鋰電池保護板(BatteryProtectionCircuitModule,簡稱BMS或PCM)是鋰電池組安全運行的中心組件,其中心功能是實時監(jiān)測電池狀態(tài),并在異常情況下切斷電路以保護電池免受損害。具體而言,保護板通過內置的操控芯片(如DW01、TI的BQ系列)持續(xù)采集每節(jié)電芯的電壓、電流和溫度數據。當檢測到電壓超過上限(如三元鋰電池)時,過充保護機制會斷開充電回路,避免電解液分解引發(fā)熱失控;若電壓低于下限(如),過放保護則切斷放電回路,防止電極材料結構崩塌導致的容量衰減。對于電流異常,保護板通過采樣電阻或霍爾傳感器監(jiān)測電流變化,當電流超過閾值(如額定電流的2倍)或發(fā)生短路時,MOSFET開關會在毫秒級時間內關斷電路,避免電池過熱甚至起火。 過放保護機制是什么?充電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)
隨著新能源汽車市場的快速擴展和可再生能源存儲需求的增加,鋰電池保護板的市場需求將持續(xù)增長。特別是在電動汽車領域,隨著電動汽車技術的不斷成熟和消費者接受度的提高,電動汽車的產量和銷量將持續(xù)攀升,從而帶動鋰電池保護板市場的快速發(fā)展。技術創(chuàng)新將是推動鋰電池保護板行業(yè)發(fā)展的主要動力。未來,高精度傳感器、智能算法的應用將進一步提升保護板的性能、安全性和可靠性。同時,新型電子元件和PCB板材料的引入也將為鋰電池保護板的技術升級提供有力支持。隨著物聯(lián)網和人工智能技術的快速發(fā)展,鋰電池保護板將更加智能化。未來,保護板將集成更多的智能化功能,如遠程監(jiān)控、故障預警、自動均衡等,以提高電池管理的效率和安全性。隨著市場的快速發(fā)展,鋰電池保護板行業(yè)的競爭也將日益激烈。電摩鋰電池保護板IC鋰電池保護板選型需注意什么?
BMS是鋰離子電池組的作用中心,電芯(組)進行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調。從構成上看,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。BMS根據實時采集的電芯狀態(tài)數據,通過特定算法來實現電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現電芯間的電壓平衡管理和對外數據通訊。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),調整充電電壓、電流,確保對電芯進行安全、及時的充電。根據鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預充、恒流充電、恒壓充電,操控充電各個階段的充電狀態(tài)。智慧動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商。
成品鋰電池的組成是這樣的:主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成;正極板、隔膜、負極板纏繞或層疊,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護板的作用很多人都不知道,鋰電池保護板,顧名思義就是保護鋰電池用的,鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流,還有就是輸出短路保護。鋰電池在使用過程中,過充電、過放電和過電流都會影響電池使用壽命和性能,嚴重者會導致鋰電池易燃,現已出現手機鋰電池易燃致人傷亡的案例,經常出現IT和手機廠家召回鋰電池產品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護板,由一顆作用于IC和若干個外部元件組成,通過保護環(huán)路及時監(jiān)測并防止對電池產生損害,防止過充、過放和短路造成的易燃等危險。由于每個中都要安裝一片電池保護IC,鋰電池保護IC市場大得驚人,每年有幾十億美元的市場,市場前景非常廣闊。 為什么鋰電池必須用保護板?
在應用層面,保護板的選型需深度匹配電池組參數與終端需求。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。隨著技術演進,保護板正朝著“智能化+集成化”方向突破:新一代產品通過內置MCU與算法優(yōu)化,實現了動態(tài)閾值調整(如根據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,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,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,則需保護板結合電壓-容量曲線建模進行動態(tài)補償。 多串電池組需均衡,避免如單節(jié)電壓差異影響整體性能。共享換電柜鋰電池保護板測試
保護板通過電流檢測電路監(jiān)測充放電電流,當電流超過設定閾值時,切斷回路,防止電池因大電流過載而損壞。充電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)
鋰電池保護板是專為串聯(lián)鋰電池組設計的充放電保護裝置。它能在電池充滿時確保各單體電池間的電壓差異小于設定值,通常為±20mV,實現電池組的均衡充電,有效改善串聯(lián)充電方式下的充電效果。此外,保護板能實時監(jiān)測電池組中每個單體電池的狀態(tài),包括過壓、欠壓、過流、短路和過溫等,以確保電池的安全使用并延長其壽命。鋰電池保護板內部主要由控制IC、開關管(MOS管)、精密電阻以及輔助器件等組成,這些組件協(xié)同工作,共同實現鋰電池的充放電保護功能,確保電池在各種復雜環(huán)境下都能安全、穩(wěn)定地運行。充電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)