鋰電池為什么要加保護板,鋰電池保護板原理
來源:存能電氣 日期:2019-04-27 12:07 瀏覽量:次
鋰電池為什么要加保護板,鋰電池保護板原理。鋰電池保護板,顧名思義就是保護鋰電池用的,鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流,還有就是輸出短路保護。鋰電池加保護板是因為鋰電池的特性決定的。鋰電池有它的安全放電充電和過流限制,加保護板就是為了在用鋰電池的時候這些數(shù)值不超過安全范圍。通常鋰電池加了保護板之后就會使電池的電壓控制在這個電壓之內,起到保護鋰電池的作用。
鋰電池為什么要加保護板?
因為鋰電池過充,過放,短路,都有可能使電池報廢,保護板就是起這個保護作用的,如果你使用的過程中,能確保電池不過充,過放,短路,就可以不用保護板。鋰電池在使用過程中,每過充,過放,短路一次,就會減少電池壽命。嚴重時電池直接報廢!如果沒有鋰電池保護板,直接將鋰電池短路,過充,會使電池起鼓,嚴重時會發(fā)生,漏液,懈壓,爆炸或起火。
保護板是為了確保安全和鋰電池不被認為過充電和過放電的,因為之前的鋰離子電池過充電、過放電都會導致電池損損壞或者出現(xiàn)爆炸、著火等危險,因此推出鋰離子電池的時候保護板也隨之產(chǎn)生了,近期隨著磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn),號稱磷酸鐵鋰電池不怕過充,不怕過放,因此就隨之出現(xiàn)了不加保護板也可以的論調,但是截至目前還沒有出現(xiàn)公開宣稱不使用保護回路的電池廠家,保護板就是保鏢的作用,保護板是為了確保鋰電池安全的。
當然了鋰電池保護板如果設計不好的話也會損壞電池,但是保護板的作用是保護電池,防止電池出先安全問題,所以現(xiàn)在還是用著吧,等鋰離子電池真的不怕過充,不怕過放的時候再考慮不用保護板吧!
鋰電池保護板的功能主要是對充電型電池的電芯進行保護,維持電池充放電過程中的安全穩(wěn)定,對整個電池電路系統(tǒng)性能起著重要的作用。
1、過充保護功能:過充保護功能是指在達到某個電壓(以下稱為過充電檢測電壓)時,禁止由充電器繼續(xù)充電。即,將控制過充的MOS管進入關斷狀態(tài),停止充電。
2、過放保護功能:過放電保護功能是在鋰電池的電壓變低時,停止對負載放電。將控制過放的MOS管進入關斷狀態(tài),禁止其放電。該過程正好與過充電檢測時的動作相反。
3、過流保護功能:過電流保護功能是在消耗大電流時停止對負載的放電,此功能的目的在于保護電池及MOS管,確保鋰電池在工作狀態(tài)下的安全性。過電流檢測之后,電池與負載脫離后將恢復到常態(tài),可以再充電或放電。
4、短路保護功能:除了控制IC外,電路中還有一個重要元件,就是MOSFET,它在電路中起著開關的作用,由于它直接串接在電池與外部負載之間,因此它的導通阻抗對電池的性能有影響,當選用的MOSFET較好時,其導通阻抗很小,電池包的內阻就小,帶載能力也強,在放電時其消耗的電能也少。當你的電池不小心短路時,保護板會在幾毫秒內自動關閉,不會在通電,這時就是正負極碰到一塊也沒事。
鋰電池保護板是對串聯(lián)鋰電池組的充放電保護;在充滿電時能保證各單體電池之間的電壓差異小于設定值(一般±20mV),實現(xiàn)電池組各單體電池的均充,有效地改善了串聯(lián)充電方式下的充電效果;同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài),保護并延長電池使用壽命;欠壓保護使每一單節(jié)電池在放電使用時避免電池因過放電而損壞。
鋰電池保護板技術參數(shù)
均衡電流:80mA(VCELL=4.20V時)
均衡起控點:4.18±0.03V過充門限:4.25±0.05V(4.30±0.05V可選)
過放門限:2.90±0.08V(2.40±0.05V可選)
過放延時:5mS
過放釋放:斷開負載,并且各單體電池電壓均高于過放門限;
過流釋放:斷開負載釋放
過溫保護:有接口,需安裝可恢復性溫度保護開關;
工作電流:15A(根據(jù)客戶選擇)
靜態(tài)功耗:《0.5mA
短路保護功能:能保護,斷開負載可自恢復。
主要功能:過充保護功能,過放保護功能,短路保護功能,過流保護功能,過溫保護功能,均衡保護功能。
鋰電池保護板原理
鋰電池的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成,保護板是由電子電路組成,在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流,及時控制電流回路的通斷;PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。
普通鋰電池保護板通常包括控制IC、MOS開關、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲器等。其中控制IC,在一切正常的情況下控制MOS開關導通,使電芯與外電路導通,而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時,它立刻控制MOS開關關斷,保護電芯的安全。
在鋰電池保護板正常的情況下,Vdd為高電平,Vss,VM為低電平,DO、CO為高電平,當Vdd,Vss,VM任何一項參數(shù)變換時,DO或CO端的電平將發(fā)生變化。
1、過充電檢出電壓:在通常狀態(tài)下,Vdd逐漸提升至CO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVDD-VSS間電壓。
2、過充電解除電壓:在充電狀態(tài)下,Vdd逐漸降低至CO端由低電平變?yōu)楦唠娖綍rVDD-VSS間電壓。
3、過放電檢出電壓:通常狀態(tài)下,Vdd逐漸降低至DO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVDD-VSS間電壓。
4、過放電解除電壓:在過放電狀態(tài)下,Vdd逐漸上升到DO端由低電平變?yōu)楦唠娖綍rVDD-VSS間電壓。
5、過電流1檢出電壓:在通常狀態(tài)下,VM逐漸升至DO由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVM-VSS間電壓。
6、過電流2檢出電壓:在通常狀態(tài)下,VM從OV起以1ms以上4ms以下的速度升到DO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVM-VSS間電壓。
7、負載短路檢出電壓:在通常狀態(tài)下,VM以OV起以1μS以上50μS以下的速度升至DO端由高電平變?yōu)榈碗娖綍rVM-VSS間電壓。
8、充電器檢出電壓:在過放電狀態(tài)下,VM以OV逐漸下降至DO由低電平變?yōu)樽優(yōu)楦唠娖綍rVM-VSS間電壓。
9、通常工作時消耗電流:在通常狀態(tài)下,流以VDD端子的電流(IDD)即為通常工作時消耗電流。
10、過放電消耗電流:在放電狀態(tài)下,流經(jīng)VDD端子的電流(IDD)即為過流放電消耗電流。
鋰電池保護板的重要性絲毫不比鋰電池的重要性低,鋰電池是所有電子設備的能量來源,那么鋰電池保護板則是保證這些能量的安全傳遞的一個使者。有效地改善了串聯(lián)充電方式下的充電效果。同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài),保護并延長電池使用壽命。
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