鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC或TCO等電流器件協(xié)同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,即時控制電流回路的通斷;PTC或TCO在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。保護板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、精密電阻及輔助器件NTC、ID存儲器,PCB等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻(數(shù)十毫秒)控制MOS開關(guān)關(guān)斷,保護電芯的安全。NTC是Negative temperature coefficient的縮寫,意即負溫度系數(shù),在環(huán)境溫度升高時,其阻值降低,使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。ID存儲器常為單線接口存儲器,ID是Identification 的縮寫即身份識別的意思,存儲電池種類、生產(chǎn)日期等信息??善鸬疆a(chǎn)品的可追溯和應(yīng)用的限制。PTC是英文Positive Temperature Coefficient的縮寫,意思是正溫度系數(shù)。專業(yè)里面通常把正溫度系數(shù)器件簡稱為PTC,電池產(chǎn)品里PTC可以防止電池高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生,根據(jù)電池的電壓、電流密度特性和應(yīng)用環(huán)境,對PTC有專門的要求。鋰電池保護板是鋰電池不可缺少的組成部分。佛山新能源保護板電池
鋰電池保護板(BMS)的基本原理。是一種控制電池負極輸出的BMS方案,使用背靠背(漏極接漏極)的兩組MOS串入電池的負極,可以實現(xiàn)對電池充電和放電的分別控制。圖片控制負端的好處是,MOS管選用的是NMOS,控制電壓更容易獲得,在相同電壓電流參數(shù)下,NMOS的型號更多且成本更低,NMOS具有更低的內(nèi)阻有利于減小保護板的發(fā)熱。在此基本原理之外,保護板還有電源電路、主控MCU、MOS驅(qū)動電路、開關(guān)機復(fù)位電路、電芯電壓采樣電路、電流采樣電流、溫度采樣電路、通訊電路、短路反接檢測和保護電路、限流充電電路、預(yù)充電路、歷史數(shù)據(jù)存儲模塊等等……在以上功能模塊的基礎(chǔ)上,保護板可以實現(xiàn)多種保護策略,包括基本的過壓保護、欠壓保護、充放電過流保護、電池溫度保護、環(huán)境溫度保護、MOS溫度保護、短路保護、反接保護等,實現(xiàn)保護的方法都是通過控制相應(yīng)的MOS切斷充電回路或放電回路。充電管和放電管的數(shù)量可以視電池的容量和充放電電流大小來確定,MOS管可以多個并接在一起使用。漸江鋰電保護板芯片眾鑫凱:鋰電池保護板是什么?
為什么電池在正常使用或者長時間不使用會出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象呢?在充放電的過程中出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象有兩種:一.過充導(dǎo)致的鼓包。同時過度充電會導(dǎo)致正極材料里的鋰原子全部跑到負極材料里面,導(dǎo)致正極原本飽滿的柵格發(fā)生變形垮塌,這也是鋰電池電量下降的一個主要原因。在這個過程中,負極的鋰離子越來越多,過度堆積使得鋰原子長出樹樁結(jié)晶,使得電池發(fā)生鼓脹。二.過放導(dǎo)致的鼓包。在液態(tài)鋰離子電池S次充放電過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。形成的鈍化層膜能有效地阻止電解液分子的通過,但Li+卻可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出,具有固體電解質(zhì)的特征,因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質(zhì)界面膜”(solidelectrolyteinterface),簡稱SEI。SEI膜對負極材料會產(chǎn)生保護作用,使材料結(jié)構(gòu)不容易崩塌,并且可以增加電極材料的循環(huán)壽命。SEI膜并非一成不變,在充放電過程中會有少許的變化,主要是部分有機物會發(fā)生可逆的變化。電池過度放電后使得SEI膜發(fā)生可逆性破環(huán),保護負極材料的SEI破壞后使得負極材料崩塌,從而形成鼓包現(xiàn)象。
鋰電池保護板其正常工作過程為:當電芯電壓在2.5V至4.3V之間時,DW01的1腳、第3腳均輸出高電平(等于供電電壓),第二腳電壓為0V。此時DW01的第1腳、第3腳電壓將分別加到8205A的第5、4腳,8205A內(nèi)的兩個電子開關(guān)因其G極接到來自DW01的電壓,故均處于導(dǎo)通狀態(tài),即兩個電子開關(guān)均處于開狀態(tài)。此時電芯的負極與保護板的P-端相當于直接連通,保護板有電壓輸出。作用:1.電壓保護:過充,過放2.電流保護:它主要體現(xiàn)在工作電流與過電流使開關(guān)MOS斷開從而保護電池組或負載。3.短路保護:嚴格來講,他是一個電壓比較型的保護,也就是講是用電壓的比較直接關(guān)斷或驅(qū)動的,不要經(jīng)過多余的處理。4.溫度保護:一般在智能電池上都會用到,也是不可少的。5.MOS保護:主要是MOS的電壓,電流與溫度。6.自耗電量,這個參數(shù)是越小越好,Z理想的狀態(tài)是為零,但不可能做到這一點。7.均衡:目前Z通用的均衡方式分為兩種,一種就是耗能式的,另一種就是轉(zhuǎn)能式的。動力電池保護板,顧名思義,它是用來保護電池不讓損壞與延長電池的使用壽命。
鋰電池保護板是對串聯(lián)鋰電池組的充放電保護;在充滿電時能保證各單體電池之間的電壓差異小于設(shè)定值(一般±20mV),實現(xiàn)電池組各單體電池的均充,有效地改善了串聯(lián)充電方式下的充電效果;同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài),保護并延長電池使用壽命;欠壓保護使每一單節(jié)電池在放電使用時避免電池因過放電而損壞。成品鋰電池組成主要有兩大部分,鋰電池芯和保護板,鋰電池芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成;正極板、隔膜、負極板纏繞或?qū)盈B,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯,鋰電池保護板的作用很多人都不知道,鋰電池保護板,顧名思義就是保護鋰電池用的,鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流,還有就是輸出短路保護。保護板性能如何將對鋰電池安全產(chǎn)生直接影響?南京新能源保護板開發(fā)
如何讓電池更安全?解析動力電池保護板控制策略的開發(fā)與測試。佛山新能源保護板電池
保護板常見不良分析。四、短路保護無自恢復(fù):1.設(shè)計時所用IC本來沒有自恢復(fù)功能,如G2J,G2Z等。2.儀器設(shè)置短路恢復(fù)時間過短,或短路測試時未將負載移開,如用萬用表電壓檔進行短路表筆短接后未將表筆從測試端移開(萬用表相當于一個幾兆的負載)。3.P+、P-間漏電,如焊盤之間存在帶雜質(zhì)的松香,帶雜質(zhì)的黃膠或P+、P-間電容被擊穿,ICVdd到Vss間被擊穿.(阻值只有幾K到幾百K)。4.如果以上都沒問題,可能IC被擊穿,可測試IC各管腳之間阻值。五、內(nèi)阻大:1.由于MOS內(nèi)阻相對比較穩(wěn)定,出現(xiàn)內(nèi)阻大情況,首先懷疑的應(yīng)該是FUSE或PTC這些內(nèi)阻相對比較容易發(fā)生變化的元器件。2.如果FUSE或PTC阻值正常,則視保護板結(jié)構(gòu)檢測P+、P-焊盤與元器件面之間的過孔阻值,可能過孔出現(xiàn)微斷現(xiàn)象,阻值較大。3.如果以上多沒有問題,就要懷疑MOS是否出現(xiàn)異常:首先確定焊接有沒有問題;其次看板的厚度(是否容易彎折),因為彎折時可能導(dǎo)致管腳焊接處異常;再將MOS管放到顯微鏡下觀測是否破裂;Z后用萬用表測試MOS管腳阻值,看是否被擊穿。佛山新能源保護板電池
深圳眾鑫凱科技有限公司是一家有著先進的發(fā)展理念,先進的管理經(jīng)驗,在發(fā)展過程中不斷完善自己,要求自己,不斷創(chuàng)新,時刻準備著迎接更多挑戰(zhàn)的活力公司,在廣東省等地區(qū)的能源中匯聚了大量的人脈以及**,在業(yè)界也收獲了很多良好的評價,這些都源自于自身不努力和大家共同進步的結(jié)果,這些評價對我們而言是比較好的前進動力,也促使我們在以后的道路上保持奮發(fā)圖強、一往無前的進取創(chuàng)新精神,努力把公司發(fā)展戰(zhàn)略推向一個新高度,在全體員工共同努力之下,全力拼搏將共同深圳眾鑫凱科技供應(yīng)和您一起攜手走向更好的未來,創(chuàng)造更有價值的產(chǎn)品,我們將以更好的狀態(tài),更認真的態(tài)度,更飽滿的精力去創(chuàng)造,去拼搏,去努力,讓我們一起更好更快的成長!