鋰離子電池由於材料體系及製成工藝等諸多方面因素的影響,存在發生內短路的風險。雖然鋰離子電池在出廠時都已經經過嚴格的老化及自放電篩選,但由於過程失效及其他不可預知的使用因素影響,依然存在一定的失效概率導致使用過程中出現內短路。對於動力電池,其電池組中鋰離子電池多達幾百節甚至上萬節,大大放大了電池組發生內短的概率。由於動力電池組內部所蘊含的能量極大,內短路的發生極易誘發惡性事故,導致人員傷亡和財產損失。 TE的PPTC及MHP-TA系列產品提供了一種可能的解決方案,可以預防一旦動力電池出現內短路時惡性事故的發生。
對於並聯的鋰離子動力電池組,當其中一節或幾節電池發生內短時,電池模組中的其他電池會對其放電,電池組的能量會使內短電池溫度急速升高,極易誘發熱失控,最終導致電池起火爆炸。
如示意圖1所示
圖1:模組中單節電池內短示意
常規的溫度探測在電池升溫時,雖然可以告知IC切斷主迴路,但無法阻止並聯電池模組內部的持續放電,並且由於主迴路切斷,電池模組所有的能量都集中於內短路電池,反而增加了熱失控發生的機率。
理想的方案是,在發現某節電池發生內短而升溫時,可以切斷該節電池與模組中其他電池的連接迴路。如圖2所示,在單節電池上組裝TEPPTC或者MHP-TA系列產品,當內短路發生時TE保護器件可以有效地阻斷內短路電池與模組內其他電池的聯繫,防止惡性事故的發生。對於單體電池數量大的動力電池組,配組時對鋰離子電池及器件內阻一致性要求較高,而MHP-TA由於其內部雙金屬結構,器件電阻的一致性非常好,可以極大地滿足對於電池內阻的要求。
圖2:電池內短路保護解決方案
鋰離子動力電池的系統組成及實際路況復雜,被動器件的防護是必不可少的。