現(xiàn)代鋰電池保護板采用多層復(fù)合電路設(shè)計,中心由高精度監(jiān)測芯片、MOSFET功率管陣列及溫度傳感器構(gòu)成。以TI的BQ76952為例,其采樣精度達到±5mV,可同時監(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。過壓保護方面,系統(tǒng)實時比對每節(jié)電芯電壓,當(dāng)檢測到±25mV閾值時,在20ms內(nèi)切斷充電回路。針對短路故障,保護板配置兩級響應(yīng)機制:初級100μs級硬件保護直接關(guān)斷MOSFET,次級軟件保護啟動故障鎖定。溫度保護采用NTC熱敏電阻網(wǎng)絡(luò),在-40℃~85℃范圍內(nèi)實現(xiàn)±1℃監(jiān)控精度。當(dāng)前,鋰電池保護板正朝著智能化、集成化方向發(fā)展,融合 AI 算法預(yù)測電池壽命,集成電源管理 IC 減少體積。上海哪里鋰電池保護板
成品鋰電池的組成是這樣的: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?qū)盈B,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(dǎo)致鋰電池易燃,現(xiàn)已出現(xiàn)手機鋰電池易燃致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機廠家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護板,由一顆作用于IC和若干個外部元件組成,通過保護環(huán)路及時監(jiān)測并防止對電池產(chǎn)生損害,防止過充、過放和短路造成的易燃等危險。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。 質(zhì)量鋰電池保護板電池管理系統(tǒng)效果出現(xiàn)電池續(xù)航驟降、充電異常,設(shè)備顯示故障代碼,或溫度、電壓數(shù)據(jù)異常,可借助診斷工具讀取故障碼問題。
工業(yè)設(shè)備應(yīng)用(如AGV機器人、醫(yī)療設(shè)備)則對鋰電池保護板的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性提出更高要求。工業(yè)級BMS選用耐壓100V以上的MOSFET和鉭電容,在-40℃~85℃寬溫域內(nèi)穩(wěn)定工作,PCBA板噴涂三防漆以抵御粉塵、濕氣侵蝕。醫(yī)療設(shè)備電池需符合IEC60601標(biāo)準(zhǔn),保護板漏電流在10μA以下,并通過隔離電路杜絕患者觸電。礦用設(shè)備更結(jié)合防爆外殼與保護板聯(lián)動機制,在檢測到短路時優(yōu)先切斷外部負載而非電池內(nèi)部回路,避免電火花引發(fā)瓦斯危險。這類場景中,BMS上電自檢功能成為標(biāo)配,可自動診斷MOS管通斷狀態(tài),以防隱性故障積累。深圳智慧動鋰電子股份有限公司是從事鋰電池保護管理系統(tǒng)(BMS)的技術(shù)開發(fā)及鋰電池集成電路通路商的國家高新技術(shù)企業(yè)。
主動均衡技術(shù)主動均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環(huán)期間,是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配,從而縮短充電時間,延長放電使用時間。在適用場景上,主動均衡更加適用于大容量、高串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用。BMS被動均衡技術(shù)先于主動均衡在電動市場中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟些。主動均衡則較為復(fù)雜,變壓器方案的設(shè)計以及開關(guān)矩陣的設(shè)計無疑會使成本明顯增加。但主動均衡相比采用能量傳遞分配的原則,因而能量利用率相比被動均衡更高。在實際應(yīng)用中,主動均衡技術(shù)也被普遍認為更為高效和合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動均衡芯片,它采用了前列的智能算法,能夠快速有效地補償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時間。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(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。 在電動車中,BMS能夠提高電池的安全性、延長使用壽命、優(yōu)化能量管理,并提供實時數(shù)據(jù)監(jiān)控,提升整車性能。
鋰電池保護板(Protection Circuit Board,簡稱PCB)是一種專為鋰離子電池設(shè)計的電子控制模塊,其中心使命在于實時監(jiān)控電池的工作狀態(tài),通過準(zhǔn)確調(diào)控充放電過程來預(yù)防潛在的安全風(fēng)險并延長電池壽命。由于鋰電池本身化學(xué)特性活躍,過充可能導(dǎo)致內(nèi)部鋰枝晶生長引發(fā)短路甚至危險,過放則會造成電極材料不可逆的損傷,大幅縮減電池容量。因此,保護板通過集成電壓檢測、電流控制、溫度感應(yīng)等多重防護機制,成為鋰電池應(yīng)用中不可或缺的安全屏障。儲能系統(tǒng)對保護板有何需求?上海哪里鋰電池保護板
保護板能否修復(fù)已損壞的鋰電池?上海哪里鋰電池保護板
消費電子領(lǐng)域:如手機、平板電腦、筆記本電腦、移動電源等,鋰電池保護板能夠確保這些設(shè)備中的鋰電池安全充放電,延長電池使用壽命,維護用戶使用安全。電動交通工具領(lǐng)域:包括電動自行車、電動摩托車、電動汽車等,由于這些設(shè)備對電池的容量和功率要求較高,使用鋰電池保護板可以保護電池組,提高電池系統(tǒng)的可靠性和安全性,同時還能對電池組的狀態(tài)進行監(jiān)測和管理,提升車輛的性能和續(xù)航能力。儲能領(lǐng)域:在太陽能儲能系統(tǒng)、風(fēng)能儲能系統(tǒng)以及家庭儲能系統(tǒng)等中,鋰電池保護板可以保護儲能電池組的安全,防止電池在充放電過程中出現(xiàn)過充、過放等問題,確保儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,提高能源利用效率。在選擇和使用鋰電池保護板時,需要根據(jù)鋰電池的類型、容量、電壓以及應(yīng)用場景等因素進行綜合考慮,以確保保護板能夠與電池組良好匹配,發(fā)揮保護作用,保證鋰電池的安全和性能。上海哪里鋰電池保護板