成品鋰電池的組成主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護(hù)板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負(fù)極板、電解液組成;正極板、隔膜、負(fù)極板纏繞或?qū)盈B,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護(hù)板的作用很多人都不知道,鋰電池保護(hù)板,顧名思義就是保護(hù)鋰電池用的,鋰電池保護(hù)板的作用是保護(hù)電池不過(guò)放、不過(guò)充、不過(guò)流,還有就是輸出短路保護(hù)。鋰電池在使用過(guò)程中,過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流都會(huì)影響電池使用壽命和性能,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致鋰電池燃燒,現(xiàn)已出現(xiàn)手機(jī)鋰電池燃燒致人傷亡的案例,經(jīng)常出現(xiàn)IT和手機(jī)廠家召回鋰電池產(chǎn)品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護(hù)板,由一顆控制IC和若干個(gè)外部元件組成,通過(guò)保護(hù)環(huán)路有效監(jiān)測(cè)并防止對(duì)電池產(chǎn)生損害,防止過(guò)充、過(guò)放和短路造成的燃燒等危險(xiǎn)。由于每個(gè)中都要安裝一片電池保護(hù)IC,鋰電池保護(hù)IC市場(chǎng)大得驚人,每年有幾十億美元的市場(chǎng),市場(chǎng)前景非常廣闊。電動(dòng)汽車(chē)對(duì)保護(hù)板的特殊要求?便攜式電源鋰電池保護(hù)板保護(hù)IC
控制芯片:是保護(hù)板的中心部件,負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電池組的電壓、電流等參數(shù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行判斷和控制,以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能。常見(jiàn)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(kāi)關(guān)管:用于控制電池組的充放電回路,當(dāng)控制芯片檢測(cè)到異常情況時(shí),會(huì)通過(guò)控制 MOSFET 開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截止來(lái)切斷電路。MOSFET 開(kāi)關(guān)管具有導(dǎo)通電阻小、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn),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(chǔ)能等,它們與控制芯片和 MOSFET 開(kāi)關(guān)管等配合,共同完成保護(hù)板的各項(xiàng)功能。此外,部分保護(hù)板還可能配備溫度傳感器,用于監(jiān)測(cè)電池組的溫度,當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。電單車(chē)鋰電池保護(hù)板芯片鋰電池化學(xué)特性活躍,無(wú)保護(hù)易引發(fā)熱失控、燃爆或完全損壞。
隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速擴(kuò)展和可再生能源存儲(chǔ)需求的增加,鋰電池保護(hù)板的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。特別是在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的不斷成熟和消費(fèi)者接受度的提高,電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)量和銷(xiāo)量將持續(xù)攀升,從而帶動(dòng)鋰電池保護(hù)板市場(chǎng)的快速發(fā)展。技術(shù)創(chuàng)新將是推動(dòng)鋰電池保護(hù)板行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。未?lái),高精度傳感器、智能算法的應(yīng)用將進(jìn)一步提升保護(hù)板的性能、安全性和可靠性。同時(shí),新型電子元件和PCB板材料的引入也將為鋰電池保護(hù)板的技術(shù)升級(jí)提供有力支持。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,鋰電池保護(hù)板將更加智能化。未來(lái),保護(hù)板將集成更多的智能化功能,如遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障預(yù)警、自動(dòng)均衡等,以提高電池管理的效率和安全性。隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展,鋰電池保護(hù)板行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。
過(guò)充保護(hù):防止鋰電池在充電過(guò)程中因過(guò)充而導(dǎo)致電池鼓包、燃燒甚至燃爆等安全問(wèn)題,當(dāng)電池組電壓達(dá)到設(shè)定的過(guò)充保護(hù)電壓值時(shí),保護(hù)板會(huì)自動(dòng)切斷充電回路,停止充電。過(guò)放保護(hù):避免鋰電池在放電過(guò)程中過(guò)度放電,導(dǎo)致電池性能下降甚至損壞,當(dāng)電池組電壓下降到設(shè)定的過(guò)放保護(hù)電壓值時(shí),保護(hù)板會(huì)切斷放電回路,禁止繼續(xù)放電。過(guò)流保護(hù):當(dāng)電池組的充放電電流超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí),保護(hù)板會(huì)迅速切斷電路,以防止因過(guò)流造成電池發(fā)熱、損壞以及線路燒毀等問(wèn)題。短路保護(hù):一旦檢測(cè)到電池組輸出端發(fā)生短路情況,保護(hù)板會(huì)立即動(dòng)作,切斷電路,避免短路電流對(duì)電池和其他設(shè)備造成損害。無(wú)法充放電、設(shè)備斷電、異常發(fā)熱,或電池電壓無(wú)輸出。
鋰電池保護(hù)板作為鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)的中心組件,是保障鋰電池安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中心功能與優(yōu)異性能的實(shí)現(xiàn),依賴于多個(gè)精密中心部件的緊密協(xié)作與高效聯(lián)動(dòng)??刂菩酒↖C)作為保護(hù)板的中心,承擔(dān)著實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電壓、電流及溫度等關(guān)鍵參數(shù)的重任。它通過(guò)內(nèi)置的精密算法,對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行快速分析,并根據(jù)預(yù)設(shè)的安全閾值,精細(xì)判斷電池狀態(tài),進(jìn)而發(fā)出精確的控制指令。這一過(guò)程如同大腦對(duì)身體的精細(xì)調(diào)控,確保電池始終運(yùn)行在安全范圍內(nèi)。MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)則是執(zhí)行這些控制指令的“肌肉力量”。它具備極快的響應(yīng)速度和強(qiáng)大的電流承載能力,能夠根據(jù)控制芯片的指令,迅速切斷或?qū)娐?,有效防止電池因過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流或短路而遭受損害。精密電阻與電容在采樣和濾波過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們?nèi)缤Wo(hù)板的“感官系統(tǒng)”,確保控制芯片接收到的電壓、電流信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤,為控制決策提供可靠依據(jù)。溫度傳感器則如同電池的“體溫計(jì)”,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池溫度,為溫度保護(hù)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。一旦溫度超出安全范圍,保護(hù)板將立即采取措施,防止電池因高溫或低溫而受損。如何提升極端環(huán)境下的可靠性?特種車(chē)輛鋰電池保護(hù)板工作原理
斷電操作,選同型號(hào)替換,避免焊接高溫?fù)p壞元件。便攜式電源鋰電池保護(hù)板保護(hù)IC
在工作原理上,當(dāng)電芯電壓處于正常工作區(qū)間(如 2.5V 至 4.3V)時(shí),控制 IC 控制 MOS 開(kāi)關(guān)保持導(dǎo)通狀態(tài),使電芯與外電路順暢連接,保護(hù)板正常輸出電壓。一旦電芯電壓出現(xiàn)異常,例如達(dá)到過(guò)充設(shè)定值,控制 IC 便會(huì)迅速發(fā)出指令,斷開(kāi) MOS 開(kāi)關(guān)的輸出,停止充電;當(dāng)電芯電壓下降至過(guò)放設(shè)定值,控制 IC 會(huì)立即切斷放電回路;在短路情況下,負(fù)載電流急劇增大達(dá)到極限值,保護(hù)板會(huì)迅速響應(yīng),切斷放電回路,從而詳盡守護(hù)鋰電池的安全。鋰電池保護(hù)板廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、電動(dòng)交通工具、儲(chǔ)能系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,像手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備中,保護(hù)板確保了鋰電池在頻繁充放電過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性,讓用戶能夠放心使用;在電動(dòng)交通工具領(lǐng)域,如電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē),保護(hù)板對(duì)于保障動(dòng)力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行至關(guān)重要,防止電池在充放電時(shí)出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流等問(wèn)題,為出行安全保駕護(hù)航;在儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域,無(wú)論是太陽(yáng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力儲(chǔ)能系統(tǒng),還是家庭儲(chǔ)能設(shè)備,保護(hù)板都能有效保護(hù)大容量鋰電池組,提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性與使用壽命。便攜式電源鋰電池保護(hù)板保護(hù)IC