現(xiàn)代鋰電池保護(hù)板采用多層復(fù)合電路設(shè)計(jì),中心由高精度監(jiān)測(cè)芯片、MOSFET功率管陣列及溫度傳感器構(gòu)成。以TI的BQ76952為例,其采樣精度達(dá)到±5mV,可同時(shí)監(jiān)控16節(jié)電池。智能MOSFET采用氮化鎵材料,導(dǎo)通電阻低至Ω,支持100A持續(xù)放電。多層PCB板采用FR-4耐高溫基材,配合銅厚2oz的布線工藝,確保大電流通流能力。過壓保護(hù)方面,系統(tǒng)實(shí)時(shí)比對(duì)每節(jié)電芯電壓,當(dāng)檢測(cè)到±25mV閾值時(shí),在20ms內(nèi)切斷充電回路。針對(duì)短路故障,保護(hù)板配置兩級(jí)響應(yīng)機(jī)制:初級(jí)100μs級(jí)硬件保護(hù)直接關(guān)斷MOSFET,次級(jí)軟件保護(hù)啟動(dòng)故障鎖定。溫度保護(hù)采用NTC熱敏電阻網(wǎng)絡(luò),在-40℃~85℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±1℃監(jiān)控精度。鋰電池保護(hù)板更換注意事項(xiàng)?廣東電動(dòng)摩托車鋰電池保護(hù)板
鋰電池保護(hù)板的中心功能:1.過充與過放保護(hù):鋰電池在電壓過高(過充)或過低(過放)時(shí),可能導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,甚至引發(fā)危險(xiǎn)。保護(hù)板通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單體電池電壓,在電壓超出安全范圍時(shí)切斷電路,避免危險(xiǎn)。2.過流與短路保護(hù):當(dāng)電池因負(fù)載過大或短路產(chǎn)生異常電流時(shí),保護(hù)板會(huì)迅速斷開電路,防止電池過熱或損壞。3.溫度監(jiān)控:部分保護(hù)板集成溫度傳感器,當(dāng)電池溫度超過閾值時(shí)觸發(fā)保護(hù)機(jī)制,避免熱失控。4.均衡管理:在串聯(lián)電池組中,各單體電池的容量和電壓可能存在差異。保護(hù)板通過均衡電路調(diào)節(jié)電壓差,確保電池組整體性能穩(wěn)定。鋰電池保護(hù)板廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、無人機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品,以及電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、儲(chǔ)能電站等高功率場(chǎng)景。例如,電動(dòng)汽車的BMS不僅需要基礎(chǔ)保護(hù)功能,還需實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)估算(如SOC、SOH)和智能充放電管理。發(fā)展鋰電池保護(hù)板管理為何必須加裝鋰電池保護(hù)板?
從結(jié)構(gòu)上看,保護(hù)板主要由控制芯片(IC)、MOSFET開關(guān)、采樣電阻、溫度傳感器及輔助電路構(gòu)成??刂菩酒缤按竽X”,負(fù)責(zé)處理來自電池的電壓、電流信號(hào),例如常見的DW01芯片可實(shí)時(shí)比對(duì)單節(jié)電池電壓與預(yù)設(shè)閾值(如三元鋰電池的過充閾值4.25V、過放閾值2.5V),一旦檢測(cè)到異常立即發(fā)出指令。MOSFET開關(guān)則扮演“閘門”角色,通常采用雙N溝道或P溝道場(chǎng)效應(yīng)管(如AO8810),在過充、過放或過流時(shí)迅速切斷電路,其響應(yīng)速度可達(dá)毫秒級(jí),尤其在短路保護(hù)中,能在百微秒內(nèi)阻斷高達(dá)200A的瞬間電流,有效遏制熱失控風(fēng)險(xiǎn)。采樣電阻與溫度傳感器(如NTC熱敏電阻)則分別負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電流大小與環(huán)境溫度,確保電池在-20℃至60℃的安全區(qū)間內(nèi)工作。對(duì)于多節(jié)串聯(lián)的電池組,保護(hù)板還會(huì)加入被動(dòng)均衡電路,通過電阻耗能平衡各單體電壓差異,避免因容量不匹配導(dǎo)致的整體性能衰減。
BMS分為純硬件BMS保護(hù)板和軟件結(jié)合硬件的BMS保護(hù)板。純硬件的BMS保護(hù)板是一組比較固定的保護(hù)參數(shù),根據(jù)自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態(tài)保護(hù)與恢復(fù),不需要MCU參與,這樣的保護(hù)板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對(duì)信息的實(shí)時(shí)采集并且通過通訊方式與外部交互,上傳BMS保護(hù)板實(shí)時(shí)信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態(tài),尤其是在故障分析和算法建模的時(shí)候,需要大量的數(shù)據(jù)支撐,這時(shí)候就需要log存儲(chǔ)功能,盡可能多的記錄BMS的數(shù)據(jù)。
智慧動(dòng)鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。 短路保護(hù)是如何觸發(fā)的?
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集,適用于電芯少的場(chǎng)景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中,如電動(dòng)工具、機(jī)器人(搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人)、IOT智能家居(掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器)、電動(dòng)叉車、電動(dòng)低速車(電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車、電動(dòng)巡邏車、電動(dòng)高爾夫球車等)、輕混合動(dòng)力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,有不同的叫法。動(dòng)力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲(chǔ)能BMS則因?yàn)殡姵亟M規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。智慧動(dòng)鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。鋰電池保護(hù)板的工作原理是什么?儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板哪里買
保護(hù)板通過內(nèi)部的控制芯片實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓和溫度。當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí),控制芯片會(huì)切斷電路,從而保護(hù)電池。廣東電動(dòng)摩托車鋰電池保護(hù)板
工業(yè)設(shè)備應(yīng)用(如AGV機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備)則對(duì)鋰電池保護(hù)板的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性提出更高要求。工業(yè)級(jí)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(shè)備電池需符合IEC60601標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)板漏電流在10μA以下,并通過隔離電路杜絕患者觸電。礦用設(shè)備更結(jié)合防爆外殼與保護(hù)板聯(lián)動(dòng)機(jī)制,在檢測(cè)到短路時(shí)優(yōu)先切斷外部負(fù)載而非電池內(nèi)部回路,避免電火花引發(fā)瓦斯危險(xiǎn)。這類場(chǎng)景中,BMS上電自檢功能成為標(biāo)配,可自動(dòng)診斷MOS管通斷狀態(tài),以防隱性故障積累。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司是從事鋰電池保護(hù)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)。 廣東電動(dòng)摩托車鋰電池保護(hù)板