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如何选用合适的锂电池保护板?锂电池保护板怎样选择

作者:机械网
文章来源:本站

  作为一个在新能源行业摸爬滚打了十几年的老司机,来分享一下我的经验。锂电池保护板可以按照以下方法选配。

  1.确定电池组的总电压是多少伏。比如12V、24V、36V还是48V等等。

  2.确定电池组的材料体系,是磷酸铁锂电池还是锰酸锂电池(三元电池)。为什么要先确定以上两点呢?因为材料体系不同,单体电池的电压不同。酸铁锂充满电单体电压一般在3.65V,而锰酸锂和三元电池充满电单体电压一般为4.2V。就是说在电池组电压相同的情况下,两种不同材料体系的电池组串数是不同的。保护板保护的参数也是不一样的。是不是确定了以上两点就行了呢?当然不是。

  3.确定电池组容量。根据负载情况估算放电电流。确定保护板放电过载保护参数。

  4.确定电池组充电电流及保护板充电过流保护参数。

  5.确定保护板充放电是同口还是分口。所谓同口就是充电和放电都是用的一个插口。分口就是充电和放电各有插口,要选用不同形状的插座以免混淆插错。

  根据以上几点就可以选配到你满意的锂电池保护板了。

  现在市面上还出现了带通信功能的保护板。这种保护板可以与外部设备进行数据交换。

  希望能帮到你

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  锂电池保护板是使用锂电池时配套使用的,用来防止电池过充放以及短路等故障保护的电路板。由于锂电池对充放电电压比较敏感,并且电池短路等故障可能会带来一定的危险,所以锂电池在使用时需要搭配合适的保护板。

  锂电池根据类型的不同电压等级也是有区别的,常用的锂电池,比如磷酸铁锂电池额定电压为3.2V,聚合物电池额定电压为3.7V,部分支持快充的手机电池也有3.8V或者3.85V额定电压的。锂电池保护板除了作为过充放保护以为,还要进行放电的过载保护,所以在选择锂电池保护板时,需要确定两个主要的参数,电压以及放电电流。

  锂电池在使用时,会根据负载的工作电压以及所需的容量进行串并联的组合,把单体的锂电池组装成锂电池组,比如电动车常见的48V、60V等。所以在选择保护板时,首先要确定单体电池的类型及电压是3.2V还是3.7V或者其他电压,再确定整组的电压,或者电池组由几串的单体电池组合。部分保护板的管理芯片是预留了电池电压选择端的,可以通过端口的高低电平设置单体电池的额定电压。

  电池能够输出的最大电流或者持续输出的电压与电池的容量、电池类型等因素有关。比如常见的18650锂电池,也是分为不同放电电流的。放电电流小的电池,一般用在非动力场合,比如笔记本电池组等。这类电池的放电电流较小,单体容量较大,适用于长时间小电流放电的场合,这种电池叫做容量型电池。

  与容量型电池相对应的叫做动力型电池,这种电池的特点是能够支持较大的放电电流,一般用在动力负载场合,比如手电钻、电动车等。因为电机类的负载在启动时的电流是很大的,为了保证启动时的电流供给,就需要电池能够承受大电流的放电。这种电池叫做动力型电池,相比容量型电池,它的单体容量要小一些。

  无论是容量型电池还是动力型电池,它的放电电流一般是以容量作为参考的,所以电池的放电电流一般都是C来表示,也就是放电的倍率。比如3C的电池,它的放电电流就是容量值的3倍, 如果容量是2000mAh,它所支持的持续放电电流就是6A。

  虽然电池的放电电流与电池的类型及容量是存在一定关系的,但是最终放电电流的确定,是与负载本身有关的。根据负载工作时候的电流选择合适电流的保护板,通常会按照放电电流的两倍选择保护板。

  电池电压和放电电流,这两个是选择保护板的两个比较重要的参数,确定了这两个参数基本就可以选择一个合适的保护板了。由于部分保护板还会集成其他的功能,所以在选择时,有时也需要考虑其他参数。

  均衡功能一般在多串的保护板中会出现。电池在串联使用时,如果电池的电压不一致,在充电时,电压较高的就容易过充;放电时,电压较低的容易过放。在组装锂电池组时,一般会通过分容等方式选择和确定容量和电压的一致性,但即使经过确定的电池也是无法做到完全一致的,在长时间使用之后,也会出现电压不均衡的问题。保护板的均衡功能,就是为了使电池在使用过程中,达到电压的均衡。

  多串的锂电池每两串电池的中间会引出抽头,并且会连接到保护板。所以保护板是可以检测出每串电池的电压的。电池均衡的方法,比较简单的是通过电阻放电的方式,由每串的开关管控制,哪一串电压偏高就会打开开关管,通过放电的方式把电压降低。这种均衡方式有一个确定,由于它是通过放电的方式,会造成一定的能量损失。

  还有一种主动式的均衡方式,电压较高的电池串经过开关管的控制,会向电压较低的电池组进行充电,从而降低电压,这样电压低的电池组的电压也会有所提升。这种均衡方式虽然也会带来一部分的能量损失,但是通过充放电进行补给,比起被动式的均衡还是要好一些的。

  虽然充放电的管理及短路等故障的保护是保护包主要的功能,但是电池在使用时,为了方便设置或者统计电池使用情况,部分保护板集成了电池管理系统,也就是BMS。集成了BMS的保护板,可以检测电池的基本参数,例如每串电池的电压,充放电电流、电池状态、电池温度等等,并且可以通过通信接口把统计的数据打包传输,方便采集或者远程传输。部分保护板尤其是电动车的保护板,也会集成蓝牙模块,通过手机APP即可查看电池当前参数,并且可以设置工作条件。

  对于大部分的保护板,充电与放电是通过同一个接口进行的,这种保护板的充放电保护电流是一致的。但是在部分应用场合,充放电的保护电流可能会有所区分,比如充电电流要求不高,但是需要大电流的放电,这种情况下如果选用同口的保护板,成本就会比较高,如果选择分口的保护板,充电电流就可以选择比较小一些,放电电流可以选择比较大一些,这样从成本上考虑是能够低一些的。当然,分口的保护板由于充放电接口分开,使用的便捷性可能不如同口的,这一点也需要根据实际的使用情况选择。

  以上就是选择锂电池保护板时需要了解和确定的几个参数,当然这是几个相对重要的参数。随着锂电池应用越来越广泛,电池的保护板也会集成更多的功能,在选择使用时,也应根据实际的应用环境酌情取舍。

  所谓合适的锂电池保护板,需要从电芯材料和电池串数以及负载的功率大小几方面统一考虑。

  目前市场上能买到的电池,绝大多数分为两大类:一类是标称电压为3.6V的钴酸锂电池和标称电压为3.7V的锰酸锂电池、三元锂电池。它们的正常充/放电范围都是4.2V/3V,因此保护板互相之间在不考虑保护电流和输出功率的前提下,是能够通用的。

  另一类就是磷酸铁锂电池了。它的标称电压为3.2V,充/放电范围多数设置在3.65V/2.5V。这种保护板是不能和前一种保护板互换使用的。

  不论是三元锂类保护板,还是磷酸铁锂保护板,多数情况下是有几串电池,就选择几串的保护板。是三元类的,就选择充放电范围为4.2/3V的板子;是磷酸铁锂的,就选择充放电范围为3.65/2.5V的板子。而电池组的标称电压,则是所用电芯串数和电芯单体标称电压的乘积。如12V的锂电池组,用三元锂类电芯的,其标称电压为3.7V。就是三串的,电池组标称电压为11.1V;而用磷酸铁锂电芯的,其标称电压为3.2V,就选4串的。其电池组标称电压为12.8V。依此类推,计算标称电压时选择最接近你所需要的电压就可以了。这样保护板的单节保护范围和标称电压就确定下来了。

  在少数情况下,有的锂电池保护板具有高串的能够适应低串的功能。比如买了20串的三元理保护板了,也可以改用到13串三元锂电池组中。有的是拆掉取样电阻,有的是不接排线来实现这个功能。这要看具体的板子功能介绍。多数保护板没有这个功能。

  然后,就是根据用电器的功率,选择保护板的最大有效输出电流了。在这个电流条件下长时间工作,保护板不会产生保护动作。一旦超过这个值不多一点儿,保护板就切断输出了,起到防止过载或短路的作用。这个值的确定,必须根据用电器的极限工作状态来选择,而不能按正常工作状态去考虑。例如电动三轮车使用60V1000W电机,正常的工作电流是17A左右。如果你据此选择了17串的三元锂20A的保护板,看似还有3A的余量,足够使用。但实际中一遇到重载启动、爬陡坡或车辆被陷住需脱困时,常常因过载时电流高达三、四十安而使保护板启动保护。让使用者误认为同容量的锂电池没有铅酸电池劲儿大,一上硬就不行了。实际上就是保护板选的最大有效输出电流小了。在本例中,选择50A的保护板是比较稳妥可靠的。

  至于锂电池保护板的同口板、异口板的选择,则多数情况下区别不大。仅仅是板子发热量大小之差,在造价上同口板比异口板稍微贵一点儿。相对而言,同口板比异口板安全一点儿——因为它充电放电都可以通过一个端口进行,这比异口板充电口和放电口分开、用错了有损坏保护板的可能性要好点儿。但是同口板在充电时板子发热量比异口板稍大些,也是不争的事实。

  而平衡功能和平衡电流的大小,实际上用处不大。选择时个人认为可有可无,说破大天也不如电芯之间性能接近、差异较小的效果好。配好电芯远胜于选择保护板的平衡功能。

  大家都知道,我们使用的锂电池其实是由内部几个小的锂电池并联在一块所组成的。锂电池保护板是对串联锂电池组的充放电保护;在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值,实现电池组各单体电池的均充,有效地改善了串联充电方式下的充电效果。

  锂电池保护板的作用:

  成品锂电池组成主要有两大部分,锂电池芯和保护板,锂电池芯主要由正极板、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,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(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。

  锂电池保护板使用方法:

  锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,下面以DW01配MOS管8205A进行讲解:

  1.锂电池保护板其正常工作过程为:当电芯电压在2.5V至4.3V之间时,DW01的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压),第二脚电压为0V。此时DW01的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚,8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01的电压,故均处于导通状态,即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通,保护板有电压输出。

  2.保护板过放电保护控制原理:当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01将认为电芯电压已处于过放电电压状态,便立即断开第1脚的输出电压,使第1脚电压变为0V,8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。

  此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断,电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上充电电压后,DW01经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态,重新在第1脚输出高电压,使8205A内的过放电控制管导通,即电芯的B-与保护板的P-又重新接上,电芯经充电器直接充电。

  3.锂电池保护板过充电保护控制原理:当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高,当电芯电压升高到4.4V时,DW01将认为电芯电压已处于过充电电压状态,便立即断开第3脚的输出电压,使第3脚电压变为0V,8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断,电芯将停止充电。

  保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上放电负载后,因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压,使8205A内的过充电控制管导通,即电芯的B-与保护板P-又重新接上,电芯又能进行正常的充放电。

  4.短路保护控制过程:短路保护是过电流保护的一种极限形式,其控制过程及原理与过电流保护一样,短路只是在相当于在PP-间加上一个阻值小的电阻(约为0Ω)使保护板的负载电流瞬时达到10A以上,保护板立即进行过电流保护。

  锂电池保护板,其作用就是防止锂电池充电过充或过放而起到相应的保护作用的。有保护板就能很好的保护电池本身,没有的话,一是锂电池本身容易受损,二是有安全危险,这可不是开玩笑的哦。当然,不采用保护板的,因为内阻小了,使用时间可能会长一点点,价格也便宜点,但个人觉得,还是安全第一。

  锂电池保护板选购要点:

  为了保护锂电池组寿命,建议任何时候电池充电电压都不要超过3.6v,就是锂电池保护板保护电压不高于3.6v,均衡电压建议3.4v-3.5v,电池放电保护电压一般2.5v以上就可以。

  充电器建议最高电压为3.5串数,自放电越大,均衡需要时间越长,自放电过大的电芯已经很难均衡,需要剔除。所以挑选锂电池保护板的时候,尽量挑选3.6v过压保护的,3.5v左右启动均衡的。

  总之锂电池保护板的内阻越低越好,越低越不发热。保护板限流大小是靠康铜丝取样电阻决定的,但持续电流能力是mos决定的。

  1、明确您的电池种类(三元、铁锂、钛锂)后确定电芯电池阻是几串(联)几并(联),根据串数选择。

  2、确定电池组充电是同口还是分口,同口是充放电同一根线,分口是充电线和放电线独立。

  3、确定保护板所需的电流值:I=P/U,即电流=功率/电压,记住,这个只是理论值。逆变器和储能一块有个1.2倍也就差不多了,保护板的电流值一定要大于控制器的限流值。

  4、均衡是电池组各串的电池的电压相差不大的情况下,通过均衡电阻放电,使各串电池电压趋向于一致。

  5、控制最高充电电压和最低放电电压(用保护板和充电器配合完成)。

  锂电池保护板选购要点:为了保护锂电池组寿命,建议任何时候电池充电电压都不要超过3.6v,就是锂电池保护板保护电压不高于3.6v,均衡电压建议3.4v-3.5v,电池放电保护电压一般2.5v以上就可以。充电器建议最高电压为3.5串数,自放电越大,均衡需要时间越长,自放电过大的电芯已经很难均衡,需要剔除。所以挑选锂电池保护板的时候,尽量挑选3.6v过压保护的,3.5v左右启动均衡的。总之锂电池保护板的内阻越低越好,越低越不发热。保护板限流大小是靠康铜丝取样电阻决定的,但持续电流能力是mos决定的。

  锂电池保护板使用方法:锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,下面以DW01配MOS管8205A进行讲解:1.锂电池保护板其正常工作过程为:当电芯电压在2.5V至4.3V之间时,DW01的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压),第二脚电压为0V。此时DW01的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚,8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01的电压,故均处于导通状态,即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通,保护板有电压输出。2.保护板过放电保护控制原理:当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01将认为电芯电压已处于过放电电压状态,便立即断开第1脚的输出电压,使第1脚电压变为0V,8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断,电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上充电电压后,DW01经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态,重新在第1脚输出高电压,使8205A内的过放电控制管导通,即电芯的B-与保护板的P-又重新接上,电芯经充电器直接充电。3.锂电池保护板过充电保护控制原理:当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高,当电芯电压升高到4.4V时,DW01将认为电芯电压已处于过充电电压状态,便立即断开第3脚的输出电压,使第3脚电压变为0V,8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断,电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P与P-间接上放电负载后,因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压,使8205A内的过充电控制管导通,即电芯的B-与保护板P-又重新接上,电芯又能进行正常的充放电。4.短路保护控制过程:短路保护是过电流保护的一种极限形式,其控制过程及原理与过电流保护一样,短路只是在相当于在PP-间加上一个阻值小的电阻(约为0Ω)使保护板的负载电流瞬时达到10A以上,保护板立即进行过电流保护。锂电池保护板,其作用就是防止锂电池充电过充或过放而起到相应的保护作用的。有保护板就能很好的保护电池本身,没有的话,一是锂电池本身容易受损,二是有安全危险,这可不是开玩笑的哦。当然,不采用保护板的,因为内阻小了,使用时间可能会长一点点,价格也便宜点,但个人觉得,还是安全第一。

  自己选择锂电池保护板的,一定是Diy做锂电池的朋友。由于锂电池的特殊性,任何一款锂电池都必须配备锂电池保护板进行保护。敢于做锂电池的朋友,一定都是对锂电池有一定了解的人。我这里就抛砖引玉,谈谈自己一些浅显的看法。怎样才能选择一款合适于自己的锂电池保护板。

  生产锂电池保护板的生产厂家很多,产品也是五花八门。选择锂电池保护板的第1个首要因素就是要质量可靠。组成锂电池的电芯,如果没有锂电池保护板的保护,那它相当于一颗定时炸弹。所以质量可靠的锂电池保护板,安全因素摆放在第1位。我在组装锂电池的时候,使用个过蚂蚁保护板,还有几款国产的锂电池保护板。质量都相当可靠很好,这里我就不多介绍了,以免别人说我是做广告。所以选择大厂的产品肯定没错,不要舍不得花钱。安全安全安全,安全才是我们考虑的第1个要素。

  然后我们再考虑锂电池保护板必须所具备的几个功能。整组电池和每个锂电池电芯的电压过充欠压保护,最大充电电流和输出电流保护,整组电池的温度监测,电池的电压平衡功能,大电流硬件保护等等。这些功能对保护锂电池的正常使用和安全存放有很大的作用。能够最大程度的保证每个锂电池电芯的性能接近相同,延长锂电池的使用寿命。

  然后再根据自己的需要来购买多少伏特的锂电池保护板。三元锂电池用三元锂锂电池保护板,磷酸铁锂电池就用磷酸铁锂电池保护板。你用了多少串电芯组成锂电池,你就用多少串的锂电池保护板。同时考虑到你电动车上电机的功率来确定锂电池保护板的限流指数,一般来说,350瓦的电机限流18a,800瓦以下的电机限流25a,1000瓦的电机限流30a等。当然这都是一些参考值。

  48伏的电动车和72伏的电动车的限流标准又不一样。最好的办法就是参考你原来电动车上控制器的限流限压标准。必须要指出的是,你所购买的锂电池保护板的限流,限压的值,一定要大于原来电动车上控制器的限流限压标准值。这样一旦装上锂电池,你就感觉不到骑行的时候,没有什么不适应的感觉。对安全骑行很有帮助。

  啰哩啰嗦的说了这么多,其实选择锂电池保护板无非注意三点。第1点必须是正规厂家生产的产品。第2是功能必须齐全,最好是智能型锂电池保护板。第3是选择电动车同样电压伏数的锂电池保护板。

  希望各位朋友DIY自己的锂电池能够成功!

  锂是活跃金属,易氧化,受热与氧快速反应,产生浓烟或火光,在密闭的空间里快速反应容易引起爆炸等。

  鉴于它的特点,使用的保护板应当是阻燃,不参与锂发生化学反应,韧性刚度都能达到电池技术要求的物质。

  几串锂电就用几串保护板,铁锂和三元一一对应,电流参数能用大一些就大一些,

  普通人能做的就是充电时间不要太长,容易过冲,鼓包,损坏锂电池。如果更详细了解的话,,建议到购买锂电池售后点咨询。

  

如何选用合适的锂电池保护板?锂电池保护板怎样选择

  

如何选用合适的锂电池保护板?锂电池保护板怎样选择

  

如何选用合适的锂电池保护板?锂电池保护板怎样选择

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