锂电池保护板与电池管理系统分别是什么?有什么作用?
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锂电池保护板
锂电池保护板能对串并联电池组起到充放电保护的作用,同时能够检测电池组中各个单体电池的过压、过流、过温、欠压、短路状态,延长电池使用寿命,避免电池因过放电而损坏。锂电池保护板是锂电池不可缺少的组成部分。
锂电池保护板还有均衡保护作用,有耗能式和转能式两种方式。耗能式均衡是指把多串电池中电量或电压高的某节电池,用电阻把多余的电能损耗掉。耗能式均衡又分为充电时均衡、电压定点均衡、静态自动均衡。
充电时均衡:充电时,当任何一颗电池的电压高出所有平均电压时,保护板就启动均衡保护。
电压定点均衡:锂电池保护板定在一个电压点上启动均衡,只在电池充电末端进行,均衡时间较短。
静态自动均衡:在充电或者放电的过程中进行,即使电池处在静态搁置状态,当电压不一致时,锂电池保护板就会启动均衡保护,直至电压保持一致。
转能式是让大容量的电池以储能的方式转移到小容量的电池,以检测电池的容量做均衡,分为容量时时均衡与容量定点均衡。
电池管理系统
电池管理系统 (Battery Management System)简称BMS,具有测量电池电压的功能,还包含了电池保护功能、电池均衡功能、电池储备功能、能量测算功能、网络通信功能等。电池管理系统能防止电池出现过放电、过充电、过温等异常状况。
由于锂电池在严重过充、过放状态下可能会损坏电池性能,甚至产生爆炸的危险,所以电池管理系统的存在是为了监控、保护、均衡管理锂电池,从而提高锂电池的工作效率。
锂电池保护板与电池管理系统BMS的异同
锂电池保护板与电池管理系统都是对锂电池起保护作用的。它们之间的区别在于:
1.锂电池保护板是以IC、MOS管和电阻、电容元件组成的,是锂电池的重要元件。电池管理系统可以编辑且自带电池管理软件,相对来说更加智能,等同于锂电池的大脑,起管控作用。
2.锂电池保护板在3C锂电池和动力电池领域都有着重要的作用,电池管理系统则在动力电池领域中应用。
3.电池管理系统相对于电池保护板更好操作,但是在低温中的性能不稳定。
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锂电池保护板的工作原理及过程(带图讲解)
在前面几期的内容中我们说了锂电池保护板主要是一个集成电路板,是用来保护充电的。小蒲分别从保护板的分类、功能、组成几个单元做了讲解。跟着小蒲再来复习一下吧。
锂电池是由电芯、保护板、PTC以及外壳组成的。
电池构造图
保护板按照控制方式分为硬件板和软件板, 按照使用方式分为同口板和分口板。
锂电池保护板分类
保护板通常包括控制IC、PCB板、MOS开关、电容、电阻及辅助器件NTC、PTC、存储器等。
锂电池保护板组成
认识了保护板是由什么构成的,每个零部件分别起着什么作用,那么今天我们就一起来看看保护板是通过什么原理来工作的,这也是保护板中最重要的一节知识点。
保护板一般要求在-25℃~85℃时IC检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压,在一切正常情况下C-MOS开关管导通,使电芯与保护电路板处于正常工作状态,而当电芯电压或回路中的工作电流超过控制IC中比较电路预设值时,在15~30ms内(不同控制IC与C-MOS有不同的响应时间),将C-MOS关断,即关闭电芯放电或充电回路,以保证使用者与电芯的安全。
1.通常状态: IC通过监视每一串电池的电压及各串电芯间的电压差而控制MOS管;各串电压处于IC的预设区间时,MOS管处导通状态,可以自由的充电和放电。
2.过充电状态: 任何一个电池电压比过充检测电压高,这种状态保持在过充检测延迟时间以上的情况下,充电用MOS变为OFF, 而停止充电。这种状态称为过充电状态。过充电状态在满足下述的2个条件的一方的情况下被解除。所有电池电压都在过充解除电压以下;电池组在放电时候电池电压在过充解除电压以下。
3.过放电状态: 任何一个电池电压比过放检测电压低,这种状态保持在过放检测延迟时间以上的情况下,放电用MOS变为OFF,而停止放电。这种状态称为过放电状态。过放电状态的解除有以下2种条件,如果连接充电器,过放电滞后将被解除,当所有电池电压都在过放检测电压以上时,过放电状态将被解除。
4.过电流状态: 保护IC内置电流检测电压以及过电流检测延迟时间。放电电流比一定值大(B-和过流检测脚的电压差比过流检测电压大)的情况下,这种状态保持在过流检测延迟时间以上时,保护IC进入过电流状态。在过电流状态,放电用MOS变为OFF,而停止放电。
注:以上原理针对负极保护负极过流保护板,正极保护负极过流原理相同。
如果你也对锂电池感兴趣,欢迎留言交流和小蒲一起探讨哦~有关锂电池的问题,或者锂电池保护板的问题,可以与小蒲切磋一下,小蒲是专业做锂电池的,懂锂电池保护板的,一定懂锂电池!
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