成品鋰電池的組成主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成;正極板、隔膜、負極板纏繞或層疊,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但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。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,嚴重者會導致鋰電池自燃,現已出現手機鋰電池自燃致人傷亡的案例,經常出現IT和手機廠家召回鋰電池產品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護板,由一顆操作IC和若干個外部元件組成,通過保護環路監測并防止對電池產生損害,防止過充、過放和短路造成的危險。由于每個中都要安裝一片電池保護IC,鋰電池保護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。AI在保護板中的應用前景?品牌鋰電池保護板管理系統方案定制
保護板的功能實現依賴于嚴密的參數設定。例如,過充保護的電壓閾值需根據電池類型精細調整——磷酸鐵鋰電池的過充點為3.65V,過放點為2.0V,與三元鋰體系有明顯區別。過流保護則需結合設備負載特性,例如電動工具的電機啟動電流可能是額定值的3倍,保護板需設置延時判斷機制(如10ms~2s),既防止誤觸發又確保及時斷電。此外,高質量保護板的內阻通常控制在20mΩ以下,以減少能量損耗,而工業級產品還需耐受極端溫度與振動環境,例如車載電池保護板需滿足-40℃至85℃的工作范圍。在選型時,用戶需綜合考慮電池組規格與應用場景。單節3.7V的藍牙耳機電池只需基礎保護功能,而7串24V的電動自行車電池組則要求支持多節均衡與高持續電流(如30A)。主動均衡方案雖能提升電池組容量利用率,但成本較高,多見于儲能系統;消費電子則多采用成本更低的被動均衡。品牌選擇上,精工、德州儀器等廠商的芯片因高精度和穩定性備受青睞,而劣質保護板可能因電壓檢測偏差或MOS管耐壓不足導致保護失效,引發安全隱患。品牌鋰電池保護板管理系統方案定制鋰電池保護板主要是防止鋰電池過充、過放、過流、短路及過溫的電子模塊,保障電池安全,延長壽命。
鋰電池保護板作為電池管理系統的重點組件,其設計初衷是解決鋰電池因化學特性導致的安全與性能衰減問題。鋰電池雖具備高能量密度、長循環壽命等優勢,但其充放電過程對電壓、電流及溫度極為敏感:過充可能導致電解液分解、正極材料結構坍塌并釋放氧氣,進而引發電池鼓脹甚至不良反應;過放則會使負極銅箔溶解、電解液分解,導致電池內阻劇增且無法復原容量;而過流或短路時,電池內部焦耳熱積累可能觸發鏈式反應,造成熱失控。針對這些安全漏洞,保護板通過集成高精度操作IC、MOSFET功率開關及周圍監測電路,構建了多層級防護體系。操作IC作為“大腦”,以毫秒級響應速度持續采集電池組中各單體電壓、充放電電流及環境溫度,當檢測到異常時,通過驅動電路操作MOSFET的導通與關斷,實現電路的物理隔離。
BMS硬件保護板的主要功能包括幾個方面:一,能夠實時監測電池的關鍵參數,包括電壓、電流和溫度;第二,提供過壓和欠壓保護,及時防止電池在充電或放電過程中超出安全電壓范圍;第三,支持過流保護以防止電池在充電或放電過程中產生超過額定值的電流;第四,持續監測電池溫度,及時阻止過熱現象的發生;第五,在充電階段通過平衡電池單體電壓,以提高整體電池的使用壽命。BMS軟件保護板的主要功能則包括以下方面:一,通過嵌入式算法實現電池狀態的估計和操控,以確保良好性能;第二,支持與其他系統進行數據交換,例如與電動車系統之間的信息傳遞;第三,允許用戶通過網絡遠程監測電池的實時狀態,提高監管的便捷性;第四,積極收集、存儲電池運行數據,并提供分析工具,以便用戶更好地了解電池性能并作出相應決策。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。 被動均衡(電阻耗能)或主動均衡(能量轉移),解決電芯間電壓差異,提升整體壽命。
控制芯片:是保護板的中心部件,負責監測電池組的電壓、電流等參數,并根據預設的閾值進行判斷和控制,以實現各種保護功能。常見的控制芯片有德州儀器(TI)的BMS芯片、意法半導體(ST)的相關芯片等。MOSFET開關管:用于操作電池組的充放電回路,當控制芯片檢測到異常情況時,會通過控制MOSFET開關管的導通和截止來切斷電路。MOSFET開關管具有導通電阻小、開關速度快等好處,能夠有效地降低電路的功耗和發熱。電阻、電容等元件:電阻用于分壓、限流等,電容則用于濾波、儲能等,它們與控制芯片和MOSFET開關管等配合,共同完成保護板的各項功能。此外,部分保護板還可能配備溫度傳感器,用于監測電池組的溫度,當溫度過高或過低時進行相應的保護動作。 鋰電池保護板如何檢測是否損壞?機電鋰電池保護板管理系統云平臺開發
保護板通過內部的控制芯片實時監測電池的電壓和溫度。當檢測到異常時,控制芯片會切斷電路,從而保護電池。品牌鋰電池保護板管理系統方案定制
鋰電池保護板是鋰電池組中不可或缺的安全管理組件,其中心功能在于實時監控電池狀態并防止異常工況引發的安全危險。作為電池系統的“智能衛士”,保護板通過集成操作芯片(如DW01、BQ系列等)與MOSFET開關,對電壓、電流及溫度等關鍵參數進行動態監測。當檢測到單節電池電壓超過過充閾值(如三元鋰電池)時,保護板會立即切斷充電回路,避免電解液分解或熱失控危險;反之,若電壓低于過放閾值(如三元鋰),則斷開放電回路,防止電池因過度放電導致結構損傷和容量衰減。對于突發的過流或短路故障,保護板能在微秒級時間內響應,通過高耐壓MOS管(如8205A)切斷電路,杜絕高溫或起火等危險。此外,多串電池組還需依賴均衡功能(被動電阻耗散或主動能量轉移)來減少電芯間的電壓差異,從而延長整體電池壽命。 品牌鋰電池保護板管理系統方案定制