锂离子电池保护板有什么用途?简述锂离子电池保护板工作原理及构成

2021-04-13      1906 次浏览

锂离子电池保护板概要


锂离子电池保护板是对串联锂离子电池组的充放电保护;在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值(一般20mV),实现电池组各单体电池的均充,有效地改善了串联充电方式下的充电效果;同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态,保护并延长电池使用寿命;欠压保护使每一单节电池在放电使用时防止电池因过放电而损坏。


锂离子电池保护板工作原理及构成_锂离子电池保护板厂家介绍


锂离子电池保护板技术参数


均衡电流:80mA(VCELL=4.20V时)


均衡起控点:4.180.03V过充门限:4.250.05V(4.300.05V可选)


过放门限:2.900.08V(2.400.05V可选)


过放延时:5mS


过放释放:断开负载,并且各单体电池电压均高于过放门限;


过流释放:断开负载释放


过温保护:有接口,需安装可恢复性温度保护开关;


工作电流:15A(根据客户选择)


静态功耗:《0.5mA


短路保护功能:能保护,断开负载可自恢复。


重要功能:过充保护功能,过放保护功能,短路保护功能,过流保护功能,过温保护功能,均衡保护功能。


接口含义:该板的充电口与放电口相互独立,两者共正极,B-为连接电池的负极,C-为充电口的负极;P-为放电口的负极;B-、P-、C-焊盘均是过孔式,焊盘孔直径均为3mm;电池各充电检测接口以DC针座形式输出。


参数说明:最大工作电流和过流保护电流值的配置,单位:A(5/8,8/15,10/20,12/25,15/30,20/40,25/35,30/50,35/60,50/80,80/100),特殊过流值可以按客户要求定制.


锂离子电池保护板工作原理及构成_锂离子电池保护板厂家介绍


锂离子电池保护板构成及工作原理


锂离子电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,保护板有两个核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。下面以DW01配MOS管8205A进行讲解:


1.锂离子电池保护板其正常工作过程


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、第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。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通,保护板有电压输出。


2.保护板过放电保护控制原理


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压状态,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-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断,电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上充电电压后,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-与保护板的P-又重新接上,电芯经充电器直接充电。


3.保护板过充电保护控制原理


当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的新增,电芯的电压将越来越高,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0V,8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的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。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的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向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停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压,使8205A内的过充电控制管导通,即电芯的B-与保护板P-又重新接上,电芯又能进行正常的充放电。


4.保护板短路保护控制原理


在保护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,并称为8205A的导通内阻,每个开关的导通内阻约为30m\U03a9共约为60m\U03a9,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M),相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流出现的电压,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了极限值,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允许输出的最大电流是3.3A,实现了过电流保护。


5.短路保护控制过程


短路保护是过电流保护的一种极限形式,其控制过程及原理与过电流保护相同,短路只是在相当于在PP-间加上一个阻值小的电阻(约为0)使保护板的负载电流瞬时达到10A以上,保护板立即进行过电流保护。


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锂离子电池保护板的技术指标


1、电压保护能力


过充电保护:保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力过放电保护:保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能力


2.电流能力(过流保护电流,短路保护)


保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护。


3、导通电阻:


含义:当充电电流为500mA时,MOS管的导通阻抗。


由于通讯设备的工作频率较高,数据传输要求误码率低,其脉冲串的上升及下降沿陡,故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高,因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小,单节电芯保护板通常在《70m,如太大会导致通讯设备工作不正常,如手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。


4、自耗电流


含义:IC工作电压为3.6V,空载状态下,流经保护IC的工作电流,一般极小。


保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间,通常规定保护板的自耗电流小于10微安。


5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力


保护板必须能通过国标规定的震动,冲击试验;保护板在-40到85度能安全工作,能经受15KV的非接触ESD静电测试。


锂离子电池保护板的应用


锂离子电池保护板广泛应用于手机、对讲机、便携式DVD、矿灯、电动玩具、MP3/4电动工具、数码相机摄像机、笔记本电脑、特种战术灯、测绘仪器电动自行车、电动滑板车、航模、机器人、吸尘器、各种野外勘探作业设备。


锂离子电池保护板厂家介绍


力神LISHEN


天津力神电池股份有限公司(以下简称力神电池)是一家国有控股的混合所有制高科技公司,创立于1997年,注册资本12.5亿元人民币。具有100亿瓦时锂离子蓄电池的年生产量力,国际高端市场占有率位居全球锂电行业前列。


(专业锂离子蓄电池研发/生产的高新技术公司,我国锂电的引领者,天津市著名商标,天津力神电池股份有限公司)


锂离子电池保护板工作原理及构成


比亚迪


比亚迪创立于1995年,分别在香港联合交易所及深圳证券交易所上市,重要从事以二次充电电池业务,手机、电脑零部件及组装业务为主的IT产业,以及包含传统燃油汽车及新能源汽车在内的汽车产业,并利用自身技术优势积极发展包括太阳能电站、储能电站、LED及电动叉车在内的其他新能源产品。比亚迪现有员工约22万人,总占地面积近1800万平方米,在全球建立了30个生产基地。


(全球知名的锂离子电池供应商,具有强大的研发实力的高新技术公司,镍镉电池/手机锂离子电池畅销,深圳市比亚迪锂离子电池有限公司)


锂离子电池保护板工作原理及构成


比克BAK


比克电池有限公司于二OO一年成立,注册资金6.6亿元人民币即8260万美元,2010年五月三十一日在美国纳斯达克上市,是美国上市公司。是一家集锂离子电芯研发、生产、销售为一体的高新技术公司,新建的比克工业园占地面积36万平方米,在册员工8000余人,锂电芯日产量达到150万只,为世界最大的锂离子电池专业制造商之一,比克电池于2007年获得我国名牌产品称号,公司产品重要为锂离子二次充电电池,包括手机电池、笔记本电脑电池、数码电池,动力锂电池等。


(世界较大的锂离子电池专业制造商之一,深圳市高新技术公司,多项行业标准参与起草单位,深圳市比克电池有限公司)


锂离子电池保护板工作原理及构成


亿纬EVE


亿纬锂能创立于2001年,自2009年在深圳创业板上市至今,已形成锂原电池、锂离子电池、电源系统等核心业务,产品覆盖智能电网、智能交通、智能安防,储能,新能源汽车,特种行业等市场。追求卓越,专注创新,致力于打造一流智慧互联能源方法供应商。目前,公司总占地面积约50万平方米,在广东惠州、湖北荆门设有4大生产基地,在香港、台湾、美国、欧洲等国内外多地设分公司及办事处。


(上市公司,我国锂离子电池行业知名品牌,高新技术公司,省级公司技术中心,惠州亿纬锂能股份有限公司)


锂离子电池保护板工作原理及构成


中航锂电


中航锂电(洛阳)有限公司是由我国特种工业集团公司及所属单位共同投资组建、成飞集成控股的专业从事锂离子动力锂电池、电源系统研发及生产的高科技新能源公司。


公司成立于2009年,注册资本8.67亿元,现有员工3000余人。公司致力于持续提高大容量锂离子电池的研发能力和制造水平,全力打造技术领先,质量可靠,用户满意的全球锂离子电池金牌供应商。公司是国内领先的大容量、高倍率、长寿命锂离子动力锂电池专业制造公司,承担了包括6项国家863计划项目、1项国家重点研发计划项目在内的20余项国家级技术研发和产业化项目,是行业标准的核心起草单位。锂聚合物电池介绍


锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂离子电池)是一种化学性质的电池,相对普通电池来说,能量高、小型化、轻量化、放电电流大、单片电池电压大。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特点,可以配合一些产品的要,制作成不同形状与容量的电池。该类电池,理论上的最小厚度可达0.5mm。


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锂聚合物电池的参数说明


电池重要参数有C数、P数、S数等,具体含义如下:


C数是指电池能正常放电的倍数。可以简单理解为放电能力。C数乘以容量,就是电池最大放电电流。


S数是指串联锂离子电池电芯的片数,S数越大,电池的电压越大。


P数是指并联锂离子电池电芯的片数,P数越大,电池的电流越大。


充电器的特性


池充电器重要有以下特性:


1.平衡电压测量分辨率,可以充分保护电池。


2.节能环保的再生放电功能,当使用汽车电瓶供电时,放电电流可反向给汽车电瓶充电。


3.超快平衡能力,平衡电流高达1000mA。


4.供应智能电源管理系统,可设置放电电流、电压限制和放电量告警,防止过度放电。


5.支持并联充电,在并联充电板的支持下,可同时给多块电池充电。


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电池与充电器使用注意事项


1.充电


充电电流:充电电流不得超过最大充电电流(一般情况下为0.5~1.0C或以下),使用高于推荐电流充电将可能引起电池的充放电性能、机械性能和安全性能的问题,并可能导致发热或泄漏。


充电电压:充电电压不得超过规定的限制电压(4.2V/单体电池),4.25V为每单片充电电压的最高极限。


充电温度:电池必须在规定环境温度范围内进行充电,否则电池易受损坏。当电池表面温度异常时(指电池表面温度超过50C),应立即停止充电。


反向充电:正确连接电池的正负极,严禁反向充电。若正负极接反,将无法对电池进行充电。


2.放电


放电电流:放电电流不得超过规定的最大放电电流,过大电流放电会导致容量剧减并导致电池过热膨胀。


放电温度:电池必须在规定的工作温度范围内放电。当电池表面温度超过70C时,要暂时停使用,直到电池冷却到室温为止。


过放电:过放电会导致电池损坏,放电时不得使单片电池的电压低于3.6V。


3.贮存


电池应放置在阴凉的环境下贮存,长期存放电池时(超过3个月),建议置于温度为10-25C且低温度无腐蚀性气体的环境中。电池在长期贮存过程中每3个月充放电一次以保持电池活性,并保证每个电芯电压在3.7~3.9V范围内。


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