鋰動力電池包保護板功能及接線

時間:2019-11-14 10:12來源:動力電池網(wǎng) 作者:綜合報道
點擊: 次
      關(guān)鍵詞：構(gòu)成功能  接線
 
      1.鋰動力電池保護板構(gòu)成
 
       鋰動力電池保護板是針對鋰動力電池設計的起保護作用的集成電路板，鋰動力電池需要保護是由其本身特性決定的。由于鋰動力電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此在設計鋰動力電池包時，會附帶設計一塊保護板。
 
       鋰動力電池保護板通常由控制IC、開關(guān)管、精密采用電阻、NTC、PTC、ID存儲器等構(gòu)成，控制IC在鋰動力電池包一切正常的情況下控制開關(guān)管導通，使電芯與外電路溝通，而當電芯電壓或回路電流、溫度超過規(guī)定值時它立刻（數(shù)十毫秒）控制開關(guān)管關(guān)斷，保護電芯的安全。
 
       NTC是Negative temperature coefficient的縮寫，即負溫度系數(shù)電阻，在環(huán)境溫度升高時，其阻值降低。ID存儲器常為單線接口存儲器，在ID存儲器存儲著鋰動力電池包種類、生產(chǎn)日期等信息，可起到產(chǎn)品的可追溯和使用壽命信息。
 
       PTC是英文Positive Temperature Coefficient的縮寫，是正溫度系數(shù)電阻，鋰動力電池包產(chǎn)品內(nèi)PTC可以防止鋰動力電池包高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生，根據(jù)鋰動力電池包的電壓、電流密度特性和應用環(huán)境，對PTC有專門的要求。PTC是鋰動力電池包產(chǎn)品內(nèi)一個非常重要的部件，對鋰動力電池包的安全擔負著重要使命，它本身的性能和品質(zhì)也是鋰動力電池包性能和品質(zhì)的一個重要因數(shù)。
 
      2.鋰動力電池保護板功能
 
       鋰動力電池的保護由電子電路組成，在-40℃～+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓、充放回路的電流及電芯溫度，即時控制電流回路的通斷。針對單一電芯保護的保護板設計會相對簡單，而針對鋰動力電池包保護的保護板設計，按照不同的需要，其設計復雜程度各不相同。
       在鋰動力電池包保護板設計中需要考慮的因素較多，如電壓平臺問題，鋰動力電池包在使用中往往被要求很大的平臺電壓，所以設計鋰動力電池包保護板時盡量使保護板不影響電芯的放電電壓，這樣對控制IC、采樣電阻等元件的要求就會很高，電流采樣電阻應滿足高精密度，低溫度系數(shù)，無感等要求。鋰電池保護板的電路如圖1所示，在圖1中，B＋、B-分別是接電芯的正、負極；P＋、P-分別是保護板輸出的正、負極；T為溫度電阻（NTC）端口。鋰電池保護板的主要功能有過充保護、過放保護、過流保護、短路保護、溫度保護。
 
      （1）過充保護
 
       鋰動力電池包過充保護的定義：當鋰動力電池包某一串電壓大于（過壓）最大值時，且達到保護延遲時間，IC控制Q2關(guān)斷充電回路。場效應管Q1、Q2可等效為兩只開關(guān)，當Q1或Q2的G極電壓大于1V時，開關(guān)管導通。導通開關(guān)管的D、S間內(nèi)阻很小（數(shù)十毫歐姆），相當于開關(guān)閉合；當G極電壓小于0.7V時，開關(guān)管截止，截止的開關(guān)管的D、S極間的內(nèi)阻很大（幾兆歐姆），相當于開關(guān)斷開。
 
       在鋰動力電池包充電時，當鋰動力電池包通過充電器正常充電時，隨著充電時間的增加，電芯兩端的電壓將逐漸升高，當電芯電壓升高到4.4V（通常稱為過充保護電壓）時，控制IC將判斷電芯已處于過充電狀態(tài)，控制IC將使Q2截止，此時電芯的B一極與保護電路的P-端之間處于斷開狀態(tài)并保持，即電芯的充電回路被切斷，停止充電。
 
       當保護電路的P＋與P-端接上放電負載后，因此時雖然過充電控制開關(guān)管Q2截止，但其內(nèi)部的二極管正方向與放電回路的電流方向相同，所以仍可對負載放電。當電芯兩端電壓低于4.3V（通常稱為過充保護恢復電壓）時，控制IC將Q2退出過充電保護狀態(tài)，即Q2導通，即電芯的B-端與保護電路P-端又重新接上，電芯又能進行正常的充電。
 
      （2）過放保護
 
       鋰動力電池包過放保護的定義：當鋰動力電池包某一串電壓小于（欠壓）最大值時，且達到保護延遲，IC控制Q1關(guān)斷放電回路。
 
       當電芯通過外接的負載進行放電時，鋰動力電池包兩端的電壓將慢慢降低，同時控制IC內(nèi)部將通過電阻R1實時監(jiān)測鋰動力電池包電壓，當單體電芯電壓下降到2.3V（通常稱為過放保護電壓）時，控制IC認為單體電芯已處于過放電狀態(tài)，控制IC將使Q1截止，此時電芯的B-與P-之間處于斷開狀態(tài)，即鋰動力電池包的放電回路被切斷，電芯將停止放電。
 
       保護板處于過放電狀態(tài)并一直保持到保護板的P+與P-間電壓上升到IC的門限電壓（一般為3.1V，通常稱為過放保護恢復電壓），控制IC將使Q1再次導通。即鋰動力電池包的B-與保護板的P-又重新接上，鋰動力電池包經(jīng)充電器直接充電。
 
      （3）過流保護
 
       鋰動力電池包的過流保護定義：當電池組P+與P-輸出電流超過過流/短路電流值，并達到過流延時，控制電路控制放電開關(guān)管關(guān)斷放電回路，停止放電。電流過大產(chǎn)生熱量累積是需要一個持續(xù)的過程，所以過電流一般會有兩重保護，第一重保護的設定值比較小，延時時間比較長，第二重保護的設定值比較大，延時時間很短。當過電流保護動作后，回路電流瞬間就變成了0A，要想恢復保護狀態(tài)，一般有兩種條件 ：
 
       1）不需要人工干預，在經(jīng)過一段時間之后，自動打開回路，如果此刻依然為過流狀態(tài)，則鋰動力電池包又會進入保護，若過流解除，鋰動力電池包將進入工作狀態(tài)。
 
       2）需要人工干預，等負載或者充電機移除后，人工復位過電流保護。
 
       鋰動力電池包在對負載正常放電過程中，放電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個開關(guān)管時，由于開關(guān)管的導通阻抗，會在其兩端產(chǎn)生一個電壓，該電壓值U=I×RDS×2（RDS為單個開關(guān)管的導通阻抗），控制IC對該電壓值進行檢測，若負載因某種原因?qū)е庐惓�，使回路電流增大，當回路電流大到使U》0.1V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，控制IC使Q1由導通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過電流保護作用。
 
       在控制IC檢測到過電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷信號之間有一段延時時間，該延時時間的長短由C2決定，通常為13毫秒左右，以避免因干擾而造成誤判斷。在上述控制過程中，其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值，還取決于開關(guān)管的導通阻抗，開關(guān)管導通阻抗越大時，對同樣的控制IC，其過電流保護值越小。
 
     （4）短路保護
 
       短路保護其實也是過電流保護的一種，只不過當系統(tǒng)短路以后，電流理論上會變成無限大，這樣產(chǎn)生的熱量也是無限大，如果要等到軟件反應過來再保護，鋰動力電池包可能已損壞，因此，對于短路保護一般是采用硬件來自動觸發(fā)，觸發(fā)后傳遞給控制IC一個信號即可。
 
       當鋰動力電池包P+與P-輸出電流超過短路電流值，并達到短路延時，控制電路控制放電開關(guān)管關(guān)斷放電回路，停止放電。短路保護是過電流保護的一種極限形式，其控制過程及原理與過電流保護一樣，短路只是在相當于在P+、P-間加上一個阻值小的電阻（約為0Ω）使保護板的負載電流瞬時達到設定值，保護板立即觸發(fā)短路保護。
 
      （5）溫度保護
 
       鋰動力電池包溫度保護定義：當鋰動力電池包的溫度達到溫度閾值時，且達到保護延遲，控制電路控制關(guān)斷充放電開關(guān)管，停止充放電。溫度保護比較簡單，溫度保護值有上限也有下限，甚至在細分還可以分為充電時的溫度保護以及放電時的溫度保護，需根據(jù)實際需要設計。
 
       在設計時需要注意的是，在實際的測試中發(fā)現(xiàn)，溫度是一個比較容易抖動的值（這和選用的傳感器有關(guān)，比如使用熱敏電阻），所以在判斷的時候保護值和恢復值一定要做出一個合理的區(qū)間，不然系統(tǒng)會不穩(wěn)定。
 
       保護板上的T端口為過溫保護端，常見的過溫保護電路是在T端與P-端接一只NTC電阻（見圖1中的R3），該電阻緊貼電芯安裝。當用鋰動力電池包長時間處于大功率工作狀態(tài)時，鋰動力電池包溫度會上升，則NTC阻值會逐漸下降，鋰動力電池包保護板的控制IC對NTC阻值進行檢測，當阻值下降到設定閾值時，控制IC立即發(fā)出關(guān)斷充放電開關(guān)管指令，從而達到保護鋰動力電池包的目的。
 
      3.鋰動力電池保護板接線
 
       鋰動力電池保護板分正極板和負極板，負極板分為負極同口板、負極分口板，其功能都是一樣的，不支持通過軟件來修改正、負極保護板的設置，所以只能按照保護板接線圖來確定保護方式。
      （1）負極板分口接線
 
       負極板分口接線如圖2所示，負極板分口接線順序見表1。
      （2）負極板同口接線
 
       負極板同口接線如圖3所示，負極板分口接線順序見表2。

      （3）正極板同口接線
 
       正極板同口接線如圖4所示，正極板分口接線順序見表3。
      （4）同口保護板接線步驟
       因不同廠家的鋰動力電池包保護板的排線是不通用，在接線時應確保使用配套排線，同口保護板接線步驟如下：
 
       1）在接排線之前，不要把排線插入保護板。
 
       2）將保護板B-線（藍色粗線）接到動力電池總負極端。
 
       3）排線的第1根細黑線接B-，第2根線（細紅線）連接第1串電池正極，后面依次連接每一串電池的正極，直到最后一串B+。
 
       4）排線接好后，測量插頭背面每兩個相鄰金屬端子間的電壓，如果是三元聚合物電池電壓應該在2.8～4.2V之間，鐵鋰電池應該在2.5～3.65V之間，鈦酸鋰電池應該在1.6～2.8V之間。
 
       5）檢測電壓無誤后，將保護板插入保護板插座。
 
       6）測量電池B+，B-電壓與P+，P-電壓是否一致，若兩電壓一致，說明保護板工作正常（保護板相當于開關(guān)，開關(guān)已經(jīng)打開，電流可安全通過）。如不一，按照上面接線順序檢查接線是否正確。
 
       同口和分口保護板排線的接線方法是一樣的，區(qū)別在于放電線、充電線的接線方法不一樣。同口充放電的負極都是接在P-線上；分口是充電線接在C-線上、放電接在P-線上。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 鋰電池 動力電池 鈦酸鋰
作者：綜合報道 ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://jzr14e.cn/shushuo/jishu/2019111431215.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡

  • 美國ION公司固態(tài)電池新突破：超125次循環(huán)，容量衰減低于5%

    美國電池初創(chuàng)公司IONStorageSystems（ION）日前宣布，旗下Solid-State固態(tài)電池已成功實現(xiàn)超過125次循環(huán)，性能容量衰減低于5%，為未來部署提供了超過1000次循環(huán)的潛力。 據(jù)介紹，ION是一家位于美國馬里蘭州的固態(tài)電池（SSB）制造商，其無陽極和無壓縮固態(tài)電池
    2024-03-11 22:56
    		•

  • 電池圈里，沒有共同富裕

    電池產(chǎn)業(yè)鏈上的貧富差異。
    2023-05-17 09:20
    		•

  • 鋰離子電池隔膜的主要性能參數(shù)有哪些？

    鋰電池隔膜 是 鋰離子電池 關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，其性能決定了 電池 的接口結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響了電池的能量、循環(huán)以及安全性等特性，質(zhì)量較高的隔膜對提高 鋰電池 綜合性能起到重要的作用。那么，鋰離子電池隔膜主要性能參數(shù)有哪些呢？ 1、厚度：對于消耗
    2023-01-24 18:18
    		•

  • 技術(shù)層面的鋰電好產(chǎn)品是否一定能幫公司業(yè)績兌現(xiàn)？

    因2022／Q3更換了工作賽道和方向的原因，使得有機會從過去十年一直在汽車及鋰電制造業(yè)田間地頭精耕細作的工作模式中抽身。 在過去將近半年的時間里，新的角色賦予在業(yè)務和市場前端工作的機會，可以用不同的視角來觀察鋰電行業(yè)的發(fā)展和變革，而不再僅僅停留在
    2023-01-24 18:16
    		•

  • 鋰電產(chǎn)業(yè)如何利用視覺檢測系統(tǒng)降本增效？

    導語： 機器視覺檢測已在鋰電池生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，為產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量提供可靠保障。維視智造作為鋰電池視覺檢測系統(tǒng)提供商，為企業(yè)提供專業(yè)、系統(tǒng)、穩(wěn)定的鋰電行業(yè)解決方案，可保證0漏檢，確保安全生產(chǎn)，全面提升生產(chǎn)效率。 一、鋰電池行業(yè)高速發(fā)展下隱藏的暗
    2023-01-24 18:11
    		•

  • 電動車市場開啟降價潮， 問界與小鵬之后零跑跟風！

    特斯拉降價之后對國內(nèi)友商的影響還在繼續(xù)發(fā)酵，此前已經(jīng)有問界汽車、小鵬汽車跟進降價，現(xiàn)在降價的陣營又多了一個選手零跑汽車。 零跑汽車此次降價的主要針對的車型是C01。 官網(wǎng)顯示，2023年1月17日，零跑正式推出C01車型新春籌禮限時優(yōu)惠購車政策。凡在2023
    2023-01-24 18:10
    		•

  • 震�？萍紨M3億元投建鋰電池鋁殼生產(chǎn)項目

    1月9日，震�？萍�(300953.SZ)公布，公司擬在江西上饒投資建設鋰電池鋁殼生產(chǎn)項目(簡稱“江西上饒項目”)，投資總額為人民幣3億元。
    2023-01-10 15:53
    		•

  • 簡述寧德時代的電池技術(shù)斷代

    在本次《世界新能源大會》中，寧德時代從整體和技術(shù)層面做出一些分享，有意思的地方，在于寧德時代電池技術(shù)如何斷代，以及如何給客戶分配技術(shù)的問題
    2022-09-06 09:32
    		•

  • 鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰電池優(yōu)缺點對比

    鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰電池優(yōu)缺點對比
    2022-06-21 08:42
    		•

  • 為廢舊電池開疆拓土！廢舊NCM與雙功能催化劑實現(xiàn)夢幻聯(lián)動！

    NMC廢料轉(zhuǎn)化為高效的納米級NiMnCo基催化劑正極，不僅可以緩解環(huán)境污染，還可以顯著降低ZABs的成本，從而實現(xiàn)兩者的夢幻聯(lián)動......
    2022-05-19 11:46
    		•
專題
相關(guān)新聞

  • 美國ION公司固態(tài)電池新突破：超125次循環(huán)，容量衰減低于5%

    美國電池初創(chuàng)公司IONStorageSystems（ION）日前宣布，旗下Solid-State固態(tài)電池已成功實現(xiàn)超過125次循環(huán)，性能容量衰減低于5%，為未來部署提供了超過1000次循環(huán)的潛力。 據(jù)介紹，ION是一家位于美國馬里蘭州的固態(tài)電池（SSB）制造商，其無陽極和無壓縮固態(tài)電池
    2024-03-11 22:56

  • 電池圈里，沒有共同富裕

    電池產(chǎn)業(yè)鏈上的貧富差異。
    2023-05-17 09:20

  • 鋰離子電池隔膜的主要性能參數(shù)有哪些？

    鋰電池隔膜 是 鋰離子電池 關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，其性能決定了 電池 的接口結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響了電池的能量、循環(huán)以及安全性等特性，質(zhì)量較高的隔膜對提高 鋰電池 綜合性能起到重要的作用。那么，鋰離子電池隔膜主要性能參數(shù)有哪些呢？ 1、厚度：對于消耗
    2023-01-24 18:18

  • 技術(shù)層面的鋰電好產(chǎn)品是否一定能幫公司業(yè)績兌現(xiàn)？

    因2022／Q3更換了工作賽道和方向的原因，使得有機會從過去十年一直在汽車及鋰電制造業(yè)田間地頭精耕細作的工作模式中抽身。 在過去將近半年的時間里，新的角色賦予在業(yè)務和市場前端工作的機會，可以用不同的視角來觀察鋰電行業(yè)的發(fā)展和變革，而不再僅僅停留在
    2023-01-24 18:16

  • 鋰電產(chǎn)業(yè)如何利用視覺檢測系統(tǒng)降本增效？

    導語： 機器視覺檢測已在鋰電池生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，為產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量提供可靠保障。維視智造作為鋰電池視覺檢測系統(tǒng)提供商，為企業(yè)提供專業(yè)、系統(tǒng)、穩(wěn)定的鋰電行業(yè)解決方案，可保證0漏檢，確保安全生產(chǎn)，全面提升生產(chǎn)效率。 一、鋰電池行業(yè)高速發(fā)展下隱藏的暗
    2023-01-24 18:11

  • 電動車市場開啟降價潮， 問界與小鵬之后零跑跟風！

    特斯拉降價之后對國內(nèi)友商的影響還在繼續(xù)發(fā)酵，此前已經(jīng)有問界汽車、小鵬汽車跟進降價，現(xiàn)在降價的陣營又多了一個選手零跑汽車。 零跑汽車此次降價的主要針對的車型是C01。 官網(wǎng)顯示，2023年1月17日，零跑正式推出C01車型新春籌禮限時優(yōu)惠購車政策。凡在2023
    2023-01-24 18:10

  • 震�？萍紨M3億元投建鋰電池鋁殼生產(chǎn)項目

    1月9日，震�？萍�(300953.SZ)公布，公司擬在江西上饒投資建設鋰電池鋁殼生產(chǎn)項目(簡稱“江西上饒項目”)，投資總額為人民幣3億元。
    2023-01-10 15:53

  • 簡述寧德時代的電池技術(shù)斷代

    在本次《世界新能源大會》中，寧德時代從整體和技術(shù)層面做出一些分享，有意思的地方，在于寧德時代電池技術(shù)如何斷代，以及如何給客戶分配技術(shù)的問題
    2022-09-06 09:32
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
微信公眾號