鋰電池保護板按保護功能分:有單純過充、過放、過流保護的基本型保護板,以及在此基礎(chǔ)上增加了短路保護、溫度保護等功能的增強型保護板。按適用電池類型分:可分為鈷酸鋰電池保護板、磷酸鐵鋰電池保護板、三元鋰電池保護板等,不同類型的鋰電池由于其化學特性和電壓平臺不同,需要與之匹配的保護板來進行精細保護。按串數(shù)分:有單串鋰電池保護板,主要用于一些小型電子設(shè)備如手機電池等;還有多串鋰電池保護板,常見于電動汽車、電動工具等需要較高電壓和容量的設(shè)備中,多串保護板需要具備更復(fù)雜的均衡功能,以確保每串電池都能在安全和高效的狀態(tài)下工作。鋰電池保護板具有欠壓指示功能,這個功能有助于在放電的過程中檢測電壓輸出的變化。共享換電柜鋰電池保護板軟件設(shè)計
控制芯片:是保護板的中心部件,負責監(jiān)測電池組的電壓、電流等參數(shù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值進行判斷和控制,以實現(xiàn)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(dǎo)體(ST)的相關(guān)芯片等。MOSFET 開關(guān)管:用于控制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(guān)管的導(dǎo)通和截止來切斷電路。MOSFET 開關(guān)管具有導(dǎo)通電阻小、開關(guān)速度快等優(yōu)點,能夠有效地降低電路的功耗和發(fā)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(guān)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(jiān)測電池組的溫度,當溫度過高或過低時進行相應(yīng)的保護動作。電摩鋰電池保護板智能云平臺鋰電池保護板,旨在保護鋰電池免受過放、過充、過流以及輸出短路等潛在風險的損害。
鋰電池保護板是鋰電池組中不可或缺的安全控制模塊,負責實時監(jiān)測電池狀態(tài)并執(zhí)行保護動作,防止因過充、過放、過流、短路等異常工況引發(fā)的安全隱患。作為電池管理系統(tǒng)的主要硬件組件,其性能直接影響電池壽命與使用安全,廣泛應(yīng)用于消費電子、電動工具、儲能設(shè)備及新能源汽車等領(lǐng)域。鋰電池保護板通過精細的硬件控制與智能化升級,正從“被動保護”向“主動防護+狀態(tài)管理”演進,成為鋰電池安全領(lǐng)域的主要技術(shù)支撐。未來發(fā)展趨勢:高集成化:將保護芯片、MOSFET與MCU集成于單一封裝,減少PCB面積。智能化升級:內(nèi)置AI算法,實現(xiàn)故障預(yù)測與自適應(yīng)保護策略。寬禁帶半導(dǎo)體應(yīng)用:采用SiC MOSFET提升高頻開關(guān)性能與耐溫能力。
鋰電池保護板硬件結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù),主要組件保護芯片:如TI BQ系列、精工S-82系列、理光R5400系列,內(nèi)置高精度電壓比較器與延時邏輯。MOSFET:作為電子開關(guān),需滿足低導(dǎo)通電阻(Rds<10mΩ)與高耐壓(如30V)。采樣電路:電壓檢測精度±10mV,電流檢測精度±1%。關(guān)鍵參數(shù)工作電壓范圍:單節(jié)(3.0~4.3V)、多節(jié)串聯(lián)(如7.4V、12V、24V);持續(xù)電流:1A~50A(消費級),50A~300A(動力電池級);靜態(tài)功耗:<10μA(低功耗設(shè)計延長電池待機時間);溫度范圍:-40℃~85℃(工業(yè)級標準)。隨著電動汽車技術(shù)的不斷成熟,電動汽車的產(chǎn)量和銷量將持續(xù)攀升,從而帶動鋰電池保護板市場的快速發(fā)展。
實際應(yīng)用中,鋰電池保護板面臨電壓采樣偏差、MOS管擊穿、低溫性能衰退等共性挑戰(zhàn)。多串電池組因分壓電阻精度不足可能導(dǎo)致±50mV的累積誤差,通過選用0.1%精度的金屬膜電阻并結(jié)合軟件校準可降至±5mV以內(nèi)。MOS管在浪涌電流下的擊穿風險則通過TVS二極管與兩倍耐壓選型策略化解,例如48V系統(tǒng)選用100V耐壓MOS。在-30℃嚴寒環(huán)境中,常規(guī)MOS管內(nèi)阻暴增3倍,Infineon OptiMOS系列低溫器件配合PTC加熱膜可維持正常導(dǎo)通特性。此外,電動車電機產(chǎn)生的電磁干擾可能擾亂BMS通信,采用雙絞屏蔽線加磁環(huán)濾波的方案可將誤碼率降低90%以上。用戶端需嚴格遵守操作規(guī)范,禁止私自調(diào)整保護參數(shù),儲能系統(tǒng)每季度檢測電壓一致性,戶外設(shè)備加裝IP67防護盒,形成從硬件設(shè)計到使用維護的全鏈條安全保障。隨著固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展,未來保護板將集成固態(tài)斷路器,響應(yīng)速度提升至納秒級,并與AI預(yù)測性維護結(jié)合,實現(xiàn)更智能的風險前置管理。如果出現(xiàn)錯誤充電,鋰電池保護板會自動斷開輸入和輸出,從而避免出現(xiàn)電池燒毀的情況。換電柜鋰電池保護板方案開發(fā)
適用于電動車、移動設(shè)備、儲能系統(tǒng)等。共享換電柜鋰電池保護板軟件設(shè)計
目前鋰電池保護板架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式鋰電池保護板將所有電芯統(tǒng)一用一個鋰電池保護板硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式鋰電池保護板的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池B保護板多是主從兩層架構(gòu)。儲能電池保護板則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),在從控、主控之上,還有一層總控。共享換電柜鋰電池保護板軟件設(shè)計