控制芯片:是保護板的中心部件,負責監(jiān)測電池組的電壓、電流等參數(shù),并根據(jù)預設的閾值進行判斷和控制,以實現(xiàn)各種保護功能。常見的控制芯片有德州儀器(TI)的BMS芯片、意法半導體(ST)的相關芯片等。MOSFET開關管:用于操作電池組的充放電回路,當控制芯片檢測到異常情況時,會通過控制MOSFET開關管的導通和截止來切斷電路。MOSFET開關管具有導通電阻小、開關速度快等好處,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、儲能等,它們與控制芯片和MOSFET開關管等配合,共同完成保護板的各項功能。此外,部分保護板還可能配備溫度傳感器,用于監(jiān)測電池組的溫度,當溫度過高或過低時進行相應的保護動作。 匹配電池電壓(3.7V/3.2V)、最大電流、封裝尺寸及保護閾值。低速電動車鋰電池保護板方案定制
鋰電池保護板的中心功能:1.過充保護:當電池電壓達到設定的上限(如三元鋰電,磷酸鐵鋰)時,保護板會切斷充電回路,防止因過度充電導致電池膨脹、漏液或危險。2.過放保護:當電池電壓低于設定的下限(如三元鋰電,磷酸鐵鋰)時,保護板會切斷放電回路,避免電池因過度放電導致容量長久性衰減。3.過流/短路保護:當電流超過設定值(如電池額定電流的)或發(fā)生短路時,保護板會迅速切斷電路,防止電池過熱或損壞。4.溫度保護:部分高級保護板集成溫度傳感器(NTC/PTC),當電池溫度異常(如高于60°C或低于-20°C)時,觸發(fā)保護機制。5.均衡功能:對于多串電池組(如3串、4串),保護板通過被動均衡(電阻耗能)或主動均衡(能量轉(zhuǎn)移)平衡各電芯電壓,避免因單體差異導致整體性能下降。 便攜式戶外電源鋰電池保護板云平臺協(xié)調(diào)各電芯充放電一致性,防止單體過充/過放,延長整體壽命。
工業(yè)設備應用(如AGV機器人、醫(yī)療設備)則對鋰電池保護板的可靠性與環(huán)境適應性提出更高要求。工業(yè)級BMS選用耐壓100V以上的MOSFET和鉭電容,在-40℃~85℃寬溫域內(nèi)穩(wěn)定工作,PCBA板噴涂三防漆以抵御粉塵、濕氣侵蝕。醫(yī)療設備電池需符合IEC60601標準,保護板漏電流在10μA以下,并通過隔離電路杜絕患者觸電。礦用設備更結(jié)合防爆外殼與保護板聯(lián)動機制,在檢測到短路時優(yōu)先切斷外部負載而非電池內(nèi)部回路,避免電火花引發(fā)瓦斯危險。這類場景中,BMS上電自檢功能成為標配,可自動診斷MOS管通斷狀態(tài),以防隱性故障積累。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是從事鋰電池保護管理系統(tǒng)(BMS)的技術(shù)開發(fā)及鋰電池集成電路通路商的國家高新技術(shù)企業(yè)。
在應用層面,保護板的選型需深度匹配電池組參數(shù)與終端需求。對于電動工具等高倍率放電場景,保護板需支持30A以上的持續(xù)電流與100A以上的瞬時脈沖電流,同時配備低內(nèi)阻MOSFET(如3mΩ)以降低溫升;而儲能系統(tǒng)則更關注長期穩(wěn)定性,需選擇具備三級過溫保護(高溫預警、限流、斷電)及SOC估算精度的保護板,以適應-20℃至60℃的寬溫域。隨著技術(shù)演進,保護板正朝著“智能化+集成化”方向突破:新一代產(chǎn)品通過內(nèi)置MCU與算法優(yōu)化,實現(xiàn)了動態(tài)閾值調(diào)整(如根據(jù)電池老化程度修正保護電壓)、故障自診斷(如識別MOSFET短路或操作IC失效)及無線通信(如藍牙/LoRa上報電池狀態(tài)),明顯提升了系統(tǒng)可維護性。例如,特斯拉Model3的電池管理系統(tǒng)即采用分布式保護架構(gòu),每12節(jié)電池配備一個智能保護模塊,通過CAN總線與主控單元協(xié)同,實現(xiàn)了毫秒級故障隔離與亞毫秒級均衡操作。此外,固態(tài)電池、鋰硫電池等新型電化學體系的出現(xiàn),也對保護板提出了更高要求:固態(tài)電池的離子傳導率對溫度敏感,需保護板集成加熱膜操作邏輯;鋰硫電池的穿梭效應易導致容量衰減,則需保護板結(jié)合電壓-容量曲線建模進行動態(tài)補償。 鋰電池保護板側(cè)重基礎安全防護,BMS功能更復雜(如均衡、通信),多用于大型電池系統(tǒng)。
電池保護板是鋰離子電池組的"大腦",對電芯(組)進行統(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。電池保護板根據(jù)實時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來實現(xiàn)電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細分領域,包括充電管理芯片、電池計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,并在充電過程中實時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài),調(diào)整充電電壓、電流,確保對電芯進行安全、及時的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預充、恒流充電、恒壓充電,作用于充電各個階段的充電狀態(tài)。 鋰電池保護板更換注意事項?換電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)云平臺設計
集成模塊(如DW01+MOS方案),分貼片式、插件式,適配不同電池規(guī)格。低速電動車鋰電池保護板方案定制
保護板的功能實現(xiàn)依賴于嚴密的參數(shù)設定。例如,過充保護的電壓閾值需根據(jù)電池類型精細調(diào)整——磷酸鐵鋰電池的過充點為3.65V,過放點為2.0V,與三元鋰體系有明顯區(qū)別。過流保護則需結(jié)合設備負載特性,例如電動工具的電機啟動電流可能是額定值的3倍,保護板需設置延時判斷機制(如10ms~2s),既防止誤觸發(fā)又確保及時斷電。此外,高質(zhì)量保護板的內(nèi)阻通常控制在20mΩ以下,以減少能量損耗,而工業(yè)級產(chǎn)品還需耐受極端溫度與振動環(huán)境,例如車載電池保護板需滿足-40℃至85℃的工作范圍。在選型時,用戶需綜合考慮電池組規(guī)格與應用場景。單節(jié)3.7V的藍牙耳機電池只需基礎保護功能,而7串24V的電動自行車電池組則要求支持多節(jié)均衡與高持續(xù)電流(如30A)。主動均衡方案雖能提升電池組容量利用率,但成本較高,多見于儲能系統(tǒng);消費電子則多采用成本更低的被動均衡。品牌選擇上,精工、德州儀器等廠商的芯片因高精度和穩(wěn)定性備受青睞,而劣質(zhì)保護板可能因電壓檢測偏差或MOS管耐壓不足導致保護失效,引發(fā)安全隱患。低速電動車鋰電池保護板方案定制