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磷酸铁锂电池要保护板吗

来源:钜大LARGE    2018-06-14    点击量:14

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磷酸铁锂电池单体电压为3.2V,现在一般用做电动车等的动力电源。


电动车用磷酸铁锂电池是由很多块单体电池通过串联或并联的方式来实现不同的电压与容量等级。由于电池的离散性(每个不可能做到完全一致),所以在使用一段时间后,(充电和放电过程中),会出现各个电池电压越来越不相同,有些高于3.2V、有些低于3.2V,这对于整个电池组影响很大,整体容量变小,寿命缩短。


保护板电路能分别检测串联电池组中每只电池的电压和电流,控制电池组的充放电过程。电池组中每只电池的电压均在过充检测电压和过放检测电压之间,并且输出无短路现象时,MOS管导通,P+、P-输出电池组电压,允许电池组进行充放电操作。另外保护板还具有电池组过放保护、过充保护、过流保护、短路保护等功能。


动力电池保护板是为了加强动力锂离子电池的安全性必配的设备。大多数情况下,锂电保护板应具备控制锂离子电池使用工作条件的功能,这些工作条件包括电压、电流、温度等。由于锂离子电池使用的特殊性,使得动力锂离子电池必须和保护板一起配套使用才能确保整个系统的安全可靠性。


过充电压保护:防止充电电压高于电池使用电压上限造成电池失效,引起安全事故过放电压保护:防止电池深度放电,避免缩短电池寿命或引起安全事故过流保护:限制通过保护板和电池的电流大小短路保护:避免电池短路造成安全事故温控开关:保护电池组和保护板温度过高造成安全隐患。


动力电池保护板有两个核心部件:一块保护ic,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是mosfet串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。电路原理图如下:1、下面介绍保护ic个引脚功能:vdd是ic电源正极,vss是电源负极,v-是过流/短路检测端,dout是放电保护执行端,cout是充电保护执行端。2、保护板端口说明:b+、b-分别是接电芯正极、负极;p+、p-分别是保护板输出的正极、负极;t为温度电阻(ntc)端口,一般需要与用电器的mcu配合产生保护动作,后面会介绍,这个端口有时也标为id,意即身份识别端口,这时,图上的r3一般为固定阻值的电阻,让用电器的cpu辨别是否为指定的电池。保护板工作过程:1、激活保护板的方法:当保护板p+、p-没有输出处于保护状态,可以短路b-、p-来激活保护板,这时,dout、cout均会处于低电平(保护ic此两端口是高电平保护,低电平常态)状态打开两个mos开关。2、充电:p+、p-分别接充电器的正负极,充电电流经过两个mos对电芯进行充电。这时,ic的vdd、vss既是电源端,也是电芯电压检测端(经r1)。随着充电的进行,电芯电压逐渐升高,当升高到保护ic门限电压(一般是4.30v,通常称为过充保护电压)时,cout随即输出高电平将对应那个mos关断,充电回路也被断开。过充保护后,电芯电压会下降,当下降到ic门限电压(一般为4.10v,通常称为过充保护恢复电压)时,cout恢复低电平状态打开mos开关。3、放电:同样,在电池放电时,ic的vdd、vss也会对电芯电压检测,当电芯电压下降到ic门限电压(一般是2.40v,通常称为过放保护电压)时,dout随即输出高电平将对应那个mos关断,放电回路被断开。过放保护后,电芯电压会上升,当上升到ic门限电压(一般为3.00v,通常称为过放保护恢复电压)时,dout恢复低电平状态打开mos开关。mos饱和导通也存在内阻,所以电流在流经b-、p-之间时mos两端会产生压降,保护ic的v-和vss(经过r2)会随时检测mos两端的电压,当电压上升到ic保护门限(一般为0.15v,称为放电过流检测电压)时,dout马上输出高电平将对应那个mos关断,放电回路被断开。看到这里,大概有同学已经悟出,如果选用导通内阻低的mos或者放电过流检测电压高的ic,可以获得大的输出电流,但是也要考虑选用的mos的功率和电芯的容量。5、ntc(t端口)的作用:当电池工作时,没有发生过充、过放或过流、短路等情况,而是由于工作时间太长,导致电芯温度上升(比如平常我们在用手机煲电话粥)很快。而ntc电阻紧贴电芯监测电芯温度,随着温度上升ntc阻值逐渐下降,用电器cpu发现了这个变化,当阻值下降到cpu设定值时,cpu即发出关机指令,让电池停止对其供电,只维持很小的待机电流,达到保护电池的目的。


过充保护电压:4.25±0.05v/4.0v(磷酸铁锂电池)过充延时:80ms过充解除电压:4.1±0.05v/3.5v过放保护电压:2.80±0.05v/2.0v(磷酸铁锂电池)过放解除电压:3.0±0.05v/2.3v过放延时时间:40ms过放解除方法:断开负载,各单体电池电压均高于临界值时解除或充电解除;过流解除:断开负载释放充电电流:<5a可特殊订做每路均衡电流:50ma每路均衡精度:4.20±0.01v/3.65v±0.01(磷酸铁锂电池过流电流保护:40a/80a(可按要求订做)静态功耗<0.5ma电池保护板系列:3串,4串,7串,8串,10串,12串,13串,16串,可按要求订做。


1.输出负极p-、充电负极c-、电池负极b,请按顺序接线,请不要接反线路,以免烧坏电路元件。2.充电线,放电线,电池负极。尽量用粗线,否则会通不过大电流,会起到过流保护,造成电路不工作。3.电池正极输出不用经过保护电路,直接连接输出。


磷酸铁锂电池的优点是:


磷酸铁锂电池的寿命长,循环寿命在2000次以上。在同样的条件下,磷酸铁锂电池可使用7到8年的时间。


使用安全。磷酸铁锂电池经过严格的安全测试,即使在交通事故中也不会发生爆炸。


充电快速。使用专用充电器,1.5C充电40分钟即可以使电池充满。


磷酸铁锂电池耐高温,磷酸铁锂电池热风值可以达到350到500摄氏度。


磷酸铁锂电池的容量大。


磷酸铁锂电池没有记忆效应。


磷酸铁锂电池绿色环保,无毒,无污染,原材料来源广泛,价格便宜。


磷酸铁锂电池的缺点是:


磷酸铁锂电池正极的振实密度小,密度一般在0.8到1.3左右。体积大。


导电性能差,锂离子扩散速度慢,高倍充放电时,实际的比容量低。


磷酸铁锂电池的低温性能差。


磷酸铁锂电池单个电池的寿命长,在2000次左右,但是磷酸铁锂电池组的寿命短,一般在500次左右。


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