工業(yè)設(shè)備應(yīng)用(如AGV機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備)則對(duì)鋰電池保護(hù)板的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性提出更高要求。工業(yè)級(jí)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(hù)板漏電流在10μA以下,并通過(guò)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(hù)板聯(lián)動(dòng)機(jī)制,在檢測(cè)到短路時(shí)優(yōu)先切斷外部負(fù)載而非電池內(nèi)部回路,避免電火花引發(fā)瓦斯危險(xiǎn)。這類(lèi)場(chǎng)景中,BMS上電自檢功能成為標(biāo)配,可自動(dòng)診斷MOS管通斷狀態(tài),以防隱性故障積累。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司是從事鋰電池保護(hù)管理系統(tǒng)(BMS)的技術(shù)開(kāi)發(fā)及鋰電池集成電路通路商的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。 鋰電池化學(xué)性質(zhì)活潑,過(guò)流或短路可能引發(fā)高溫危險(xiǎn)。保護(hù)板通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓,主動(dòng)切斷回路,保障電池壽命。充電柜鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)
主動(dòng)均衡技術(shù)主動(dòng)均衡又稱(chēng)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(shí)間,延長(zhǎng)放電使用時(shí)間。在適用場(chǎng)景上,主動(dòng)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(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場(chǎng)中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟些。主動(dòng)均衡則較為復(fù)雜,變壓器方案的設(shè)計(jì)以及開(kāi)關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)無(wú)疑會(huì)使成本明顯增加。但主動(dòng)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(dòng)均衡更高。在實(shí)際應(yīng)用中,主動(dòng)均衡技術(shù)也被普遍認(rèn)為更為高效和合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動(dòng)均衡芯片,它采用了前列的智能算法,能夠快速有效地補(bǔ)償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長(zhǎng)電池組的使用壽命和平均無(wú)故障時(shí)間。智慧動(dòng)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。 充電柜鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)通常保護(hù)板壽命長(zhǎng)于電池,但長(zhǎng)期在高溫、潮濕環(huán)境下使用可能加速元件老化,需定期檢查。
鋰電池保護(hù)板作為電池管理系統(tǒng)的重點(diǎn)組件,其設(shè)計(jì)初衷是解決鋰電池因化學(xué)特性導(dǎo)致的安全與性能衰減問(wèn)題。鋰電池雖具備高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì),但其充放電過(guò)程對(duì)電壓、電流及溫度極為敏感:過(guò)充可能導(dǎo)致電解液分解、正極材料結(jié)構(gòu)坍塌并釋放氧氣,進(jìn)而引發(fā)電池鼓脹甚至不良反應(yīng);過(guò)放則會(huì)使負(fù)極銅箔溶解、電解液分解,導(dǎo)致電池內(nèi)阻劇增且無(wú)法復(fù)原容量;而過(guò)流或短路時(shí),電池內(nèi)部焦耳熱積累可能觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),造成熱失控。針對(duì)這些安全漏洞,保護(hù)板通過(guò)集成高精度操作IC、MOSFET功率開(kāi)關(guān)及周?chē)O(jiān)測(cè)電路,構(gòu)建了多層級(jí)防護(hù)體系。操作IC作為“大腦”,以毫秒級(jí)響應(yīng)速度持續(xù)采集電池組中各單體電壓、充放電電流及環(huán)境溫度,當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí),通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路操作MOSFET的導(dǎo)通與關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)電路的物理隔離。
鋰電池保護(hù)板主要功能。電壓保護(hù)過(guò)充保護(hù):監(jiān)測(cè)單體電芯電壓,當(dāng)達(dá)到設(shè)定閾值(如三元鋰4.25V±0.05V)時(shí)切斷充電回路,防止電解液分解或熱失控。過(guò)放保護(hù):在電芯電壓低于閾值(如三元鋰2.5V±0.1V)時(shí)斷開(kāi)負(fù)載,避免不可逆容量損失。電流保護(hù)過(guò)流/短路保護(hù):通過(guò)檢測(cè)電流瞬時(shí)峰值(如10A~100A范圍),在數(shù)毫秒內(nèi)觸發(fā)MOSFET關(guān)斷,保護(hù)電芯與電路。溫度保護(hù)集成NTC熱敏電阻,當(dāng)溫度超過(guò)安全范圍(如-20℃~60℃)時(shí),暫停充放電并報(bào)警。均衡作用(可選)被動(dòng)均衡:通過(guò)電阻耗能平衡高電壓電芯,成本低但效率有限;主動(dòng)均衡:采用電感或電容轉(zhuǎn)移能量,均衡速度快,適用于大容量電池組。深圳智慧動(dòng)鋰電子股份有限公司是從事鋰電池保護(hù)管理系統(tǒng) (BMS) 的技術(shù)開(kāi)發(fā)及鋰電池集成電路通路商的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。怎樣判斷保護(hù)板故障?
現(xiàn)代鋰電池保護(hù)板采用多層復(fù)合電路設(shè)計(jì),中心由高精度監(jiān)測(cè)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(dá)到±5mV,可同時(shí)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(guò)壓保護(hù)方面,系統(tǒng)實(shí)時(shí)比對(duì)每節(jié)電芯電壓,當(dāng)檢測(cè)到±25mV閾值時(shí),在20ms內(nèi)切斷充電回路。針對(duì)短路故障,保護(hù)板配置兩級(jí)響應(yīng)機(jī)制:初級(jí)100μs級(jí)硬件保護(hù)直接關(guān)斷MOSFET,次級(jí)軟件保護(hù)啟動(dòng)故障鎖定。溫度保護(hù)采用NTC熱敏電阻網(wǎng)絡(luò),在-40℃~85℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±1℃監(jiān)控精度。均衡保護(hù)功能有什么意義?廣西出口鋰電池保護(hù)板
保護(hù)板的壽命與鋰電池一致嗎?充電柜鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)
鋰電池保護(hù)板與BMS電池管理系統(tǒng)是一回事嗎?鋰電池保護(hù)板的主要功能是為電機(jī)、儲(chǔ)能設(shè)備等系統(tǒng)提供能量供應(yīng)的鋰電池管理系統(tǒng)。BMS電池管理系統(tǒng)具有過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫、過(guò)流和短路保護(hù)功能。鋰電池保護(hù)板是系列鋰電池的充放電保護(hù),BMS鋰電池保護(hù)板非常重要。本文格瑞普將介紹鋰電池保護(hù)板與BMS電池管理系統(tǒng)的區(qū)別。BMS電池管理系統(tǒng)和鋰電池保護(hù)板都是鋰電池的保護(hù)傘,但BMS管理系統(tǒng)相當(dāng)于鋰電池的大腦,更智能,可編輯,配備電池管理軟件。保護(hù)板是ICMOS加上一些電阻和電容的原件,屬于硬件保護(hù)。與保護(hù)板相比,BMS電池管理系統(tǒng)更容易操作,也更方便。但能否在極端低溫環(huán)境下正常使用還有待驗(yàn)證,BMS電池管理系統(tǒng)對(duì)于維護(hù)電動(dòng)汽車(chē)、充電站設(shè)備和人員的安全具有重要意義。 充電柜鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)