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磷酸鐵鋰電池要保護板嗎

鉅大LARGE  |  點擊量:7489次  |  2018年06月14日  

摘要
磷酸鐵鋰電池單體電壓為3.2V,現在一般用做電動車等的動力電源。 電動車用磷酸鐵鋰電池是由很多塊單體電池通過串聯或并聯的方式來實現不同的電壓與容量等級。由于電池的離散性(每個不可能做到完全一致),所以在使用一段時間后,(充電和放電過程中),會出現各個電池電壓越來越不相同,有些高于3.2V、有些低于3.2V,這對于整個電池組影響很大,整體容量變小,壽命縮短。

磷酸鐵鋰電池單體電壓為3.2V,現在一般用做電動車等的動力電源。


電動車用磷酸鐵鋰電池是由很多塊單體電池通過串聯或并聯的方式來實現不同的電壓與容量等級。由于電池的離散性(每個不可能做到完全一致),所以在使用一段時間后,(充電和放電過程中),會出現各個電池電壓越來越不相同,有些高于3.2V、有些低于3.2V,這對于整個電池組影響很大,整體容量變小,壽命縮短。


保護板電路能分別檢測串聯電池組中每只電池的電壓和電流,控制電池組的充放電過程。電池組中每只電池的電壓均在過充檢測電壓和過放檢測電壓之間,并且輸出無短路現象時,MOS管導通,P+、P-輸出電池組電壓,允許電池組進行充放電操作。另外保護板還具有電池組過放保護、過充保護、過流保護、短路保護等功能。


動力電池保護板是為了加強動力鋰離子電池的安全性必配的設備。大多數情況下,鋰電保護板應具備控制鋰離子電池使用工作條件的功能,這些工作條件包括電壓、電流、溫度等。由于鋰離子電池使用的特殊性,使得動力鋰離子電池必須和保護板一起配套使用才能確保整個系統的安全可靠性。


過充電壓保護:防止充電電壓高于電池使用電壓上限造成電池失效,引起安全事故過放電壓保護:防止電池深度放電,避免縮短電池壽命或引起安全事故過流保護:限制通過保護板和電池的電流大小短路保護:避免電池短路造成安全事故溫控開關:保護電池組和保護板溫度過高造成安全隱患。


動力電池保護板有兩個核心部件:一塊保護ic,它是由精確的比較器來獲得可靠的保護參數;另外是mosfet串在主充放電回路中擔當高速開關,執行保護動作。電路原理圖如下:1、下面介紹保護ic個引腳功能:vdd是ic電源正極,vss是電源負極,v-是過流/短路檢測端,dout是放電保護執行端,cout是充電保護執行端。2、保護板端口說明:b+、b-分別是接電芯正極、負極;p+、p-分別是保護板輸出的正極、負極;t為溫度電阻(ntc)端口,一般需要與用電器的mcu配合產生保護動作,后面會介紹,這個端口有時也標為id,意即身份識別端口,這時,圖上的r3一般為固定阻值的電阻,讓用電器的cpu辨別是否為指定的電池。保護板工作過程:1、激活保護板的方法:當保護板p+、p-沒有輸出處于保護狀態,可以短路b-、p-來激活保護板,這時,dout、cout均會處于低電平(保護ic此兩端口是高電平保護,低電平常態)狀態打開兩個mos開關。2、充電:p+、p-分別接充電器的正負極,充電電流經過兩個mos對電芯進行充電。這時,ic的vdd、vss既是電源端,也是電芯電壓檢測端(經r1)。隨著充電的進行,電芯電壓逐漸升高,當升高到保護ic門限電壓(一般是4.30v,通常稱為過充保護電壓)時,cout隨即輸出高電平將對應那個mos關斷,充電回路也被斷開。過充保護后,電芯電壓會下降,當下降到ic門限電壓(一般為4.10v,通常稱為過充保護恢復電壓)時,cout恢復低電平狀態打開mos開關。3、放電:同樣,在電池放電時,ic的vdd、vss也會對電芯電壓檢測,當電芯電壓下降到ic門限電壓(一般是2.40v,通常稱為過放保護電壓)時,dout隨即輸出高電平將對應那個mos關斷,放電回路被斷開。過放保護后,電芯電壓會上升,當上升到ic門限電壓(一般為3.00v,通常稱為過放保護恢復電壓)時,dout恢復低電平狀態打開mos開關。mos飽和導通也存在內阻,所以電流在流經b-、p-之間時mos兩端會產生壓降,保護ic的v-和vss(經過r2)會隨時檢測mos兩端的電壓,當電壓上升到ic保護門限(一般為0.15v,稱為放電過流檢測電壓)時,dout馬上輸出高電平將對應那個mos關斷,放電回路被斷開??吹竭@里,大概有同學已經悟出,如果選用導通內阻低的mos或者放電過流檢測電壓高的ic,可以獲得大的輸出電流,但是也要考慮選用的mos的功率和電芯的容量。5、ntc(t端口)的作用:當電池工作時,沒有發生過充、過放或過流、短路等情況,而是由于工作時間太長,導致電芯溫度上升(比如平常我們在用手機煲電話粥)很快。而ntc電阻緊貼電芯監測電芯溫度,隨著溫度上升ntc阻值逐漸下降,用電器cpu發現了這個變化,當阻值下降到cpu設定值時,cpu即發出關機指令,讓電池停止對其供電,只維持很小的待機電流,達到保護電池的目的。


過充保護電壓:4.25±0.05v/4.0v(磷酸鐵鋰電池)過充延時:80ms過充解除電壓:4.1±0.05v/3.5v過放保護電壓:2.80±0.05v/2.0v(磷酸鐵鋰電池)過放解除電壓:3.0±0.05v/2.3v過放延時時間:40ms過放解除方法:斷開負載,各單體電池電壓均高于臨界值時解除或充電解除;過流解除:斷開負載釋放充電電流:<5a可特殊訂做每路均衡電流:50ma每路均衡精度:4.20±0.01v/3.65v±0.01(磷酸鐵鋰電池過流電流保護:40a/80a(可按要求訂做)靜態功耗<0.5ma電池保護板系列:3串,4串,7串,8串,10串,12串,13串,16串,可按要求訂做。


1.輸出負極p-、充電負極c-、電池負極b,請按順序接線,請不要接反線路,以免燒壞電路元件。2.充電線,放電線,電池負極。盡量用粗線,否則會通不過大電流,會起到過流保護,造成電路不工作。3.電池正極輸出不用經過保護電路,直接連接輸出。


磷酸鐵鋰電池的優點是:


磷酸鐵鋰電池的壽命長,循環壽命在2000次以上。在同樣的條件下,磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時間。


使用安全。磷酸鐵鋰電池經過嚴格的安全測試,即使在交通事故中也不會發生爆炸。


充電快速。使用專用充電器,1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。


磷酸鐵鋰電池耐高溫,磷酸鐵鋰電池熱風值可以達到350到500攝氏度。


磷酸鐵鋰電池的容量大。


磷酸鐵鋰電池沒有記憶效應。


磷酸鐵鋰電池綠色環保,無毒,無污染,原材料來源廣泛,價格便宜。


磷酸鐵鋰電池的缺點是:


磷酸鐵鋰電池正極的振實密度小,密度一般在0.8到1.3左右。體積大。


導電性能差,鋰離子擴散速度慢,高倍充放電時,實際的比容量低。


磷酸鐵鋰電池的低溫性能差。


磷酸鐵鋰電池單個電池的壽命長,在2000次左右,但是磷酸鐵鋰電池組的壽命短,一般在500次左右。


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