鋰動力電池保護板是針對鋰動力電池設計的起保護作用的集成電路板,鋰動力電池需要保護是由其本身特性決定的。由于鋰動力電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電,因此在設計鋰動力電池包時,會附帶設計一塊保護板。鋰動力電池保護板通常由控制IC、開關管、精密采用電阻、NTC、PTC、ID存儲器等構成,控制IC在鋰動力電池包一切正常的情況下控制開關管導通,使電芯與外電路溝通,而當電芯電壓或回路電流、溫度超過規定值時,它立刻(數十毫秒)控制開關管關斷,保護電芯的安全。NTC是Negative temperature coefficient的縮寫,即負溫度系數電阻,在環境溫度升高時,其阻值降低。ID存儲器常為單線接口存儲器,在ID存儲器存儲著鋰動力電池包種類、生產日期等信息,可起到產品的可追溯和使用壽命信息。PTC是英文Positive Temperature Coefficient的縮寫,是正溫度系數電阻,鋰動力電池包產品內PTC可以防止鋰動力電池包高溫放電和不安全的大電流的發生,根據鋰動力電池包的電壓、電流密度特性和應用環境,對PTC有專門的要求。PTC是鋰動力電池包產品內一個非常重要的部件,對鋰動力電池包的安全擔負著重要使命,它本身的性能和品質也是鋰動力電池包性能和品質的一個重要因數。鋰動力電池包的過流保護定義:當電池組P+與P-輸出電流超過過流/短路電流值,并達到過流延時,控制電路控制放電開關管關斷放電回路,停止放電。電流過大產生熱量累積是需要一個持續的過程,所以過電流一般會有兩重保護,第一重保護的設定值比較小,延時時間比較長,第二重保護的設定值比較大,延時時間很短。當過電流保護動作后,回路電流瞬間就變成了0A,要想恢復保護狀態,一般有兩種條件 :1)不需要人工干預,在經過一段時間之后,自動打開回路,如果此刻依然為過流狀態,則鋰動力電池包又會進入保護,若過流解除,鋰動力電池包將進入工作狀態。2)需要人工干預,等負載或者充電機移除后,人工復位過電流保護。鋰動力電池包在對負載正常放電過程中,放電電流在經過串聯的2個開關管時,由于開關管的導通阻抗,會在其兩端產生一個電壓,該電壓值U=I×RDS×2(RDS為單個開關管的導通阻抗),控制IC對該電壓值進行檢測,若負載因某種原因導致異常,使回路電流增大,當回路電流大到使U》0.1V(該值由控制IC決定,不同的IC有不同的值)時,控制IC使Q1由導通轉為關斷,從而切斷了放電回路,使回路中電流為零,起到過電流保護作用。在控制IC檢測到過電流發生至發出關斷信號之間有一段延時時間,該延時時間的長短由C2決定,通常為13毫秒左右,以避免因干擾而造成誤判斷。在上述控制過程中,其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值,還取決于開關管的導通阻抗,開關管導通阻抗越大時,對同樣的控制IC,其過電流保護值越小。短路保護其實也是過電流保護的一種,只不過當系統短路以后,電流理論上會變成無限大,這樣產生的熱量也是無限大,如果要等到軟件反應過來再保護,鋰動力電池包可能已損壞,因此,對于短路保護一般是采用硬件來自動觸發,觸發后傳遞給控制IC一個信號即可。當鋰動力電池包P+與P-輸出電流超過短路電流值,并達到短路延時,控制電路控制放電開關管關斷放電回路,停止放電。短路保護是過電流保護的一種極限形式,其控制過程及原理與過電流保護一樣,短路只是在相當于在P+、P-間加上一個阻值小的電阻(約為0Ω)使保護板的負載電流瞬時達到設定值,保護板立即觸發短路保護。原文始發于微信公眾號(鋰電產業通):鋰動力電池包保護板構成及過流保護 !