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鋰電池保護板解剖和技術分享
時間: 2018-10-24 16:12
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鋰電池保護板是對串聯鋰電池組的充放電保護。充滿電時能保證各單體電池之間的電壓差異小于設定值（一般20mV），實現電池組各單體電池的均充，有效地改善了串聯充電方式下的充電
鋰電池保護板是對串聯鋰電池組的充放電保護。充滿電時能保證各單體電池之間的電壓差異小于設定值（一般±20mV），實現電池組各單體電池的均充，有效地改善了串聯充電方式下的充電效果。同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態，保護并延長電池使用壽命。欠壓保護使每一單節電池在放電使用時避免電池因過放電而損壞。
成品鋰電池組成主要有兩大部分，鋰電池芯和保護板，鋰電池芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成；正極板、隔膜、負極板纏繞或層疊，包裝，灌注電解液，封裝后即制成電芯，鋰電池保護板的作用很多人都不知道，鋰電池保護板，顧名思義就是保護鋰電池用的，鋰電池保護板的作用是保護電池不過放、不過充、不過流，還有就是輸出短路保護：
一、參數解析（單串案例）
均衡 電流 ：80mA(VCELL=4.20V時)
均衡起控點：4.18±0.03 V
過充門限 ：4.25±0.05 V (4.30±0.05 V可選)
過放門限 ：2.90±0.08 V (2.40±0.05 V可選)
過放延時 ：5mS
過放釋放 ：斷開負載，并且各單體電池電壓均高于過放門限；
過流釋放 ：斷開負載釋放
過溫保護 ：有接口，需安裝可恢復性溫度保護開關；
工作電流 ：15A（根據客戶選擇）
靜態功耗 ：<0.5mA
短路保護功能：能保護，斷開負載可自恢復。
主要功能：過充保護功能，過放保護功能，短路保護功能，過流保護功能，過溫保護功能，均衡保護功能。
接口定義：該板的充電口與放電口相互獨立，兩者共正極，B-為連接電池的負極，C-為充電口的負極；P-為放電口的負極；B-、P-、C-焊盤均是過孔式，焊盤孔直徑均為3mm;電池各充電檢測接口以DC針座形式輸出。
參數說明：最大工作電流和過流保護電流值的配置，單位：A（5/8，8/15，10/20，12/25，15/30，20/40，25/35，30/50，35/60，50/80，80/100），特殊過流值可以根據要求定制.
二、管理解析
管理IC（如LAPIS、TI、O2，MCU等）數據寫入部份的:
1、 I2C資料寫入及核對，如O2、DS、TI、及各家MCU方案等
2. 寫入生產日期(當天日期)和系列號--- Write Serial Number and Manu date
備注：SMBUS,I2C，HDQ通信口等；
A.Current/Voltage Offset 校正
B.Voltage Gain 校正及讀值比較Voltage Calibration
C.Temperature 校正及讀值比較Temperature Calibration
D. Current Gain 校正及讀值比較--- Current Calibration
三、基體特性解析:
3.開路電壓測試：測量加載電壓后，MOS管是否能正常打開；
4. 帶載電壓測試：測量保護板的帶載能力，從而反應保護直流阻抗
5. VCC電壓測量（芯片的工作電壓是否正常）
6. 芯片的工作頻率測量（芯片的工作晶振頻率）
7. 導通電阻測量（MOS管及FUSE阻值測量）；
8. 識別電阻—IDR測量；
9. 熱敏電阻---THR；
10. 正常狀態的靜態功耗電流&休眠靜態功耗（sleep）
11、關斷狀態的（Shout Down）靜態功耗電流；
四、保護特性測試解析
12. 單節電池過充保護測試（COV），
A、保護下限：測試保護板是否提前保護，影響電池容量值；
B、保護上限：測試保護板是否有保護，影響電池的安全性；
C、保護延時間上、下限：保護延時間是否在設計范圍；
D、恢復測試：保護后，是否能恢復，關系電池能否再次使用問題。
13. 單節電池過放保護測試（CUV）；
A、保護值上下限:一個是，電池能否放到最底值，容量能否完全放出來，一個是一定要保 護，否則影響電池的壽命；
B、保護延時間：保護延時間是否在設計范圍，
C、恢復值、恢復時間：保護后，是否能恢復，關系電池能否再次使用問題。
14. PACK電池過壓保護測試（POV）保護值、保護延時間、恢復值、恢復時間（如果有測COV，POV不用測，一般比較不建議只測POV，因為總組的POV即使有保護，并不代表每一節的都能夠保護，萬一有某一節不保護了，那就很危險。）
15. PACK電池低壓保護測試（PUV）；保護值、保護延時間、恢復值、恢復時間；原理同CUV,CUV有測CUV，可不測PUV，理由同POV；
16. 充電過流保護（OCCHG）；
A、保護值上下限：電流太小，關系充電時間，電流過大，關系電池壽命；
B、保護延時間：關系電池發熱堪至燒保護板問題；
C、恢復值、恢復時間：電池的再次使用；
17. 放電過流保護（OCDSG）；
A、保護值上下限：顯得優為重要，下限，不能提前保護，否則影響功率，車跑不快、電動工具轉不動等，上限一定保護，不保護導至燒電機、電池發熱等問題；
B、保護延時間上下限:這個也比較重要，下限不保護，如果提前保護了，電動工具，會導致旋不緊；上限不保護，可能導致燒電機、電池發熱等問題；
C、恢復值、恢復時間：影響電池再次使用；
18. 堵轉電流測試；保護值、保護延時間、恢復值、恢復時間(電動工具應該是相當重要)
19. 短路保護測試--- (Short circuit protection)，一般比較難測試，會損傷保護器件
20. 充電過溫保護測試及恢復測試；
21. 放電過溫保護測試恢復測試；
22. 充電過低溫保護測試恢復測試；
23. 放電過低溫保護測試恢復測試；
五、平衡功能測試解析
測試保護板的平衡功能是否能啟動，檢測每一節的平衡電流值；
六：預充控制
24. 預充測試---UDPPC；
過放保護：當電池電快要用完時，電壓到一個要求的最低值，保護板也會關閉，不能在放電了，產品因此會自動關機，形成的一種過放保護作用。
過充保護：在給產品充電時，電壓達到電池最高電壓（4.2V）時，保護板就會自動斷電關閉，顯示充滿不在繼續充電了。形成的一種過充保護作用。
短路保護：當電池不小心短路時，保護板會在幾毫秒內自動關閉，不會在通電，這時就是正負極碰到一塊也沒事，形成的一種短路保護不會引起爆炸事件發生。
過電流保護：當電池放電時，保護板會有一個最大的限制電流，不同產品是不一樣的，當放電超過這個電流保護板也會自動關閉
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