两轮电动车电池包从概念到成品-保护板的功能和参数

如题所述

在上一次的内容中,我们从大的角度,和大家分享了有关电动车电池包保护板分类相关的信息。现在,就让我们和大家一起,进一步走进锂电保护板的世界。

两轮电动车电池包从概念到成品-锂电保护板分类与概述

今天,我们要跟大家分享的主要是锂电池保护板功能和参数相关的信息。锂电池的保护板之所以叫做保护板,可以理解为它是一块用于保护锂电池的pcb板。对于锂电池的保护,最基本的就是电压保护和电流保护,除此之外,还有温度保护等。

在为电池包配置保护板时,一定要选择参数相配的保护板,既要和电池的参数相配,也要和目标用电器的参数相配。电池的参数好理解,就是电压电流等,用电器的参数,以电动车为例,就是要和电动车的控制器相匹配。那如何选择和适配保护板呢?

从大的角度来讲,首先是电芯类型要选对,磷酸铁锂和三元等不同的电芯和保护板是不能搭配使用的,电芯和保护板要一致,这是电压的角度。除此之外,保护板的保护参数也应该和用电器的功率进行匹配,主要是从电流的角度来考虑。

那从细的方面来讲,保护板的参数如何选择呢?我们先从电压的角度来说。锂电池是非常危险的东西,过充过放都有可能导致意外情况的发生。因此,在电池包内部,保护板需要监控每一串电芯的电压,当所有电芯中只要有一串电压低于或者高于设定电压,保护板就需要进行保护。这个地方就出现了我们保护板关键的一组参数,充电截止电压和放电截止电压。保护板在检测时为了避免干扰,确保数据准确,一般都有延时,不会在检测到以后立即就保护,因此又有一组充电保护延时和放电保护延时参数。另外,当保护板保护以后,如果异常情况消失,保护板还应该恢复正常,顾此处又有一组保护电压恢复的参数。

现在,我们一共有两组共六个参数:

过充电压、过充保护延时、过充恢复电压

过放电压、过放保护延时、过放恢复电压

下面,我们来看电流保护相关的参数。保护板的电流保护,一方面是防止充电电流太大,另一方面是防止放电电流太大。过大的电流,会伤害电池,也可能烧坏保护板自身。首先,保护板有一个基本的关键参数:放电电流和充电电流。该电流是保护板的持续放电或者充电电流,它代表了保护板自己的载流能力,和电池无关。除了该参数以外,保护板还有一对电流参数,即充电保护电流和放电保护电流。顾名思义,就是在充电或者放电过程中,电流超过该值的大小就关断。同之前的道理一样,电流的保护也是有延时的,不过电流保护的恢复是自动的,只要电流减小就会自动恢复。

现在,我们又多了两组共4个数据和一对单独的数据:

放电过流保护电流大小、放电过流保护延时

充电过流保护电流大小、充电过流保护延时

持续放电电流、持续充电电流

短路保护,同过流保护一样,当电流超过设定值时切断回路。也有延时控制功能。不过恢复模式有两种,主动恢复和被动恢复。

温度保护,温度保护分上限温度和下限温度,当温度超出该范围时,保护板关断电池。不同的保护板功能不一,有些只有高温保护,有些高低温都有。而有些可以设置充电和放电不同的保护温度。这主要是和保护板所使用的芯片有关。关于具体的东西,后面会更详细的说一下。

上面,我们说了保护板的电压过充和过放保护,电流过流和短路保护,温度高低温保护。其中电压、电流保护,高温保护是保护板的基本功能,前两项更是必不可少的,高温保护也相对比较重要。下面,我们就来说说保护板的自身参数,比如自耗电和内阻等,他们不起保护作用,但是对电池的性能是有影响的。

自耗电,自耗电分为工作自耗电和静态(睡眠)自耗电,保护板自耗电的电流一般是ua级别。工作自耗电电流较大,主要为保护芯片、mos驱动等消耗。保护板的自耗电太大会过多消耗电池电量,如果长时间搁置的电池,保护板自耗电可能导致电池亏电。

保护板的主回路内阻也是一个很重要的参数,保护板的主回路内阻主要来源于pcb板上铺设阻值,mos的阻值(主要)和分流电阻的阻值。在保护板进行充放电时,特别是mos部分,会产生大量的热,因此一般保护板的mos上都需要贴一大块的铝片用于导热和散热。

好了,上面就是一个保护板的基本功能和参数了,除了这些基本功能以外,为了使用不同的应用场景个需求,保护板还有各种各样的附加功能(如均衡),特别是带软件的保护板中,功能更是异常丰富,比如蓝牙、wifi、GPS、串口、CAN等应有尽有,再高阶一点,就成了电池管理系统了(BMS)。

后面的内容中,我们会进一步为大家分享锂电和保护板相关的信息,感兴趣的读者可以点击关注!

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