野外水质监测仪电池设计方案

随着现代社会的飞速发展，水资源的日益缺乏，监测及保护水资源已经成为全球共同话题。便携式野外水质监测仪的发明成为了工作人员进行野外长期科研测试的重要工具，而为监测仪提供高效、便携、轻便、充足的后备电源解决方案则是科研人员进行长期野外工作的重要保证。18650锂电池组因其自身所具备特有优点，已经成为此类高科技测试仪器后备电源解决方案的首选。

　　一、野外水质监测仪电池设计要求：

　　野外水质监测仪是一种便携式水质测试设备，可对水资源进行质量检验，检验出水质的受污染程度，仪器的主要组成部分为小型电动抽水机、搅拌机、加热装置、传感部分、显示部分等。设备启动瞬间电流要求较大，峰值电流可达20A，正常工作电流4~5A，对电池连续工作时间要求较高，为此我司采用进口三洋电芯，该电池具有高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、高电压一致性等优点，锂电池组设计输出过电流保护值30A，持续工作电流7A，荷电容量20Ah，充分满足仪器的用电需求。具体设计要求参数如下：

　　1）锂电池组型号设计要求：18650-3S8P/20Ah/11.1V。

　　2）电路部分设计要求：

　　1、单节过充保护电压：4.35±0.025V

　　2、单节过充恢复电压：4.15±0.050V

　　3、单节过放保护电压：2.40±0.08V

　　4、单节过放恢复电压：3.00±0.10V

　　5、组合电池过流保护值（10ms）：30~35A

　　6、组合电池过温保护值（可恢复）：70±5度

　　7、成品电池还具备短路、反充保护。

　　3）电池循环寿命设计要求：300~500次（国标充放电标准）

　　4）电池外型尺寸设计要求：

　　二、野外水质监测仪电池设计方案：

　　1）保护板（PCM）：主要是对可充电锂电池组进行设计的保护线路，由于锂电池本身的化学特性，需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流等保护功能。以避免引起燃烧、爆炸等危险。

　　2）保护IC（Protection IC）：设计方案的主要保护功能芯片，对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测，使电芯在安全稳定高效的范围内工作。

　　3）温度开关：主要针对温度保护功能设计。当电池本身的温度因其它异常问题达到70±5℃范围时，温度开关动作，进行温度保护

　　4）18650锂离子电芯/18650/2500mAh/3.7V Li-ion cell（SANYO）。

　　5）场效应管（MOSFET）：MOSFET管，在保护电路中起开关作用，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，保证电压稳定。

　　6）野外水质监测仪电池设计方案原理图：

　　

　　三、野外水质监测仪电池产品实现图：