1、锂电池知识聚合物锂电池与磷酸铁锂电池有什么区别？哪个更好？锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物，如 LiMn2O4。电解质是含锂盐的有机溶液。通常锂离子电池并不含金属锂。充电时，在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出，经过电解质，嵌入到负极晶格中。放电时，过程正好相反，锂离子返回正极，电子则通过了用电器，由外电路到达正极与锂离子复合。由于锂离子电池不含任何贵重金属，原材料都很便宜，降价空间很大，应该是最便宜的电池。缺点是安全性，由于金属外壳密封性好，使用中电池发热就可能出现爆炸的隐患。锂聚合物电池(Li-polymer)是在锂离子电池的基础上以高分子聚合物电解质取代传统的
2、液态有机电解质而产生的。这种高分子电解质即可以作为传导离子的媒介，又可以作为隔离膜使用，再加上与金属锂的反应性极低，因此有效避免了锂离子电池的容易燃烧和容易漏液的现象。并且由于锂离子聚合物电池是将液态有机电解质吸附在一种聚合物基质上，被称作胶态电解质，这种电解质既不是游离电解质也不是固体电解质，从而使得锂锂子聚合物电池不仅具有液态锂离子电池的优良性能，还可以制成任意形状和尺寸，超薄型产品，使得其适用范围广，发展前景好。另外安全性比锂离子电池好，使用中如果发热，只会产生臌胀或者燃烧而不会爆炸。磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 长寿命铅酸电池的循环寿命在 300次左右，最高也就
3、 500 次 磷酸铁锂电池，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到 2000 次以上，标准充电（5 小时率）使用，可达到 2000 次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就 11.5 年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，将达到 78 年。综合考虑，性能价格比将为铅酸电池的 4 倍以上。可大电流快速放电可大电流 2C 快速充放电，在专用充电器下， 1.5C 充电 40 分钟内即可使电池充满，起动电流可达 2C,而铅酸电池现在无此性能。耐高温性 有所 改善磷酸铁锂电热峰值可达 350500而锰酸锂和钴酸锂只在 200左右。工作温度范围宽广（-20C-+75C） ，有耐高温特
4、性磷酸铁锂电热峰值可达 350500而锰酸锂和钴酸锂只在 200左右。大容量具有比普通电池（铅酸等）更大的容量。5AH50AN（单体）无记忆效应可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。体积小、重量轻同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的 2/3 重量是铅酸电池的 1/3。环保性 相对有所改善该电池相对，铅酸电池，聚合物锂离子电池，来说，环保性有所改善。但对环境，一样有污染性。铅酸电池对环境够成二次污染，而磷酸铁锂材料，相对污染降低。
5、因此该电池又列入了“十五”期间的“863”国家高科技发展计划，成为国家重点支持和鼓励发展的项目。随着中国加入 WTO，中国电动自行车的出口量将迅速增大，而现在进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池. 磷酸铁锂电池也有其缺点：例如磷酸铁锂正极材料的振实密度较小，等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池，因此在微型电池方面不具有优势。编辑本段电池性能锂离子动力电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是 2005 年 7 月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C 充放循环寿命达
6、2000 次。单节电池过充电压 30V 不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。 本项目属于高新技术项目中功能性能源材料的开发，是国家“863”计划、 “973”计划和“十一五”高技术产业发展规划重点支持的领域。 锂离子电池的正极为磷酸铁锂材料。 这种新材料不是以往的锂离子电池正极材料 LiCoO2；LiMn2O4；LiNiMO2。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C 充放循环寿命达
7、2000 次。单节电池过充电压 30V 不燃烧，不爆炸。穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易并串联使用。锂电三串保护板的接线方法一个锂电三串保护板,电路板上共有 B+ B- BM1 BM2 BM3 P+ P- 共 7 个接点,接线方法如下：基本上，这是一个 4 串的保护版，是否能与 3 串共用，要看板子的设计，假设这是 3, 4 串共用的板子好了。首先，先将三个电池串连电池 1 , 电池 2 , 电池 3 分别用 1, 2, 3 表示，则三个电池串连后如下：(1 正极，1 负极) - (2 正极，2 负极) - (3 正极，3 负极)或表示为 (1+, 1-)-(2+,2-)-
8、(3+,3-)电池 1, 2, 3 共有 A, B, C, D 四个接点： A 表示串联后的正极端子；B 表示串联后的负极端子；C 表示串联后，第一个和第二个电池间的端子；D 表示串联后，第二个和第三个电池间的端子。用下列表示 (等级不够，无法画图喔)A (1+, 1-)-C-(2+,2-)-D-(3+,3-) B则把 充电器的正极端接到 P+，充电器的负极端接到 P-，A 接线到 B+，B 接线到 B-。以上是绝对不会有问题的部分，接下来则要看板子的定义，每个板子设计不同，不能直接回答出正确接法，说明如下 BM1, BM2, BM3 是监控每一串电池之间的电压。但是 BM1 是监控第 1 串
9、或是第 1最后一串，要看规格书定义，否则会接错我们假设 BM1 是监控电压较低的第一串 (称为 VL, voltage low)则 BM1 要接到 D 的位置， BM2 要接到 C 的位置，至于 BM 3 因为是属于第一至第三串的电压监控，而你只有三串，因此要看规格书有的设计是不用焊接，跳空有的设计是接到 A 点 (建议先跳空，至少是开路没作动)PS : 一般以 VL, VM, VH 表示，就不会有 BM1 是 VL 或 VM 的困扰 -参考:220s 小常识- 百科常识 简述锂电池保护 IC 的重要性近年来，PDA 、数字相机、手机、可携式音讯设备和蓝芽设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要
10、电源。锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点，与镍镉、镍氢电池不太一样，锂电池必须考虑充电、放电时的安全性，以防止特性劣化。针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要，所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池。由于锂离子电池能量密度高，因此难以确保电池的安全性。在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，因内压上升而产生自燃或破裂的危险；反之，在过度放电状态下，电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化，因而降低可充电次数。锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性，并防止特性劣化。锂离子电池
11、的保护电路是由保护 IC 及两颗功率 MOSFET 所构成，其中保护 IC 监视电池电压，当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET 来保护电池，保护 IC 的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护。其中保护 IC 为监视电池电压；当有过度充电及放电状态时，则切换以外挂的 Power-MOSFET 来保护电池，保护 IC 的功能为： （1 ）过度充电保护、（2）过度放电保护、（3 ）过电流 /短路保护。以下就这三项功能的保护动作加以说明（1） 过度充电：当锂电池发生过度充电时，电池内电解质会被分解，使得温度上升并产生气体，使得压力上升而可能引起自燃或爆裂的危机，锂电池保
12、护 IC 用意就是要防止过充电的情形发生。过度充电保护 IC 原理：当外部充电器对锂电池充电时，为防止因温度上升所导致的内压上升，需终止充电状况，此时保护 IC 需检测电池电压，当到达 4.25V 时（假设电池过充点为 4.25V）及激活过充电保护，将 Power MOS 由 ONOFF,进而截止充电。另外，过充电检出，因噪声所产生的误动作也是必须要注意的，以免判定为过充保护，因此需要延迟时间的设定，而 delay time 也不能短于噪声的时间。（2） 过度放电：在过度放电的情形下，电解液因分解而导致电池特性劣化，并造成充电次数的降低，锂电池保护 IC 用以保护其过放电的状况发生， 达成保护
13、动作。过度放电保护 IC 原理：为了防止锂电池过度放电之状态，假设锂电池接上负载，当锂电池电压低于其过放电电压检测点（假设设定为 2.3V），将激活过放电保护，将 Power MOS 由 ONOFF,进而截止放电，达成保护以避免电池过放电现象发生， 并将电池保持在低静态电流的状态（standby mode），此时耗电为 0.1uA当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高于过放电电压时，过放电保护功能方可解除。另外，为了对于脉冲放电之情形，过放侦测设有延迟时间用以预防此种误动作的发生。（3） 过电流及短路电流因为不明原因（放电时或正负极遭金属物误触）造成过电流或短路电流发生，为确保安全，使其停止放
14、电。电流保护 IC 原理：当放电电流过大或短路情况发生时，保护 IC 将激活过（短路）电流保护，此时过电流的检测是将 Power MOS 的Rds（on）当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形，若比所定的过电流检测电压还高则停止放电，公式为：V-（过电流检测电压）=I（放电电流）*Rds（on）*2假设 V-=0.2V, Rds（on）=25m，则保护电流的大小为 I=4A同样的，过电流检出也必须要设有延迟时间以防有突然的电流流入时，会发生误动作，使其发生保护的误动作。 通常在过电流发生后，若能移除过电流之因素（例如：马上与负载脱离），就会回复其正常状态，可以再实行正常的充放电动作锂电池保护 I
15、C 的新功能：除了上述的锂电池保护 IC 功能之外，现在还有一些新的功能值得我们注意，以东瑞电子所独家代理的“Ricoh“锂电池保护 IC 为例-R5426（1） 充电时，过电流之保护：当连接充电器在充电时突然有过电流发生（充电器损坏），即发生充电时过电流检测，此时将 Cout 将由HighLow,Power MOS 由 ONOFF,达成保护之动作。V-（Vdet4 过电流检测电压）=I（充电电流）*Rds（on）*2注：Vdet4 为 -0.1V（2） 缩短测试时间：假设测完一片 PCB 所需要花的时间为 1 秒，那 100 万片则需要 100 万秒，非常的耗时，同样的也很没有效率，故我们可
16、以利用以下之功能来缩短测试时间。（A） 当我们将 R5426 之 DS pin open 时，此时 delay time 为规格书上所示（B） 当我们将 R5426 之 DS pin 接 VDD 时，此时 delay time 将只有 1/90.（C） 当我们将 R5426 之 DS pin 接 Vim（min=1.2V,max=VDD-1.1V），此时将可忽略 delay time（3） 过充时锁住模式（ Latch）：通常保护 IC 在过充电保护时经过一段延迟时间之后就会将 Power MOS 关掉（Cout），用以达到保护的目的，当锂电池电压一直下降到解除点（Overcharge Hys
17、teresis Voltage）时就会回复，此时又会继续的充电，又保护，又放电充电放电，这种情形并不是一种很好的状况且安全性的问题将无法有效的获得解决。锂电池一直重复着做着充电放电充电放电的动作， Power MOS 的 Gate 将反复的 High/Low,这样可能会使 MOSFET变热。，也同时对于电池的寿命造成引想，由此可知 Latch Mode 的重要性。假如锂电时保护电路在侦测到过充电保护时有 Latch Mode,MOSFET 将不会变热，且安全性相对的提高许多。在侦测到过充电保护之后，只要有连接充电器在电池包上，此时之状态及到达过充时锁住模式，因此，虽然锂电池的电压一值下降，但不
18、会发生再充电的情形。要解除这个状况，只要将充电器移除并连接负载即可回复充放电的状态。 （4） 缩小保护电路组件： 将过充电和短路保护用的延迟电容给内包到保护 IC 里面保护 IC 的要求：（A） 过度充电保护的高精化：当锂离子电池有过度充电状态时，为防止因温度上升所导致的内压上升，须截止充电状态。保护 IC 将检测电池电压，当检测到过度充电时，则过度充电检测的功率 MOSFET 使之切断而截止充电。此时应注意的是过度充电的检测电压的高精密度化，在电池充电时，使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题，同时兼顾到安全性问题，因此需要在达到容许电压时截止充电状态。要同时符合这两个条件，必须有高精密
19、度的检测器，目前检测器的精密度为 25mV,该精密度将有待于进一步提高。（B） 减低保护 IC 的耗电流达到过度放电保护目的：已充过电的锂离子电池电随着使用时间，电池电压会渐减，最后低到规格标准值以下。此时就需要再度充电。若未充电而继续使用的话，恐就无法再充电了（过放电状态）。而为防止过放电状态，保护 IC 即要侦测电池电压的状态，一旦到达过放电侦测电压以下，就得使放电一方的 Power-MOSFET OFF 而截止放电。但此时电池本身仍有自然放电及保护 IC的消费电流存在，因此需要使保护 IC 的耗电流降到最低的程度。（C） 过电流/短路保护需有低侦测电压及高精度的要求：因不明原因导致短路而
20、有大电流耗损时，为确保安全而使之停止放电。在过电流的侦测是以 Power MOS 的Rds（on）为感应阻抗，以监视其电压的下降，此时的电压若比过电流侦测电压还高时即停止放电。为了使 Power MOS的 Rds（ on）在充电电流与放电电流时有效的应用，需使该阻抗值尽量低，（目前约 20m 30m ）。如此，过电流侦测电压就可较低。（D） 实现耐压值：电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生，因此保护 IC 因具备有“耐高压的要求（Ricoh 的保护 IC 即可承受到 28V）（E） 低耗电：当到达保护时，其静态耗电流必须要小（0.1uA）（F） 零伏可充电：有些电池在存放的过程中可能因为放太久
21、或不正常的原因导致电压低到 0V,故保护 IC 需要在 0V 也可以充电的动作保护 IC 功能未来发展如前所述，未来保护 IC 将进一步提高检测电压的精密度、降低保护 IC 的耗电流和提高误动作防止功能等，同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点。 在封装方面，目前已由 SOT23-6 逐渐转向 SON6 封装，将来还有 CSP 封装，甚至出现 COB 产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求。在功能方面，保护 IC 不需要整合所有的功能，可根据不同的锂电池材料开发出单一保护 IC,如只有过充保护或过放保护功能，这样可以大幅减少成本及尺寸。当然，功能组件单晶体化是不变的目标，如目前手机制造商都朝向
22、将保护 IC、充电电路以及电源管理 IC 等周边电路与 逻辑 IC 构成双芯片的芯片组，但目前要使功率 MOSFET 的开路阻抗降低，难以与其它 IC 整合，即使以特殊技术制成单芯片，恐怕成本将会过高。因此，保护 IC 的单晶体化将需一段时间来解决。锂电池保护 IC 说明: 锂电池保护新方案：CR6001，CR6002D，CR6003，CS6005公司简介信宝电子是专业从事电子元器件贸易配套服务的专业供应商。主要经销 IR（美国）品牌，代理 TRR、Cirrus Logic、PERICOM、德爱 D100 20A/600VIRG4PF50WTO-247AC 900V Warp 20-100kH
23、z Discrete IGBT;100 28A/900VIRG4PF50WDTO-247AC 900V Warp 20-100kHz Copack IGBT;100 28A/900V工业级 IGBTIRGPS40B120UTO-247AA 1200V UltraFast 8-25kHz Single IGBT;100 40A/1200VIRGPS40B120UDTO-247AA 1200V UltraFast 5-40kHz Copack IGBT;100 40A/1200V供应：电源管理 IC、驱动 IC、锂电保护 IC、时针 IC 等系列电源管理/控制/驱动 IC：IR2103，IR210
24、3S，IR2153，IR2153S，IR2111，IR2111S ，IR2113S，IR2104S，IR2520D，IR2109，IR2101，IR2161，IR2151，IR2155，IR2110，VIPER12A，VIPER22A，MC33063 ，MC34063，UC2843BD1R2G ，UC3842BNG ，UC3842BD1R2G，UC3843BNG，UC3843BD1R2G ，UC3845BNG，UC3845BD1R2G，UC2844BNG，UC3854BNG4。锂电池保护新方案：CR6001，CR6002D，CR6003，CS6005时针 IC：PT7C4302WE 完全替代
25、DS1302PT7C4372ALE 完全替代 RS5C372PT7C4363WE 完全替代 PCF8563PT7C4337WE 完全替代 DS1337SPT7C4390WE 完全替代 S-35390A信宝电子，品牌专卖，只有原装，只做原装! 我们的理念：做最诚信的供应商电话：0755-82543303 手机：13148773838 刘生 Q-Q：42851575 M-S-N：X_ 邮箱：网站：地址：深圳市华强北中航路新亚洲电子商城二期 N3B166请点击表格第一行的标题，可变换表格排列。 No. 产品名 数据表 应用手册 功能 过充电检测电压 (精度) 过放电检测电压 (精度) 放电过电流检测
26、电压 (精度) 过充电检测延迟 型号搜索（下载） 封装 1 S-8200A 系列 - 1 节电池用 3.5 4.5 V (20mV) 2.0 3.4 V (35mV) 0.05 0.20 V (10mV) 内置延迟定时器 SOT-23-6 SNT-6A 2 S-8211C 系列 - 1 节电池用 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (50mV) 0.05 0.3 V (15mV) 内置延迟定时器 SOT-23-5 SNT-6A 3 S-8211D 系列 - 1 节电池用 3.6 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (50mV) 0.05 0.3 V (15mV) 内
27、置延迟定时器 SOT-23-5 SNT-6A 4 S-8211E 系列 - 1 节电池用 3.6 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (50mV) - 内置延迟定时器 SOT-23-5 SNT-6A 5 S-8261 系列 - 1 节电池用 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (50mV) 0.05 0.3 V (15mV) 内置延迟定时器 SOT-23-6 6 S-8241 系列 - 1 节电池用 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.3 V (20mV) 内置延迟定时器 SOT-23-5 SNT-6A 7 S-8232
28、 系列 - 2 节电池用 3.9 4.6 V (25mV) 1.7 2.6 V (80mV) 0.07 0.3 V (20mV) 外接延迟电容 8-Pin TSSOP 8 S-8242B 系列 - 2 节电池用 3.9 4.5 V (25mV) 2.0 3.0 V (50mV) 0.05 0.3 V (15mV) 内置延迟定时器 SNT-8A 8-Pin TSSOP 9 S-8252 系列 - 2 节电池用 3.55 4.6 V (20mV) 2.0 3.0 V (50mV) 0.05 0.4 V (10mV) 内置延迟定时器 SNT-6A SOT-23-6 10 S-8262A 系列 New
29、 - 2 节电池用 3.9 4.5 V (20 mV) 2.0 3.0 V (50 mV) 0.05 0.20 V (10 mV) 内置延迟定时器 SNT-8A 11 S-8233A 系列 - 3 节电池用 4.1 4.35 V (50mV) 2.0 2.7 V (80mV) 0.15 0.5 V (10%) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 12 S-8233B 系列 - 3 节 3.8 4.4 2.0 2.8 0.15 0.5 外接 16-Pin TSSOP 电池用 V (25mV) V (80mV) V (10%) 延迟电容 13 S-8233C 系列 - 3 节电池用 3.8 4
30、.4 V (50mV) 2.0 2.8 V (80mV) 0.15 0.5 V (10%) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 14 S-8253A/B 系列 - 2 节/3 节电池用 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.3 V (25mV) 内置延迟定时器 8-Pin TSSOP 15 S-8253C/D系列 - 2 节/3 节电池用 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.3 V (25mV) 内置延迟定时器 8-Pin TSSOP 16 S-8243A/B 系列 - 3 节/4 节电池用 3.9
31、4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.3 V (25mV) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 17 S-8254A 系列 - 3 节/4 节电池用 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.3 V (25mV) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 18 S-8204A 系列 3 节/4 节电池用 3.8 4.6 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.30 V (15mV) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 19 S-8205A/B 系列 - 4 节/5 节电池用 3.55 4
32、.40 V (25mV) 2.0 3.2 V (80mV) 0.05 0.30 V (15mV) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 20 S-8225A 系列 New - 3 节 53.5 4.4 V (20 2.0 3.2 V (80 - 外接延迟16-Pin TSSOP 节电池用 mV) mV) 电容 21 S-8204B 系列 3 节/4 节电池用 3.8 4.6 V (25mV) 2.0 3.0 V (80mV) 0.05 0.30 V (15mV) 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 22 S-8225B 系列 New - 3 节 5节电池用 3.5 4.4 V (20 m
33、V) 2.2 3.2 V (80 mV) - 外接延迟电容 16-Pin TSSOP 23 S-8213 系列 New - 2 节/3 节电池用 4.10 V 4.50 V (25 mV) - - 内置延迟定时器 SOT-23-6 SNT-6A 24 S-8264A/B/C系列 - 24节电池用 4.3 4.8 V (25mV) - - 内置延迟定时器 SNT-8A 8-Pin TSSOP 25 S-8215A 系列 - 4 节/5 节电池用 3.6 4.7 V (25mV) - - 内置延迟定时器 SNT-8A TMSOP-8 26 S-8244 系列 - 14节电池用 3.7 4.5 V
34、(25mV) - - 外接延迟电容 TMSOP-8 8-Pin MSOP SNT-8A 27 S-8209A 系列 带电量平衡功能 3.9 4.4 V (25mV) 2.0 3.0 V (50mV) - 外接延迟电容 SNT-8A 8-Pin TSSOP 28 S-8209B 系列 带电 3.9 4.4 2.0 3.0 - 外接 SNT-8A 量平衡功能 V (25mV) V (50mV) 延迟电容 8-Pin TSSOP 29 S-8229 系列 New - 35节电池用状态监视器 - - - - SOT-23-6 SNT-6A 网站地址 隐私权保密性声明 关于网站的利用原则 1999-20
35、12 版权所有 精工电子有限公司 动力电池保护板讨论与分析由于近几年的动力锂电池的飞速发展，无论是生产工艺还是材料技术改进上，或价格的优势，都有相当大的突破，因此它也为多并多串打下坚实的基础。替代铅酸电池的时代越来越近。无论电动自行车还是后备电源，它的市场占有率自然也开始疯狂扩大，这是不可否认的事实。那么，为了电池的安全与寿命，锂电池的有效保护自然也少不了，此时保护板在电池包内也是一个非常核心的部件之一。理论上来讲，动力多串电池保护板已经没有太多的电子技术含量了，比如电路与软件处理，有太多的选择。其主要是把保护部分如何做到稳定，可靠，更安全，更实用，当然价格也是其中之一。想要真正的想把它做好，
36、那是一件非常复杂细心而又漫长的轮回工作。如果要按经验与技术值的占比比值的话，技术只占 20% 。经验要占到 80% 。做好动力电池保护板没有个三五年的经验，还是有困难的。当然做好与能做是两回事。为什么会有这样的结论呢?这是有依据的。说实话，保护板的方案电路并不复杂，只要在电池电子行业工作了一两年，设计个电路与抄袭人家一个电路不是什么难事。比如：多串动力电池他主要是高电压，大电流，高内阻工作(微电流)，电池包工作环境的考量等等，这都牵扯到多年的电子专业综合经验。大到要对整个 PACK 的了解，小到一个电阻,电容或晶体管的选型,或是布板时的注意细节。总的一句话，保护板主要是稳定，可靠，安全的保护电
37、池组，保证电池组的正常安全使用或使用得更久，其它添加的特有技术与功能，都是浮云。下面我们来讨论一下。动力电池保护板，顾名思义，它是用来保护电池不让损坏与延长电池的使用寿命。而且它只在电池出现极端问题的情况下作出最稳定最有效的保护防止出现意外。平时不应该动作，当然，监视工作是必须要的，就像我们的家用电器中的保险丝或保险开关一样。这是本文讨论分析的宗旨。保护项目及注意事项1.电压保护：过充，过放，这要根据电池的材料不同而有所改变，这点看似简单，但要细节上来看，还是有经验学问的。过充保护，在我们以往的单节电池保护电压都会高出电池充饱电压 50150mV。但是动力电池不一样，如果你要想延长电池寿命，你
38、的保护电压就选择电池的充饱电压，甚至还要比此电压还低些。比如锰锂电池，可以选择 4.18V4.2V。因为它是多串数的，整个电池组的寿命容量主要是以容量最低的那颗电池以准，小容的总是在大电流高电压工作，所以衰减加快。而大容量每次都是轻充轻放，自然衰减要慢得多了。为了让小容量的电池也是轻充轻放，所以过充保护电压点不要选择太高。这个保护延时可以做到 1S,防止脉冲的影响从而保护。过放保护，也是与电池的材料有关，如锰锂电池一般选择在 2.8V3.0V。尽量要比它单颗电池过放的电压稍高点。因为，在国内生产的电池，电池电压低于 3.3V 后，各颗电池的放电特性完全不一，因此是提前保护电池，这样对电池的寿命
39、是一个很好的保护。总的一点就是尽量让每一颗电池都工作在轻充轻放下工作，一定是对电池的寿命是一个帮助。过放保护延滞时间，它要根据负载的不同而有所改变，比如电动工具类的，他的启动电流一般都在 10C 以上，因此会在短时间内把电池的电压拉到过放电压点从而保护。此时无法让电池工作。这是值得注意的地方。2.电流保护：它主要体现在工作电流与过电流使开关 MOS断开从而保护电池组或负载。MOS 管的损坏主要是温度急剧升高，它的发热也是电流的大小及 本身的内阻来决定的，当然小电流，对 MOS 没什么影响，但是大电流呢，这个就要好好做些处理了， 在通过额定电流时，小电流 10A 以下，我们可以直接用电压来驱动
40、MOS 管。大电流，一定是要加驱动，给 MOS 足够大的驱动电流。以下在 MOS 管驱动有讲到工作电流，在设计的时候，MOS 管上不能存在超过 0.3W 的功率。计算工式：I2*R/N。R为 MOS 的内阻，N 为 MOS 的数量。如果功率超过，MOS 会产生 25 度以上的温升，又因它们都是密封的,就算有散热片，长时间工作时，温度还是会上去，因为他没地方可散热。当然MOS 管是没任何问题，问题是他产生热量会影响到电池，毕竟保护板是与电池放在一起的。过流保护(最大电流)，此项是保护板必不可少的，非常关键的一个保护参数。保护电流的大小与 MOS 的功率息息相关，因此在设计时，要尽量给出 MOS
41、能力的余量。在布板的时候，电流检测点一定要选好位置，不能只接通就行，这需要经验值。一般建议接在检测电阻的中间端。还要注意电流检测端的干扰问题，因为它的信号很容易受到干扰。过流保护延时，它也是要根不同的产品做相应的调整。在此不多说了。3.短路保护：严格来讲，他是一个电压比较型的保护，也就是讲是用电压的比较直接关断或驱动的，不要经过多余的处理。短路延时的设置也很关键，因为在我们的产品中，输入滤波电容都是很大的，在接触时第一时间给电容充电，此时就相当于电池短路来给电容充电。4.温度保护：一般在智能电池上都会用到，也是不可少的。但往往它的完美总会带来另一方面的不足。我们主要是检测电池的温度来断开总开关
42、来保护电池本身或负载。如果是在一个恒定的环境条件下，当然不会有什么问题。由于电池的工作环境是我们不可控的，太多太复杂的变化，因此不好选择。如在北方的冬天，我们定在多少合适?又如夏天的南方地区，又定多少合适?显然范围太宽不可控的因素太多，仁者见仁，智者见智的去选择了。5.MOS 保护：主要是 MOS 的电压，电流与温度。当然就是牵扯到 MOS 管的选型了。MOS的耐压当然要超过电池组的电压，这是必须的。电流讲的是在通过额定电流时 MOS 管体上的温升了一般不超过 25 度的温升，个人经验值，只供参考。MOS 的驱动，也许会有的人会讲，我有用低内阻大电流的 MOS 管，但为何还有蛮高的温度?这是
43、MOS 管的驱动部分没有做好，驱动 MOS 要有足够大的电流，具体多大的驱动电流，要根据功率 MOS 管的输入电容来定。因此，一般的过流与短路驱动都不能用芯片直接驱动，一定要外加。在大电流(超过 50A)工作时，一定要做到多级多路驱动，才能保证 MOS 的同一时间同一电流正常打开与关闭。因为 MOS 管有一个输入电容， MOS 管功率,电流越大，输入电容也就越大，如果没有足够的电流，不会在短时间做出完整的控制。尤其是电流超过 50A时，电流设计上更要细化，一定要做到多级多路驱动控制。这样才能保证 MOS 的正常过流与短路保护。MOS 电流平衡，主要讲的是多颗 MOS 并起来用时，要让每一颗 M
44、OS 管通过的电流，打开与关闭时间都是一致的。这就要在画板方面入手了，它们的输入输出一定要对称，一定要保证每一个管子通过的电流是一致这才是目的。6.自耗电量, 这个参数是越小越好，最理想的状态是为零，但不可能做到这一点。就是因为人人都想把这个参数做小，有很多人的要求更低，甚至离谱，我们想想，保护板上有芯片，它们是要工作的，可以做到很低，但是可靠性呢?应该是在性能可靠完全 OK 的情况下再来考量自耗电的问题。有些朋友也许进入了误区，自耗电分为整体的自耗电和每一串的自耗电。整体自耗电，如果在 100500uA 都是没什么问题的，因为动力电池的容量本身就很大。当然电动工具的另外分析。如 5AH的电池
45、，放电 500uA，要放多久，因此对整个电池组来讲是很微弱的。每串自耗电才最关键的，这个也不可能为零，当然也是在性能完全可行情况下进行，但有一点，每一串的自耗电量一定要一致，一般每一串的差别不能超过 5uA。这点大家应该知道，如果每一串的自耗电不一时，那么在长时间搁置下，电池的容量一定会产生变化的。7.均衡：均衡这一块是此文章的论述的重点。目前最通用的均衡方式分为两种，一种就是耗能式的，另一种就是转能式的。A 耗能式均衡,主要是把多串电池中某节电池的电量或电压高的用电阻把多余的电能损耗掉。它也分如下三种。一，充电时时均衡，它主要是在充电时任何一颗电池的电压高出所有电池平均电压时，它就启动均衡，
46、无论电池的电压在什么范围，它主要是应用在智能软件方案上。当然如何定义可以由软件任意调整。此方案的优点它能有更多的时间去做电池的电压均衡。二，电压定点均衡，就是把均衡启动定在一个电压点上，如锰锂电池，很多就定在4.2V 开始均衡。这种方式只是在电池充电的末端进行，所以均衡时间较短，用处可想而知。三，静态自动均衡，它也可以在充电的过程中进行，也可以在放电时进行，更有特点的是，电池在静态搁置时，如果电压不一致时，它也在均衡着，直到电池的电压达到一致。但有人认为，电池都没工作了，为什么保护板还是在发热呢?以上三种方式都以是参考电压来实现均衡的。但是，电池电压高不一定代表容量就高，也许截然相反。以下论述
47、。其优点就是成本低，设计简单，在电池电压不一致时能起到一定的作用，主要体现在电池长时间搁置自耗引起的电压不一致。理论上是有微弱的可行性。缺点，电路复杂，元件多，温度高，防静电差，故障率高。具体探讨如下。当新单体电池分容分压分内阻过后组成 PACK，总会有各别的单体容量偏低，而往往容量最低的那颗单体，在充电的过程中电压一定是上升最快的，也是它最先到达启动均衡电压的，此时，大容量的单体还没达到电压点而没有启动均衡，小容量的确开始均衡了，这样每一次的循环工作，这颗小容量的单体一直处于饱充饱放的状态下工作，而它也是衰老最快的，同时内阻自然也会慢慢的比其它的单体增高，从而形成一个恶性循环。这是一个极大的
48、弊端。元件越多，故障率自然就高了。温度，可想而知，耗能式的，是想把所谓多余的电量用电阻以发热的形式来耗掉多余的电能，它确成了名副其实发热源。而高温对电芯本身来讲是非常致命的一个相当因素，它可能会让电池燃烧，也可能会引起电池爆炸。本来我们是在想尽一切办法去减少整个电池包的温度产生，而耗能均衡呢?同时它的温度高得惊人，大家可以去测试一下，当然是在全封闭的环境下。总的来说，它是一个发热体，热是电池的致命天敌。静电，我个人设计保护板时，从来不用小功率的 MOS 管，哪怕一颗都不用。因为本人在这一块吃过太多的亏了。就是 MOS 管的静电问题。先不说小 MOS 在工作的环境，就说在生产加工 PCBA 贴片时，如果车间的湿度低于 60%，小 MOS 生产出来的不良率都会超过 10%以上，然后再湿度调到 80%。小 MOS 的不良率为零。可以试试。这要表明一个什么问题呢?如果我们的产品在北方的冬天，小 MOS 是否能通过，这需要时间来验证的。再有，MOS 管的损坏只有短路，如果短路那可想而知，就意味着这组电池马上要损坏。更何况我们的均衡上的小MOS 用得还不少呢。这时有人会恍然，难怪退回来的货，都是因为均衡坏掉而引起单体电池损坏，而且都是 MOS 坏掉了。这时电芯厂与保护板厂开始扯皮了。是谁的错呢?B 能量转移式均衡，它是让
