主动均衡又称非能量耗散式均衡,其原理在充电和放电循环期间,是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去,使得电池PACK内的电荷得到重新分配,从而缩短充电时间,延长放电使用时间。在适用场景上,主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂,变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本明显增加。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则,因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中,主动均衡技术也被普遍认为更为节能和合理。例如,科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片,它采用了高智能算法,能够迅速地补偿电池组产生的差异,确保电池一致性,延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。智慧动锂电子是一家集锂电池安全管理硬件、软件及BMS系统方案于一体的综合服务商。 锂电池组由多节电芯串联组成,各电芯特性存在差异,充电时部分电芯部分未充满,长期如此影响电池组性能。电动自行车锂电池保护板软件设计
控制芯片:是保护板的中心部件,负责监测电池组的电压、电流等参数,并根据预设的阈值进行判断和控制,以实现各种保护功能。常见的控制芯片有德州仪器(TI)的BMS芯片、意法半导体(ST)的相关芯片等。MOSFET开关管:用于操作电池组的充放电回路,当控制芯片检测到异常情况时,会通过控制MOSFET开关管的导通和截止来切断电路。MOSFET开关管具有导通电阻小、开关速度快等好处,能够有效地降低电路的功耗和发热。电阻、电容等元件:电阻用于分压、限流等,电容则用于滤波、储能等,它们与控制芯片和MOSFET开关管等配合,共同完成保护板的各项功能。此外,部分保护板还可能配备温度传感器,用于监测电池组的温度,当温度过高或过低时进行相应的保护动作。 质量锂电池保护板批发厂家动力锂电池保护板和消费级保护板的区别?
保护板的功能实现依赖于严密的参数设定。例如,过充保护的电压阈值需根据电池类型精细调整——磷酸铁锂电池的过充点为3.65V,过放点为2.0V,与三元锂体系有明显区别。过流保护则需结合设备负载特性,例如电动工具的电机启动电流可能是额定值的3倍,保护板需设置延时判断机制(如10ms~2s),既防止误触发又确保及时断电。此外,高质量保护板的内阻通常控制在20mΩ以下,以减少能量损耗,而工业级产品还需耐受极端温度与振动环境,例如车载电池保护板需满足-40℃至85℃的工作范围。在选型时,用户需综合考虑电池组规格与应用场景。单节3.7V的蓝牙耳机电池只需基础保护功能,而7串24V的电动自行车电池组则要求支持多节均衡与高持续电流(如30A)。主动均衡方案虽能提升电池组容量利用率,但成本较高,多见于储能系统;消费电子则多采用成本更低的被动均衡。品牌选择上,精工、德州仪器等厂商的芯片因高精度和稳定性备受青睐,而劣质保护板可能因电压检测偏差或MOS管耐压不足导致保护失效,引发安全隐患。
从结构上看,保护板主要由控制芯片(IC)、MOSFET开关、采样电阻、温度传感器及辅助电路构成。控制芯片如同“大脑”,负责处理来自电池的电压、电流信号,例如常见的DW01芯片可实时比对单节电池电压与预设阈值(如三元锂电池的过充阈值4.25V、过放阈值2.5V),一旦检测到异常立即发出指令。MOSFET开关则扮演“闸门”角色,通常采用双N沟道或P沟道场效应管(如AO8810),在过充、过放或过流时迅速切断电路,其响应速度可达毫秒级,尤其在短路保护中,能在百微秒内阻断高达200A的瞬间电流,有效遏制热失控风险。采样电阻与温度传感器(如NTC热敏电阻)则分别负责监测电流大小与环境温度,确保电池在-20℃至60℃的安全区间内工作。对于多节串联的电池组,保护板还会加入被动均衡电路,通过电阻耗能平衡各单体电压差异,避免因容量不匹配导致的整体性能衰减。当电池放电时,如果电压低于设定的安全范围,BMS系统保护板会及时断开放电电路,防止电池过放。
消费电子领域:如手机、平板电脑、笔记本电脑、移动电源等,锂电池保护板能够确保这些设备中的锂电池安全充放电,延长电池使用寿命,维护用户使用安全。电动交通工具领域:包括电动自行车、电动摩托车、电动汽车等,由于这些设备对电池的容量和功率要求较高,使用锂电池保护板可以保护电池组,提高电池系统的可靠性和安全性,同时还能对电池组的状态进行监测和管理,提升车辆的性能和续航能力。储能领域:在太阳能储能系统、风能储能系统以及家庭储能系统等中,锂电池保护板可以保护储能电池组的安全,防止电池在充放电过程中出现过充、过放等问题,确保储能系统的稳定运行,提高能源利用效率。在选择和使用锂电池保护板时,需要根据锂电池的类型、容量、电压以及应用场景等因素进行综合考虑,以确保保护板能够与电池组良好匹配,发挥保护作用,保证锂电池的安全和性能。具备电路知识和工具可尝试,但存在短路风险,建议由专业人员更换。机电锂电池保护板管理系统方案开发
手机、电动车、充电宝、无人机、储能电源等所有锂电池设备,否则存在安全隐患。电动自行车锂电池保护板软件设计
工业设备应用(如AGV机器人、医疗设备)则对锂电池保护板的可靠性与环境适应性提出更高要求。工业级BMS选用耐压100V以上的MOSFET和钽电容,在-40℃~85℃宽温域内稳定工作,PCBA板喷涂三防漆以抵御粉尘、湿气侵蚀。医疗设备电池需符合IEC60601标准,保护板漏电流在10μA以下,并通过隔离电路杜绝患者触电。矿用设备更结合防爆外壳与保护板联动机制,在检测到短路时优先切断外部负载而非电池内部回路,避免电火花引发瓦斯危险。这类场景中,BMS上电自检功能成为标配,可自动诊断MOS管通断状态,以防隐性故障积累。深圳智慧动锂电子股份有限公司是从事锂电池保护管理系统(BMS)的技术开发及锂电池集成电路通路商的国家高新技术企业。 电动自行车锂电池保护板软件设计