電池充電器溫度測試解決方案

目前市面上筆記本電腦、平板、手機、行動電源等手持裝置，甚至電動自行車、機車與汽車使用鋰電池已經非常普遍，鋰電池在高溫及低溫下過度充電，會對使用者造成危險。因此電池安全充電，已成為電池供電的便攜式設備中最重要的設計規范之一，日本電子信息技術產業協會(JEITA)即公布標準以增進電池充電安全性。以下介紹筆記本計算機和單一電池手持裝置應用中，符合JEITA安全規范的電池充電器解決方案。

OI6010ATE系統開發完成高溫/低溫的溫度模擬裝置可對電池模塊、電池管理系統BMS中的溫度監控傳感器–熱敏電阻，負溫度系數電阻(簡稱NTC)，提供各種溫度模擬，對于充電器的溫度測試驗證非常精確、迅速、方便。

負溫度系數電阻簡稱NTC)是個電阻器，其電阻值會隨溫度而變化，負溫度系數電阻NTC就是電阻值會隨溫度升高而降低，如下圖所示，因此NTC電阻值就可對應出溫度的變化，業界一般都使用10K歐姆（在25℃時的電阻值）的NTC來感測電池的溫度，可以將NTC電阻安裝于電池組內溫度最敏感的位置，所以能夠隨時提供電池的溫度給電池BMS，BMS便能夠有效地控制電池的充電與放電，確保電池安全無虞。

電池充電器安全與JEITA規范

鋰電池廣泛應用于消費電子產品中，從手機到筆記本計算機。在眾多可充電電池中，其擁有最高容量和重量能量密度，且不具記憶效應，可提供系統需要的恒定電能。

新聞曾報導筆記本計算機和三星手機爆炸，也聽說過因電池安全問題所出現的大規模的召回事件。高溫、起火和爆炸都是熱崩潰的結果，即電池進入失控狀態。在熱崩潰過程中，電池內部溫度高達約175°C，出現不可逆的高度放熱反應，因此在電池充電時引起火災。圖1顯示經常用于早期鋰電池充電系統的充電電流和充電電壓過溫，這些系統很容易出現熱崩潰。在0到45°C電池溫度下，電池充電電流和充電電壓均為恒定。較高的電池溫度會加速電池老化，也會增加電池故障的風險。

圖1早期鋰電池充電系統的充電電流上限和充電電壓

為了提高鋰電池充電的安全性，JEITA和日本電池協會在2007年4月20日頒布安全規范，中國也有相應的規范。此規范強調在某些低高溫范圍內，避免使用高充電電流和高充電電壓。JEITA認為，鋰電池問題均出現在高充電電壓和高電池溫度下。圖2顯示筆記本計算機中所使用的電池溫度下，充電電流和充電電壓的JEITA規范。

圖2筆記本計算機中所使用的鋰離子電池充電電流和充電電壓的JEITA規范

在標準充電溫度范圍(T2到T3)內，使用者可在電池制造廠商建議的上限充電電壓和上限充電電流最佳狀態下，安全地對鋰電池充電。

低溫充電

如果充電期間電池的表面溫度低于T2，鋰電池內部的化學反應會產生大量熱能，產生熱崩潰。因此，在低電池溫度下，充電電流和充電電壓均須降低。如果溫度降低至T1(例如：0°C)，則系統不應再允許充電。

高溫充電

如果充電期間電池表面溫度升至T3以上(例如：45°C)，在電池電壓升高時與電解質產生化學反應。如果電池溫度進一步升高至T4，則系統應禁止充電。如果電池溫度達到4.3V電池電壓下的175°C，則可能會出現熱崩潰，而且電池可能會爆炸。同樣地，圖3顯示單節電池手持應用中鋰電池充電的JEITA規范，其充電電流和充電電壓也為電池溫度的函數。4.25V最大充電電壓是電池充電器的最大容限。使用者可在高達60°C的溫度下，以低充電電壓充電，確保安全性。

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