因为锂离子电池对电压很敏感,稍高或稍低都会影响电池寿命,甚至损坏电池。因此,锂离子电池必须受到上限保护,它在锂离子电池组的充放电中起着重要的作用。重要功能如下:
1.过充电保护,防止锂离子电池过充电造成的电池损坏;
2.过放电保护,防止锂离子电池单体过放电造成电池损坏;
3.限流和短路保护,防止锂离子电池组超过额定电流或因短路对电池和保护板本身造成损坏;
4.均衡功能,可以让每个电池充满电;
5、温控保护,让锂离子电池在正常温度范围内工作,否则停止输入输出。
我们可以简单地将保护板理解为一个开关,但是这个开关与电池负极上,串联。同一个端口板是充放电公共输出负极,而分离端口板是充放电分离负极,电池的正极输入和输出从电池组的总正极输出。
保护板的均衡排线是监测每个电池串的电压,然后主控芯片根据均衡排线,的电压切换控制MOS,从而实现对锂离子电池组最重要的过充过放保护功能,同时也起到平衡充电、限流、控温等其他功能。
保护板的重要功能部件和输入输出接口描述如下(以4串为例,多串个数相同)
当然,上描述的接口和组件描述很重要,不同厂家的板卡可能略有不同。例如,为了改善整个电池组的监控和管理,将增加各种管理和控制接口
主要控制芯片制造商及概述
对于保护板来说,自然不可能防止主控管理芯片单元,保护板的灵魂。目前主流的锂电池管理芯片有1、2和.一个单片机管理20节,价格当然从几毛钱到几十块钱不等。
重要厂商有日本精工, 理光, 美上美, 台富晶, 宏康, 中星微在中系,比亚迪微电子,O2在美,凌特和德州仪器。数不胜数,应该说半导体公司都能生产这种芯片,呵呵
其中,面对低序列号市场,精工,口碑日本是第一家制造手表的公司。在搜索淘宝,时,所有保护板的卖家都直接在他们的宝贝上标注精工集成电路。毕竟他们是第一个做的,他们的准确性也是大家公认的。精工芯片和市场上最多受一个部分保护,如8261和8209系列。保护板制造商可以级联方式支持1-N系列保护板
江浙和广东的保护板制造商都喜欢使用单串芯片
除了单个保护芯片外,很多厂商还针对多个序列号对主控芯片进行保护。主流的有理光R 5432,美上美MM 3474,O2 8940,比亚迪BM 3451等北方制造商和东南制造商都使用理光或MM制造的芯片就高串数而言,凌特应该用在电动车领域。此外,德州仪器, O2和英飞凌也有相关解决方案。论坛上还有基于凌特的BMS….
什么是MOS?
什么是MOS?中文的名字是金属氧化物半导体场效应晶体管。当它用在保护板上时,金属氧化物半导体用作开关。怎么说呢,你可以理解为MOS是保护板上的一个空开关,但是这个空开关不是手动断的,是由控制芯片外围电路的控制管理IC来开或关的。
在保护板上MOS的应用中,我认为最关键的两个指标是耐压和导通电阻R(DSon)。前者代表能承受整个电池组和充电器电压的电压,如72V锂离子电池。我们做保护板的时候,不能用75N75等75V耐压的MOS,必须用43104110高耐压的;就保护板而言,MOS只有常开常闭的现象,不存在开关损耗。只有在控制器和电源的应用中,才会考虑基于PWM驱动的开关损耗。
鉴于以上两点,我们应该选择耐压合适、阻抗较低的MOS,因为高压MOS往往阻抗很大,比如72V保护板。4110肯定比4310好,4310肯定比4115好。
什么是均衡?
均衡,所有做或者用锂电池或者锂电池的DIY爱好者都离不开均衡这个词,只是有些人还没有深刻理解均衡这个词.注意:均衡的目的是让每一串电池充满电,但造成锂电池均衡的是一致性问题,比如内阻不同,自放电不同,而不是能够弥补电池单体落后带来的容量差异!一锅粥里有老鼠屎,整个电池基本报废~ ~
平衡来说,有两种方式:主动和被动
被动均衡:通过对高电压的串放电,反复充电,电池的每一串电压都可以随着时间达到预期电压(即基本充满电)。被动均衡属于耗散均衡,通过热量耗散电能。所以平衡时会出现保护板发热的问题,这也导致了保护板不能很好平衡电流的根本原因。
主动均衡:利用外围电路,将高压串的功率转移到低压串。久而久之,每个人的电压都一样。主动均衡也叫无损均衡,因为功率是内部传递的,发热程度只是转换效率的问题。目前大部分电动车都是被动均衡。为什么?低成本和高可靠性
很多人喜欢用平衡电流大的保护板。其实在保护板的设计中,被动平衡法无非是电阻值的选择。但是你想想,大部分保护板都是用电池组包着的,热量怎么散?比如,根据欧姆定理,每个均衡电阻的发热量为I * I * R=0.1 * 0.1 * 35=0.35 W,最差情况下,24个系列的保护板同时开启24个均衡灯(或23个灯),总功率为8W。请先试着在你的电池里放一个8 W的灯泡看看情况。因此,这里应该注意的是,在保护板和电池之间存在一定的间隙,以防止由于热量直接传递到电池而导致的各种问题.
什么是好的保护板?
好的保护板离不开可靠的元器件、正确的PCB布线和外围电路设计。反正大家都说好就真的好。但是对于保护板厂商来说,外围电路的设计离不开相关的经验和实验测试。不说别的,如何实现光放电MOS的平滑关断,可以保证短路不炸裂。我觉得每个家庭在这方面都有自己的考虑。以下哪种驱动电路最适合保护板?还有提升空间吗?
安装保护板的注意事项
不管是哪个厂家的保护板,接的线无非是B-(接电池)、P-(放电负极)、C-(充电负极)和一大堆排线。以上标签略有不同。比如有的厂家给负极CH-充电,放电D-等等。事实上,这是电池和充电的前两个字母英文想想中,和百度英文每个人的高等教育电池和充电的单词.言归正传,保护板的接线,顺序应该是:
1、明确几个B-P-C-,还有排线,的顺序特别要明白第一根是连在哪里的。
2.预先焊接硼磷碳线。焊接前不要等待连接。这个位置不适合焊接
3.在串联和并联时,排线按预期连接
4.确认排线100%符合预期(确认万用表下的电压和顺序是否正常)
5.将排线插入保护板,测量P(电池阳极)和B-P以及P-P和C-的电压,看它们是否一致。正常情况下,应该是一样的
6.将插头和插座粘牢,防止松动,并固定好保护板(最好不要将保护板直接粘在电池上,否则传热会不平衡)