主動均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環期間,是將能量高的電芯內的能量轉移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內的電荷得到重新分配,從而縮短充電時間,延長放電使用時間。在適用場景上,主動均衡更加適用于大容量、高串數的鋰電池組應用。BMS被動均衡技術先于主動均衡在電動市場中應用,技術也較為成熟些。主動均衡則較為復雜,變壓器方案的設計以及開關矩陣的設計無疑會使成本明顯增加。但主動均衡相比采用能量傳遞分配的原則,因而能量利用率相比被動均衡更高。在實際應用中,主動均衡技術也被普遍認為更為節能和合理。例如,科列自主研發的雙向DC-DC主動均衡芯片,它采用了高智能算法,能夠迅速地補償電池組產生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時間。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。 當前,鋰電池保護板正朝著智能化、集成化方向發展,融合 AI 算法預測電池壽命,集成電源管理 IC 減少體積。如何鋰電池保護板管理系統軟件設計
成品鋰電池的組成主要有兩大部分,鋰電池電芯和保護板,鋰電池電芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成;正極板、隔膜、負極板纏繞或層疊,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。但鋰電池保護板的作用很多人都不知道,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。鋰電池在使用過程中,過充電、過放電和過電流都會影響電池使用壽命和性能,嚴重者會導致鋰電池自燃,現已出現手機鋰電池自燃致人傷亡的案例,經常出現IT和手機廠家召回鋰電池產品的事件。所以每塊鋰電池都要安裝一塊安全保護板,由一顆操作IC和若干個外部元件組成,通過保護環路監測并防止對電池產生損害,防止過充、過放和短路造成的危險。由于每個中都要安裝一片電池保護IC,鋰電池保護IC市場大得驚人,每年有幾十億美元的市場,市場前景非常廣闊。家用儲能鋰電池保護板芯片為什么鋰電池必須用保護板?
BMS是鋰離子電池組的作用中心,電芯(組)進行統一的監控、指揮及協調。從構成上看,電池管理系統包括電池管理芯片(BMIC)、模擬前端(AFE)、嵌入式微處理器,以及嵌入式軟件等部分。BMS根據實時采集的電芯狀態數據,通過特定算法來實現電池組的電壓保護、溫度保護、短路保護、過流保護、絕緣保護等功能,并實現電芯間的電壓平衡管理和對外數據通訊。電池管理芯片(BMIC)是電源管理芯片的重要細分領域,包括充電管理芯片、電池計量芯片和電池安全芯片。充電管理芯片可將外部電源轉換為適合電芯的充電電壓和電流,并在充電過程中實時監測電芯的充電狀態,調整充電電壓、電流,確保對電芯進行安全、及時的充電。根據鋰電池的特性,充電管理芯片自動進行預充、恒流充電、恒壓充電,操控充電各個階段的充電狀態。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。
從結構上看,保護板主要由控制芯片(IC)、MOSFET開關、采樣電阻、溫度傳感器及輔助電路構成。控制芯片如同“大腦”,負責處理來自電池的電壓、電流信號,例如常見的DW01芯片可實時比對單節電池電壓與預設閾值(如三元鋰電池的過充閾值4.25V、過放閾值2.5V),一旦檢測到異常立即發出指令。MOSFET開關則扮演“閘門”角色,通常采用雙N溝道或P溝道場效應管(如AO8810),在過充、過放或過流時迅速切斷電路,其響應速度可達毫秒級,尤其在短路保護中,能在百微秒內阻斷高達200A的瞬間電流,有效遏制熱失控風險。采樣電阻與溫度傳感器(如NTC熱敏電阻)則分別負責監測電流大小與環境溫度,確保電池在-20℃至60℃的安全區間內工作。對于多節串聯的電池組,保護板還會加入被動均衡電路,通過電阻耗能平衡各單體電壓差異,避免因容量不匹配導致的整體性能衰減。出現無法充電、充電即斷電、放電時突然停止等現象,可能是保護板損壞。
鋰電池是否可以省略保護板的使用?這一問題引發了不少討論。保護板的設計初衷是為了電池的安全,防止過充、過放以及短路等潛在危險。然而,磷酸鐵鋰電池的出現使得一些人提出了不同的看法,認為這種電池類型具有足夠的穩定性,因此可能無需額外的保護板。但我們需要明確的是,鋰電池保護板的功能并不僅限于防止過充和過放。鋰電池保護板實際上是一個充放電的保護系統,特別是對于串聯的電池組而言。它能夠確保電池組中每個單體電池之間的電壓差保持在一個設定的安全范圍內,從而實現更為均勻的充電。此外,保護板還具備監測功能,能夠檢測到電池組中的任何單體電池是否出現過壓、欠壓、過流、短路或過溫等異常情況,進而及時采取措施以保護電池并延長其使用壽命。 鋰電池保護板對串聯的鋰電池組進行充放電保護。浙江新時代鋰電池保護板
鋰電池化學性質活潑,過流或短路可能引發高溫危險。保護板通過實時監測電壓,主動切斷回路,保障電池壽命。如何鋰電池保護板管理系統軟件設計
鋰電池保護板是電池組安全使用的“智能管家”,主要用于防止電池過充、過放、短路或過熱等問題。它像一名全天候的“監護員”,實時監測每一塊電池的狀態,確保充放電過程平穩可控。例如,當手機充電寶電量充滿時,保護板會自動切斷充電電流,避免電池鼓包;若電動車電池溫度異常升高,它也會及時斷電,防止起火危險。此外,它還能平衡多塊電池之間的電量差異,避免“有的累死、有的閑死”,從而延長整個電池組的使用壽命。從日常用品到大型設備,保護板的應用無處不在。比如電動自行車、平衡車依賴它保證高功率放電時的安全;家用儲能電池靠它實現穩定充放電;甚至兒童玩具里的電池也內置微型保護板,防止短路損壞。選擇時需根據電池類型(如普通鋰電池或汽車動力電池)、電池數量、使用場景(如高溫戶外或低溫環境)匹配相應功能,既不過度設計增加成本,又能滿足中心保護需求。簡單來說,它的存在讓鋰電池用得更安全、更省心。 如何鋰電池保護板管理系統軟件設計