鋰電池保護板的設計需適配不同應用場景的差異化需求:1.電動汽車:高耐壓設計(800V平臺)、ASIL-D功能安全認證,支持快充(350kW)工況下的瞬時功率管理。典型案例:比亞迪刀片電池采用多層PCB保護板,集成液冷散熱接口,溫差控制±2℃。2.儲能系統(tǒng):支持簇級均衡與梯次利用,循環(huán)壽命>6000次,兼容磷酸鐵鋰(3.2V)與三元鋰(3.7V)電芯。特斯拉Megapack儲能柜采用模塊化保護板,每模塊單一管理,降低單點故障風險。3.消費電子:微型化設計(PCB面積<15mm×20mm),靜態(tài)功耗<5μA,支持USB-PD/QC快充協(xié)議。大疆無人機電池內(nèi)置多層保護板,集成自加熱功能以應對低溫飛行。BMS需定期校準SOC、檢查接線可靠性、更新軟件,并清潔散熱部件。電池包BMS方案定制
BMS保護板也可以按照串數(shù)和持續(xù)放電電流大小來分。串數(shù)比較好理解,常見的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護板需要采集每一串電芯的電壓,因此串數(shù)不同,保護板也會不同。而電流大小,就是決定了MOS開關的大小(MOS數(shù)量),MOS數(shù)量越多,BMS保護板的價格就越高,對價格的影響很關鍵。鐵鋰常見的就是15/16串48v,20串60v,24串72v。鋰電池體積小、可拆卸提出,方便用戶充電,降低電池被盜的風險。高科技BMS管理系統(tǒng)在手機、筆記本中監(jiān)測單節(jié)電池狀態(tài),防止過熱/過放,提升充電安全性與續(xù)航穩(wěn)定性。
BMS系統(tǒng)硬件架構(gòu)與組:件硬件層主控單元(MCU):負責算法執(zhí)行,如TI的C2000系列、NXP S32K。模擬前端(AFE):高精度采集電芯電壓(如ADI LTC6813,支持18串監(jiān)測)。執(zhí)行單元:包含繼電器、熔斷器、MOSFET等,響應保護指令。結(jié)構(gòu)設計線束布局:采用耐高溫硅膠線(-40℃~200℃),降低阻抗與EMI干擾。散熱設計:鋁制殼體結(jié)合導熱硅脂,熱傳導系數(shù)≥5W/m·K。電池組集成電芯成組:通過激光焊接或超聲波焊連接鎳片,內(nèi)阻≤0.5mΩ。模塊化設計:支持48V/72V低壓平臺或800V高壓快充架構(gòu),兼容方形/圓柱/軟包電芯。
電池保護板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅(qū)動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導致電池虧電、自耗電和內(nèi)阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內(nèi)阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產(chǎn)生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡功能),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。主要功能包括電池狀態(tài)監(jiān)測(電壓/溫度/電流)、充放電控制、均衡管理、故障保護和通信交互。
鋰電池保護板分為硬件板與軟件板所謂硬件板,就是保護板上沒有可以進行編程的芯片,只是按照特定的線路進行連接,保護板的參數(shù)是固定的。這一類保護板一般成本較低,功能簡單,很難實現(xiàn)邏輯上的特殊控制要求。而軟件板則是在硬件板的基礎上,加了可以編程的芯片,因此這類保護板除了實現(xiàn)基本功能以外,還能實現(xiàn)很多特殊的功能。保護板為了現(xiàn)實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過保護板的。為了對充電和放電都能進行控制,保護板必須具有兩個開關,分別控制充電和放電回路。在同口保護板中,這兩個開關串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關和放電開關,再接到電池外部。優(yōu)化儲能電池充放電策略,提升系統(tǒng)效率,支持電網(wǎng)調(diào)峰、可再生能源平滑接入。低速電動車BMS
BMS主要應用在哪些領域?電池包BMS方案定制
分布式發(fā)電儲能:在太陽能、風能等分布式發(fā)電系統(tǒng)中,BMS 用于管理儲能電池,將多余的電能儲存起來,在需要時釋放,平滑發(fā)電功率波動,提高能源供應的穩(wěn)定性和可靠性。如一些分布式光伏電站搭配的儲能系統(tǒng),通過 BMS 實現(xiàn)了對電池的有效管理,提升了整個發(fā)電系統(tǒng)的性能。電網(wǎng)儲能:在智能電網(wǎng)中,BMS 參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、備用電源等功能。大規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)通過 BMS 精確控制電池的充放電,響應電網(wǎng)的需求,提高電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。電池包BMS方案定制