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來源: 發(fā)布時間:2025-05-28

    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(hù)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(dá)85%以上,但電路復(fù)雜度大幅增加。保護(hù)板還集成溫度傳感器(NTC/PTC),當(dāng)環(huán)境溫度超過-20°C至60°C的安全范圍時觸發(fā)保護(hù),尤其適用于高倍率充放電場景(如無人機(jī)電池)。此外,智能保護(hù)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(yuǎn)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(diǎn)匹配電池類型(三元鋰/磷酸鐵鋰)、串?dāng)?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(hù)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(hù)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。鋰電池保護(hù)板側(cè)重基礎(chǔ)安全防護(hù),BMS功能更復(fù)雜(如均衡、通信),多用于大型電池系統(tǒng)。共享換電柜鋰電池保護(hù)板云平臺

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鋰電池保護(hù)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(jī)、移動電源等領(lǐng)域的飛速發(fā)展,鋰電池保護(hù)板的應(yīng)用場景越來越寬泛。無論是在高海拔地區(qū)的無人機(jī)飛行,還是深海中的水下設(shè)備供電,或是電動汽車的長途行駛,鋰電池保護(hù)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(yùn)行,更守護(hù)著用戶的生命財產(chǎn)安全。鉛酸改鋰電池保護(hù)板云平臺與使用環(huán)境相關(guān),正常條件下可達(dá)5年以上。

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    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,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,通過驅(qū)動電路操作MOSFET的導(dǎo)通與關(guān)斷,實現(xiàn)電路的物理隔離。

鋰電池保護(hù)板作為鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)的中心組件,是保障鋰電池安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中心功能與優(yōu)異性能的實現(xiàn),依賴于多個精密中心部件的緊密協(xié)作與高效聯(lián)動。控制芯片(IC)作為保護(hù)板的中心,承擔(dān)著實時監(jiān)測電池電壓、電流及溫度等關(guān)鍵參數(shù)的重任。它通過內(nèi)置的精密算法,對這些參數(shù)進(jìn)行快速分析,并根據(jù)預(yù)設(shè)的安全閾值,精細(xì)判斷電池狀態(tài),進(jìn)而發(fā)出精確的控制指令。這一過程如同大腦對身體的精細(xì)調(diào)控,確保電池始終運(yùn)行在安全范圍內(nèi)。MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)則是執(zhí)行這些控制指令的“肌肉力量”。它具備極快的響應(yīng)速度和強(qiáng)大的電流承載能力,能夠根據(jù)控制芯片的指令,迅速切斷或?qū)娐?,有效防止電池因過充、過放、過流或短路而遭受損害。精密電阻與電容在采樣和濾波過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們?nèi)缤Wo(hù)板的“感官系統(tǒng)”,確??刂菩酒邮盏降碾妷骸㈦娏餍盘枩?zhǔn)確無誤,為控制決策提供可靠依據(jù)。溫度傳感器則如同電池的“體溫計”,實時監(jiān)測電池溫度,為溫度保護(hù)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。一旦溫度超出安全范圍,保護(hù)板將立即采取措施,防止電池因高溫或低溫而受損。為什么鋰電池必須用保護(hù)板?

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    BMS是鋰離子電池組的作用中心,電芯(組)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看,電池管理系統(tǒng)包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。BMS根據(jù)實時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來實現(xiàn)電池組的電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過流保護(hù)、絕緣保護(hù)等功能,并實現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細(xì)分領(lǐng)域,包括充電管理芯片、電池計量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài),調(diào)整充電電壓、電流,確保對電芯進(jìn)行安全、及時的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電,操控充電各個階段的充電狀態(tài)。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。部分保護(hù)板集成溫度傳感器,過熱/過冷時切斷電路。電摩鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)工作原理

保護(hù)板是BMS的硬件基礎(chǔ),負(fù)責(zé)基礎(chǔ)保護(hù);BMS包含軟件算法,額外管理均衡、通信、狀態(tài)估算等功能。共享換電柜鋰電池保護(hù)板云平臺

    成品鋰電池的組成是這樣的: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影響電池使用壽命和性能,嚴(yán)重者會導(dǎo)致鋰電池易燃,現(xiàn)已出現(xiàn)手機(jī)鋰電池易燃致人傷亡的案例,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,由一顆作用于IC和若干個外部元件組成,通過保護(hù)環(huán)路及時監(jiān)測并防止對電池產(chǎn)生損害,防止過充、過放和短路造成的易燃等危險。由于每個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。 共享換電柜鋰電池保護(hù)板云平臺

標(biāo)簽: BMS 鋰電池保護(hù)板