從結(jié)構(gòu)上看,保護(hù)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??刂菩酒缤按竽X”,負(fù)責(zé)處理來自電池的電壓、電流信號(hào),例如常見的DW01芯片可實(shí)時(shí)比對(duì)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(cè)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(chǎng)效應(yīng)管(如AO8810),在過充、過放或過流時(shí)迅速切斷電路,其響應(yīng)速度可達(dá)毫秒級(jí),尤其在短路保護(hù)中,能在百微秒內(nèi)阻斷高達(dá)200A的瞬間電流,有效遏制熱失控風(fēng)險(xiǎn)。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(cè)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(duì)于多節(jié)串聯(lián)的電池組,保護(hù)板還會(huì)加入被動(dòng)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(huì)產(chǎn)生什么后果?上海電動(dòng)摩托車鋰電池保護(hù)板
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(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(cè)功能,能夠檢測(cè)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(zhǎng)其使用壽命。 代理鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)通常保護(hù)板壽命長(zhǎng)于電池,但長(zhǎng)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(hù)板的中心部件,負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電池組的電壓、電流等參數(shù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行判斷和控制,以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)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(cè)到異常情況時(shí),會(huì)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(chǔ)能等,它們與控制芯片和MOSFET開關(guān)管等配合,共同完成保護(hù)板的各項(xiàng)功能。此外,部分保護(hù)板還可能配備溫度傳感器,用于監(jiān)測(cè)電池組的溫度,當(dāng)溫度過高或過低時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。
隨著兩輪電動(dòng)車市場(chǎng)擴(kuò)大,一系列管理問題也逐步凸顯:換電需求逐漸上升:新國(guó)標(biāo)的實(shí)施與碳中和的方針增長(zhǎng)了我國(guó)電動(dòng)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(yùn)營(yíng)低效:電池廠商與換電運(yùn)營(yíng)商等企業(yè)缺少對(duì)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(yùn)營(yíng)問題。充電事故頻發(fā):全國(guó)每年因充電引起的火災(zāi)達(dá)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(dòng)新國(guó)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(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。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(xiǎn)。保護(hù)板通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓,主動(dòng)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(hù)板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評(píng)估BMS當(dāng)前狀態(tài)。BMS首先對(duì)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(duì)電池包的SOX算法進(jìn)行估算。然后BMS會(huì)對(duì)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(duì)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(duì)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。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。新型鋰電池保護(hù)板系統(tǒng)
怎樣判斷保護(hù)板故障?上海電動(dòng)摩托車鋰電池保護(hù)板
鋰電池保護(hù)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(shí)時(shí)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(hù)板通過集成操作芯片(如DW01、BQ系列等)與MOSFET開關(guān),對(duì)電壓、電流及溫度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到單節(jié)電池電壓超過過充閾值(如三元鋰電池)時(shí),保護(hù)板會(huì)立即切斷充電回路,避免電解液分解或熱失控風(fēng)險(xiǎn);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(duì)于突發(fā)的過流或短路故障,保護(hù)板能在微秒級(jí)時(shí)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(xiǎn)。此外,多串電池組還需依賴均衡功能(被動(dòng)電阻耗散或主動(dòng)能量轉(zhuǎn)移)來消除電芯間的電壓差異,從而延長(zhǎng)整體電池壽命。上海電動(dòng)摩托車鋰電池保護(hù)板