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從結(jié)構(gòu)上看,保護板主要由控制芯片(IC)、MOSFET開關(guān)、采樣電阻、溫度傳感器及輔助電路構(gòu)成。控制芯片如同“大腦”,負(fù)責(zé)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(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溝道場效應(yīng)管(如AO8810),在過充、過放或過流時迅速切斷電路,其響應(yīng)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(fēng)險。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(dǎo)致的整體性能衰減。BMS如果失效會產(chǎn)生什么后果?上海電動摩托車鋰電池保護板
鋰電池是否可以省略保護板的使用?這一問題引發(fā)了不少討論。保護板的設(shè)計初衷是為了電池的安全,防止過充、過放以及短路等潛在危險。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板。但我們需要明確的是,鋰電池保護板的功能并不僅限于防止過充和過放。鋰電池保護板實際上是一個充放電的保護系統(tǒng),特別是對于串聯(lián)的電池組而言。它能夠確保電池組中每個單體電池之間的電壓差保持在一個設(shè)定的安全范圍內(nèi),從而實現(xiàn)更為均勻的充電。此外,保護板還具備監(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,進而及時采取措施以保護電池并延長其使用壽命。 代理鋰電池保護板管理系統(tǒng)軟件設(shè)計通常保護板壽命長于電池,但長期在高溫、潮濕環(huán)境下使用可能加速元件老化,需定期檢查。
控制芯片:是保護板的中心部件,負(fù)責(zé)監(jiān)測電池組的電壓、電流等參數(shù),并根據(jù)預(yù)設(shè)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(dǎo)體(ST)的相關(guān)芯片等。MOSFET開關(guān)管:用于操作電池組的充放電回路,當(dāng)控制芯片檢測到異常情況時,會通過控制MOSFET開關(guān)管的導(dǎo)通和截止來切斷電路。MOSFET開關(guān)管具有導(dǎo)通電阻小、開關(guān)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(guān)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(dāng)溫度過高或過低時進行相應(yīng)的保護動作。
隨著兩輪電動車市場擴大,一系列管理問題也逐步凸顯:換電需求逐漸上升:新國標(biāo)的實施與碳中和的方針增長了我國電動車共享換電的需求通信基站、鐵路等貴重電池的防盜需求也亞待解決。企業(yè)運營低效:電池廠商與換電運營商等企業(yè)缺少對電池的監(jiān)控,無法掌握電池應(yīng)用數(shù)據(jù),難以減少故障電池召回、電池防盜、電池起火等運營問題。充電事故頻發(fā):全國每年因充電引起的火災(zāi)達300多起,火災(zāi)造成的死亡率接近50%,引起高度重視。監(jiān)管困難:ZF急需推動新國標(biāo)等政策下的電池、車輛行業(yè)規(guī)范發(fā)展,以降低監(jiān)管難度并減少充電事故。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(wù)商。鋰電池化學(xué)性質(zhì)活潑,過流或短路可能引發(fā)高溫危險。保護板通過實時監(jiān)測電壓,主動切斷回路,保障電池壽命。
BMS管理哪些東西?與BMS相關(guān)的幾大塊,電壓、電流、溫度、均衡,信息等,BMS保護板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評估BMS當(dāng)前狀態(tài)。BMS首先對電池包進行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個維度的信息提取。其次,BMS對電池包的SOX算法進行估算。然后BMS會對電池包進行安全診斷,包括過流、過壓、欠壓、高溫、低溫、斷路的保護。再次是對電池包的能量進行管理,一般分為被動均衡管理和主動均衡管理兩種類型。還會對電池包進行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲。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(wù)商。從指尖的智能設(shè)備到城市的能源網(wǎng)絡(luò),鋰電池保護板用 “內(nèi)部的守護”,讓科技真正服務(wù)于生活。新型鋰電池保護板系統(tǒng)
怎樣判斷保護板故障?上海電動摩托車鋰電池保護板
鋰電池保護板是鋰電池組中不可或缺的安全管理組件,其中心功能在于實時監(jiān)控電池狀態(tài)并防止異常工況引發(fā)的安全隱患。作為電池系統(tǒng)的“智能衛(wèi)士”,保護板通過集成操作芯片(如DW01、BQ系列等)與MOSFET開關(guān),對電壓、電流及溫度等關(guān)鍵參數(shù)進行動態(tài)監(jiān)測。當(dāng)檢測到單節(jié)電池電壓超過過充閾值(如三元鋰電池)時,保護板會立即切斷充電回路,避免電解液分解或熱失控風(fēng)險;反之,若電壓低于過放閾值(如三元鋰),則斷開放電回路,防止電池因過度放電導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷和容量衰減。對于突發(fā)的過流或短路故障,保護板能在微秒級時間內(nèi)響應(yīng),通過高耐壓MOS管(如8205A)切斷電路,有效抑制高溫或起火風(fēng)險。此外,多串電池組還需依賴均衡功能(被動電阻耗散或主動能量轉(zhuǎn)移)來消除電芯間的電壓差異,從而延長整體電池壽命。上海電動摩托車鋰電池保護板