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鋰電池保護(hù)板的主要功能:過充保護(hù):當(dāng)電池電壓達(dá)到設(shè)定上限時(shí),保護(hù)板自動(dòng)切斷充電電路,防止電池過充。過放保護(hù):當(dāng)電池電壓降至設(shè)定下限時(shí),保護(hù)板切斷放電電路,避免電池過放。過流保護(hù):當(dāng)充放電電流超過額定值時(shí),保護(hù)板迅速切斷電路,防止電池因過流而損壞。短路保護(hù):在電池短路時(shí),保護(hù)板立即切斷電路,避免電池過熱或起火。溫度保護(hù):監(jiān)測(cè)電池溫度,防止因高溫或低溫導(dǎo)致的電池性能下降或安全問題。均衡功能:平衡電池組中各電芯的電壓,延長(zhǎng)電池組整體壽命。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。推廣鋰電池保護(hù)板軟件設(shè)計(jì)
目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個(gè)BMS硬件采集,適用于電芯少的場(chǎng)景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場(chǎng)景中,如電動(dòng)工具、機(jī)器人(搬運(yùn)機(jī)器人、助力機(jī)器人)、IOT智能家居(掃地機(jī)器人、電動(dòng)吸塵器)、電動(dòng)叉車、電動(dòng)低速車(電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托、電動(dòng)觀光車、電動(dòng)巡邏車、電動(dòng)高爾夫球車等)、輕混合動(dòng)力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語(yǔ)五花八門,不同的公司,有不同的叫法。動(dòng)力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲(chǔ)能BMS則因?yàn)殡姵亟M規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),除了從控、主控之外,還有一層總控。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。太陽(yáng)能板鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)軟件開發(fā)保護(hù)板通過內(nèi)部的控制芯片實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓和溫度。當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí),控制芯片會(huì)切斷電路,從而保護(hù)電池。
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(shí)時(shí)采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來(lái)實(shí)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(shí)現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對(duì)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(jì)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的充電狀態(tài),調(diào)整充電電壓、電流,確保對(duì)電芯進(jìn)行安全、及時(shí)的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動(dòng)進(jìn)行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電,操控充電各個(gè)階段的充電狀態(tài)。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。
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的布線工藝,確保大電流通流能力。過壓保護(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。匹配電池電壓(3.7V/3.2V)、最大電流、封裝尺寸及保護(hù)閾值。
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(shí)現(xiàn),依賴于多個(gè)精密中心部件的緊密協(xié)作與高效聯(lián)動(dòng)。控制芯片(IC)作為保護(hù)板的中心,承擔(dān)著實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)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(duì)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(chǎng)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)娐罚行Х乐闺姵匾蜻^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)”,確保控制芯片接收到的電壓、電流信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)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(jì)”,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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。BMS如果失效會(huì)產(chǎn)生什么后果?電單車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)品牌
鋰電池保護(hù)板的過充保護(hù)如何觸發(fā)?推廣鋰電池保護(hù)板軟件設(shè)計(jì)
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,動(dòng)力鋰離子電池廣泛應(yīng)用于基站儲(chǔ)能、UPS、電動(dòng)汽車,以及電動(dòng)工具、自行車滑板車、電摩、太陽(yáng)能路燈、逆變器、噴霧器、航模、筋膜槍、智能裝備等多個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域。相對(duì)于鉛酸、鎳氫鎳鎘電池而言,鋰離子電池具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。其無(wú)記憶效應(yīng)、自放電小(不到鎳氫電池的1/20)、循環(huán)次數(shù)多(鉛酸一般 400次,而鐵鋰電池可達(dá) 2000次),使用壽命長(zhǎng);可高倍率充放電,充電快,大電流工作時(shí)能平穩(wěn)放電;重量輕、體積小,能量密度約為鉛酸電池的6倍,單體工作電壓約等于 3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯(lián)電壓;綠色環(huán)保,不含鉛、鎘、汞等重金屬。實(shí)際應(yīng)用中動(dòng)力鋰離子電池組必須配備的保護(hù)電路,故采用動(dòng)力鋰電池保護(hù)板確保鋰離子電池安全性及電池容量、使用壽命等。推廣鋰電池保護(hù)板軟件設(shè)計(jì)