鋰電池保護(hù)板典型應(yīng)用場景:1.消費(fèi)電子產(chǎn)品:手機(jī)、筆記本電腦等單節(jié)或多串電池組中,保護(hù)板以微型化設(shè)計(jì)(如PCB面積<1cm2)集成基本保護(hù)功能,注重低功耗與成本壓縮。.2.電動(dòng)汽車與電動(dòng)工具:電池組(如300V以上)要求保護(hù)板具備高耐壓MOSFET和多級(jí)均衡能力,同時(shí)支持快充協(xié)議(如CCS、CHAdeMO)和整車CAN網(wǎng)絡(luò)通信。特斯拉的BMS可精確調(diào)節(jié)數(shù)千節(jié)電芯,誤差電壓<10mV。3.儲(chǔ)能系統(tǒng):家庭儲(chǔ)能與電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能需應(yīng)對(duì)長循環(huán)壽命(>5000次)和寬溫度范圍(-30℃~60℃)。保護(hù)板設(shè)計(jì)側(cè)重模塊化擴(kuò)展與梯次利用管理,結(jié)合AI算法預(yù)測電池衰減。4.特種領(lǐng)域:無人機(jī)電池需兼顧高放電倍率(如20C)與輕量化;醫(yī)療設(shè)備則強(qiáng)調(diào)EMC抗干擾與失效安全模式。 為什么鋰電池必須用保護(hù)板?湖南機(jī)電鋰電池保護(hù)板
BMS硬件保護(hù)板的主要功能包括幾個(gè)方面:一,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電池的關(guān)鍵參數(shù),包括電壓、電流和溫度;第二,提供過壓和欠壓保護(hù),及時(shí)防止電池在充電或放電過程中超出安全電壓范圍;第三,支持過流保護(hù)以防止電池在充電或放電過程中產(chǎn)生超過額定值的電流;第四,持續(xù)監(jiān)測電池溫度,及時(shí)阻止過熱現(xiàn)象的發(fā)生;第五,在充電階段通過平衡電池單體電壓,以提高整體電池的使用壽命。BMS軟件保護(hù)板的主要功能則包括以下方面:一,通過嵌入式算法實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的估計(jì)和操控,以確保良好性能;第二,支持與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,例如與電動(dòng)車系統(tǒng)之間的信息傳遞;第三,允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測電池的實(shí)時(shí)狀態(tài),提高監(jiān)管的便捷性;第四,積極收集、存儲(chǔ)電池運(yùn)行數(shù)據(jù),并提供分析工具,以便用戶更好地了解電池性能并作出相應(yīng)決策。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。 定制鋰電池保護(hù)板方案開發(fā)電壓低于閾值(如2.5V)時(shí),關(guān)閉放電回路防止電池?fù)p壞。
鋰電池是否可以省略保護(hù)板的使用?這一問題引發(fā)了不少討論。保護(hù)板的設(shè)計(jì)初衷是為了電池的安全,防止過充、過放以及短路等潛在問題。然而,磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn)使得一些人提出了不同的看法,認(rèn)為這種電池類型具有足夠的穩(wěn)定性,因此可能無需額外的保護(hù)板。但我們需要明確的是,鋰電池保護(hù)板的功能并不僅限于防止過充和過放。鋰電池保護(hù)板實(shí)際上是一個(gè)充放電的保護(hù)系統(tǒng),特別是對(duì)于串聯(lián)的電池組而言。它能夠確保電池組中每個(gè)單體電池之間的電壓差保持在一個(gè)設(shè)定的安全范圍內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)更為均勻的充電。此外,保護(hù)板還具備監(jiān)測功能,能夠檢測到電池組中的任何單體電池是否出現(xiàn)過壓、欠壓、過流、短路或過溫等異常情況,進(jìn)而及時(shí)采取措施以保護(hù)電池并延長其使用壽命。
鋰電池保護(hù)板作為電池管理系統(tǒng)的重點(diǎn)組件,其設(shè)計(jì)初衷是解決鋰電池因化學(xué)特性導(dǎo)致的安全與性能衰減問題。鋰電池雖具備高能量密度、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢,但其充放電過程對(duì)電壓、電流及溫度極為敏感:過充可能導(dǎo)致電解液分解、正極材料結(jié)構(gòu)坍塌并釋放氧氣,進(jìn)而引發(fā)電池鼓脹甚至不良反應(yīng);過放則會(huì)使負(fù)極銅箔溶解、電解液分解,導(dǎo)致電池內(nèi)阻劇增且無法復(fù)原容量;而過流或短路時(shí),電池內(nèi)部焦耳熱積累可能觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),造成熱失控。針對(duì)這些安全漏洞,保護(hù)板通過集成高精度操作IC、MOSFET功率開關(guān)及周圍監(jiān)測電路,構(gòu)建了多層級(jí)防護(hù)體系。操作IC作為“大腦”,以毫秒級(jí)響應(yīng)速度持續(xù)采集電池組中各單體電壓、充放電電流及環(huán)境溫度,當(dāng)檢測到異常時(shí),通過驅(qū)動(dòng)電路操作MOSFET的導(dǎo)通與關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)電路的物理隔離。 鋰電池保護(hù)板側(cè)重基礎(chǔ)安全防護(hù),BMS功能更復(fù)雜(如均衡、通信),多用于大型電池系統(tǒng)。
鋰電池保護(hù)板作為鋰電池安全運(yùn)行的重要組件,其發(fā)展歷程與技術(shù)迭代緊密關(guān)聯(lián)新能源產(chǎn)業(yè)需求。早期硬件類保護(hù)板因成本低廉被廣泛應(yīng)用,但存在低溫充電失效、過充保護(hù)誤差大等問題,導(dǎo)致電池壽命縮短甚至引發(fā)安全危險(xiǎn)。2018年后,基于MCU的軟件類保護(hù)板逐步取代傳統(tǒng)方案,通過內(nèi)置智能算法實(shí)現(xiàn)電壓、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測與動(dòng)態(tài)調(diào)控,并支持云平臺(tái)接入與遠(yuǎn)程管理,明顯提升電池組安全性與使用壽命。當(dāng)前技術(shù)突破聚焦于高精度監(jiān)測與熱管理優(yōu)化。例如,江蘇樂派電驅(qū)動(dòng)采用低溫超導(dǎo)體板與銅桿復(fù)合散熱結(jié)構(gòu),通過導(dǎo)熱桿傳導(dǎo)熱量至框體外側(cè),解決過充場景下的熱失控問題。此外,行業(yè)正加速向高集成度、多功能化發(fā)展,集成電量估算、均衡充電與智能降溫模塊,并適配房車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等定制化場景需求。市場格局方面,全球前列強(qiáng)廠商占據(jù)76%份額,頭部企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新與供應(yīng)鏈整合鞏固優(yōu)勢。隨著新能源汽車與可再生能源儲(chǔ)能需求的爆發(fā),預(yù)計(jì)2030年全球市場規(guī)模將達(dá),年復(fù)合增長率,技術(shù)迭代與場景深化將成為行業(yè)增長的中心驅(qū)動(dòng)力。 鋰電池保護(hù)板主要是防止鋰電池過充、過放、過流、短路及過溫的電子模塊,保障電池安全,延長壽命。移動(dòng)儲(chǔ)能鋰電池保護(hù)板方案開發(fā)
保護(hù)板如何實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)?湖南機(jī)電鋰電池保護(hù)板
充電管理芯片根據(jù)工作模式可分為開關(guān)模式、線性模式和開關(guān)電容模式。開關(guān)模式效率高,適用于大電流應(yīng)用,且應(yīng)用較靈活,可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為降壓、升壓或升降壓架構(gòu),常用的快充方案通常都是開關(guān)模式。線性模式適用于小功率便攜電子產(chǎn)品,對(duì)充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對(duì)體積、成本則有較高要求。開關(guān)電容模式可以做到高達(dá)97%以上的有效率,但由于架構(gòu)的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個(gè)固定的比例關(guān)系,實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)與開關(guān)型充電管理芯片配合使用。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。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司是一家鋰電池安全管理技術(shù)綜合服務(wù)商。湖南機(jī)電鋰電池保護(hù)板