成品锂电池的组成是这样的:主要有两大部分,锂电池电芯和保护板,锂电池电芯主要由正极板、隔膜、负极板、电解液组成;正极板、隔膜、负极板缠绕或层叠,包装,灌注电解液,封装后即制成电芯。但锂电池保护板的作用很多人都不知道,锂电池保护板,顾名思义就是保护锂电池用的,锂电池保护板的作用是保护电池不过放、不过充、不过流,还有就是输出短路保护。锂电池在使用过程中,过充电、过放电和过电流都会影响电池使用寿命和性能,严重者会导致锂电池易燃,现已出现手机锂电池易燃致人伤亡的案例,经常出现IT和手机厂家召回锂电池产品的事件。所以每块锂电池都要安装一块安全保护板,由一颗作用于IC和若干个外部元件组成,通过保护环路及时监测并防止对电池产生损害,防止过充、过放和短路造成的易燃等危险。由于每个中都要安装一片电池保护IC,锂电池保护IC市场大得惊人,每年有几十亿美元的市场,市场前景非常广阔。 协调各电芯充放电一致性,防止单体过充/过放,延长整体寿命。湖北特种车辆锂电池保护板
目前BMS架构主要分为集中式架构和分布式架构。集中式BMS将所有电芯统一用一个BMS硬件采集,适用于电芯少的场景。集中式BMS具有成本低、结构紧凑、可靠性高的优点,一般常见于容量低、总压低、电池系统体积小的场景中,如电动工具、机器人(搬运机器人、助力机器人)、IOT智能家居(扫地机器人、电动吸尘器)、电动叉车、电动低速车(电动自行车、电动摩托、电动观光车、电动巡逻车、电动高尔夫球车等)、轻混合动力汽车。目前行业内分布式BMS的各种术语五花八门,不同的公司,有不同的叫法。动力电池BMS大多是主从两层架构。储能BMS则因为电池组规模较大,多数都是三层架构,除了从控、主控之外,还有一层总控。智慧动锂电子是一家集锂电池安全管理硬件、软件及BMS系统方案于一体的综合服务商。上海储能锂电池保护板保护板通过内部的控制芯片实时监测电池的电压和温度。当检测到异常时,控制芯片会切断电路,从而保护电池。
锂电池保护板的优势包括:提高电池寿命,通过实时监测和保护电池,避免电池过充、过放等问题,锂电池保护板能够有效延长电池的使用寿命。增强安全性:锂电池保护板在预防过充、过放、短路等问题方面发挥着重要作用,有效降低了电池损坏甚至起火的风险,保障了用户的人身和财产安全。优化性能:通过平衡管理,锂电池保护板能够确保电池组内各节电池的压差不大,从而提高整个电池组的充放电性能,使电动车的动力输出更加稳定和高效。深圳智慧动锂电子股份有限公司是一家锂电池安全管理技术综合服务商。
从结构上看,保护板主要由控制芯片(IC)、MOSFET开关、采样电阻、温度传感器及辅助电路构成。控制芯片如同“大脑”,负责处理来自电池的电压、电流信号,例如常见的DW01芯片可实时比对单节电池电压与预设阈值(如三元锂电池的过充阈值4.25V、过放阈值2.5V),一旦检测到异常立即发出指令。MOSFET开关则扮演“闸门”角色,通常采用双N沟道或P沟道场效应管(如AO8810),在过充、过放或过流时迅速切断电路,其响应速度可达毫秒级,尤其在短路保护中,能在百微秒内阻断高达200A的瞬间电流,有效遏制热失控风险。采样电阻与温度传感器(如NTC热敏电阻)则分别负责监测电流大小与环境温度,确保电池在-20℃至60℃的安全区间内工作。对于多节串联的电池组,保护板还会加入被动均衡电路,通过电阻耗能平衡各单体电压差异,避免因容量不匹配导致的整体性能衰减。短路保护是如何触发的?
锂电池保护板(BatteryProtectionCircuitModule,简称BMS或PCM)是锂电池组安全运行的中心组件,其中心功能是实时监测电池状态,并在异常情况下切断电路以保护电池免受损害。具体而言,保护板通过内置的操控芯片(如DW01、TI的BQ系列)持续采集每节电芯的电压、电流和温度数据。当检测到电压超过上限(如三元锂电池)时,过充保护机制会断开充电回路,避免电解液分解引发热失控;若电压低于下限(如),过放保护则切断放电回路,防止电极材料结构崩塌导致的容量衰减。对于电流异常,保护板通过采样电阻或霍尔传感器监测电流变化,当电流超过阈值(如额定电流的2倍)或发生短路时,MOSFET开关会在毫秒级时间内关断电路,避免电池过热甚至起火。 集成模块(如DW01+MOS方案),分贴片式、插件式,适配不同电池规格。质量锂电池保护板IC
部分保护板集成温度传感器,过热/过冷时切断电路。湖北特种车辆锂电池保护板
锂电池保护板作为电池管理系统的重点组件,其设计初衷是解决锂电池因化学特性导致的安全与性能衰减问题。锂电池虽具备高能量密度、长循环寿命等优势,但其充放电过程对电压、电流及温度极为敏感:过充可能导致电解液分解、正极材料结构坍塌并释放氧气,进而引发电池鼓胀甚至不良反应;过放则会使负极铜箔溶解、电解液分解,导致电池内阻剧增且无法复原容量;而过流或短路时,电池内部焦耳热积累可能触发链式反应,造成热失控。针对这些安全漏洞,保护板通过集成高精度操作IC、MOSFET功率开关及周围监测电路,构建了多层级防护体系。操作IC作为“大脑”,以毫秒级响应速度持续采集电池组中各单体电压、充放电电流及环境温度,当检测到异常时,通过驱动电路操作MOSFET的导通与关断,实现电路的物理隔离。 湖北特种车辆锂电池保护板