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动力保护板-动力电池保护板工作原理与保护注意事项
- 2020-03-16-

近几年的动力锂电池的快速发展,不管是消费工艺还是资料技能改进上,或价钱的优势,都有相当大的打破,因而它也为多并多串打下坚实的根底。代替铅酸电池的时期越来越近。不管电动自行车还是后备电源,它的市场占有很大市场扩大发展得优势。那么,为了电池的安全与寿命,锂电池的有用保护天然也少不了,此刻保护板在电池器件也是一个重要之一。

 

动力电池保护板,它是用来保护电池保护损坏与延伸电池的运用寿数。并且它只在电池出现极点问题的情况下作出zui稳定zui有用的保护防止出现意外。

 

保护项目与注意事项

1.电流保护

它首要表现在工作电流与过电流使开关MOS断开然后保护电池组或负载。

 

MOS管的损坏首要是温度急剧升高,它的发热也是电流的大小及 自身的内阻来抉择的,当然小电流,对MOS没什么影响,可是大电流呢,这个就要好好做些处置了, 在通过额定电流时,小电流10A以下,我们能够直接用电压来驱动MOS管。大电流,必定是要加驱动,给MOS满足大的驱动电流。以下在MOS管驱动有讲到工作电流,在规划的时候,MOS管上不能存在超过0.3W的功率。核算工式:I2*R/N。R为MOS的内阻,N为MOS的数量。假定功率超过,MOS会发生25度以上的温升,又因它们都是密封的,就算有散热片,长期工作时,温度仍是会上去,因为它没在中心可散热。当然MOS管是没任何问题,问题是他发生热量会影响到电池,究竟保护板是与电池放在一起的。

 

2.电压保护

过充,过放,这要依据电池的资料不同而有所改动,这点看似简略,但要细节上来看,还是有学历学识的。

 

过充保护,在我们以往的单节电池保护电压都会高出电池充饱电压50~150mV。可是动力电池不一样,假定你要想延伸电池寿数,你的保护电压就挑选电池的充饱电压,致使还要比此电压还低些。比如锰锂电池,能够挑选4.18V~4.2V。因为它是多串数的,整个电池组的寿数容量首要是以容量zui低的那颗电池以准,小容的总是在大电流高电压作业,所以衰减加速。而大容量每次都是轻充轻放,当然衰减要慢得多了。为了让小容量的电池也是轻充轻放,所以过充保护电压点不要挑选太高。这个保护延时能够做到1S,防止脉冲的影响然后保护。

 

过放保护,也是与电池的资料有关,如锰锂电池一般挑选在2.8V~3.0V。尽量要比它单颗电池过放的电压稍高点。因为,在国内消费的电池,电池电压低于3.3V后,各颗电池的放电特性无缺纷歧,因而是提前保护电池,这样对电池的寿数是一个很好的保护。

 

总的一点就是尽量让每一颗电池都工作在轻充轻放下作业,必定是对电池的寿数是一个辅助。

 

过放保护延滞时间,它要根据负载的不同而有所改变,比如电动工具类的,他的启动电流一般都在10C以上,因此会在短时间内把电池的电压拉到过放电压点从而保护。此时无法让电池工作。这是值得注意的地方。

 

过流保护(zui大电流),此项是保护板必不行少的,十分关键一个保护参数。保护电流的大小与MOS的功率相关,因而在规划时,要尽量给出MOS才华的余量。在布板的时候,电流检测点必定要选好方位,不能只接通就行,这需求履历值。一般主张接在检测电阻的中心端。还要留心电流检测端的干扰问题,因为它的信号很容易受到干扰。

 

3.短路保护

严格来讲,它是一个电压比较型的保护,也就是讲是用电压的比较直接关断或驱动的,不要通过剩余的处置。

 

短路延时的设置也很重要,因为在我们的产品中,输入滤波电容都是很大的,在触摸时及时给电容充电,此刻就相当于电池短路来给电容充电。

 

4.温度保护

一般在智能电池上都会用到,也是不可少的。但常常它的满意总会带来另一方面的缺少。我们首要是检测电池的温度来断开总开关来保护电池自身或负载。假定是在一个稳定的环境条件下,当然不会有什么问题。因为电池的工作环境是我们不可控制的,太多复杂的改变。

 

5.MOS保护

首要是MOS的电压,电流与温度。当然就是牵扯到MOS管的选型了。MOS的耐压当然要超越电池组的电压,这是必需的。电流讲的是在通过额定电流时MOS管体上的温升了一般不超越25度的温升,只供参阅。

 

MOS的驱动,或许会有的人会讲,我有用低内阻大电流的MOS管,但为何还有蛮高的温度?这是MOS管的驱动部分没有做好,驱动MOS要有满足大的电流,详尽多大的驱动电流,要依据功率MOS管的输入电容来定。因而,一般的过流与短路驱动都不能用芯片直接驱动,必定要外加。在大电流(逾越50A)作业时,必定要做到多级多路驱动,才能确保MOS的同一时刻同一电流正常翻开与封闭。因为MOS管有一个输入电容, MOS管功率,电流越大,输入电容也就越大,假定没有满足的电流,不会在短时刻做出无缺的操控。特别是电流逾越50A时,电流规划上更要细化,必定要做到多级多路驱动操控。这样才能确保MOS的正常过流与短路保护。

 

MOS电流平衡,首要讲的是多颗MOS并起来用时,要让每一颗MOS管通过的电流,翻开与封闭时刻都是不合的。这就要在画板方面入手了,它们的输入输出必定要对称,必定要确保每一个管子通过的电流是不合这才是意图。

 

6.均衡

均衡是此文章的论说的要点。现在zui通用的均衡方法分为两种,一种就是耗能式的,另一种就是转能式的。

 

A耗能式均衡,首要是把多串电池中某节电池的电量或电压高的用电阻把剩余的电能损耗掉。它也分如下三种。

 

一)充电均衡

它首要是在充电时任何一颗电池的电压高出全部电池平均电压时,它就发动均衡,不管电池的电压在什么规模,它首要是使用在智能软件计划上。当然怎么说能够由软件任意调整。此计划的长处它能有更多的时刻去做电池的电压均衡。

 

二)电压定点均衡

就是把均衡发动定在一个电压点上,如锰锂电池,很多就定在4.2V初步均衡。这种方法仅仅在电池充电的结尾间断,所以均衡时刻较短,用处可想而知。

 

三)静态主动均衡

它也能够在充电的过程中间断,也能够在放电时刻断,更有特性的是,电池在静态放置时,假定电压不合时,它也在均衡着,直到电池的电压抵达不合。但有人认为,电池都没作业了,为什么保护板仍是在发热呢?

 

 

以上三种方法都所以参阅电压来完结均衡的。可是,电池电压高纷歧定代表容量就高,或许截然相反。以下论说。

 

其优点就是本钱低,规划简略,在电池电压不不合时能起到必定的效果,首要表现在电池长期放置自耗惹起的电压不不合。理论上是有细小的可行性。

缺陷,电路复杂,元件多,温度高,防静电差,缺陷率高。元件越多,缺陷率天然就高了。

 

温度

耗能式的,是想把所谓剩余的电量用电阻以发热的方法来耗掉剩余的电能,它确成了名不虚传发热源。而高温对电芯自身来讲是十分丧命的一个相当要素,它可能会让电池熄灭,也可能会惹起电池爆破。正本我们是在想尽全部办法去削减整个电池包的温度发生,而耗能均衡呢?一起它的温度高得惊人,我们能够去测验一下,当然是在全封闭的环境下。总的来说,它是一个发热体,热是电池的丧命天敌。

 

静电

我个人规划保护板时,向来不必小功率的MOS管,哪怕一颗都不必。因为自己在这一块吃过太多的亏了。就是MOS管的静电问题。先不说小MOS在作业的环境,就说在消费加工PCBA贴片时,假定车间的湿度低于60%,小MOS消费出来的不良率都会逾越10%以上,然后再湿度调到80%。小MOS的不良率为零。能够试试。这要标明一个什么问题呢?假定我们的产品在北方的冬季,小MOS能否能通过,这需求时刻来考证的。再有,MOS管的损坏只需短路,假定短路那不行思议,就意味着这组电池立刻要损坏。更何况我们的均衡上的小MOS用得还不少呢。这时有人会恍然,难怪退回来的货,都是因为均衡坏掉而惹起单体电池损坏,并且都是MOS坏掉了。这时电芯厂与保护板厂初步扯皮了。是谁的错呢?

 

均衡总结 自己有这么一个定论:假定坚持要用到均衡功用的人,能够判定此人没有大批量消费动力电池保护板或PACK的经验。假定有大批量消费过,他必定会在均衡上吃不少的亏。个人认为,均衡使用保护板来完结,有点诙谐。因为保护板就是保护的,它只做电池在zui极点的时候起到有用的保护效果,它没有能力去把电池的功能前进,保护板仅仅一个被迫部分,莫非家里的保护丝或保护开关能提高家里的电量?当然不可能。它只起到保护效果。

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