鋰電池保護(hù)板(BatteryProtectionCircuitModule,簡(jiǎn)稱(chēng)BMS或PCM)是鋰電池組安全運(yùn)行的中心組件,其中心功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài),并在異常情況下切斷電路以保護(hù)電池免受損害。具體而言,保護(hù)板通過(guò)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(dāng)檢測(cè)到電壓超過(guò)上限(如三元鋰電池)時(shí),過(guò)充保護(hù)機(jī)制會(huì)斷開(kāi)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(guò)放保護(hù)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(duì)于電流異常,保護(hù)板通過(guò)采樣電阻或霍爾傳感器監(jiān)測(cè)電流變化,當(dāng)電流超過(guò)閾值(如額定電流的2倍)或發(fā)生短路時(shí),MOSFET開(kāi)關(guān)會(huì)在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)關(guān)斷電路,避免電池過(guò)熱甚至起火。 出現(xiàn)無(wú)法充電、充電即斷電、放電時(shí)突然停止等現(xiàn)象,可能是保護(hù)板損壞。海南無(wú)人機(jī)鋰電池保護(hù)板
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(cè)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(xiàn)工藝,確保大電流通流能力。過(guò)壓保護(hù)方面,系統(tǒng)實(shí)時(shí)比對(duì)每節(jié)電芯電壓,當(dāng)檢測(cè)到±25mV閾值時(shí),在20ms內(nèi)切斷充電回路。針對(duì)短路故障,保護(hù)板配置兩級(jí)響應(yīng)機(jī)制:初級(jí)100μs級(jí)硬件保護(hù)直接關(guān)斷MOSFET,次級(jí)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。電動(dòng)自行車(chē)鋰電池保護(hù)板電池管理系統(tǒng)工廠從指尖的智能設(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。
BMS電池保護(hù)板也可以按照電芯材料來(lái)區(qū)分。不同的電芯材料,放電截止電壓和充電截止電壓是不一樣的。因此,所使用的保護(hù)板也是不一樣的,最常見(jiàn)的就是三元保護(hù)板和磷酸鐵鋰保護(hù)板,一般三元電芯電壓范圍為,而磷酸鐵鋰則是。保護(hù)板的電流保護(hù),一方面是防止充電電流太大,另一方面是防止放電電流太大。過(guò)大的電流,會(huì)傷害電池,也可能燒壞保護(hù)板自身。首先,保護(hù)板有一個(gè)基本的關(guān)鍵參數(shù):放電電流和充電電流。該電流是保護(hù)板的持續(xù)放電或充電電流,它表示了保護(hù)板自己的載流能力,和電池?zé)o關(guān)。除了該參數(shù)以外,保護(hù)板還有一對(duì)電流參數(shù),即充電保護(hù)電流和放電保護(hù)電流。顧名思義,就是在充電或者放電過(guò)程中,電流超過(guò)該值的大小就關(guān)斷。電流的保護(hù)也是有延時(shí)的,不過(guò)電流保護(hù)的復(fù)原是自動(dòng)的,只要電流減小就會(huì)自動(dòng)復(fù)原。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(wèn)題。鋰電池雖具備高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì),但其充放電過(guò)程對(duì)電壓、電流及溫度極為敏感:過(guò)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(guò)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(wú)法復(fù)原容量;而過(guò)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(duì)這些安全漏洞,保護(hù)板通過(guò)集成高精度操作IC、MOSFET功率開(kāi)關(guān)及周?chē)O(jiān)測(cè)電路,構(gòu)建了多層級(jí)防護(hù)體系。操作IC作為“大腦”,以毫秒級(jí)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(cè)到異常時(shí),通過(guò)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。 保護(hù)板損壞后能否自行更換?
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)的安全危險(xiǎn)。作為電池系統(tǒng)的“智能衛(wèi)士”,保護(hù)板通過(guò)集成操作芯片(如DW01、BQ系列等)與MOSFET開(kāi)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(guò)過(guò)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危險(xiǎn);反之,若電壓低于過(guò)放閾值(如三元鋰),則斷開(kāi)放電回路,防止電池因過(guò)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(guò)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(guò)高耐壓MOS管(如8205A)切斷電路,杜絕高溫或起火等危險(xiǎn)。此外,多串電池組還需依賴(lài)均衡功能(被動(dòng)電阻耗散或主動(dòng)能量轉(zhuǎn)移)來(lái)減少電芯間的電壓差異,從而延長(zhǎng)整體電池壽命。 自耗電指保護(hù)板在無(wú)充放電操作時(shí)消耗的電量。自耗電過(guò)大,電量會(huì)在閑置時(shí)不必要損耗,縮短電池續(xù)航和壽命。太陽(yáng)能板鋰電池保護(hù)板包括什么
保持干燥清潔,避免擠壓、高溫環(huán)境即可,一般無(wú)需特殊維護(hù)。海南無(wú)人機(jī)鋰電池保護(hù)板
鋰電池保護(hù)板(Protection Circuit Board,簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)是一種專(zhuān)為鋰離子電池設(shè)計(jì)的電子控制模塊,其中心使命在于實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的工作狀態(tài),通過(guò)準(zhǔn)確調(diào)控充放電過(guò)程來(lái)預(yù)防潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并延長(zhǎng)電池壽命。由于鋰電池本身化學(xué)特性活躍,過(guò)充可能導(dǎo)致內(nèi)部鋰枝晶生長(zhǎng)引發(fā)短路甚至危險(xiǎn),過(guò)放則會(huì)造成電極材料不可逆的損傷,大幅縮減電池容量。因此,保護(hù)板通過(guò)集成電壓檢測(cè)、電流控制、溫度感應(yīng)等多重防護(hù)機(jī)制,成為鋰電池應(yīng)用中不可或缺的安全屏障。海南無(wú)人機(jī)鋰電池保護(hù)板