大家从电视或者网络上经常会出现一些因移动电源而引起事故的讨论,因为不少人对其结构及工作原理都不了解，对其安全性问题就更是一知半解。外壳、电芯和移动电源电路板这三大主要部分组成了移动电源。

电芯是移动电源的核心，其实就是电池，常用的有聚合物锂电、18650锂电、AAA镍氢电池等。电路部分主要包括升压系统和充电管理系统等，用来充电和放电。外壳一般有塑胶壳、金属壳等，虽然它是附属品，但要靠它来保护电芯和电路，以及方便人们的使用，所以也是必不可少。

 

（移动电源结构示意图）

 

移动电源为什么会爆炸

这是不少人关心的问题，事实上也确实发生了一些移动电源爆炸的事故。那么某些移动电源为什么会爆炸？问题主要出在电芯上（也就是电池）。部分不法的移动电源生产商，采用劣质廉价的“垃圾电芯”，也就是那种已经使用过的老化了的废弃电芯，配以简陋的电路板，装入外壳后即行出售。这类劣质电芯频繁使用往往会产生非常高的热量，电芯在高热环境下膨胀，从而导致燃烧或爆炸。

其实对所有锂电池来说，一直都有这样的风险，因为锂是一种非常活跃的化学物质，很容易燃烧。电池在放电、充电时内部会持续升温，另外在过充情况下锂离子生成的锂枝晶可能会刺穿隔膜形成内部短路，这会产生过大的电流从而释放出巨大热量，而高温又会导致电解质被电解产生气体，于是电池内部的膨胀压力升高，就有可能挤破外壳产生漏液，最终导致氧化燃烧甚至爆炸。

什么样的电芯才安全

电芯作为移动电源的核心部件，它不但直接影响着移动电源的性能，同时也悠关移动电源的安全。据前面的分析，锂电池具有较大的风险，与之相比，镍氢电池的安全性相对要高一些。不过，镍氢电池的效率无法与锂电池相比，而且在过充、过放、过流、短路等异常情况下，镍氢电池同样也会产生过热而存在出事的可能。

为了既享用锂电池的性能又尽可能避开它的风险，人们对锂电池进行了一些改造，一方面在锂电池中添加了能抑制锂元素活跃的成份（如钴、锰、铁等），另一方面则用胶态聚合物电解液替换原来的液体电解液。胶态电解质因为不会像液体电解质那样受热沸腾产生大量气体，从而大大减少了剧烈爆炸的可能。不过需要注意的是，虽然聚合物电池大大增强了安全性，但并不能保证万无一失。

 

（锂聚合物电池实物图）

 

保护电路的工作原理

上面分析了移动电源中电池存在的风险，其实如果使用正规品牌厂商的质量合格的产品，再加上正确的使用方法，那么事故发生的概率实际上是极低的，几乎可以忽略不计。

移动电源的安全中，厂商对电池本身的选择起着非常关键的作用，除此之外还需要通过专有的电路系统对锂电池进行有效保护，比如当发生过充、过放、过流、短路等异常情况时，系统能自动关闭电池与外部的连接，从而保护电池的安全。

在电池保护电路的芯片中，会置有相应的控制程序，一般会包括状态判断、数据采集、均衡处理、数据显示等多个模块协同工作。

(一个简单的锂电池组智能均衡系统流程模型)

保护系统中的数据采集是一个非常核心的功能，大部分操作要依据它的信息进行后续处理。比如通过采集电流信息，才能判断出当前是充电、放电还是闲置状态，以及是否有过流现象。采集电压数据并进行分析后，系统才能确定是否启动均衡处理，以及是否有过充、过放等现象。采集温度数据，则能依据它判断温度是否过高，是否启动过温保护等。

各类数据的采集，可通过一些专有元件来实现，比如对电流的采样，可以通过霍尔电流传感器来完成，这一传感器的工作原理基于霍尔磁平衡式。大家都知道，当电流通过一根导线的时候，会在导线周围产生磁场，该磁场大小与流过导线的电流大小成正比。这一磁场可以通过软磁材料来聚集，再通过霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系，所以利用霍尔器件测得的输出信号，能够直接反映出导线中的电流大小。传统器采集到的信息，被送往管理系统进行分析，再根据分析结果给出下一步的处理操作。其他如电压、温度、过充、过放等，也有相应的元器件进行信息采样，处理的流程大同小异。