電池保護(hù)板是鋰離子電池組的"大腦",對(duì)電芯(組)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看,電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。電池保護(hù)板根據(jù)實(shí)時(shí)采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來實(shí)現(xiàn)電池組的電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過流保護(hù)、絕緣保護(hù)等功能,并實(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對(duì)外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域,包括充電管理芯片、電池計(jì)量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的充電狀態(tài),調(diào)整充電電壓、電流,確保對(duì)電芯進(jìn)行安全、及時(shí)的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電,作用于充電各個(gè)階段的充電狀態(tài)。 深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司的鋰電池保護(hù)板通過了新國(guó)標(biāo)認(rèn)證。新能源鋰電池保護(hù)板IC
控制芯片:是保護(hù)板的中心部件,負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電池組的電壓、電流等參數(shù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行判斷和控制,以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能。常見的控制芯片有德州儀器(TI)的BMS芯片、意法半導(dǎo)體(ST)的相關(guān)芯片等。MOSFET開關(guān)管:用于操作電池組的充放電回路,當(dāng)控制芯片檢測(cè)到異常情況時(shí),會(huì)通過控制MOSFET開關(guān)管的導(dǎo)通和截止來切斷電路。MOSFET開關(guān)管具有導(dǎo)通電阻小、開關(guān)速度快等好處,能夠有效地降低電路的功耗和發(fā)熱。電阻、電容等元件:電阻用于分壓、限流等,電容則用于濾波、儲(chǔ)能等,它們與控制芯片和MOSFET開關(guān)管等配合,共同完成保護(hù)板的各項(xiàng)功能。此外,部分保護(hù)板還可能配備溫度傳感器,用于監(jiān)測(cè)電池組的溫度,當(dāng)溫度過高或過低時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。 什么是鋰電池保護(hù)板定制保護(hù)板的自耗電重要嗎?
鋰電池保護(hù)板是鋰電池組中不可或缺的安全管理組件,其中心功能在于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)并防止異常工況引發(fā)的安全隱患。作為電池系統(tǒng)的“智能衛(wèi)士”,保護(hù)板通過集成操作芯片(如DW01、BQ系列等)與MOSFET開關(guān),對(duì)電壓、電流及溫度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到單節(jié)電池電壓超過過充閾值(如三元鋰電池)時(shí),保護(hù)板會(huì)立即切斷充電回路,避免電解液分解或熱失控風(fēng)險(xiǎn);反之,若電壓低于過放閾值(如三元鋰),則斷開放電回路,防止電池因過度放電導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷和容量衰減。對(duì)于突發(fā)的過流或短路故障,保護(hù)板能在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)響應(yīng),通過高耐壓MOS管(如8205A)切斷電路,有效抑制高溫或起火風(fēng)險(xiǎn)。此外,多串電池組還需依賴均衡功能(被動(dòng)電阻耗散或主動(dòng)能量轉(zhuǎn)移)來消除電芯間的電壓差異,從而延長(zhǎng)整體電池壽命。
鋰電池保護(hù)板電流選擇1.鋰電池保護(hù)板電流是由保護(hù)IC檢測(cè)電壓和MOS管內(nèi)阻決定的,如果保護(hù)IC無法更改,可以改MOS管,比如DW01與8205MOS,用一顆MOS管是2~5A,用兩顆MOS管并聯(lián)電流就會(huì)增加一倍?,F(xiàn)在的大容量移動(dòng)電源有的用3~4顆MOS管并聯(lián)。2.保護(hù)板保護(hù)電流=過流檢測(cè)電壓/MOS管內(nèi)阻(由于是兩顆MOS管串聯(lián),計(jì)算時(shí)MOS管內(nèi)阻要乘2)3.鋰電池選保護(hù)板要根據(jù)電池的容量來定鋰電池保護(hù)板選購要點(diǎn)為了保護(hù)鋰電池組壽命,建議任何時(shí)候電池充電電壓都不要超過,就是鋰電池保護(hù)板保護(hù)電壓不高于,均衡電壓建議,電池放電保護(hù)電壓一般。充電器建議最高電壓為,自放電越大,均衡需要時(shí)間越長(zhǎng),自放電過大的電芯已經(jīng)很難均衡,需要剔除。所以挑選鋰電池保護(hù)板的時(shí)候,盡量挑選,??傊囯姵乇Wo(hù)板的內(nèi)阻越低越好,越低越不發(fā)熱。保護(hù)板限流大小是靠康銅絲取樣電阻決定的。鋰電池組由多節(jié)電芯串聯(lián)組成,各電芯特性存在差異,充電時(shí)部分電芯部分未充滿,長(zhǎng)期如此影響電池組性能。
成品鋰電池的組成是這樣的:主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護(hù)板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負(fù)極板、電解液組成;正極板、隔膜、負(fù)極板纏繞或?qū)盈B,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護(hù)板的作用很多人都不知道,鋰電池保護(hù)板,顧名思義就是保護(hù)鋰電池用的,鋰電池保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過放、不過充、不過流,還有就是輸出短路保護(hù)。鋰電池在使用過程中,過充電、過放電和過電流都會(huì)影響電池使用壽命和性能,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致鋰電池易燃,現(xiàn)已出現(xiàn)手機(jī)鋰電池易燃致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機(jī)廠家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護(hù)板,由一顆作用于IC和若干個(gè)外部元件組成,通過保護(hù)環(huán)路及時(shí)監(jiān)測(cè)并防止對(duì)電池產(chǎn)生損害,防止過充、過放和短路造成的易燃等危險(xiǎn)。由于每個(gè)中都要安裝一片電池保護(hù)IC,鋰電池保護(hù)IC市場(chǎng)大得驚人,每年有幾十億美元的市場(chǎng),市場(chǎng)前景非常廣闊。 鋰電池保護(hù)板是成品鋰電池的重要組成部分,與鋰電池芯共同構(gòu)成了鋰離子電池組的完整結(jié)構(gòu),保證電池的安全。鉛酸改鋰電池保護(hù)板定制
支持多電池組并聯(lián),長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)(循環(huán)超 5000 次),兼容儲(chǔ)能通信協(xié)議。新能源鋰電池保護(hù)板IC
在多串電池組(如電動(dòng)車用12串鋰電池)中,電芯一致性差異會(huì)影響整體性能,因此保護(hù)板需配備均衡功能。被動(dòng)均衡通過并聯(lián)電阻對(duì)電芯放電,成本低但能量效率只約60%;主動(dòng)均衡則利用電感或電容將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯,效率可達(dá)85%以上,但電路復(fù)雜度大幅增加。保護(hù)板還集成溫度傳感器(NTC/PTC),當(dāng)環(huán)境溫度超過-20°C至60°C的安全范圍時(shí)觸發(fā)保護(hù),尤其適用于高倍率充放電場(chǎng)景(如無人機(jī)電池)。此外,智能保護(hù)板支持UART、I2C等通信協(xié)議,可與外部設(shè)備交互數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電量顯示、故障診斷甚至遠(yuǎn)程監(jiān)控,例如在儲(chǔ)能系統(tǒng)中實(shí)時(shí)上傳電池作用狀態(tài)(SOH)。選型時(shí)需重點(diǎn)匹配電池類型(三元鋰/磷酸鐵鋰)、串?dāng)?shù)及比較大持續(xù)電流。例如電動(dòng)工具電池需支持20A以上持續(xù)放電,而儲(chǔ)能系統(tǒng)則對(duì)均衡精度要求更高(±10mV)。實(shí)際應(yīng)用中常見問題包括保護(hù)鎖死后需通過充電喚醒、MOSFET擊穿導(dǎo)致功能失效等,需用萬用表檢測(cè)開關(guān)管通斷狀態(tài)。隨著技術(shù)發(fā)展,新型保護(hù)板開始集成AI算法預(yù)測(cè)電池壽命,并采用碳化硅(SiC)MOSFET提升高溫耐受性,未來將在新能源汽車和智能電網(wǎng)中發(fā)揮更關(guān)鍵作用。新能源鋰電池保護(hù)板IC