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。深圳智慧動鋰電子股份有限公司的鋰電池保護板通過了新國標認證。河南質(zhì)量鋰電池保護板
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(nèi)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(shù)據(jù)。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(jié)構(gòu)崩塌導(dǎo)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(guān)會在毫秒級時間內(nèi)關(guān)斷電路,避免電池過熱甚至起火。 上海電摩鋰電池保護板具備電路知識和工具可嘗試,但存在短路風險,建議由專業(yè)人員更換。
日常使用中,保護板的故障常表現(xiàn)為充放電中斷、電壓異常跳變或局部過熱。例如MOS管擊穿會導(dǎo)致電路常通,失去保護作用;采樣電阻老化則可能引發(fā)過流誤判。維護時需定期檢查焊點可靠性,避免潮濕環(huán)境中的金屬腐蝕,并借助專門的工具校準SOC(電量狀態(tài))。值得注意的是,保護板雖能大幅提升安全性,卻無法替代用戶對電池的科學管理——長期滿電存放仍會加速電解液分解,頻繁深度放電也會縮短循環(huán)壽命。與功能更為復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)(BMS)相比,保護板更側(cè)重于基礎(chǔ)防護,缺乏電量估算、數(shù)據(jù)通信等功能。BMS通常集成MCU主控、CAN總線通信及主動均衡模塊,適用于電動車或儲能電站等場景,而保護板憑借低成本、小體積的優(yōu)勢,仍是移動電源、無人機等消費電子產(chǎn)品的優(yōu)先。未來,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智能保護板或?qū)⑷诤纤{牙傳輸與APP監(jiān)控功能,用戶可通過手機實時查看電池的狀態(tài),而寬禁帶半導(dǎo)體(如氮化鎵)的應(yīng)用有望進一步降低內(nèi)阻,提升大電流場景下的可靠性。總之,鋰電池保護板通過多維度防護機制,在微觀層面構(gòu)建起電池安全的“防火墻”。其技術(shù)細節(jié)的精細設(shè)計與適配性選擇,直接關(guān)系到電子設(shè)備的性能表現(xiàn)與用戶安全,既是鋰電池應(yīng)用的基石。
鋰電池保護板的工作原理并不復(fù)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(gòu)成,通過實時監(jiān)測電池的電壓和電流等關(guān)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(shè)定的安全范圍,微控制器會迅速響應(yīng),指揮MOS管執(zhí)行相應(yīng)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(lǐng)域的飛速發(fā)展,鋰電池保護板的應(yīng)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(shè)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(guān)重要的作用。它不僅保障了設(shè)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(shù)綜合服務(wù)商。 鋰電池化學性質(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。
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。 BMS 未來發(fā)展趨勢如何?河南水性鋰電池保護板
保護板過流保護的原理是什么?河南質(zhì)量鋰電池保護板
在多串電池組(如電動車用12串鋰電池)中,電芯一致性差異會影響整體性能,因此保護板需配備均衡功能。被動均衡通過并聯(lián)電阻對電芯放電,成本低但能量效率只約60%;主動均衡則利用電感或電容將能量從電芯轉(zhuǎn)移至低壓電芯,效率可達85%以上,但電路復(fù)雜度大幅增加。保護板還集成溫度傳感器(NTC/PTC),當環(huán)境溫度超過-20°C至60°C的安全范圍時觸發(fā)保護,尤其適用于高倍率充放電場景(如無人機電池)。此外,智能保護板支持UART、I2C等通信協(xié)議,可與外部設(shè)備交互數(shù)據(jù),實現(xiàn)電量顯示、故障診斷甚至遠程監(jiān)控,例如在儲能系統(tǒng)中實時上傳電池作用狀態(tài)(SOH)。選型時需重點匹配電池類型(三元鋰/磷酸鐵鋰)、串數(shù)及比較大持續(xù)電流。例如電動工具電池需支持20A以上持續(xù)放電,而儲能系統(tǒng)則對均衡精度要求更高(±10mV)。實際應(yīng)用中常見問題包括保護鎖死后需通過充電喚醒、MOSFET擊穿導(dǎo)致功能失效等,需用萬用表檢測開關(guān)管通斷狀態(tài)。隨著技術(shù)發(fā)展,新型保護板開始集成AI算法預(yù)測電池壽命,并采用碳化硅(SiC)MOSFET提升高溫耐受性,未來將在新能源汽車和智能電網(wǎng)中發(fā)揮更關(guān)鍵作用。河南質(zhì)量鋰電池保護板