1.鋰電(diàn)池保護(hù)板概述
鋰電池保護板實際上是一個電池管理係統,英文BATTERY MANAGEMENT SYSTEM,簡稱BMS. 其電路作用是(shì)對串聯鋰電池組的(de)充放電進行保護。在充滿電時能保證各單(dān)體電池之間的電壓差異小於設定值(一般±20mV),實現電池組各單體電池(chí)的均(jun1)充,有(yǒu)效(xiào)地(dì)改(gǎi)善了串聯充電方式下的充電效果;同時檢測電(diàn)池組中各個單體電池的過壓、欠壓(yā)、過流、短路、過溫狀態,保護並延(yán)長電池使用壽命(mìng)。
2.鋰電池(chí)保護板工作原理
市麵上鋰電池保護(hù)的芯(xīn)片很多,常用的單串保護芯片有8261,DW01+,CS213,多串數保護主控芯片,主流的有理(lǐ)光R5432,美上美MM3474、O2的(de)8940、比亞迪(dí)BM3451等。鋰電池保護芯片其實也是電量計(jì)芯片,控製和保護鋰電池。下(xià)圖是鋰(lǐ)電(diàn)池保護板的功能結構圖
以下兩圖是單串電池保護(hù)芯片的(de)應用電路
下麵以(yǐ)DW01+ 配MOS管進行講解:
3.鋰電池保護板工作原理(lǐ)
MOSFET應用在保護板上,起到的就是開(kāi)關作用。你可以(yǐ)理解為MOSFET就是一個空氣開關,是保護板上(shàng)的空(kōng)氣開關(guān),但這個空氣開關不是需要用手掰的,是由(yóu)控製管理IC主控芯片+外圍電路來實現其開啟或者(zhě)關(guān)閉的。MOSFET導通就相當於(yú)空氣開關閉合;MOSFET截止就相當於空氣開關打開。
3.1 鋰電(diàn)池保護板工作原(yuán)理
正常(cháng)工作:當電芯電壓在2.5V~4.3V之(zhī)間時,DW01的(de)①腳DO、③腳CO 均輸出高(gāo)電平(等於(yú)供電電壓),M1、M2導通,由(yóu)於MOSFET的導通電阻很小,相當於D、S極間直通,保護板有電壓輸出。
過(guò)放保護:當鋰電池出現過(guò)放電時,電芯電壓下降到2.3V,DW01的DO腳(jiǎo)輸出為0V,M1截止,此時鋰電池B-與(yǔ)保護板P-端斷開,保護板無電壓輸(shū)出。
過充保護:當鋰電池出現過充電時,即當電芯電壓升高到4.4V(通常稱為過充保護(hù)電壓)時(shí),M2截(jié)止,將停止對鋰電池充電。
短路保(bǎo)護:當鋰電池出現短路時,M1,M2都會出現截止(zhǐ),關斷輸出,保護板無(wú)電壓(yā)輸出。
4.MOSFET的選型
MOSFET在保護板應用當中,最關(guān)鍵的指標是(shì)VDS耐壓,二是(shì)導通阻抗RDSon。
VDS耐壓指標的選擇:由於MOSFEF是(shì)串聯在電芯與充電器之間,電芯與負載(zǎi)之間,所以MOSFET的耐壓VDS需高於電芯的電壓,按至少餘量20%進行選擇。如72V鋰電池(16串電池),保護板(bǎn)上MOSFET,至少選擇90V耐(nài)壓的MOSFET,通常選擇100V耐壓的MOSFET比較適合。
RDSon指標的選擇:MOSFET是工作在常開、常閉狀態,不存在開關損耗。VDS越(yuè)大,RDSon越大,MOSFET發熱就越(yuè)大。發熱就會影響到鋰電池。
綜上所述:我們要選用耐壓合適、阻抗越(yuè)低(dī)越好的MOS。不能盲(máng)目選擇高壓MOSFET,因為高壓的MOSFET往往阻(zǔ)抗(kàng)都會比較大。
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