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危險(xiǎn)。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。 均衡保護(hù)功能有什么意義?鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)品牌
現(xiàn)代鋰電池保護(hù)板采用多層復(fù)合電路設(shè)計(jì),中心由高精度監(jiān)測芯片、MOSFET功率管陣列及溫度傳感器構(gòu)成。以TI的BQ76952為例,其采樣精度達(dá)到±5mV,可同時(shí)監(jiān)控16節(jié)電池。智能MOSFET采用氮化鎵材料,導(dǎo)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(hù)方面,系統(tǒng)實(shí)時(shí)比對每節(jié)電芯電壓,當(dāng)檢測到±25mV閾值時(shí),在20ms內(nèi)切斷充電回路。針對短路故障,保護(hù)板配置兩級響應(yīng)機(jī)制:初級100μs級硬件保護(hù)直接關(guān)斷MOSFET,次級軟件保護(hù)啟動(dòng)故障鎖定。溫度保護(hù)采用NTC熱敏電阻網(wǎng)絡(luò),在-40℃~85℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±1℃監(jiān)控精度。如何鋰電池保護(hù)板作用從指尖的智能設(shè)備到城市的能源網(wǎng)絡(luò),鋰電池保護(hù)板用 “內(nèi)部的守護(hù)”,讓科技真正服務(wù)于生活。
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)建了多層級防護(hù)體系。操作IC作為“大腦”,以毫秒級響應(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。
成品鋰電池的組成主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護(hù)板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負(fù)極板、電解液組成;正極板、隔膜、負(fù)極板纏繞或?qū)盈B,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護(hù)板的作用很多人都不知道,鋰電池保護(hù)板,顧名思義就是保護(hù)鋰電池用的,鋰電池保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過放、不過充、不過流,還有就是輸出短路保護(hù)。鋰電池在使用過程中,過充電、過放電和過電流都會(huì)影響電池使用壽命和性能,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致鋰電池自燃,現(xiàn)已出現(xiàn)手機(jī)鋰電池自燃致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機(jī)廠家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護(hù)板,由一顆操作IC和若干個(gè)外部元件組成,通過保護(hù)環(huán)路監(jiān)測并防止對電池產(chǎn)生損害,防止過充、過放和短路造成的危險(xiǎn)。由于每個(gè)中都要安裝一片電池保護(hù)IC,鋰電池保護(hù)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。動(dòng)力保護(hù)板支持更大電流(如 50A 以上),具備更強(qiáng)散熱和耐高壓設(shè)計(jì),適用于電動(dòng)車等大功率設(shè)備。
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(hù)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(jìn)行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個(gè)維度的信息提取。其次,BMS對電池包的SOX算法進(jìn)行估算。然后BMS會(huì)對電池包進(jìn)行安全診斷,包括過流、過壓、欠壓、高溫、低溫、斷路的保護(hù)。再次是對電池包的能量進(jìn)行管理,一般分為被動(dòng)均衡管理和主動(dòng)均衡管理兩種類型。還會(huì)對電池包進(jìn)行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲(chǔ)。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。BMS如果失效會(huì)產(chǎn)生什么后果?新時(shí)代鋰電池保護(hù)板定制
鋰電池保護(hù)板是成品鋰電池的重要組成部分,與鋰電池芯共同構(gòu)成了鋰離子電池組的完整結(jié)構(gòu),保證電池的安全。鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)品牌
保護(hù)板的功能實(shí)現(xiàn)依賴于嚴(yán)密的參數(shù)設(shè)定。例如,過充保護(hù)的電壓閾值需根據(jù)電池類型精細(xì)調(diào)整——磷酸鐵鋰電池的過充點(diǎn)為3.65V,過放點(diǎn)為2.0V,與三元鋰體系有明顯區(qū)別。過流保護(hù)則需結(jié)合設(shè)備負(fù)載特性,例如電動(dòng)工具的電機(jī)啟動(dòng)電流可能是額定值的3倍,保護(hù)板需設(shè)置延時(shí)判斷機(jī)制(如10ms~2s),既防止誤觸發(fā)又確保及時(shí)斷電。此外,高質(zhì)量保護(hù)板的內(nèi)阻通??刂圃?0mΩ以下,以減少能量損耗,而工業(yè)級產(chǎn)品還需耐受極端溫度與振動(dòng)環(huán)境,例如車載電池保護(hù)板需滿足-40℃至85℃的工作范圍。在選型時(shí),用戶需綜合考慮電池組規(guī)格與應(yīng)用場景。單節(jié)3.7V的藍(lán)牙耳機(jī)電池只需基礎(chǔ)保護(hù)功能,而7串24V的電動(dòng)自行車電池組則要求支持多節(jié)均衡與高持續(xù)電流(如30A)。主動(dòng)均衡方案雖能提升電池組容量利用率,但成本較高,多見于儲(chǔ)能系統(tǒng);消費(fèi)電子則多采用成本更低的被動(dòng)均衡。品牌選擇上,精工、德州儀器等廠商的芯片因高精度和穩(wěn)定性備受青睞,而劣質(zhì)保護(hù)板可能因電壓檢測偏差或MOS管耐壓不足導(dǎo)致保護(hù)失效,引發(fā)安全隱患。鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)品牌