鋰電池保護板作為電池管理系統(tǒng)的重點組件,其設(shè)計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題。鋰電池雖具備高能量密度、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢,但其充放電過程對電壓、電流及溫度極為敏感:過充可能導(dǎo)致電解液分解、正極材料結(jié)構(gòu)坍塌并釋放氧氣,進而引發(fā)電池鼓脹甚至不良反應(yīng);過放則會使負極銅箔溶解、電解液分解,導(dǎo)致電池內(nèi)阻劇增且無法復(fù)原容量;而過流或短路時,電池內(nèi)部焦耳熱積累可能觸發(fā)鏈式反應(yīng),造成熱失控。針對這些安全漏洞,保護板通過集成高精度操作IC、MOSFET功率開關(guān)及周圍監(jiān)測電路,構(gòu)建多層級防護體系。操作IC作為“大腦”,以毫秒級響應(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,當檢測到異常時,通過驅(qū)動電路操作MOSFET的導(dǎo)通與關(guān)斷,實現(xiàn)電路的物理隔離。保護板將集成更多的智能化功能,如遠程監(jiān)控、故障預(yù)警、自動均衡等,以提高電池管理的效率和安全性。太陽能板鋰電池保護板云平臺設(shè)計
電池計量芯片(電量計IC)主要用來采集電芯電壓、溫度、電流等信息,通過庫侖積分和電池建模等方式計算電池電量、溫度等信息,并通過I2C/SMBUS/HDQ等通信端口與外部主機通信。電量計IC與電池保護IC既可分立,也可集成。一級保護IC可以操作充、放電MOSFET,保護動作是可復(fù)原的,即當發(fā)生過充、過放、過流、短路等安全事件時就會斷開相應(yīng)的充放電開關(guān),安全事件解除后就會重新復(fù)原閉合開關(guān),不影響電池的繼續(xù)使用。硬件、算法和固件是電量計芯片的三大關(guān)鍵要素,硬件用來實現(xiàn)高精度采樣和低功耗運行;算法用來對電池進行建模;固件用來實現(xiàn)算法編程,計算輸出容量信息。在選擇電量計芯片時,通常需要考慮到電芯化學(xué)類型、電芯串聯(lián)數(shù)目、通信接口、電量計放在電池包內(nèi)(Pack-side)還是放在系統(tǒng)板上(System-side)、電量計算法、是否集成電池保護均衡等功能、支持充放電電流大小,以及存儲介質(zhì)和封裝形式等。智慧動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。 出口鋰電池保護板云平臺開發(fā)充電時鋰離子從正極移向負極,放電時反向移動,實現(xiàn)電能與化學(xué)能轉(zhuǎn)換。
在應(yīng)用場景上,鋰電池保護板的身影遍布各行各業(yè)。在消費電子領(lǐng)域,手機、筆記本電腦、充電寶等設(shè)備的鋰電池組離不開保護板的守護,確保設(shè)備在日常使用中不會因意外情況損壞電池。在新能源領(lǐng)域,電動汽車、電動自行車的動力鋰電池組對保護板的要求更高,不僅需要精細的保護功能,還需具備高功率耐受能力和與整車控制系統(tǒng)的通信能力。在儲能領(lǐng)域,大型儲能鋰電池組的保護板則更注重長時間穩(wěn)定運行和多組電池的協(xié)同保護,以維護儲能系統(tǒng)的安全性和可靠性??梢哉f,鋰電池保護板是鋰電池安全應(yīng)用的“守護神”。沒有保護板的鋰電池組如同“裸奔”,極易在充放電過程中因各種異常情況發(fā)生損壞,甚至引發(fā)火災(zāi)、等嚴重安全事故。質(zhì)量的保護板不僅能優(yōu)異提升鋰電池的安全性,還能延長電池的使用壽命,確保電池始終在比較好狀態(tài)下工作,為各類依賴鋰電池的設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠的能源支持。隨著鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展,保護板也在向集成化、智能化方向演進,未來將具備更精細的監(jiān)測能力、更快的響應(yīng)速度和更豐富的功能,進一步推動鋰電池在各領(lǐng)域的安全應(yīng)用。
鋰電池保護板是鋰離子電池組的"大腦",對電芯(組)進行統(tǒng)一的監(jiān)控、指揮及協(xié)調(diào)。從構(gòu)成上看,電池保護板包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。鋰電池保護板根據(jù)實時采集的電芯狀態(tài)數(shù)據(jù),通過特定算法來實現(xiàn)電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現(xiàn)電芯間的電壓平衡管理和對外數(shù)據(jù)通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細分領(lǐng)域,包括充電管理芯片、電池計量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉(zhuǎn)換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實時監(jiān)測電芯的充電狀態(tài),調(diào)整充電電壓、電流,確保對電芯進行安全、及時的充電。根據(jù)鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預(yù)充、恒流充電、恒壓充電,使充電各個階段的充電狀態(tài)。 當電池放電時,如果電壓低于設(shè)定的安全范圍,BMS系統(tǒng)保護板會及時斷開放電電路,防止電池過放。
在不同應(yīng)用場景下,BMS將更具針對性。于新能源汽車領(lǐng)域,伴隨自動駕駛技術(shù)普及,BMS需與車輛自動駕駛系統(tǒng)緊密協(xié)同,依據(jù)實時路況、駕駛模式動態(tài)分配電池能量,優(yōu)化續(xù)航表現(xiàn);在儲能系統(tǒng)方面,面對大規(guī)模儲能電站參與電網(wǎng)調(diào)峰需求,BMS要具備更強大的集群管理能力,精細協(xié)調(diào)海量電池組的充放電,保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,BMS將實現(xiàn)萬物互聯(lián),用戶可遠程監(jiān)控電池狀態(tài),企業(yè)也能通過云平臺對分布各地的電池進行集中管理與維護,極大提高管理效率。并且,為契合綠色環(huán)保理念,BMS會著重優(yōu)化電池能量回收利用,在電動汽車制動、儲能系統(tǒng)能量回饋時,高效回收能量并儲存,提升能源利用率,助力可持續(xù)發(fā)展。鋰電池保護板對串聯(lián)的鋰電池組進行充放電保護。鉛酸改鋰電池保護板大概多少錢
自耗電指保護板在無充放電操作時消耗的電量。自耗電過大,電量會在閑置時不必要損耗,縮短電池續(xù)航和壽命。太陽能板鋰電池保護板云平臺設(shè)計
BMS硬件保護板的主要功能包括幾個方面:一,能夠?qū)崟r監(jiān)測電池的關(guān)鍵參數(shù),包括電壓、電流和溫度;第二,提供過壓和欠壓保護,防止電池在充電或放電過程中超出安全電壓范圍;第三,支持過流保護以防止電池在充電或放電過程中產(chǎn)生超過額定值的電流;第四,持續(xù)監(jiān)測電池溫度,及時阻止過熱現(xiàn)象的發(fā)生;第五,在充電階段通過平衡電池單體電壓,以提高整體電池的使用壽命。BMS軟件保護板的主要功能則包括以下方面:一,通過嵌入式算法實現(xiàn)電池狀態(tài)的估計和操控,以確保良好性能;二,支持與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換,例如與電動車系統(tǒng)之間的信息傳遞;三,允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)測電池的實時狀態(tài),提高監(jiān)管的便捷性;四,積極收集、存儲電池運行數(shù)據(jù),并提供分析工具,以便用戶更好地了解電池性能并作出相應(yīng)決策。智慧動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。 太陽能板鋰電池保護板云平臺設(shè)計