针对大电流锂离子电池应用的PPTC/双金属混合器件技术

能承受较大的振动和冲击，可应用于大电流应用的苛刻工作环境。典型的电动工具电池组都是在较大的振动和冲击条件下工作。为了满足这些要求，MHP器件的触点之间需要足够的接触压力。

标准的保护器件通常通过强力弹簧让移动接触臂与固定触点保持接触。但是，在较大的冲击或振动条件下，弹簧(即使是强力弹簧)产生的压力也达不到保持触点接触所需的压力。

为了解决这一挑战，MHP器件将设计重点放在双金属盘上，因为没有热触点的双金属盘有足够的强度保持稳定。此外，我们还给移动接触臂增加了一个倒钩，以增加双金属盘提供的接触压力。移动接触臂通过装置另一侧的插销固定。在靠近触点的地方增加一个倒钩可以减少移动臂的转动，从而在两个触点上产生更大的向下压力。MHP器件经过了1500g跌落测试方法下的1000次冲击，未出现故障，还通过了三次3000g的冲击测试。

图4a给出了器件在1A负载条件下经过1500g冲击/1000次循环测试的结果。结果表明，在1500g冲击下没有发生电流切断。图4b给出了器件在1A负载条件下经过3000g冲击/3次循环测试的结果。冲击或振动方向也与图4a相同。结果表明，在3000g冲击下也没有发生电流切断。

跌落测试结果：

· 1500g x 1000次循环/无负载→无电阻变化

· 1500g x 1000次循环/1A负载→无电流切断

· 3000g x 3次循环/1A负载→无电流切断

图4a：1A负载条件下的1500g跌落测试结果。图4b：1A负载条件下的3000g跌落测试结果。

MHP器件规格

MHP30-36器件是规划的MHP产品系列中的首批器件，最大额定值为36VDC/100A，在100A (@25℃)条件下的跳闸时间小于5秒。这些器件的工作电流为30A，初始电阻不到2mΩ，低于常见双金属保护器的初始电阻(通常为3至4mΩ)。

MHP30-36器件在50A条件下的跳闸时间为25秒±5秒。该跳闸时间长短刚好，既可防止电池组因过度放电而出现过热，又不会因频繁跳闸给电动工具操作员带来不便。

在100A条件下的跳闸时间是在异常条件下(比如电动工具(钻头)转子卡住)为电池组提供保护的最关键参数。在这种情况下，跳闸时间不应超过5秒，复位时间(向工具重新供电所需的时间)不应超过30秒——该时间也是既能方便用户、又能防止电池过热的最佳选择。

图5显示了MHP器件的开关和尺寸。该MHP器件的额定工作电流为30A，同等大小的常用双金属保护器的额定电流只有15A。此外，器件的一侧为扁角，适合安装在电池组的标准18毫米直径锂离子电池单元之间。

图5：MHP30-36器件尺寸

结论

混合式MHP器件通过集成双金属保护器和PPTC器件提供可复位的过电流保护，并利用PPTC器件的低电阻抑制大电流条件下的电弧放电。这种技术提供了一种耐用的可复位的电路保护方案，为锂离子电池组设计师提供了一种优化空间、节约成本并且满足未来电池安全要求的有效方法。、

MHP器件的可扩展技术可以针对不同应用进行配置。目前正在开发适用于更高电压(最高可达400VDC)和工作电流(60A)的器件。用于保护太阳能系统和其它后备电源应用中使用的锂离子电池组和模块的设计概念也在开发中。通过提供用作信号线的第3个端子，这些MHP器件可以使用"智能激活"检测技术监视电池的各种重要功能。