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锂电池为什么会有保护板?锂电池的保护板你了解多少?

来源:宝鄂实业    2019-04-25 10:24    点击量:
 因锂电池对电压比较敏感,高一点或者低一点都会影响到电池寿命甚至损坏电池,因此锂电池必须上保护板,保护板主要起到对锂电池包进行充放电保护作用,主要功能如下:
1、过充保护,防止锂电池电芯过充导致电池损坏;
2、过放保护,防止锂电池电芯过放导致电池损坏;
3、限流及短路保护,防止锂电池组超过额定电流使用或者短路引起电池及保护板自身损坏;
4、均衡功能,能够让每个电芯都能够充满电;
5、温控保护,让锂电池在正常温度范围内工作,否则停止输入输出。
 
保护板我们可以简单理解为一个开关,但是这个开关是串联在电池负极上,同口板子是充电放电共用输出负极,而分口板子是充电放电负极分开,电池的正极输入输出从电池包的总正极输出。
 
保护板的均衡排线是为了监测每一串电池的电压,然后主控芯片根据均衡排线的电压,给控制MOS进行开关动作,达到对锂电池包最主要的过充、过放保护的功能,同时也起到均衡充电、限流、温度控制等其它功能。
 
锂电池保护板是对串联锂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避免电池因过放电而损坏。
 
  成品锂电池组成主要有两大部分,锂电池芯和保护板,锂电池芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液组成;正极板、隔膜、负极板缠绕或层叠,包装,灌注电解液,封装后即制成电芯,锂电池保护板的作用很多人都不知道,锂电池保护板,顾名思义就是保护锂电池用的,锂电池保护板的作用是保护电池不过放、不过充、不过流,还有就是输出短路保护。
 
  锂电池保护板技术参数
 
  均衡电流:80mA(VCELL=4.20V时)
 
  均衡起控点:4.18±0.03V过充门限:4.25±0.05V(4.30±0.05V可选)
 
  过放门限:2.90±0.08V(2.40±0.05V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。
 
  主要功能: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。
 
  接口定义: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。
 
  为什么有的锂电保护板需要激活_锂电池保护板怎么激活
 
  锂电池保护板原理详细分析
 
  众所周知,锂电池是当下在各个领域都会用到的新能源电池,但是锂电池需要保护板的保护很多人都不知道,保护板在电池使用中发挥着至关重要的作用,下面我们就来了解一下保护板的结构及其保护原理。
 
  保护板有两个核心的部件:一个保护IC,它是由精确地比较器获得可靠的保护参数。另外一个是MOSFET串在主要放电回路中担当高速开关,执行保护动作,IC通过监视电池电压差来控制MOS管。普通保护板上还有电阻、电容、及辅助FUSE、PTC、NTC、ID、储存器等。保护板上的B+、B-分别接电芯正极、负极。P+、P-分别是保护板输出的正极、负极。如图是是一种保护板的原理图:
 
  为什么有的锂电保护板需要激活_锂电池保护板怎么激活
 
  保护板会对电池进行过充保护、过放保护、短路保护、过流保护以及温度保护。
 
  锂电池在充电时要求恒流、恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,电压上升到一定的数值,转为恒压充电,直至电流越来越小。电池在被充电过程中,如果充电电路失去控制,就会使电压超过一定的数值后继续恒流充电,电池电压也会继续上升,将会导致电池损坏或出现安全问题。当电池中有保护板时,保护板的过充保护功能将启动,并切断MOS管,禁止对电池组充电,保护电池的安全。锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料
决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着
一块精致的保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC协
同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压
和充放回路的电流,即时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损
坏。
 
  保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件NTC、ID存储器等。其中控制IC
,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过
规定值时,它立刻(数十毫秒)控制MOS开关关断,保护电芯的安全。NTC是Negative temperature
coefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及
时反应、控制内部中断而停止充放电。ID 存储器常为单线接口存储器,ID是Identification 的缩写即
身份识别的意思,存储电池种类、生产日期等信息。可起到产品的可追溯和应用的限制。
 
二、保护板的主要作用
  一般要求在-25℃~85℃时Control(IC)检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压,在
一切正常情况下C-MOS开关管导通,使电芯与保护电路板处于正常工作状态,而当电芯电压或回路
中的工作电流超过控制IC中比较电路预设值时,在15~30ms内(不同控制IC与C-MOS有不同的响应
时间),将CMOS关断,即关闭电芯放电或充电回路,以保证使用者与电芯的安全。
  
  第二章 保护板的工作原理
保护板的工作原理图:
 
如图中,IC由电芯供电,电压在2v-5v均能保证可靠工作。
1、过充保护及过充保护恢复
  当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V,具体过充保护电压取决于IC)后,VD1翻转
使Cout变为低电平,T1截止,充电停止.当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V,具体过充保护恢复电
压取决于IC)时,Cout变为高电平,T1导通充电继续, VCR必须小于VC一个定值,以防止频繁跳
变。
2、过放保护及过放保护恢复
  当电池电压因放电而降低至设定值VD(2.3-2.5V,具体过充保护电压取决于IC)时, VD2翻
转,以短时间延时后,使Dout变为低电平,T2截止,放电停止,当电池被置于充电时,内部或门
被翻转而使T2再次导通为下次放电作好准备。
3、过流、短路保护
  当电路充放回路电流超过设定值或被短路时,短路检测电路动作,使MOS管关断,电流截止。