隨著新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,動力鋰電池廣泛應(yīng)用于基站儲能、UPS、電動汽車,以及電動 工具、自行車、電摩等多個領(lǐng)域。相對于鉛酸、鎳氫鎳鎘電池而言,鋰電池具有不可替代的 優(yōu)勢。其無記憶效應(yīng)、自放電小(不到鎳氫電池的 1/20)、循環(huán)次數(shù)多(鉛酸一般 400 次,而 鐵鋰可達(dá) 2000 次),使用壽命長;可高倍率充放電,充電快,大電流工作時能平穩(wěn)放電;重 量輕、體積小,能量密度約為鉛酸電池的 6 倍,單體工作電壓約等于 3 只鎳鎘或鎳氫電池的 串聯(lián)電壓;綠色環(huán)保,不含鉛、鎘、汞等重金屬。
實際應(yīng)用中鋰電池組必須配備保護(hù)板電路,以確保電池安全性及電池容量、使用壽 命等。沛城電子設(shè)計的多串智能保護(hù)板采用高精度的鋰電保護(hù)模擬前端 AFE 芯片和超低功耗 MCU 等實現(xiàn)完備的保護(hù),包括過充、過放、過流、短路、過溫保護(hù),還具備靈活的電池平衡、 精確的電量計量、串口通信等功能。整個方案精度高,功耗低,工作電流大,平衡功能靈活, 性價比高,可靠性穩(wěn)定,參數(shù)指標(biāo)可根據(jù)實際需求靈活設(shè)置,專業(yè)配套于各類大容量動力鋰 電池組。
其主要特點如下:
1. 生產(chǎn)備料方便 同一方案適應(yīng)不同的電芯特性,物料備料上只需要備同一種物料,就可以滿足,同時
也適應(yīng)不同的過流保護(hù),只需要軟件配置一下;而硬件板需要根據(jù)不同的電芯選擇不 同的保護(hù)點的芯片,過充與過放點,再有電流,這樣的組合就比較多,對于生產(chǎn)一定
量的保護(hù)板,就會產(chǎn)生呆料,增加庫存。
2. 電芯平衡功能 靈活的電池平衡功能可實現(xiàn)各串電芯間的容量均衡,從而提高了實際滿充容量,避免
了容量較小電芯充電少而放電深的不利情形,通常可以讓電池組的壽命提高 30%以上。
在設(shè)計時,可脈寬調(diào)制方式分組打開均衡電路避免 PCBA 局部溫升過高;此外就是平 衡可以在充電過程平衡也可在放電過程中平衡,更可根據(jù)需要在平衡做預(yù)平衡,保證
平衡是真實有效,在充電完成時已達(dá)到平衡,而不需要*掛著充電器,硬件板在這 方面只是擺設(shè),充滿電是沒能真正達(dá)到平衡。
3. 電池充滿保證
由于在平衡時,軟件板可以隨時關(guān)斷平衡,按需要啟動,這就保證了在充電結(jié)束時, 即移除充電器時,關(guān)斷平衡功能,保存所有已充電量,而硬件板只能固定打開一個缺 口,充電結(jié)束時,只要電壓高于設(shè)定的平衡電壓點,就會一直在平衡,把電白白放掉。
4. 靈活的多級過流保護(hù) 對于超出額定電流情況,可根據(jù)客戶要求靈活設(shè)置多級過流保護(hù),對不同工況下設(shè)定
不同的保護(hù)動作時間來滿足實際的需求且保護(hù)產(chǎn)品不損壞,對應(yīng)如電摩啟動、加速、
爬長坡、陡坡等短時間大電流放電。而硬件方案一般只有固定保護(hù),且保護(hù)延遲時間 為固定值不可靈活設(shè)置,還不能設(shè)置秒級的延遲時間,對采樣電阻的選用也有嚴(yán)格要
求。
5. 低放電電壓保證 采用沛城的智能保護(hù)板的電池包,可以各串間均衡的放電到的電壓,可以讓電動
車控制板系統(tǒng)有充分的做低電量時的處理,而硬件板會提前保護(hù),突然關(guān)斷輸出,電
動車控制板系統(tǒng)來不及反應(yīng),用戶使用起來覺得是故障。
6. 短路延時時間可控 在電池包輸出出現(xiàn)異常短路時,可及時關(guān)斷輸出,而對剛接入系統(tǒng)時,需要滿足超大
電流的需求,智能板可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)保護(hù)動作時間,精確到 uS 級別,使之達(dá)到 理想的平衡,而硬件板會出現(xiàn)要么誤保護(hù),要求容易出現(xiàn)燒板的嚴(yán)重問題。
7. 附加的功能:
可增加帶電池電量檢測輸出及異常報告,SOC 精度高;帶串口通信功能。純硬件方案 做電池電量報告、串口通信等功能時,需要額外配置一顆 MCU,從而提高了整體成本。 而智能保護(hù)板方案本身就有主控 MCU,可以包含電量、通信等功能,能實現(xiàn)剩余電量 百分比顯示、充放電次數(shù)、故障報告、異常報告(過流過溫短路次數(shù)等),方便對產(chǎn) 品的使用過程跟蹤。
8. 檢測高精度高 高精度的單節(jié)電壓檢測,確保電池過充、過放、過溫、均衡等電路的精確動作。鋰電
芯充到電壓高于 4.2V 后繼續(xù)充電會造成過充,電池容量產(chǎn)生*性的下降,電芯鼓殼 甚至爆炸;鋰電芯放電時也要有電壓下限,過放會造成電芯內(nèi)部材料被破壞,電池容
量也會產(chǎn)生*性的下降。因此,相對于其它方案 50mV 電壓精度而言,沛城方案的
10mV 級別精度更能可靠保證電池組的安全性和高容量及長壽命。