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电池保护板工作原理解析

2018-12-09 12:22:50
锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护。充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值(一般±20mV),实现电池组各单体电池的均充,有效地改善了串联充电方式下的充电效果。同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态,保护并延长电池使用寿命。欠压保护使每一单节电池在放电使用时避免电池因过放电而损坏。
电池保护板工作原理解析
成品锂电池组成主要有两大部分,锂电池芯和保护板,锂电池芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液组成;正极板、隔膜、负极板缠绕或层叠,包装,灌注电解液,封装后即制成电芯,锂电池保护板的作用很多人都不知道,锂电池保护板,顾名思义就是保护锂电池用的,锂电池保护板的作用是保护电池不过放、不过充、不过流,还有就是输出短路保护:
一、参数解析(单串案例)
均衡 电流 :80mA(VCELL=4.20V时)
均衡起控点:4.18±0.03 V
过充门限 :4.25±0.05 V (4.30±0.05 V可选)
过放门限 :2.90±0.08 V (2.40±0.05 V可选)
过放延时 :5mS
过放释放 :断开负载,并且各单体电池电压均高于过放门限;
过流释放 :断开负载释放
过温保护 :有接口,需安装可恢复性温度保护开关;
工作电流 :15A(根据客户选择)
静态功耗 :<0.5mA
短路保护功能:能保护,断开负载可自恢复。
主要功能:过充保护功能,过放保护功能,短路保护功能,过流保护功能,过温保护功能,均衡保护功能。
接口定义:该板的充电口与放电口相互独立,两者共正极,B-为连接电池的负极,C-为充电口的负极;P-为放电口的负极;B-、P-、C-焊盘均是过孔式,焊盘孔直径均为3mm;电池各充电检测接口以DC针座形式输出。
参数说明:最大工作电流和过流保护电流值的配置,单位:A(5/8,8/15,10/20,12/25,15/30,20/40,25/35,30/50,35/60,50/80,80/100),特殊过流值可以根据要求定制.
二、管理解析
管理IC(如LAPIS、TI、O2,MCU等)数据写入部份的:
1、 I2C资料写入及核对,如O2、DS、TI、及各家MCU方案等
2. 写入生产日期(当天日期)和系列号--- Write Serial Number and Manu date
备注:SMBUS,I2C,HDQ通信口等;
A.Current/Voltage Offset 校正
B.Voltage Gain 校正及读值比较Voltage Calibration
C.Temperature 校正及读值比较Temperature Calibration
D. Current Gain 校正及读值比较--- Current Calibration
三、基体特性解析:
3.开路电压测试:测量加载电压后,MOS管是否能正常打开;
4. 带载电压测试:测量保护板的带载能力,从而反应保护直流阻抗
5. VCC电压测量(芯片的工作电压是否正常)
6. 芯片的工作频率测量(芯片的工作晶振频率)
7. 导通电阻测量(MOS管及FUSE阻值测量);
8. 识别电阻—IDR测量;
9. 热敏电阻---THR;
10. 正常状态的静态功耗电流&休眠静态功耗(sleep)
11、关断状态的(Shout Down)静态功耗电流;
四、保护特性测试解析
 12. 单节电池过充保护测试(COV),
A、保护下限:测试保护板是否提前保护,影响电池容量值;
B、保护上限:测试保护板是否有保护,影响电池的安全性;
C、保护延时间上、下限:保护延时间是否在设计范围;
D、恢复测试:保护后,是否能恢复,关系电池能否再次使用问题。
13. 单节电池过放保护测试(CUV);
A、保护值上下限:一个是,电池能否放到最底值,容量能否完全放出来,一个是一定要保 护,否则影响电池的寿命;
B、保护延时间:保护延时间是否在设计范围,
C、恢复值、恢复时间:保护后,是否能恢复,关系电池能否再次使用问题。
14. PACK电池过压保护测试(POV)保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间(如果有测COV,POV不用测,一般比较不建议只测POV,因为总组的POV即使有保护,并不代表每一节的都能够保护,万一有某一节不保护了,那就很危险。)
15. PACK电池低压保护测试(PUV);保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间;原理同CUV,CUV有测CUV,可不测PUV,理由同POV;
16. 充电过流保护(OCCHG);
A、保护值上下限:电流太小,关系充电时间,电流过大,关系电池寿命;
B、保护延时间:关系电池发热堪至烧保护板问题;
C、恢复值、恢复时间:电池的再次使用;
17. 放电过流保护(OCDSG);
A、保护值上下限:显得优为重要,下限,不能提前保护,否则影响功率,车跑不快、电动工具转不动等,上限一定保护,不保护导至烧电机、电池发热等问题;
B、保护延时间上下限:这个也比较重要,下限不保护,如果提前保护了,电动工具,会导致旋不紧;上限不保护,可能导致烧电机、电池发热等问题;
C、恢复值、恢复时间:影响电池再次使用;
18. 堵转电流测试;保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间(电动工具应该是相当重要)
19. 短路保护测试--- (Short circuit protection),一般比较难测试,会损伤保护器件
20. 充电过温保护测试及恢复测试;
21. 放电过温保护测试恢复测试;
22. 充电过低温保护测试恢复测试;
23. 放电过低温保护测试恢复测试;
五、平衡功能测试解析
测试保护板的平衡功能是否能启动,检测每一节的平衡电流值;
六:预充控制
24. 预充测试---UDPPC;
过放保护:当电池电快要用完时,电压到一个要求的最低值,保护板也会关闭,不能在放电了,产品因此会自动关机,形成的一种过放保护作用。
过充保护:在给产品充电时,电压达到电池最高电压(4.2V)时,保护板就会自动断电关闭,显示充满不在继续充电了。形成的一种过充保护作用。
短路保护:当电池不小心短路时,保护板会在几毫秒内自动关闭,不会在通电,这时就是正负极碰到一块也没事,形成的一种短路保护不会引起爆炸事件发生。
过电流保护:当电池放电时,保护板会有一个最大的限制电流,不同产品是不一样的,当放电超过这个电流保护板也会自动关闭