两并的理电组 锂电池保护板板怎么接

电池锂电池保护板板顾名思义鋰电池锂电池保护板板主要是针对可充电(一般指锂电池)起锂电池保护板作用的集成电路板。 锂电池(可充型)之所以需要锂电池保护板是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电因此锂电池锂电组件总会哏着一块带采样电阻的锂电池保护板板和一片电流保险器出现。

过充、过放锂电池保护板、过流、短路锂电池保护板
成本低设计简单,起作用快
电路复杂元件多,故障率高

锂电池的锂电池保护板功能通常由锂电池保护板电路板和PTC或TCO等电流器件协同完成锂电池保护板板昰由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流即时控制电流回路的通断;PTC或TCO在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。

锂电池保护板板通常包括控制IC、MOS开关、JEPSUN捷比信精密电阻及辅助器件NTC、ID存储器,PCB等其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS開关导通使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时它立刻(数十毫秒)控制MOS开关关断,锂电池保护板电芯的安全

NTC是Negative temperature coefficient的缩写,意即负温度系数在环境温度升高时,其阻值降低使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。

常为单線接口存储器ID是Identification 的缩写即身份识别的意思,存储电池种类、生产日期等信息可起到产品的可追溯和应用的限制。

PTC是英文Positive Temperature Coefficient的缩写意思昰正温度系数。专业里面通常把正温度系数器件简称为PTC电池产品里PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生,根据电池的电压、電流密度特性和应用环境对PTC有专门的要求。

里一个非常重要的部件对电池的安全担负着重要使命,它本身的性能和品质也是电池组性能和品质的一个重要因数

锂电池保护板板对单一电芯锂电池保护板时,锂电池保护板板设计会相对简单技术性较高的地方在于,比如對动力电池锂电池保护板板设计需要注意的电压平台问题动力电池在使用中往往被要求很大的平台电压,所以设计锂电池保护板板时尽量使锂电池保护板板不影响电芯放电的电压这样对控制IC,精密电阻等元件的要求就会很高一般国产IC能满足大多数产品要求,特殊可以采用进口产品电流采样电阻则需要使用JEPSUN捷比信电阻,以满足高精密度低温度系数,无感等要求对多电芯锂电池保护板板设计,则有哽高的技术要求按照不同的需要,设计复杂程度各不相同的产品

1、过充锂电池保护板 2、过放锂电池保护板 3、过流、短路锂电池保護板

手机电池启动锂电池保护板后的解决方法(来源于网络):

1、用原配的直冲在手机上直接充电,会把电池锂电池保护板板的锂电池保護板电路自动冲开

2、把电池的正负极瞬间短路,看到电极片上有火花就行了多试几次,然后再用直充充电

3、找个5V的直流电,用正负極轻触电池的正负极多试几次,再用原充电器充

锂电池锂电池保护板板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,常用的锂电池保护板IC有8261,DW01+,CS213,GEM5018等,其中精工的8261系列精度更好当然价钱也更贵。后面几种都是台湾出的国内次级市场基本都用DW01+和CS213了,下面以DW01+ 配MOS管8205A(8pin)进行讲解:

锂電池锂电池保护板板其正常工作过程为:

当电芯电压在2.5V至4.3V之间时DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压),第二脚电压为0V此时DW01 的第1脚 、苐3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚,8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压故均处于导通状态,即两个电子开关均处于开状态此时电芯嘚负极与锂电池保护板板的P-端相当于直接连通,锂电池保护板板有电压输出

锂电池保护板板过放电锂电池保护板控制原理:

当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电壓状态,便立即断开第1脚的输出电压使第1脚电压变为0V,8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭此时电芯的B-与锂电池保护板板的P-之间处于断开狀态。即电芯的放电回路被切断电芯将停止放电。锂电池保护板板处于过放电状态并一直保持等到锂电池保护板板的P 与P-间接上充电电壓后,DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态重新在第1脚输出高电压,使8205A内的过放电控制管导通即电芯的B-与锂电池保护板板的P-又偅新接上,电芯经充电器直接充电

锂电池保护板板过充电锂电池保护板控制原理:

当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯嘚电压将越来越高,当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态便立即断开第3脚的输出电压,使第3脚电压变为0V8205A内的开關管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与锂电池保护板板的P-之间处于断开状态即电芯的充电回路被切断,电芯将停止充电锂电池保护板板处于过充电状态并一直保持。等到锂电池保护板板的P 与P-间接上放电负载后因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方姠与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电锂电池保护板状态重新在第3脚输出高电压,使8205A内嘚过充电控制管导通即电芯的B-与锂电池保护板板P-又重新接上,电芯又能进行正常的充放电.

锂电池保护板板短路锂电池保护板控制原理:

如圖所示在锂电池保护板板对外放电的过程中,8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关而是等效于两个电阻很小的电阻,并称為8205A的导通内阻 每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9,加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时开关管的导通内阻很小(几十毫欧),相当于开关闭合当G极电压小于0.7V以下时,开关管的导通内阻很大(几MΩ)相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×IUA又称为8205A的管压降,UA可以简接表明放电电流的大小上升到0.2V时便认为负载电流到达叻极限值,于是停止第1脚的输出电压使第1脚电压变为0V、8205A内的放电控制管关闭,切断电芯的放电回路将关断放电控制管。换言之DW01 允许输絀的最大电流是3.3A实现了过电流锂电池保护板。

短路锂电池保护板是过电流锂电池保护板的一种极限形式其控制过程及原理与过电流锂電池保护板一样,短路只是在相当于在P P-间加上一个阻值小的电阻(约为0Ω)使锂电池保护板板的负载电流瞬时达到10A以上锂电池保护板板立即進行过电流锂电池保护板。

由于近几年的动力锂电池的飞速发展无论是生产工艺还是材料技术改进上,或价格的优势都有相当大的突破,因此它也为多并多串打下坚实的基础替代铅酸电池的时代越来越近。无论电动自行车还是后备电源它的市场占有率自然也开始疯誑扩大,这是不可否认的事实那么,为了电池的安全与寿命锂电池的有效锂电池保护板自然也少不了,此时锂电池保护板板在电池包內也是一个非常核心的部件之一

理论上来讲,动力多串电池锂电池保护板板已经没有太多的电子技术含量了比如电路与软件处理,有呔多的选择其主要是把锂电池保护板部分如何做到稳定,可靠更安全,更实用当然价格也是其中之一。想要真正的想把它做好那昰一件非常复杂细心而又漫长的轮回工作。如果要按经验与技术值的占比比值的话技术只占20% 。经验要占到80% 做好动力电池锂电池保护板板没有个三五年的经验,还是有困难的当然做好与能做是两回事。为什么会有这样的结论呢?这是有依据的说实话,锂电池保护板板的方案电路并不复杂只要在电池电子行业工作了一两年,设计个电路与抄袭人家一个电路不是什么难事比如:多串动力电池他主要是高電压,大电流高内阻工作(微电流),电池包工作环境的考量等等这都牵扯到多年的电子专业综合经验。大到要对整个PACK的了解小到一个電阻,电容或晶体管的选型,或是布板时的注意细节。总的一句话锂电池保护板板主要是稳定,可靠安全的锂电池保护板电池组,保证电池组的正常安全使用或使用得更久其它添加的特有技术与功能,都是浮云

1.电压锂电池保护板:过充,过放这要根据电池的材料不同洏有所改变,这点看似简单但要细节上来看,还是有经验学问的

过充锂电池保护板,在我们以往的单节电池锂电池保护板电压都会高絀电池充饱电压50~150mV但是动力电池不一样,如果你要想延长电池寿命你的锂电池保护板电压就选择电池的充饱电压,甚至还要比此电压还低些比如锰锂电池,可以选择4.18V~4.2V因为它是多串数的,整个电池组的寿命容量主要是以容量最低的那颗电池以准小容量的总是在大电流高电压工作,所以衰减加快而大容量每次都是轻充轻放,自然衰减要慢得多了为了让小容量的电池也是轻充轻放,所以过充锂电池保護板电压点不要选择太高这个锂电池保护板延时可以做到1S,防止脉冲的影响从而锂电池保护板。

过放锂电池保护板也是与电池的材料有關,如锰锂电池一般选择在2.8V~3.0V尽量要比它单颗电池过放的电压稍高点。因为在国内生产的电池,电池电压低于3.3V后各颗电池的放电特性唍全不一,因此是提前锂电池保护板电池这样对电池的寿命是一个很好的锂电池保护板。

总的一点就是尽量让每一颗电池都工作在轻充輕放下工作一定是对电池的寿命是一个帮助。

过放锂电池保护板延滞时间它要根据负载的不同而有所改变,比如电动工具类的他的啟动电流一般都在10C以上,因此会在短时间内把电池的电压拉到过放电压点从而锂电池保护板此时无法让电池工作。这是值得注意的地方

2.电流锂电池保护板:它主要体现在工作电流与过电流使开关MOS断开从而锂电池保护板电池组或负载。

MOS管的损坏主要是温度急剧升高它的發热也是电流的大小及 本身的内阻来决定的,当然小电流对MOS没什么影响,但是大电流呢这个就要好好做些处理了, 在通过额定电流时小电流10A以下,我们可以直接用电压来驱动MOS管大电流,一定是要加驱动给MOS足够大的驱动电流。以下在MOS管驱动有讲到

工作电流在设计嘚时候,MOS管上不能存在超过0.3W的功率计算工式:I2*R/N。R为MOS的内阻N为MOS的数量。如果功率超过MOS会产生25度以上的温升,又因它们都是密封的,就算囿散热片长时间工作时,温度还是会上去因为他没地方可散热。当然MOS管是没任何问题问题是他产生热量会影响到电池,毕竟锂电池保护板板是与电池放在一起的

过流锂电池保护板(最大电流),此项是锂电池保护板板必不可少的非常关键的一个锂电池保护板参数。锂電池保护板电流的大小与MOS的功率息息相关因此在设计时,要尽量给出MOS能力的余量在布板的时候,电流检测点一定要选好位置不能只接通就行,这需要经验值一般建议接在检测电阻的中间端。还要注意电流检测端的干扰问题因为它的信号很容易受到干扰。

过流锂电池保护板延时它也是要根不同的产品做相应的调整。在此不多说了

3.短路锂电池保护板:严格来讲,他是一个电压比较型的锂电池保护板也就是讲是用电压的比较直接关断或驱动的,不要经过多余的处理

短路延时的设置也很关键,因为在我们的产品中输入滤波电容嘟是很大的,在接触时第一时间给电容充电此时就相当于电池短路来给电容充电。

4.温度锂电池保护板:一般在智能电池上都会用到也昰不可少的。但往往它的完美总会带来另一方面的不足我们主要是检测电池的温度来断开总开关来锂电池保护板电池本身或负载。如果昰在一个恒定的环境条件下当然不会有什么问题。由于电池的工作环境是我们不可控的太多太复杂的变化,因此不好选择如在北方嘚冬天,我们定在多少合适?又如夏天的南方地区又定多少合适?显然范围太宽不可控的因素太多,仁者见仁智者见智的去选择了。

5.MOS锂电池保护板:主要是MOS的电压电流与温度。当然就是牵扯到MOS管的选型了MOS的耐压当然要超过电池组的电压,这是必须的电流讲的是在通过額定电流时MOS管体上的温升了一般不超过25度的温升,个人经验值只供参考。

MOS的驱动也许会有的人会讲,我有用低内阻大电流的MOS管但为哬还有蛮高的温度?这是MOS管的驱动部分没有做好,驱动MOS要有足够大的电流具体多大的驱动电流,要根据功率MOS管的输入电容来定因此,一般的过流与短路驱动都不能用芯片直接驱动一定要外加。在大电流(超过50A)工作时一定要做到多级多路驱动,才能保证MOS的同一时间同一电鋶正常打开与关闭因为MOS管有一个输入电容, MOS管功率,电流越大输入电容也就越大,如果没有足够的电流不会在短时间做出完整的控制。尤其是电流超过50A时电流设计上更要细化,一定要做到多级多路驱动控制这样才能保证MOS的正常过流与短路锂电池保护板。

MOS电流平衡主要讲的是多颗MOS并起来用时,要让每一颗MOS管通过的电流打开与关闭时间都是一致的。这就要在画板方面入手了它们的输入输出一定要對称,一定要保证每一个管子通过的电流是一致这才是目的

6.自耗电量, 这个参数是越小越好,最理想的状态是为零但不可能做到这一点。就是因为人人都想把这个参数做小有很多人的要求更低,甚至离谱我们想想,锂电池保护板板上有芯片它们是要工作的,可以做箌很低但是可靠性呢?应该是在性能可靠完全OK的情况下再来考量自耗电的问题。有些朋友也许进入了误区自耗电分为整体的自耗电和每┅串的自耗电。

整体自耗电如果在100~500uA都是没什么问题的,因为动力电池的容量本身就很大当然电动工具的另外分析。如5AH的电池放电500uA,偠放多久因此对整个电池组来讲是很微弱的。

每串自耗电才最关键的这个也不可能为零,当然也是在性能完全可行情况下进行但有┅点,每一串的自耗电量一定要一致一般每一串的差别不能超过5uA。这点大家应该知道如果每一串的自耗电不一时,那么在长时间搁置丅电池的容量一定会产生变化的。

7.均衡:均衡这一块是此文章的论述的重点目前最通用的均衡方式分为两种,一种就是耗能式的另┅种就是转能式的。

A耗能式均衡,主要是把多串电池中某节电池的电量或电压高的用电阻把多余的电能损耗掉它也分如下三种。

一充电時时均衡,它主要是在充电时任何一颗电池的电压高出所有电池平均电压时它就启动均衡,无论电池的电压在什么范围它主要是应用茬智能软件方案上。当然如何定义可以由软件任意调整此方案的优点它能有更多的时间去做电池的电压均衡。

二电压定点均衡,就是紦均衡启动定在一个电压点上如锰锂电池,很多就定在4.2V开始均衡这种方式只是在电池充电的末端进行,所以均衡时间较短用处可想洏知。

三静态自动均衡,它也可以在充电的过程中进行也可以在放电时进行,更有特点的是电池在静态搁置时,如果电压不一致时它也在均衡着,直到电池的电压达到一致但有人认为,电池都没工作了为什么锂电池保护板板还是在发热呢?

以上三种方式都以是参栲电压来实现均衡的。但是电池电压高不一定代表容量就高,也许截然相反以下论述。

其优点就是成本低设计简单,在电池电压不┅致时能起到一定的作用主要体现在电池长时间搁置自耗引起的电压不一致。理论上是有微弱的可行性

缺点,电路复杂元件多,温喥高防静电差,故障率高

当新单体电池分容分压分内阻过后组成PACK,总会有各别的单体容量偏低而往往容量最低的那颗单体,在充电嘚过程中电压一定是上升最快的也是它最先到达启动均衡电压的,此时大容量的单体还没达到电压点而没有启动均衡,小容量的确开始均衡了这样每一次的循环工作,这颗小容量的单体一直处于饱充饱放的状态下工作而它也是衰老最快的,同时内阻自然也会慢慢的仳其它的单体增高从而形成一个恶性循环。这是一个极大的弊端

元件越多,故障率自然就高了

温度,可想而知耗能式的,是想把所谓多余的电量用电阻以发热的形式来耗掉多余的电能它确成了名副其实发热源。而高温对电芯本身来讲是非常致命的一个相当因素咜可能会让电池燃烧,也可能会引起电池爆炸本来我们是在想尽一切办法去减少整个电池包的温度产生,而耗能均衡呢?同时它的温度高嘚惊人大家可以去测试一下,当然是在全封闭的环境下总的来说,它是一个发热体热是电池的致命天敌。

静电我个人设计锂电池保护板板时,从来不用小功率的MOS管哪怕一颗都不用。因为本人在这一块吃过太多的亏了就是MOS管的静电问题。先不说小MOS在工作的环境僦说在生产加工PCBA贴片时,如果车间的湿度低于60%小MOS生产出来的不良率都会超过10%以上,然后再湿度调到80%小MOS的不良率为零。可以试试这要表明一个什么问题呢?如果我们的产品在北方的冬天,小MOS是否能通过这需要时间来验证的。再有MOS管的损坏只有短路,如果短路那可想而知就意味着这组电池马上要损坏。更何况我们的均衡上的小MOS用得还不少呢这时有人会恍然,难怪退回来的货都是因为均衡坏掉而引起单体电池损坏,而且都是MOS坏掉了这时电芯厂与锂电池保护板板厂开始扯皮了。是谁的错呢?

B能量转移式均衡它是让大容量的电池以储能的方式转移到小容量的电池,听起来感觉很智能很实用它也分容量时时均衡与容量定点均衡。它是以检测电池的容量来做均衡的但昰好像没考虑到电池的电压。可以想想以10AH的电池组为例,假如电池组中有一颗容量在10.1AH一颗容量小点的在9.8AH,充电电流为2A能量均衡电流為0.5A。这时10.1AH的要给小容量9.8AH的转能充电而9.8AH的电池充电电流就是2A+0.5A=2.5A,这时9.8AH电池的充电电流就是2.5A这时9.8AH的容量是补进去了,可是9.8AH电池的电压会是多尐呢?显然会比其它电池的上升得更快如果到了充电末端,9.8AH的一定会大大提前过充锂电池保护板在每一次的充放电循环,小容量电池一矗处在深充深放的状态而其它电池是否有充饱,不确定因素太多微弱直观的就小分析到这,分析太多怕不知所云

如果坚持要用到均衡功能的人,我可以断定此人没有大批量生产动力电池锂电池保护板板或PACK的经验如果有大批量生产过,他一定会在均衡上吃不少的亏個人认为,均衡利用锂电池保护板板来实现有点滑稽。因为锂电池保护板板就是锂电池保护板的它只做电池在最极端的时候起到有效嘚锂电池保护板作用,它没有能力去把电池的性能提高锂电池保护板板只是一个被动部分,难道家里的锂电池保护板丝或锂电池保护板開关能提高家里的电量?当然不可能它只起到锂电池保护板作用。

电芯才是主动器件,我们要提高的是电芯上的性能与技术,主要是一致性洅说均衡做在锂电池保护板板上,不管是从理论上还是实际应用中它有弊有利,但在理论上均衡有一定的作用,但用处多大显然可見。为何?因为充电一般都是在2~10A的电流而均衡我们最多只能做到200mA。这个差别太多同时有些均衡方案是在充电电压的末端启动,更显得于倳无补啊而它有弊端的一面,太多太多

VDD是IC电源正极,VSS是电源负极,V-是过流/短路检测端,Dout是放电锂电池保护板执行端,Cout是充电锂电池保护板执行端.2,锂电池保护板板端口说明:B+,B-分别是接电芯正极,负极;P+,P-分别是锂电池保护板板输出的正极,负极;T为温度电阻(NTC)端口,一般需要和用电器的MCU配合产生锂電池保护板动作,后面会介绍,这个端口有时也标为ID,意即身份识别端口,这时,R3一般为固定阻值的电阻,让用电器的CPU辨别是否为指定的电池。

1、输出負极、充电负极、电池负极、必须按顺序接线不要反接线路以免烧坏电路元件

2、充电线,放电线电池负极。尽量用粗线否则会通不過大电流,会起到过流锂电池保护板造成电路不工作

3、电池正极输出不用经过锂电池保护板电路,直接连接输出

  • .中国电池网[引用日期]
}

  首先必须弄懂一个定义什麼是BMS?

  BMS其实就是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的缩写中文名字叫电池管理系统,顾名思义是专门用来进行锂电池运行管理的模块,对象是锂电池

  对于一般的终端用户而言,锂电池锂电池保护板板其实并不存在或者说,他们并不知道正在自己使用的产品中还有这么一个东西比如说电动車,100%的用户都知道电动车上面有电池因为电池提供了能源,但我敢保证最多有1%的用户知道还有锂电池锂电池保护板板这个东西的存在。

  BMS的存在感之所以如此低完全是因为它并不能和用户产生直接的交流,也并不能与用户发生频繁的交互就算是偶尔产生了一些数據,不过这些数据也是通过某些仪表盘传递给用户观测当用户看见仪表盘上的红灯时只会说:“嗯,车子好像是坏掉了质量真差。”

  话说回来BMS虽然存在感低,不过它存在的意义却是丝毫不亚于仪表甚至可以说是比仪表还重要,因为他可以检测出这辆车子的能源系统是否坏掉了只有拥有BMS系统,用户才可能在不冒险的情况下知道这辆车到底是好是坏

  如果有一个行业内的嵌入式工程师要买一輛电动车,在一辆没有显示仪表和BMS板子的电动车中进行选择那么他肯定不敢选后者,因为如果电动车没有了仪表那么用户体验会极差,但如果电动车没有了BMS……与其说是一辆电动车还不如说是一辆随时可能发生被激活的炸弹。

  那么BMS在能源领域为什么如此重要BMS的存在到底有什么意义?

  本文便从一个底层工程师的角度以电动车用的BMS模块作为例子专门对锂电池的锂电池保护板板设计进行一些探討,并且会给出一个参考方案当然由于笔者能力有限,水平一般如果文中出现了错误或者纰漏,请直接指出

BMS的大体需求是什么?

  当设计团队拿到一个项目开始开发的时候,首先必须要搞清楚的便是项目的需求这个需求可不仅仅是老板口头上说几句话,而是需偠一个切实的、详细的、标准的文档文档要以1、2、3为结构,明确的把所有的需求点给罗列出来

  我们现在拿到了一个项目:低速电動车的BMS板。

  只要项目立项成功那么作为产品经理,或者团队leader则列出需求文档是必须要做的事情。

  锂电池管理系统其中重点②字在于“管理”,要想实现管理功能必然需要两个模块,第一:监测第二:控制。只有在我能够监测这个系统的前提下我才能控淛这个系统。

  由此为核心点我便可以慢慢的罗列出大致需求:

  1.   监测能源系统,能够实时读出锂电池的所有状态
  2.   控制能源系统,根据锂电池的状态在需要的时候进行干预(比如断开/闭合充放电回路的MOS管)。

  电池系统的大致需求分为采集和控制那么采集的都会有什么数据?

  作为一个以管理锂电池的系统而言以上3点是我们要重点监测的数据,如果系统超级简单采集的点只有3、4个,那么直接使用MCU的AD接口进行读取信息便可但在实际中几乎不可能存在这种情况,通常所用的采集的方式一般是使用模拟前端

  电压:锂电池本身的化学特性决定了我们必须要对电压进行锂电池保护板,所谓的电压锂电池保护板是我们必须要保证锂电池的电压永远在匼适的范围之类,不能让电压过低因为其内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的,过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生因此锂电池最怕过放电,一旦放电电压低于2.7V将可能导致电池永久性损坏,也就是报废同时也不能让电压过高,因为电池一旦过度充电导致的危害远远大于过放,过放最多损坏电池不会对周围造成危害,而过充则可能导致电池温度升高以至于发生自燃甚至爆炸,这种危害是致命的

  电流:所谓的电流锂电池保护板,也是我们必须要保证无论是充电还是放电,电流都不能过大夶家都清楚的短路便是过流的一种体现,当系统正负极直接接触导线电阻极小,导致电流极大极大的电流又会产生大量的热,从而引發的燃烧和爆炸是很致命的其实,就算不是短路但过大的电流依然会导致电池内部发热,这样也极有可能会造成永久性的损害

  溫度:温度锂电池保护板不用多言,除开锂电池本身的化学特性导致它不能在极端温度下使用之外我想任何一个类似的系统,为了安全起见都应该考虑到温度

  看到这里大家也应该明白了,锂电池锂电池保护板系统的逻辑其实很简单无非就是一些判断,以及MOS管的控淛这些东西只要是有过软件基础的大学生应该都能实现。

  现在将上面的锂电池保护板细分:

  一个锂电池包本身并不是一个整體,如果拆开它的外包装就能发现它其实是由N个18650电池经过串并连所组成。

  比如我们手上的48V20AH的锂电池包它的组成是,每N个锂电池并聯作为一个子单元,然后在由16个这样的子单元串联最终才形成一个锂电池包,若论单个18650电池的数量至少有上百个之多。

  由此洳果我们想要监测并且锂电池保护板系统的电压情况,自然不能简单的只采集一个总体电压考虑到电池均衡等特性,虽然不用对每个电池进行采集和控制但作为组成电池包的每一串的单体电压是必须要监测的。

  如果一个16串的锂电池包那么需要监控的电压点自然不能低于16个(这就是为什么需要模拟前端的原因,系统采集点过多一般的MCU不可能满足)。

    等采集到了单体电压和总电压以后我们就可鉯进行逻辑设计了。

  电压锂电池保护板相关的项目:

  ※一般更容易触发的锂电池保护板当然是单体如果每一串电池的电压的都沒问题,那么总体电压自然也不会有问题

  锂电池保护板过程:系统采集电压量,进行判断一旦检测到某项指标超过设定的锂电池保护板值,并且系统的状态符合锂电池保护板条件(充电时不进行欠压锂电池保护板放电时不进行过压锂电池保护板),然后持续了一萣时间(防止抖动)那么断开充放电回路并进行报警,至于是断开充电还是放电根据实际情况决定。

  那么锂电池保护板之后该如哬恢复总不能让电动车一次过充电后就永远报废吧?

  系统发生了锂电池保护板今后自然还有恢复的时候,如果系统发生了单体电壓锂电池保护板那么可以设定恢复值,等待电压自然恢复到合适范围并且持续了一定时间以后(防止抖动),便可以重新打开充放电囙路

  ※恢复值和锂电池保护板值最好不要完全一样,这样可以给系统留出一些余量也可以防止抖动的发生。

  以下是关于电压鋰电池保护板简易的逻辑表:

   电流的锂电池保护板与电压不同它自然不会分为总体和单体,下面的锂电池由几个串组成对电流这个信息而言毫无意义它关心的只是一个在负载/充电机回路上的总体量。

  锂电池保护板过程:电流是有方向的因此我们在锂电池保护板中也要考虑到这一点,放电过程中电流从电池正极流出,经过负载后再回到电池负极充电过程中,电流从充电机的正极流出经过叻电池后再回到充电机负极,这是两个完全相反的过程

  假设我们设定充电过程的电流为正,那么放电时电流必然为负在锂电池保護板判断中,等进入了模块后我们用其绝对值与锂电池保护板参数比较,当超过正常值时断开充放电回路(电流锂电池保护板只关心最夶值不用关心最小值),这个过程与电压锂电池保护板大同小异

  ※电流过大产生热量累积这是一个持续的过程,所以在电流上一般会有两重锂电池保护板第一重锂电池保护板的设定值比较小,延时时间比较长第二重锂电池保护板的设定值比较大,延时时间很短比如说电流>1A,500ms后锂电池保护板电流>5A,10ms后锂电池保护板

  当电流锂电池保护板发生以后,我们并不能像电压恢复一样实时读取数据因为一旦我们把充放电回路断开以后,回路上的电流瞬间就变成了0A要想恢复锂电池保护板状态,一般有两种条件:第一不需要人工幹预,在经过一段时间之后自动打开回路,如果此刻依然为过流状态那么系统又会进入锂电池保护板,这样反复来个几次便可以将系统的状态设置为故障了。第二需要人工干预,等负载或者充电机移除后打开回路。

  短路锂电池保护板其实也是电流锂电池保护板的一种只不过当系统短路以后,电流理论上会变成无限大这样产生的热量也是无限大,如果要等到软件反应过来然后锂电池保护板系统说不定早就完蛋了,因此对于短路锂电池保护板一般是采用硬件来自动触发,触发后传递给MCU一个信号即可

   温度锂电池保护板比较简单,一般的逻辑就可以实现温度值有上限也有下限,甚至在细分还可以分为充电时的温度锂电池保护板以及放电时的温度锂电池保护板根据项目的实际需要设计逻辑即可。

   需要注意的是在实际的测试中发现,温度是一个比较容易抖动的值(这和选用的传感器有关比如使用热敏电阻),所以在判断的时候锂电池保护板值和恢复值一定要做出一个合理的区间不然系统会不稳定。

  锂电池系统中除了以上3个正常的锂电池保护板量之外还需要有一个锂电池保护板措施,那便是均衡锂电池保护板

  上面说过,一个锂电池包由N串电池组成根据化学特性,如果某两串电池的电压相差过大这就会造成电量的不均衡,比如一串电池的电压是3.6V另一串电池的電压是2.5V,相差如此之大那么这样的电池基本上已经可以说是报废了。

  所以系统中也需要这样的判断最大单体电压和最小单体电压嘚差值如果达到了某个极限,导致出现故障的概率极大那么无论是放电还是充电都不应该在继续进行。

  为了尽量避免这种情的出现在BMS系统中就应该设计电压均衡功能。

  电压均衡分为主动与被动被动均衡是设计硬件电压,使用电压比较器当某串电池电压与其咜电池电压相比过高时(比如相差达到50ms),或是使用别的元件来消耗掉高电压电池的电量或是将高电压电池的电量灌入低电压电池中。

  主动均衡在原理上也一样只不过可以由程序来控制均衡的更多细节,用串转并的译码器作成开关电路控制系统只在充电过程中均衡,可以更为灵活的设定均衡的电压阈值等等

}

我要回帖

更多关于 锂电池保护板 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信