鋰電池保護板主要功能。電壓保護過充保護:監(jiān)測單體電芯電壓,當達到設定閾值(如三元鋰4.25V±0.05V)時切斷充電回路,防止電解液分解或熱失控。過放保護:在電芯電壓低于閾值(如三元鋰2.5V±0.1V)時斷開負載,避免不可逆容量損失。電流保護過流/短路保護:通過檢測電流瞬時峰值(如10A~100A范圍),在數(shù)毫秒內(nèi)觸發(fā)MOSFET關斷,保護電芯與電路。溫度保護集成NTC熱敏電阻,當溫度超過安全范圍(如-20℃~60℃)時,暫停充放電并報警。均衡作用(可選)被動均衡:通過電阻耗能平衡高電壓電芯,成本低但效率有限;主動均衡:采用電感或電容轉(zhuǎn)移能量,均衡速度快,適用于大容量電池組。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) 的技術開發(fā)及鋰電池集成電路通路商的國家高新技術企業(yè)。保護板是BMS的硬件基礎,負責基礎保護;BMS包含軟件算法,額外管理均衡、通信、狀態(tài)估算等功能。共享換電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)方案定制
現(xiàn)代鋰電池保護板采用多層復合電路設計,中心由高精度監(jiān)測芯片、MOSFET功率管陣列及溫度傳感器構成。以TI的BQ76952為例,其采樣精度達到±5mV,可同時監(jiān)控16節(jié)電池。智能MOSFET采用氮化鎵材料,導通電阻低至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。過壓保護方面,系統(tǒng)實時比對每節(jié)電芯電壓,當檢測到±25mV閾值時,在20ms內(nèi)切斷充電回路。針對短路故障,保護板配置兩級響應機制:初級100μs級硬件保護直接關斷MOSFET,次級軟件保護啟動故障鎖定。溫度保護采用NTC熱敏電阻網(wǎng)絡,在-40℃~85℃范圍內(nèi)實現(xiàn)±1℃監(jiān)控精度。新能源鋰電池保護板管理系統(tǒng)平臺如何提升極端環(huán)境下的可靠性?
從結構上看,保護板主要由控制芯片(IC)、MOSFET開關、采樣電阻、溫度傳感器及輔助電路構成??刂菩酒缤按竽X”,負責處理來自電池的電壓、電流信號,例如常見的DW01芯片可實時比對單節(jié)電池電壓與預設閾值(如三元鋰電池的過充閾值4.25V、過放閾值2.5V),一旦檢測到異常立即發(fā)出指令。MOSFET開關則扮演“閘門”角色,通常采用雙N溝道或P溝道場效應管(如AO8810),在過充、過放或過流時迅速切斷電路,其響應速度可達毫秒級,尤其在短路保護中,能在百微秒內(nèi)阻斷高達200A的瞬間電流,有效遏制熱失控風險。采樣電阻與溫度傳感器(如NTC熱敏電阻)則分別負責監(jiān)測電流大小與環(huán)境溫度,確保電池在-20℃至60℃的安全區(qū)間內(nèi)工作。對于多節(jié)串聯(lián)的電池組,保護板還會加入被動均衡電路,通過電阻耗能平衡各單體電壓差異,避免因容量不匹配導致的整體性能衰減。
鋰電池保護板的工作原理并不復雜,卻十分精密。它由微控制器、MOS管、電阻、電容等電子元件共同構成,通過實時監(jiān)測電池的電壓和電流等關鍵參數(shù),確保電池始終處于安全的工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)電壓或電流超出設定的安全范圍,微控制器會迅速響應,指揮MOS管執(zhí)行相應的動作,從而實現(xiàn)對電池充放電的有效控制。隨著新能源電動汽車、無人機、移動電源等領域的飛速發(fā)展,鋰電池保護板的應用場景越來越廣。無論是在高海拔地區(qū)的無人機飛行,還是深海中的水下設備供電,亦或是電動汽車的長途行駛,鋰電池保護板都在默默地發(fā)揮著其至關重要的作用。它不僅保障了設備的正常運行,更守護著用戶的生命財產(chǎn)安全。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術綜合服務商。 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。
鋰電池保護板與BMS電池管理系統(tǒng)是一回事嗎?鋰電池保護板的主要功能是為電機、儲能設備等系統(tǒng)提供能量供應的鋰電池管理系統(tǒng)。BMS電池管理系統(tǒng)具有過充、過放、過溫、過流和短路保護功能。鋰電池保護板是系列鋰電池的充放電保護,BMS鋰電池保護板非常重要。本文格瑞普將介紹鋰電池保護板與BMS電池管理系統(tǒng)的區(qū)別。BMS電池管理系統(tǒng)和鋰電池保護板都是鋰電池的保護傘,但BMS管理系統(tǒng)相當于鋰電池的大腦,更智能,可編輯,配備電池管理軟件。保護板是ICMOS加上一些電阻和電容的原件,屬于硬件保護。與保護板相比,BMS電池管理系統(tǒng)更容易操作,也更方便。但能否在極端低溫環(huán)境下正常使用還有待驗證,BMS電池管理系統(tǒng)對于維護電動汽車、充電站設備和人員的安全具有重要意義。 為什么鋰電池必須用保護板?動力電池鋰電池保護板管理系統(tǒng)軟件設計
部分保護板集成溫度傳感器,過熱/過冷時切斷電路。共享換電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)方案定制
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IEC 60601標準,保護板漏電流嚴格控制在10μA以下,并通過隔離電路杜絕患者觸電風險。礦用設備更結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。在這類場景中,BMS上電自檢功能成為標配,可自動診斷MOS管通斷狀態(tài),預防隱性故障積累。共享換電柜鋰電池保護板管理系統(tǒng)方案定制