非常嚴重的后果,絕不僅僅是因無法供電而導致產品本身無法使用。最近,一家公司大舉召回了一批筆記本電腦專用電池,估計造成的損失高達4億美元。除了可能造成財務損失之外,電池還會導致人身傷害,甚至引發火災?! 殡姵爻潆?尤其是高能鋰離子電池)設計有效的控制策略,需要有良好的設計以及合適的元件規格和采購政策??梢圆捎靡韵聨追N架構:對于鎳氫電池,充電控制回路可以監測(使用各種精確度級別)電池電壓隨時間變化的情況。還可以限定最長充電時間;或者讓系統監測溫度變化。在多數情況下,都需要某種溫度監測方法來提供保護。 鋰離子電池通常使用CCCV(恒流-恒壓)方案,但這仍需要監測溫度以便允許啟動快速充電,同時還需要一種機制確保在溫度超過安全臨界值時停止充電。 因此,所有這些控制和保護策略都應包含溫度監測機制,并將其作為整個功能體系的固有部分。通常置于充電器或電池內的IC可以提供監測和控制功能...
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說明:
在眾多鋰離子保護方案中,多級保護方案一直被廣泛采用,以獲得鋰離子電池的高安全性。通常多級保護均包含主動和被動保護方案,控制的基本參數大多是電壓、電流和溫度。近年來,由于能量密度的提升受限,為滿足客戶的使用要求,因此快速充電迅速普及。從設計習慣和認證測試角度來看,客戶往往更關注電壓的監測和保護,而忽視之前較多采用的被動保護器件,如PTC 和 MHP-TA 等過溫度保護性能,它們采用兩套 IC+Mos 主動保護方案和 NTC溫度監測。這樣的設計是否存在不合理性,業界尚有爭論。本文試從實際使用角度略談一二?! ∪鐖D1所示,鋰離子電池在生產過程中采用陳化等機制,會將部分缺陷產品提前暴露出來,使得投入市場的產品具有相對較低的瞬時失效率。然而隨著使用時間的延長或者循環次數的增加,鋰離子電池由于化學反應和應力等因素,內部材料開始老化,直觀的表現為容量衰減、體積增大膨漲及內阻增高。 圖1:“浴盆”曲線 在電池壽命的末期,電池的內阻可能出現異常升高,此時維持高功率的輸入輸出必然帶來溫度的升高。一般而言,溫度每升高 10℃,化學反應速率會增加約一倍,而化學反應加快將帶來電池的加速老化。換而言之,這是一個“自催化”的惡性循環。 目前的設計過度依賴 NTC的主動溫度監測,而缺乏被動的過溫度保護。這樣的設計是建立在電池溫度分布均勻且熱傳導快的假設之上,而實際上這兩點都是較難達到的。電池的內部溫度需要傳導至板子上的NTC 上才能有效地“通知”主動器件做出反應,而這個過程伴隨著較長的時間和溫度差。MHP-TA 和 Strap PPTC由于與極耳直接連接,且電池高速熱傳導通路與電流回路一致,是最快的感測電池內部溫度異常的方案。因而也是理想的被動溫度保護器件。 電池安全周期是從設計開始,以電池報廢回收結束。設計方案應該考慮鋰離子電池全使用周期的異常情況,充分考量和評價保護方案。
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汽車上的溫度傳感器多為負溫度系數熱敏電阻,如發動機的進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、機油溫度傳感器,自動變速器和無級變速器的油溫傳感器,雙離合器變速器負責監控變速器油底殼油溫的G93變速器油溫度傳感器、負責監控變速器離合器工作油溫的G509溫度傳感器,空調的室內溫度傳感器、環境溫度傳感器、蒸發器溫度傳感器,懸架空氣泵溫度傳感器等均為負溫度系數熱敏電阻。其特點是測量點的溫度越高,傳感器的電阻值越低,輸出電壓信號越低。以馬自達進氣溫度傳感器為例,環境溫度分別為-20℃、20℃、60℃時,電阻值分別為13.6~18.4kΩ、2.21~2.69kΩ、0.493~0.6967kΩ。 負溫度系數熱敏電阻傳感器常見故障為信號不正常,傳感器或線束短路,數據流會出現虛假的高溫信號;傳感器或線束斷路、端子進水或搭鐵線接觸不良,數據流會出現虛假的低溫信號。另外,控制單元A/D轉換器轉換錯誤,數據流也可能出現虛假的高溫信號。 一、進氣溫度傳感器 1.進氣溫度傳感器作用 除卡門渦旋式空氣流量傳感器以外,其余發動機均裝有進氣溫度傳感器,如圖1所示。進氣溫度傳感器可以裝在空氣流量傳感器或進氣壓力傳感器內,也可以裝在進氣道上某個部位。發動機進氣溫度高時控制單元會減少噴油脈寬,反之增加噴油脈寬。 圖1 進氣溫度傳感器 2.進氣溫度傳感器故障分析 進氣溫度傳感器搭鐵線接觸不良,數據流會顯示異常低溫,低溫空氣密度高,會加大噴油脈寬,造成混合汽過濃。傳感器短路,數據流會顯示異常高溫,高溫空氣密度低,會減少噴油脈寬,造成混合汽過稀。進氣溫度傳感器溫度越高混合汽越濃,傳感器斷路或搭鐵不良會造成混合汽過稀,導致啟動困難。 二、冷卻液溫度傳感器 1.冷卻液溫度傳感器的作用 冷卻液溫度傳感器端子為2針,一根為輸入信號線,另一根為輸出信號線;端子為4針,則4針分別為輸入信號線、輸出信號線...
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在當今電子技術高速發展的時代,汽車的控制系統逐步的趨向于電子控制系統,而這種電子控制系統中最重要的一種就是傳感器應用技術。傳感器市場上,傳統的傳感器逐步被淘汰,現狀時興的是一種智能化、多功能化、微型化、集成化的傳感器,并且這種傳感器漸漸地將變成汽車傳感器必不可少的一部分?! ∽缘聡丝?#183;奔馳于1885年研制出世界上的第一輛汽車至今,汽車逐漸成為人們生活當中不可或缺的交通工具。但是在當今科技快速發展,社會逐步進步的時代,汽車的控制系統逐步的趨向于電子控制系統,這種汽車稱之為電子汽車,這種電子汽車的控制系統中最重要的一種就是傳感器應用技術,一種高端的傳感器漸漸地將變成汽車控制系統中必不可少的一個關鍵部分?! ? 傳感器應用技術在汽車上的應用現狀 現在汽車發展的一個重要技術特征,就是構成汽車的零件越來越多的運用電子控制系統。但是只要是運用電子控制系統的東西,傳感器的存在是必不可少的,如汽車的GPS導航、自動變速器、發動機等等。汽車運用傳感器,能夠對汽車系統的壓力、進氣量、加速度、位置、振動、轉速、溫度等各種有用的信息進行準確、實時的控制和測量,可以很大程度的將汽車的舒適度提高,在汽車的安全行駛中起到了關鍵的作用?,F在就用壓力、進氣量、轉速、溫度這四種傳感器來說明傳感器應用技術在汽車上的應用現狀?! ?.1 壓力傳感器 汽車在行駛過程中,很多的部件在工作是都要受到壓力的作用。壓力傳感器的主要作用就是檢測油壓、汽缸內壓、渦輪發動機升壓比、大氣壓、氣缸負壓等等,檢測這些的主要目的是保證汽車的安全、正常的行駛。壓力傳感器能夠將液體或氣體的壓力轉變為電信號,在傳遞到ECU,用于便捷的進行控制與監測?! ≡谄囘M行電子控制系統中,壓力傳感器有兩種形式——壓阻式——電阻應變計式壓力傳感器與半導體壓阻效果式壓力傳感器。在壓力較高的時候,一般情況下運用的是電阻應變計式壓力傳感器,相...
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