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(nèi)，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(yán)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(yán)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(dǎo)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(diào)，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(dāng)然了鋰電池保護板如果設(shè)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(guān)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(guān)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(fù)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(guān)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(dǎo)通阻抗對電池的性能有影響，當(dāng)選用的MOSFET較好時，其導(dǎo)通阻抗很小，電池包的內(nèi)阻就小，帶載能力也強，在放電時其消耗的電能也少。當(dāng)你的電池不小心短路時，保護板會在幾毫秒內(nèi)自動關(guān)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(shè)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(shù)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(fù)性溫度保護開關(guān)；

　　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(fù)。

　　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(zhǔn)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(guān)、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(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)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(dāng)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O(shè)V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O(shè)V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(shè)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。