眾所周知，由于自身物理特性，鋰電池具有相當?shù)奈ｋU性。鋰電池充電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進行能量儲存，放電時則將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能進行能量釋放。而鋰電池一旦儲存了能量，不可控的能量釋放就會引起爆燃。由于智能手機、電動自動車、電動汽車都在追求長續(xù)航，電池系統(tǒng)的高能量密度已成為一種產(chǎn)品優(yōu)勢，但這其實進一步增加了爆燃的破壞力。

    當然，鋰電池最終的破壞力呈現(xiàn)是通過爆燃方式，但這并不是瞬間完成的，而是以熱失控的形式有一個漸進的過程。何種情況會造成鋰電池?zé)崾Э啬兀啃袠I(yè)將這些情況統(tǒng)稱為濫用條件。通過查看中國國家標準GBT31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及實驗方法》后發(fā)現(xiàn)，濫用條件包括過放、過充、內(nèi)外短路、擠壓和跌落等。

    以電動汽車動力電池系統(tǒng)為例，其一般由電芯、BMS（電池管理系統(tǒng)）、結(jié)構(gòu)件（箱體、導(dǎo)線、接插件等）和熱管理系統(tǒng)組成。

    電芯就是單節(jié)的鋰離子電池，由正極片、負極片、隔膜、電解液和結(jié)構(gòu)件組成。很多動力電池系統(tǒng)事故，比如自燃，都是由電芯內(nèi)短路引起的。發(fā)生內(nèi)短路之后，電芯溫度會快速上升。當溫度達到一定程度后，電芯內(nèi)保護負極活性物質(zhì)的隔膜便會消失，導(dǎo)致負極完全裸露，電解液在電極表面大量分解放熱，這是后續(xù)電池內(nèi)部產(chǎn)生一系列放熱副反應(yīng)的第一步。然后大量熱量和可燃氣體釋放，最終造成系統(tǒng)爆燃。

    此外，還有兩種會引起電池系統(tǒng)發(fā)生爆燃的濫用情況是高溫和過充，其中高溫也包括由于過放和外短路造成的系統(tǒng)溫度快速上升，而這些都是BMS系統(tǒng)監(jiān)控的重點。BMS負責(zé)監(jiān)控電池端電壓、電池間能量均衡、電池組總電壓/電流、電池端/電池組溫度等。如上所述，當這些指標發(fā)生異變后，電池便會進入濫用條件，如果不能及時制止，便會造成爆燃事故。

    電動汽車對高性能BMS有迫切的需求。與此同時，電動汽車市場的快速增長也對BMS產(chǎn)品有積極的帶動作用。根據(jù)QYReaserch的分析數(shù)據(jù)，2020年全球汽車BMS市場規(guī)模達到了217億元，預(yù)計2027年將達到885億元，年復(fù)合增長率（CAGR）為26.19%。

    BMS被很多業(yè)者稱之為"電池保姆"或者"電池管家"，其主要作用是智能化動態(tài)管理，以及維護各個電池單元，防止電池出現(xiàn)過充和過放，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。在電池管理方面，BMS能夠準確獲取動力電池組的荷電狀態(tài)（State of Charge，即SOC），保證SOC維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充電或過放電對電池造成損傷。當發(fā)現(xiàn)電池組中某些電池的電壓或者容量過高/過低時，BMS具備在單體電池間進行均衡的能力，這是防止電芯進入濫用情況的關(guān)鍵一環(huán)，既延長了系統(tǒng)壽命，又杜絕了安全風(fēng)險，同時為快充提供了安全穩(wěn)定的運行條件。

    在上面的分析中，我們以汽車動力電池系統(tǒng)為例，解讀了哪些濫用情況會導(dǎo)致動力電池組的爆燃風(fēng)險，并提到了BMS系統(tǒng)在動力電池系統(tǒng)安全層面起的重要作用。接下來，我們要介紹的第一款產(chǎn)品便是能夠應(yīng)用于電動汽車BMS系統(tǒng)的LTC3300多節(jié)電池平衡器。該產(chǎn)品由制造商ADI供應(yīng)，貿(mào)澤電子上該產(chǎn)品的供應(yīng)商產(chǎn)品編號為LTC3300HLXE-2#WPBF。

    LTC3300雙向多節(jié)電池平衡器是一款故障保護控制器IC，適用于對多節(jié)電池的電池組進行基于變壓器的雙向主動電荷平衡。通過圖1可以看到，LTC3300具備豐富的管腳功能，在器件內(nèi)部集成了各種相關(guān)的柵極驅(qū)動電路、高精度電池傳感、故障檢測電路和一個帶內(nèi)置看門狗定時器的堅固型串行接口。