多串数智能动力锂电池保护板

1、深圳市沛城电子科技有限公司深圳市沛城电子科技有限公司工程部内部使用工程部内部使用多串数智能动力锂电池保护板多串数智能动力锂电池保护板随着新能源产业快速发展，动力锂电池广泛应用于基站储能、随着新能源产业快速发展，动力锂电池广泛应用于基站储能、UPS、电动汽车，以及电动、电动汽车，以及电动工具、自行车、电摩等多个领域。相对于铅酸、镍氢镍镉电池而言工具、自行车、电摩等多个领域。相对于铅酸、镍氢镍镉电池而言， 锂锂电池具有不可替代的电池具有不可替代的优势优势。 其无记忆效应其无记忆效应、 自放电小自放电小(不到镍氢电池的不到镍氢电池的1/20)、 循环次数多循环次数多(铅铅酸一般酸一般 400次，而次，而铁锂可达铁锂可达 2000次次)，使用寿命长；可高倍率充放电，充电快，大电流，使用寿命长；可高倍率充放电，充电快，大电流工作时能平稳放电；重工作时能平稳放电；重量轻量轻、体积小体积小，能量密度约为铅酸电池的能量密度约为铅酸电池的 6倍倍，单体工作电压约等于单体工作电压约等于 3只镍镉或镍氢电池的只镍镉或镍氢电池的串联电压；绿色环保，不含铅、镉、汞等重金属。串联电压；绿色环保，不含铅、镉、汞等重

2、金属。实际应用中锂电池组必须配备专用保护板电路实际应用中锂电池组必须配备专用保护板电路， 以确保电池安全性及电以确保电池安全性及电池容量、使用寿池容量、使用寿命等命等。 沛城电子设计的多串智能保护板采用高精度的锂电保护模拟前端沛城电子设计的多串智能保护板采用高精度的锂电保护模拟前端AFE 芯片和超低功耗芯片和超低功耗MCU 等实现完备的保护，包括过充、过放、过流、短路、过温保护等实现完备的保护，包括过充、过放、过流、短路、过温保护，还具备灵活的电池平衡、还具备灵活的电池平衡、精确的电量计量精确的电量计量、串口通信等功能串口通信等功能。整个方案精度高整个方案精度高，功耗低功耗低，工作电工作电流大，平衡功能灵活，流大，平衡功能灵活，性价比高性价比高，可靠性稳定可靠性稳定，参数指标可根据实际需求灵活设置参数指标可根据实际需求灵活设置，专业配套专业配套于各类大容量动力锂于各类大容量动力锂电池组。电池组。其主要特点如下：其主要特点如下：1生产备料方便生产备料方便同一方案适应不同的电芯特性同一方案适应不同的电芯特性，物料备料上只需要备同一种物料物料备料上只需要备同一种物料，就可就可以满足，同时以满

3、足，同时也适应不同的过流保护也适应不同的过流保护，只需要软件配置一下只需要软件配置一下；而硬件板需要根据不同而硬件板需要根据不同的电芯选择不的电芯选择不同的保护点的芯片，过充与过放点，再有电流，这样的组合就比较多同的保护点的芯片，过充与过放点，再有电流，这样的组合就比较多，对于生产一定对于生产一定量的保护板，就会产生呆料，增加库存。量的保护板，就会产生呆料，增加库存。2电芯平衡功能电芯平衡功能灵活的电池平衡功能可实现各串电芯间的容量均衡灵活的电池平衡功能可实现各串电芯间的容量均衡， 从而提高了实际满从而提高了实际满充容量，避免充容量，避免了容量较小电芯充电少而放电深的不利情形了容量较小电芯充电少而放电深的不利情形， 通常可以让电池组的寿命通常可以让电池组的寿命提高提高30%以上。以上。在设计时，可脉宽调制方式分组打开均衡电路避免在设计时，可脉宽调制方式分组打开均衡电路避免 PCBA 局部温升过局部温升过高；此外就是平高；此外就是平衡可以在充电过程平衡也可在放电过程中平衡衡可以在充电过程平衡也可在放电过程中平衡， 更可根据需要在平衡做更可根据需要在平衡做预平衡，保证预平衡，保证平衡是真实

4、有效平衡是真实有效， 在充电完成时已达到平衡在充电完成时已达到平衡， 而不需要长期挂着充电器而不需要长期挂着充电器，硬件板在这硬件板在这方面只是摆设，充满电是没能真正达到平衡。方面只是摆设，充满电是没能真正达到平衡。3电池充满保证电池充满保证由于在平衡时由于在平衡时，软件板可以随时关断平衡软件板可以随时关断平衡，按需要启动按需要启动，这就保证了在这就保证了在充电结束时，充电结束时，即移除充电器时即移除充电器时，关断平衡功能关断平衡功能，保存所有已充电量保存所有已充电量，而硬件板只能固而硬件板只能固定打开一个缺定打开一个缺口，充电结束时，只要电压高于设定的平衡电压点，就会一直在平衡口，充电结束时，只要电压高于设定的平衡电压点，就会一直在平衡，把电白白放掉。把电白白放掉。4灵活的多级过流保护灵活的多级过流保护对于超出额定电流情况对于超出额定电流情况，可根据客户要求灵活设置多级过流保护可根据客户要求灵活设置多级过流保护，对不对不同工况下设定同工况下设定不同的保护动作时间来满足实际的需求且保护产品不损坏不同的保护动作时间来满足实际的需求且保护产品不损坏， 对应如电摩对应如电摩启动、加速、启动、

5、加速、爬长坡、陡坡等短时间大电流放电。而硬件方案一般只有固定保护爬长坡、陡坡等短时间大电流放电。而硬件方案一般只有固定保护， 且且保护延迟时间保护延迟时间为固定值不可灵活设置为固定值不可灵活设置，还不能设置秒级的延迟时间还不能设置秒级的延迟时间，对采样电阻的选对采样电阻的选用也有严格要用也有严格要求。求。5最低放电电压保证最低放电电压保证采用沛城的智能保护板的电池包，可以各串间均衡的放电到指定的电采用沛城的智能保护板的电池包，可以各串间均衡的放电到指定的电压，可以让电动压，可以让电动车控制板系统有充分的做低电量时的处理车控制板系统有充分的做低电量时的处理，而硬件板会提前保护而硬件板会提前保护，突然突然关断输出，电关断输出，电动车控制板系统来不及反应，用户使用起来觉得是故障。动车控制板系统来不及反应，用户使用起来觉得是故障。6短路延时时间可控短路延时时间可控在电池包输出出现异常短路时，可及时关断输出，而对刚接入系统时在电池包输出出现异常短路时，可及时关断输出，而对刚接入系统时，需要满足超大需要满足超大电流的需求电流的需求，智能板可以根据实际情况调节保护动作时间智能板可以根据实际情况调节保

6、护动作时间，精确到精确到 uS级别，使之达到级别，使之达到理想的平衡理想的平衡，而硬件板会出现要么误保护而硬件板会出现要么误保护，要求容易出现烧板的严重问要求容易出现烧板的严重问题。题。7附加指定的功能：附加指定的功能：可增加带电池电量检测输出及异常报告，可增加带电池电量检测输出及异常报告，SOC 精度高；带串口通信功精度高；带串口通信功能。纯硬件方案能。纯硬件方案做电池电量报告做电池电量报告、串口通信等功能时串口通信等功能时，需要额外配置一颗需要额外配置一颗 MCU，从而从而提高了整体成本。提高了整体成本。而智能保护板方案本身就有主控而智能保护板方案本身就有主控 MCU，可以包含电量、通信等功能，可以包含电量、通信等功能，能实现剩余电量能实现剩余电量百分比显示百分比显示、 充放电次数充放电次数、 故障报告故障报告、 异常报告异常报告 （过流过温短路次数等过流过温短路次数等） ，方便对产方便对产品的使用过程跟踪。品的使用过程跟踪。8检测高精度高检测高精度高高精度的单节电压检测高精度的单节电压检测，确保电池过充确保电池过充、过放过放、过温过温、均衡等电路的精均衡等电路的精确动作。锂电确动

7、作。锂电芯充到电压高于芯充到电压高于 4.2V 后继续充电会造成过充后继续充电会造成过充， 电池容量产生永久性的电池容量产生永久性的下降，电芯鼓壳下降，电芯鼓壳甚至爆炸甚至爆炸；锂电芯放电时也要有电压下限锂电芯放电时也要有电压下限，过放会造成电芯内部材料被过放会造成电芯内部材料被破坏，电池容破坏，电池容量也会产生永久性的下降量也会产生永久性的下降。因此因此，相对于其它方案相对于其它方案 50mV 电压精度而电压精度而言，沛城方案的言，沛城方案的10mV 级别精度更能可靠保证电池组的安全性和高容量及长寿命。级别精度更能可靠保证电池组的安全性和高容量及长寿命。下表所示为下表所示为 13串带电量锂电池保护板规格参数表：串带电量锂电池保护板规格参数表：序号序号 指标项目指标项目 规格参数规格参数单体过充检测电压单体过充检测电压 4.150V20mV1 过充保护过充保护 过充检测延时时间过充检测延时时间1.5S0.5S单体过充解除电压单体过充解除电压 4.120V20mV单体过放检测电压单体过放检测电压 2.800V20mV2 过放保护过放保护过放检测延时时间过放检测延时时间 1.5S0.5S单

8、体过放解除电压单体过放解除电压 2.830V20mV恢复条件恢复条件 移除负载自动恢复移除负载自动恢复3 均衡均衡单节均衡电压单节均衡电压 4.120V20mV均衡电流均衡电流 50mA5mA典型连续充电电流典型连续充电电流 5A4 充电电流充电电流 最大连续充电电流最大连续充电电流 7A主机厂充电电流测试值主机厂充电电流测试值 10A5 连续放电电流连续放电电流 典型连续放电电流典型连续放电电流 15A1级间歇放电保护级间歇放电保护 30A-40A6 间歇放电保护间歇放电保护1级间歇放电时间级间歇放电时间 122.5S2.5S2级间歇放电保护点级间歇放电保护点 40A-50A2级间歇放电时间级间歇放电时间 11S1S过流检测电流过流检测电流 50A-120A7 放电过流保护放电过流保护 过流检测延迟时间过流检测延迟时间 50mS5mS恢复条件恢复条件 移除负载自动恢复移除负载自动恢复检测状态检测状态 输出端短路输出端短路8 输出短路保护输出短路保护 短路检测延迟时间短路检测延迟时间 500S200S恢复条件恢复条件 移除负载自动恢复移除负载自动恢复9 线路内阻线路内阻 保护线路保护线路(含含 MOSFET) 10m放电放电 MOS 管过温保护点管过温保护点 80510 温度保护温度保护放电放电 MOS 管过温解除点管过温解除点 655电池电芯过温保护点电池电芯过温保护点 573电池电芯过温解除点电池电芯过温解除点 50311 消耗电流消耗电流保护板静态自耗电电流保护板静态自耗电电流 600A单节单节 3.7V 自耗电电流自耗电电流 30A12 电量指示电量指示 剩余电量剩余电量 SOC 精度精度 5%13 串口通信串口通信 RS-48514 充放电接口充放电接口 充放电分口充放电分口15 结构尺寸结构尺寸 137mm*104mm*15mm

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