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电池保护板

发布时间:2014-02-12

保护板,我们在日常生活、工作中都经常用到,但不知道大家对“电池保护板”是否知道呢?本文收集整理了一些资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

电池保护板
电池保护板

发展前景


由于近几年的动力锂电池的飞速发展,无论是生产工艺还是材料技术改进上,或价格的优势,都有相当大的突破,因此它也为多并多串打下坚实的基础。替代铅酸电池的时代越来越近。无论电动自行车还是后备电源,它的市场占有率自然也开始疯狂扩大,这是不可否认的事实。那么,为了电池的安全与寿命,锂电池的有效保护自然也少不了,此时保护板在电池包内也是一个非常核心的部件之一。

理论上来讲,动力多串电池保护板已经没有太多的电子技术含量了,比如电路与软件处理,有太多的选择。其主要是把保护部分如何做到稳定,可靠,更安全,更实用,当然价格也是其中之一。想要真正的想把它做好,那是一件非常复杂细心而又漫长的轮回工作。如果要按经验与技术值的占比比值的话,技术只占20% 。经验要占到80% 。做好动力电池保护板没有个三五年的经验,还是有困难的。当然做好与能做是两回事。为什么会有这样的结论呢?这是有依据的。说实话,保护板的方案电路并不复杂,只要在电池电子行业工作了一两年,设计个电路与抄袭人家一个电路不是什么难事。比如:多串动力电池他主要是高电压,大电流,高内阻工作(微电流),电池包工作环境的考量等等,这都牵扯到多年的电子专业综合经验。大到要对整个PACK的了解,小到一个电阻,电容或晶体管的选型,或是布板时的注意细节。总的一句话,保护板主要是稳定,可靠,安全的保护电池组,保证电池组的正常安全使用或使用得更久,其它添加的特有技术与功能,都是浮云。

定义


锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC或TCO等电流器件协同完成,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或TCO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、JEPSUN捷比信精密电阻及辅助器件NTC、ID存储器,PCB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。

PTC是英文Positive Temperature Coefficient的缩写,意思是正温度系数。专业里面通常把正温度系数器件简称为PTC,电池产品里PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生,根据电池的电压、电流密度特性和应用环境,对PTC有专门的要求。
PTC是电池组件产品里一个非常重要的部件,对电池的安全担负着重要使命,它本身的性能和品质也是电池组性能和品质的一个重要因数。

保护板对单一电芯保护时,保护板设计会相对简单,技术性较高的地方在于,比如对动力电池保护板设计需要注意的电压平台问题,动力电池在使用中往往被要求很大的平台电压,所以设计保护板时尽量使保护板不影响电芯放电的电压,这样对控制IC,精密电阻等元件的要求就会很高,一般国产IC能满足大多数产品要求,特殊可以采用进口产品,电流采样电阻则需要使用JEPSUN捷比信电阻,以满足高精密度,低温度系数,无感等要求。对多电芯保护板设计,则有更高的技术要求,按照不同的需要,设计复杂程度各不相同的产品。

主要技术功能:

1、过充保护 

2、过放保护 

3、过流、短路保护

手机电池启动保护后的解决方法(来源于网络):

1、用原配的直冲在手机上直接充电,会把电池保护板的保护电路自动冲开。

2、把电池的正负极瞬间短路,看到电极片上有火花就行了,多试几次,然后再用直充充电。

3、找个5V的直流电,用正负极轻触电池的正负极,多试几次,再用原充电器充。
电池保护板
电池保护板

其它相关


如果坚持要用到均衡功能的人,我可以断定此人没有大批量生产动力电池保护板或PACK的经验。如果有大批量生产过,他一定会在均衡上吃不少的亏。个人认为,均衡利用保护板来实现,有点滑稽。因为保护板就是保护的,它只做电池在最极端的时候起到有效的保护作用,它没有能力去把电池的性能提高,保护板只是一个被动部分,难道家里的保护丝或保护开关能提高家里的电量?当然不可能。它只起到保护作用。

电芯

电芯才是主动器件,我们要提高的是电芯上的性能与技术,主要是一致性。再说均衡做在保护板上,不管是从理论上还是实际应用中,它有弊有利,但在理论上,均衡有一定的作用,但用处多大,显然可见。为何?因为充电一般都是在2~10A的电流,而均衡我们最多只能做到200mA。这个差别太多,同时有些均衡方案是在充电电压的末端启动,更显得于事无补啊。而它有弊端的一面,太多太多。

端口

VDD是IC电源正极,VSS是电源负极,V-是过流/短路检测端,Dout是放电保护执行端,Cout是充电保护执行端.2,保护板端口说明:B+,B-分别是接电芯正极,负极;P+,P-分别是保护板输出的正极,负极;T为温度电阻(NTC)端口,一般需要和用电器的MCU配合产生保护动作,后面会介绍,这个端口有时也标为ID,意即身份识别端口,这时,R3一般为固定阻值的电阻,让用电器的CPU辨别是否为指定的电池。

1、输出负极、充电负极、电池负极、必须按顺序接线,不要反接线路以免烧坏电路元件

2、充电线,放电线,电池负极。尽量用粗线,否则会通不过大电流,会起到过流保护,造成电路不工作

3、电池正极输出不用经过保护电路,直接连接输出

综上所述,本文已为讲解电池保护板,相信大家对电池保护板的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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