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锂动力锂离子电池保护板有什么功能

2021-07-29   点击量:227

(1)过充保护


锂动力锂离子电池组过充保护的含义:当锂动力锂离子电池组某一串电压大于(过压)最大值时,且达到保护延迟时间,IC控制Q2关断充电回路。场效应管Q1、Q2可等效为两只开关,当Q1或Q2的G极电压大于1V时,开关管导通。导通开关管的D、S间内阻很小(数十毫欧姆),相当于开关闭合;当G极电压小于0.7V时,开关管截止,截止的开关管的D、S极间的内阻很大(几兆欧姆),相当于开关断开。


在锂动力锂离子电池组充电时,当锂动力锂离子电池组通过充电器正常充电时,随着充电时间的新增,电芯两端的电压将逐渐升高,当电芯电压升高到4.4V(通常称为过充保护电压)时,控制IC将判断电芯已处于过充电状态,控制IC将使Q2截止,此时电芯的B一极与保护电路的P-端之间处于断开状态并保持,即电芯的充电回路被切断,停止充电。


当保护电路的P+与P-端接上放电负载后,因此时虽然过充电控制开关管Q2截止,但其内部的二极管正方向与放电回路的电流方向相同,所以仍可对负载放电。当电芯两端电压低于4.3V(通常称为过充保护恢复电压)时,控制IC将Q2退出过充电保护状态,即Q2导通,即电芯的B-端与保护电路P-端又重新接上,电芯又能进行正常的充电。


(2)过放保护


锂动力锂离子电池组过放保护的含义:当锂动力锂离子电池组某一串电压小于(欠压)最大值时,且达到保护延迟,IC控制Q1关断放电回路。


当电芯通过外接的负载进行放电时,锂动力锂离子电池组两端的电压将慢慢降低,同时控制IC内部将通过电阻R1实时监测锂动力锂离子电池组电压,当单体电芯电压下降到2.3V(通常称为过放保护电压)时,控制IC认为单体电芯已处于过放电状态,控制IC将使Q1截止,此时电芯的B-与P-之间处于断开状态,即锂动力锂离子电池组的放电回路被切断,电芯将停止放电。


保护板处于过放电状态并一直保持到保护板的P+与P-间电压上升到IC的门限电压(一般为3.1V,通常称为过放保护恢复电压),控制IC将使Q1再次导通。即锂动力锂离子电池组的B-与保护板的P-又重新接上,锂动力锂离子电池组经充电器直接充电。


(3)过流保护


锂动力锂离子电池组的过流保护含义:当电池包P+与P-输出电流超过过流/短路电流值,并达到过流延时,控制电路控制放电开关管关断放电回路,停止放电。电流过大出现热量累积是要一个持续的过程,所以过电流一般会有两重保护,第一重保护的设定值比较小,延时时间比较长,第二重保护的设定值比较大,延时时间很短。当过电流保护动作后,回路电流瞬间就变成了0A,要想恢复保护状态,一般有两种条件:


1)不要人工干预,在经过一段时间之后,自动打开回路,假如此刻依然为过流状态,则锂动力锂离子电池组又会进入保护,若过流解除,锂动力锂离子电池组将进入工作状态。


2)要人工干预,等负载或者充电机移除后,人工复位过电流保护。


锂动力锂离子电池组在对负载正常放电过程中,放电电流在经过串联的2个开关管时,由于开关管的导通阻抗,会在其两端出现一个电压,该电压值U=IRDS2(RDS为单个开关管的导通阻抗),控制IC对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使U》0.1V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,控制IC使Q1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流保护用途。


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钜大特种电池工程研究院

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