鋰電池保護板是鋰電池組中不可或缺的安全控制模塊,負責實時監測電池狀態并執行保護動作,防止因過充、過放、過流、短路等異常工況引發的安全隱患。作為電池管理系統的主要硬件組件,其性能直接影響電池壽命與使用安全,廣泛應用于消費電子、電動工具、儲能設備及新能源汽車等領域。鋰電池保護板通過精細的硬件控制與智能化升級,正從“被動保護”向“主動防護+狀態管理”演進,成為鋰電池安全領域的主要技術支撐。未來發展趨勢:高集成化:將保護芯片、MOSFET與MCU集成于單一封裝,減少PCB面積。智能化升級:內置AI算法,實現故障預測與自適應保護策略。寬禁帶半導體應用:采用SiC MOSFET提升高頻開關性能與耐溫能力。當電池組電流超過設定的過流門限時,保護板會斷開負載以防止過流。電單車鋰電池保護板電池管理系統研發
充電管理芯片根據工作模式可分為開關模式、線性模式和開關電容模式。開關模式效率高,適用于大電流應用,且應用較靈活,可根據需要設計為降壓、升壓或升降壓架構,常用的快充方案通常都是開關模式。線性模式適用于小功率便攜式電子產品,對充電電流、效率要求不高,通常不高于1A,但對體積、成本則有較高要求。開關電容模式可以做到高達97%以上的有效率,但由于架構的原因,其輸出電壓與輸入電壓通常成一個固定的比例關系,實際應用中通常會與開關型充電管理芯片配合使用。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。移動儲能鋰電池保護板保護芯片可能導致電池損壞、性能下降,甚至引發安全事故。
控制芯片:是保護板的中心部件,負責監測電池組的電壓、電流等參數,并根據預設的閾值進行判斷和控制,以實現各種保護功能。常見的控制芯片有德州儀器(TI)的 BMS 芯片、意法半導體(ST)的相關芯片等。MOSFET 開關管:用于控制電池組的充放電回路,當控制芯片檢測到異常情況時,會通過控制 MOSFET 開關管的導通和截止來切斷電路。MOSFET 開關管具有導通電阻小、開關速度快等優點,能夠有效地降低電路的功耗和發熱。電阻、電容等元件:電阻用于分壓、限流等,電容則用于濾波、儲能等,它們與控制芯片和 MOSFET 開關管等配合,共同完成保護板的各項功能。此外,部分保護板還可能配備溫度傳感器,用于監測電池組的溫度,當溫度過高或過低時進行相應的保護動作。
儲能電池管理系統(ESBMS)與動力電池管理系統(BMS)的不同之處儲能電池管理系統,與動力電池管理系統非常類似。但動力電池系統處于高速運動的電動汽車上,對電池的功率響應速度和功率特性、SOC估算精度、狀態參數計算數量,都有更高的要求。儲能系統規模極大,集中式電池管理系統與儲能電池管理系統差異明顯,這里只拿動力電池分布式電池管理系統與其對比。電池及其管理系統在各自系統里的位置有所不同;硬件邏輯結構不同;通訊協議有區別;儲能電站采用的電芯種類不同,則管理系統參數區別較大。鋰電池保護板通過實時監測電池狀態并提供多重保護功能,確保電池在充放電過程中的安全性和可靠性。
BMS分為純硬件BMS保護板和軟件結合硬件的BMS保護板。純硬件的BMS保護板是一組比較固定的保護參數,根據自身采集到的電壓、電流、溫度等狀態保護與恢復,不需要MCU參與,這樣的保護板也就不具備通訊信息交互的功能。而軟件+硬件的方式,MCU可以對信息的實時采集并且通過can、485等通訊方式與外部交互,上傳BMS保護板實時信息。一般為了更好地分析電池過去的狀態,尤其是在故障分析和算法建模的時候,需要大量的數據支撐,這時候就需要log存儲功能,盡可能多的記錄BMS的數據。智慧動鋰電子是一家集鋰電池安全管理硬件、軟件及BMS系統方案于一體的綜合服務商。遠程監控、數據分析、自適應保護策略。低速電動車鋰電池保護板軟件開發
均衡電流和均衡起控點也是鋰電池保護板的重要參數。電單車鋰電池保護板電池管理系統研發
目前鋰電池保護板架構主要分為集中式架構和分布式架構。集中式鋰電池保護板將所有電芯統一用一個鋰電池保護板硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結構緊湊、可靠性高的優點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業內分布式鋰電池保護板的各種術語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池B保護板多是主從兩層架構。儲能電池保護板則因為電池組規模較大,多數都是三層架構,在從控、主控之上,還有一層總控。電單車鋰電池保護板電池管理系統研發