【媛媛本本】从电池芯片控制技术谈三洋6系列电池易锁死的原因（图片,datesheet）

媛媛本本

======= 此文章，引来不少质疑的回帖             =======
======= 请 LZ 为此继续解释，表达清楚          =======
======= 并能提供文章中所引用数据/资料的来源 ======

上次发的三洋6系列电池回收的文章引起了广大黑油的重视，也引起了各大论坛的大量转载，当然，在论坛中也出现了如何将电池用坏而去更换的求教贴子，说实话，这个不是本人的用意和目的。由于本人才疏学浅，下面这篇文章仅仅从电池芯片保护技术上谈三洋6系列电池容易锁死的原因，当然......专家也欢迎指出问题

正题：

   三洋的18650 2600mah电芯技术目前代表这业界的最高水平，从1800MAH电芯开始，TP使用的电芯经历了1800 2000 2200 2400和2600MAH5个阶段，代表分别是X20 T20 T40 T43 和T60这五款机子使用的电池，期间一直都在使用三洋的电芯，说明三洋的电芯技术还是非常稳定和非常具有代表性的。
   TP的对三洋6系列电池的充电控制有他的特点：
1 充电电压从9.0V左右开始起步，充电电流为0.9A，如果本身电池组电压低于4.3V，会闪黄灯保护而拒绝充电，高于4.3V会开始充电，但是充电电流只有0.1A，这个就是有些电池过度放电后，充电的时候会提示“电池已经彻底放电，充电过程会超过10小时”这段文字的原因。

2 充电电压高于10V后，充电电流会大于1.5A，这个时候如果电池电量低于10%，充电电流会大于2.0A，如果在这个时候，还开机一直运行大型程序的话，会造成充电电流不够，电池充满不了，充满后会发现电池会有掉电的情况出现

3 电池容量超过75%后，充电电压会保持在10.8-17.0V之间（对应10.8V 14.4V的电池组），充电电流在0.5A左右，属于涓流充电，这个就是为什么电池只能用3小时，而充满要5小时的原因了

三洋6系列的电池的控制电路是双芯片+保护芯片组成：

第一个芯片的作用是提供充电电压和监控充电的电池温度，充电电压和温度是可变值，在电池容量不断改变的情况下，第一个芯片按照第二个芯片提供的电池组电压不断调整充电电压和电流，同时监控电池组的温度（温度过高，大于28度会降低充电电压）

第二个芯片的作用是监控电池组电压和监控充电电压，提供准确的电池组目前的电压状况
保护芯片的作用是参比两个芯片的压差，提供保护的作用

其中，有几种情况会引起保护芯片动作
1 充电电压瞬时变化0.5V，也就是在采样周期内充电电压变化0.5V，保护芯片动作，短路保护
2 在通一个采样周期里面，电池组的电压和充电电压相差0.5V，保护芯片动作，短路保护
3 充电时电池的温度如果超过30摄氏度，一个采样周期内瞬间温度变化超过1摄氏度，保护芯片动作，短路保护

对于这种芯片保护技术，三洋的要求是极其严格的，首先对电芯的一致性要求很高，这样才不会突然出现充电压降的情况，另外，对采样芯片和电压转换芯片的要求也很高。很多出问题的电池，经常出现在电池校正和电池过放之后的，仔细分析一下，多数是由于使用习惯的问题造成保护芯片动作，短路保护从而引起电芯锁死。

电池校正的时候，经常FN+F3关闭打开屏幕来看电池信息，由于本来的屏幕亮度调节的就比较高，打开屏幕后（尤其是高分屏幕），需要大电流驱动，所以电池组压降超过保护芯片的允许范围，短路保护
电池校正的时候，还在不断的使用电脑，打游戏什么的运行大型程序，电流不够，造成电池组压降超过保护芯片的允许范围，短路保护
电池校正的时候，还在插着USB移动硬盘之类（还是插双USB接口），还经常打开电脑看，造成电池组压降超过保护芯片的允许范围，短路保护

电池过放后，或者深度放电后，电池的容量低于3%，一边充电一边运行3D游戏之类的大型游戏，充电电压电压忽高忽低（主要是X系列）造成电池组的电压和充电电压相差0.5V，降超过保护芯片的允许范围，短路保护。
............
还有最容易发生的，散热不好的情况下，例如放到被子上，电池本身已经彻底放电的情况下充电，电池组温度过高超过保护芯片的允许范围，短路保护。

当然，这些情况不是100%的发生，只是这样会增加电池保护电路工作的几率。其实，电池只要避免在这几种情况下充电就可以最大程度的避免电池损坏的情况出现。

[ Edited by  媛媛本本 on 2008-4-30 11:02 ]

redfox1001

一直不明白为什么保护电路要做的那么精密

zt777 · 发表于 2008-4-28 10:09:03| 字数 11| - LAN

技术贴，学习下，支持下

媛媛本本

QUOTE:

Posted by redfox1001 on 2008-4-28 10:07

一直不明白为什么保护电路要做的那么精密

好简单，见过锂电池着火和爆炸就知道了........TP的设计是要在美国拿到安全认证的，不是这样设计不行，当然，如果是以民用级别进入的类似DELL的家用，HP的家用， ACER BENQ之类，就不需要这样严格

Drifter

外行进来看一下热闹.

redfox1001

主要是TP电池做的保护有点儿过分了
昨天一18650漏液了，我直接接灯泡1.5A电流放电完毕给扔了

Drifter

电池保护里面用的芯片就那么几个, 大家都差不多的.

song_1118

========
不错的技术文章！
加分奖励！

期待有更多新的好文章！

bush-911

楼主很专业，佩服

花非

X40的薄电到底能不能换芯？

juno

LZ是电池专家啊

恨水

有学问呀,又学到东西

沙迦

其中，有几种情况会引起保护芯片动作
1 充电电压瞬时变化0.5V，也就是在采样周期内充电电压变化0.5V，保护芯片动作，短路保护
2 在通一个采样周期里面，电池组的电压和充电电压相差0.5V，保护芯片动作，短路保护
3 充电时电池的温度如果超过30摄氏度，一个采样周期内瞬间温度变化超过1摄氏度，保护芯片动作，短路保护

简单和楼主讨论保护动作的几个问题：
1、电压瞬时变化0.5V,这个0.5V楼主是怎么得到的？为什么不是0.4V，0.6V？另外这不是短路保护的动作机理，短路保护还是通过检测短路电流的，笔记本电池组上都有过流保护电阻，阻值一般为0.0几个欧姆，通过检测这个电阻的电压来确定是否是短路还是过流的保护，而不是检测充电电压的瞬间变化。
2、这个我也没看懂，我经常用高于笔记本电池电压2-3V的变压器直接给电池充电的，从来没发生过问题，或许我理解的不对。
3、30度是肯定不止的，否则笔记本都不能在夏天工作了，检测温度应该在55-60度左右，超过这个温度即强行断电，终止电池电压输出，短路保护也不可能通过检测温度来实现，楼主可以试试看短路一个锂电池看多久才会让这个锂电池的温度变化1度，这种检测方法应该是不可靠的。

沙迦

电池校正的时候，经常FN+F3关闭打开屏幕来看电池信息，由于本来的屏幕亮度调节的就比较高，打开屏幕后（尤其是高分屏幕），需要大电流驱动，所以电池组压降超过保护芯片的允许范围，短路保护
电池校正的时候，还在不断的使用电脑，打游戏什么的运行大型程序，电流不够，造成电池组压降超过保护芯片的允许范围，短路保护
电池校正的时候，还在插着USB移动硬盘之类（还是插双USB接口），还经常打开电脑看，造成电池组压降超过保护芯片的允许范围，短路保护

这点我也不太认同，电池校正的时候，电池所设定的保护阈值一定是大于笔记本最大使用电流的，切换屏幕，运行大游戏，以及usb硬盘都不会激发短路保护的（否则平时怎么用呢？）其实最后造成突然掉电的原因是用电电流的增大导致电池电压突然下降到阈值以下造成保护。这个可以从锂电池的放电曲线看出来，在满电的4.2V到3.9V以及从3.5V到3V电压变化速度最快的，在3.9v和3.5V之间的变化是最为平坦的。

另外楼主所说的这种都属于正常情况下的保护，一般都能自己恢复的，其实ibm到6系列以后，除非电池本身实际的问题或者你拆开电池，否则你想让电池被真正的锁死还真不容易的。

希望能和楼主继续探讨笔记本电池：）

liux

学习了，电芯的奥秘真不少。

tonykian

技术贴学习ing。。。。。

RagingBull

很好很好，技术区终于开始讨论技术问题了。

媛媛本本

一、0.5V是两个芯片的参比电压，电池组在充电的时候有，一个芯片负责充电，假设是11V, 电池组的电压按照设计在11V充电的时候输出假如说两端电压是10V ，那么，一旦第二个芯片监测到电池组的输出电压是9.5V的时候就会保护动作。
二、电池仓的温度达到50-60度的话，根本是不可能的。电池有温度探测头，紧紧的贴在电池组上，假如采样周期是0.5秒的话，在这个周期内电池的温度升高1度的话，保护芯片会判断电芯有损坏，也会动作。
三、你说的外部接高于设计电压1-2V充电的情况很正常，因为芯片设计的时候有富余，实际上芯片本身有变压的作用，如果你外接大于16V以上充电设计10.8V的电池，那么电池多数会锁死~

kunium

QUOTE:

Posted by 沙迦 on 2008-4-28 11:11

简单和楼主讨论保护动作的几个问题：
1、电压瞬时变化0.5V,这个0.5V楼主是怎么得到的？为什么不是0.4V，0.6V？另外这不是短路保护的动作机理，短路保护还是通过检测短路电流的，笔记本电池组上都有过流保护电阻，阻值一般为0.0几个欧姆，通过检测这个电阻的电压来确定是否是短路还是过流的保护，而不是检测充电电压的瞬间变化。
2、这个我也没看懂，我经常用高于笔记本电池电压2-3V的变压器直接给电池充电的，从来没发生过问题，或许我理解的不对。
3、30度是肯定不止的，否则笔记本都不能在夏天工作了，检测温度应该在55-60度左右，超过这个温度即强行断电，终止电池电压输出，短路保护也不可能通过检测温度来实现，楼主可以试试看短路一个锂电池看多久才会让这个锂电池的温度变化1度，这种检测方法应该是不可靠的。

偶的专业是作保护的，不过不是保护电池，而是电力系统的继电保护，触类旁通本着共同讨论的出发点就本人的理解解释下兄台的问题：
1.楼主给定的这个0.5V应该来源于三洋电芯组的技术文档（PS:个人猜测）,楼主所说的短路保护是短掉保护闭锁电芯的过程，而非通常保护中所说
的短路保护类型

2。两个芯片分别监测的是瞬时充电电压和电池组电压瞬时值，中间的控制电路比较二者的值差然后判断是否异常从而判断是否要锁定电芯，这个保护的动作区间或者安全级别应该不是很高，本人也曾直接用变压器转换电压给电池充电，电压幅值小范围动态浮动而未见电芯被锁

3.夏天热的应该是机子，本人还没有遇到过电池温度上4.50度的情况

个人意见，欢迎专家指正指导，呵呵

rollin034991

这个帖写的不错，顶媛媛

媛媛本本

使用电池校正功能的时候是按照芯片内置的固定参数就行充分放电充电以达到校正数据的方法，也就是电池内部的参数按照出厂参数进行恢复的一种行为，一旦过程中出现大电流的波动，很容易就出现和出厂参数不一致的情况，引起保护芯片误判断电芯已经损坏而保护。实际上，目前6系列的电池三洋的是损坏最多的，同样，双电压的Z60T 61T电池同样也存在这个情况~

媛媛本本

同意，欢迎XD斧正~

zcgxf

同顶同顶..嘿嘿....偶的电池是三洋滴.哈哈.

kunium

上面两位头像是不是太相似了，呵呵

cell-v

我的 X61S 方电校正过两次了暂时没事

一般过放是低于多少算过放啊

我一般都在3%关机

xzheng

好文。学习了！

cell-v

还有 LZ 说的这些情况只是在校正时候发生吧

媛媛本本

一般在校正和彻底放电再充电的过程中容易出现~

cell-v

一般电池用尽是放到多少比较不容易发生这种鸟事

zhuzhenhua

学习了

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