主動(dòng)均衡技術(shù)主動(dòng)均衡又稱非能量耗散式均衡,其原理在充電和放電循環(huán)期間,是將能量高的電芯內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移到能量低的電芯中去,使得電池PACK內(nèi)的電荷得到重新分配,從而縮短充電時(shí)間,延長放電使用時(shí)間。在適用場景上,主動(dòng)均衡更加適用于大容量、高串?dāng)?shù)的鋰電池組應(yīng)用。BMS被動(dòng)均衡技術(shù)先于主動(dòng)均衡在電動(dòng)市場中應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟些。主動(dòng)均衡則較為復(fù)雜,變壓器方案的設(shè)計(jì)以及開關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)無疑會(huì)使成本明顯增加。但主動(dòng)均衡相比采用能量傳遞分配的原則,能量利用率相比被動(dòng)均衡更高。在實(shí)際應(yīng)用中,主動(dòng)均衡技術(shù)也被普遍認(rèn)為更為高效和合理。例如,科列自主研發(fā)的雙向DC-DC主動(dòng)均衡芯片,它采用了先進(jìn)的智能算法,能夠快速有效地補(bǔ)償電池組產(chǎn)生的差異,確保電池一致性,延長電池組的使用壽命和平均無故障時(shí)間。智慧動(dòng)鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統(tǒng)方案于一體的綜合服務(wù)商。鋰電池保護(hù)板主要由維護(hù)IC(過壓維護(hù))和MOS管(過流維護(hù))構(gòu)成,用來保護(hù)鋰電池電芯安全。電動(dòng)三輪車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)報(bào)價(jià)
鋰電池保護(hù)板是專為可充電鋰電池提供周全防護(hù)的集成電路板,在鋰電池的安全使用與壽命延長方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。從結(jié)構(gòu)組成來看,它主要由控制 IC、MOS 開關(guān)、精密電阻、NTC、ID 存儲(chǔ)器、PCB 等多個(gè)關(guān)鍵組件構(gòu)成??刂?IC 如同保護(hù)板的 “智慧大腦”,時(shí)刻精細(xì)監(jiān)測電芯的電壓、電流等關(guān)鍵參數(shù),并依據(jù)預(yù)設(shè)程序進(jìn)行判斷與指令發(fā)布;MOS 開關(guān)則充當(dāng)電路的 “智能開關(guān)”,根據(jù)控制 IC 的指令,迅速且精細(xì)地控制電路的通斷,以實(shí)現(xiàn)對電池充放電過程的有效管控;精密電阻用于精確測量電流,為控制 IC 提供準(zhǔn)確的電流數(shù)據(jù);NTC(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻)可實(shí)時(shí)感知環(huán)境溫度,一旦溫度超出安全范圍,便會(huì)協(xié)同其他組件啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制,避免電池因高溫而受損;ID 存儲(chǔ)器則存儲(chǔ)著電池的關(guān)鍵信息,諸如電池種類、生產(chǎn)日期等,這不僅有助于產(chǎn)品的質(zhì)量追溯,還能依據(jù)應(yīng)用場景對電池的使用進(jìn)行合理限制。硬件鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)方案開發(fā)鋰電池保護(hù)板選型需注意什么?
對于儲(chǔ)能系統(tǒng)(家用儲(chǔ)能、新能源電站),保護(hù)板的設(shè)計(jì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向長周期穩(wěn)定運(yùn)行與高精度管理。100S以上的多串并聯(lián)結(jié)構(gòu)要求電壓采樣精度達(dá)±1mV,TI的BQ78Z100等芯片通過24位ADC實(shí)現(xiàn)精細(xì)監(jiān)控。主動(dòng)均衡技術(shù)在此類場景中尤為重要,能量轉(zhuǎn)移方案可減少10%~15%的容量損耗,配合光伏充放電策略優(yōu)化,明顯延長電池壽命。電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)還需通過ISO 26262功能安全認(rèn)證,采用雙MCU冗余設(shè)計(jì),確保極端工況下仍能維持關(guān)鍵保護(hù)功能。例如某家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)通過BMS動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充放電曲線,優(yōu)先消耗太陽能電力,只是只是在電價(jià)低谷時(shí)段從電網(wǎng)補(bǔ)電,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與耐久性的雙重提升。
實(shí)際應(yīng)用中,保護(hù)板面臨電壓采樣偏差、MOS管擊穿、低溫性能衰退等共性挑戰(zhàn)。多串電池組因分壓電阻精度不足可能導(dǎo)致±50mV的累積誤差,通過選用0.1%精度的金屬膜電阻并結(jié)合軟件校準(zhǔn)可降至±5mV以內(nèi)。MOS管在浪涌電流下的擊穿風(fēng)險(xiǎn)則通過TVS二極管與兩倍耐壓選型策略化解,例如48V系統(tǒng)選用100V耐壓MOS。在-30℃嚴(yán)寒環(huán)境中,常規(guī)MOS管內(nèi)阻暴增3倍,Infineon OptiMOS系列低溫器件配合PTC加熱膜可維持正常導(dǎo)通特性。此外,電動(dòng)車電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾可能擾亂BMS通信,采用雙絞屏蔽線加磁環(huán)濾波的方案可將誤碼率降低90%以上。用戶端需嚴(yán)格遵守操作規(guī)范,禁止私自調(diào)整保護(hù)參數(shù),儲(chǔ)能系統(tǒng)每季度檢測電壓一致性,戶外設(shè)備加裝IP67防護(hù)盒,形成從硬件設(shè)計(jì)到使用維護(hù)的全鏈條安全保障。隨著固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展,未來保護(hù)板將集成固態(tài)斷路器,響應(yīng)速度提升至納秒級(jí),并與AI預(yù)測性維護(hù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)更智能的風(fēng)險(xiǎn)前置管理。當(dāng)電池組電流超過設(shè)定的過流門限時(shí),保護(hù)板會(huì)斷開負(fù)載以防止過流。
鋰電池保護(hù)板按保護(hù)功能分:有單純過充、過放、過流保護(hù)的基本型保護(hù)板,以及在此基礎(chǔ)上增加了短路保護(hù)、溫度保護(hù)等功能的增強(qiáng)型保護(hù)板。按適用電池類型分:可分為鈷酸鋰電池保護(hù)板、磷酸鐵鋰電池保護(hù)板、三元鋰電池保護(hù)板等,不同類型的鋰電池由于其化學(xué)特性和電壓平臺(tái)不同,需要與之匹配的保護(hù)板來進(jìn)行精細(xì)保護(hù)。按串?dāng)?shù)分:有單串鋰電池保護(hù)板,主要用于一些小型電子設(shè)備如手機(jī)電池等;還有多串鋰電池保護(hù)板,常見于電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具等需要較高電壓和容量的設(shè)備中,多串保護(hù)板需要具備更復(fù)雜的均衡功能,以確保每串電池都能在安全和高效的狀態(tài)下工作。在挑選鋰電池保護(hù)板時(shí),需要關(guān)注電池類型和參數(shù),確保保護(hù)板與電池匹配,同時(shí)要考慮保護(hù)功能是否完善。電單車鋰電池保護(hù)板作用
鋰電池保護(hù)板主要是防止鋰電池過充、過放、過流、短路及過溫的電子模塊,保障電池安全,延長壽命。電動(dòng)三輪車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)報(bào)價(jià)
鋰電池保護(hù)板設(shè)計(jì)要點(diǎn)與選型指南化學(xué)體系適配三元鋰電池(NCM/NCA):需設(shè)置陡峭電壓保護(hù)點(diǎn)(如4.2V±0.05V);磷酸鐵鋰(LiFePO?):平臺(tái)區(qū)電壓平坦,建議結(jié)合溫度補(bǔ)償提升保護(hù)精度;鈦酸鋰(LTO):工作電壓低(1.5~2.8V),需定制保護(hù)邏輯。應(yīng)用場景需求消費(fèi)電子(如手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)):側(cè)重小體積、低功耗,單節(jié)保護(hù)板為主;電動(dòng)工具/無人機(jī):需支持高倍率放電(20C以上)與振動(dòng)防護(hù);儲(chǔ)能系統(tǒng)/新能源汽車:要求多串并保護(hù)(如16~32串)、主動(dòng)均衡及CAN通信。認(rèn)證與可靠性安全認(rèn)證:UL 2054、IEC 62133、GB/T 31241;環(huán)境測試:通過高溫高濕(85℃/85%RH)、冷熱沖擊等可靠性驗(yàn)證。電動(dòng)三輪車鋰電池保護(hù)板管理系統(tǒng)報(bào)價(jià)