本安电池限流电阻的参数选择与计算

对于“ia”和“ib”保护等级，由电池供电的本质安全装置需限制电池的输出功率，蓄电池或原电池不加保护通常难以符合本安要求。下面介绍并举例常见保护方式，电池串联限流电阻，电阻的参数选择与计算。

例如，当防爆认证中的本质安全装置选用的元件表面积≥20mm²时评定温度组别可参考GB/T 3836.1—2021中表4的要求。即T4温度组别，最高环境温度为40℃时，要求最大消耗功率≤1.3W。

而考虑故障条件下，电池直接短路后输入本质安全装置上元件的功率又很大，此时最简单的方式就是电池输出口处直接串联可靠电阻进行限制电流，从而限制功率。电池采用可靠电阻限流，则电源电路符合线性电源输出特性。

例如，单节锂亚硫酰氯电池，标称电压3.6V，最高开路电压3.9V，假设串联3Ω/5%/10W电阻，根据标准GB/T 3836.1—2021表4里定义，评估元件表面温度时：

• Imax=3.6V/[3Ω×(1-5%)]≈1.26A
• P=1/4UI=1/4×3.6V×1.26A≈1.13W＜1.3W

限流电阻的功率参考以下方法计算：

1、限流电阻的功率P应满足：P>1.5(Io)²R

火花危险评定限流电阻功率时Io=3.9V/[3Ω×(1-5%)]≈1.37A，则P_R=1.5(Io)²R=1.5×(1.37A)²×3Ω×(1+5%)≈8.87W＜10W，电阻功率符合要求。

2、如果限流电阻的功率不能符合要求，可再串联一个合适参数（即可保证本质安全装置正常工作，又可以保护限流电阻）的熔断器用以控制限流电阻功率。此时，限流电阻的功率P应满足：P＞1.5(1.7×In)²R（In：熔断器的额定电流）

例如，单节锂亚硫酰氯电池，标称电压3.6V，最高开路电压3.9V，则Uo=3.9V，串联100mA熔断器和3Ω/5%/0.25W电阻，则P_R=1.5(1.7×In)²R=1.5×(1.7×100mA)²×3Ω×(1+5%)≈0.14W＜0.25W，电阻功率符合要求。

如果单个电阻压降影响电路工作，可采用较复杂的电路分块设计的方式，各分块电路分别符合对应温度组别的功率要求后，且可靠隔离即可。

备注：电池或电池组的最小内阻值，可用于本质安全评定；在规定的最低环境温度下熔断器的冷态电阻，可看作是可靠限流电阻。