电池保护板是锂离子电池组的"大脑",对电芯(组)进行统一的监控、指挥及协调。从构成上看,电池管理系统包括电池管理芯片(BMIC)、模拟前端(AFE)、嵌入式微处理器,以及嵌入式软件等部分。电池保护板根据实时采集的电芯状态数据,通过特定算法来实现电池组的电压保护、温度保护、短路保护、过流保护、绝缘保护等功能,并实现电芯间的电压平衡管理和对外数据通讯。电池管理芯片(BMIC)是电源管理芯片的重要细分领域,包括充电管理芯片、电池计量芯片和电池安全芯片。充电管理芯片可将外部电源转换为适合电芯的充电电压和电流,并在充电过程中实时监测电芯的充电状态,调整充电电压、电流,确保对电芯进行安全、及时的充电。根据锂电池的特性,充电管理芯片自动进行预充、恒流充电、恒压充电,作用于充电各个阶段的充电状态。 锂电池保护板涉及4种芯片,即电池充电、电池电量计、电池监视芯片、电池保护芯片。低速电动车锂电池保护板管理系统云平台开发
成品锂电池的组成是这样的:主要有两大部分,锂电池电芯和保护板,锂电池电芯主要由正极板、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。但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。锂电池在使用过程中,过充电、过放电和过电流都会影响电池使用寿命和性能,严重者会导致锂电池易燃,现已出现手机锂电池易燃致人伤亡的案例,经常出现IT和手机厂家召回锂电池产品的事件。所以每块锂电池都要安装一块安全保护板,由一颗作用于IC和若干个外部元件组成,通过保护环路及时监测并防止对电池产生损害,防止过充、过放和短路造成的易燃等危险。由于每个中都要安装一片电池保护IC,锂电池保护IC市场大得惊人,每年有几十亿美元的市场,市场前景非常广阔。 中颖锂电池保护板芯片均衡是锂电池保护中非常重要的一个环节。
在应用层面,保护板的选型需深度匹配电池组参数与终端需求。对于电动工具等高倍率放电场景,保护板需支持30A以上的持续电流与100A以上的瞬时脉冲电流,同时配备低内阻MOSFET(如3mΩ)以降低温升;而储能系统则更关注长期稳定性,需选择具备三级过温保护(高温预警、限流、断电)及SOC估算精度的保护板,以适应-20℃至60℃的宽温域。随着技术演进,保护板正朝着“智能化+集成化”方向突破:新一代产品通过内置MCU与算法优化,实现了动态阈值调整(如根据电池老化程度修正保护电压)、故障自诊断(如识别MOSFET短路或操作IC失效)及无线通信(如蓝牙/LoRa上报电池状态),明显提升了系统可维护性。例如,特斯拉Model3的电池管理系统即采用分布式保护架构,每12节电池配备一个智能保护模块,通过CAN总线与主控单元协同,实现了毫秒级故障隔离与亚毫秒级均衡操作。此外,固态电池、锂硫电池等新型电化学体系的出现,也对保护板提出了更高要求:固态电池的离子传导率对温度敏感,需保护板集成加热膜操作逻辑;锂硫电池的穿梭效应易导致容量衰减,则需保护板结合电压-容量曲线建模进行动态补偿。
日常使用中,保护板的故障常表现为充放电中断、电压异常跳变或局部过热。例如MOS管击穿会导致电路常通,失去保护作用;采样电阻老化则可能引发过流误判。维护时需定期检查焊点可靠性,避免潮湿环境中的金属腐蚀,并借助专门的工具校准SOC(电量状态)。值得注意的是,保护板虽能大幅提升安全性,却无法替代用户对电池的科学管理——长期满电存放仍会加速电解液分解,频繁深度放电也会缩短循环寿命。与功能更为复杂的电池管理系统(BMS)相比,保护板更侧重于基础防护,缺乏电量估算、数据通信等功能。BMS通常集成MCU主控、CAN总线通信及主动均衡模块,适用于电动车或储能电站等场景,而保护板凭借低成本、小体积的优势,仍是移动电源、无人机等消费电子产品的优先。未来,随着物联网技术的发展,智能保护板或将融合蓝牙传输与APP监控功能,用户可通过手机实时查看电池的状态,而宽禁带半导体(如氮化镓)的应用有望进一步降低内阻,提升大电流场景下的可靠性。总之,锂电池保护板通过多维度防护机制,在微观层面构建起电池安全的“防火墙”。其技术细节的精细设计与适配性选择,直接关系到电子设备的性能表现与用户安全,既是锂电池应用的基石。在电动车中,BMS能够提高电池的安全性、延长使用寿命、优化能量管理,并提供实时数据监控,提升整车性能。
主动均衡又称非能量耗散式均衡,其原理在充电和放电循环期间,是将能量高的电芯内的能量转移到能量低的电芯中去,使得电池PACK内的电荷得到重新分配,从而缩短充电时间,延长放电使用时间。在适用场景上,主动均衡更加适用于大容量、高串数的锂电池组应用。BMS被动均衡技术先于主动均衡在电动市场中应用,技术也较为成熟些。主动均衡则较为复杂,变压器方案的设计以及开关矩阵的设计无疑会使成本明显增加。但主动均衡相比采用能量传递分配的原则,因而能量利用率相比被动均衡更高。在实际应用中,主动均衡技术也被普遍认为更为节能和合理。例如,科列自主研发的双向DC-DC主动均衡芯片,它采用了高智能算法,能够迅速地补偿电池组产生的差异,确保电池一致性,延长电池组的使用寿命和平均无故障时间。智慧动锂电子是一家集锂电池安全管理硬件、软件及BMS系统方案于一体的综合服务商。 动力保护板支持更大电流(如 50A 以上),具备更强散热和耐高压设计,适用于电动车等大功率设备。磷酸铁锂锂电池保护板方案开发
当前,锂电池保护板正朝着智能化、集成化方向发展,融合 AI 算法预测电池寿命,集成电源管理 IC 减少体积。低速电动车锂电池保护板管理系统云平台开发
随着新能源汽车市场的迅速扩展和可再生能源存储需求的增加,锂电池保护板的市场需求将持续增长。特别是在电动汽车领域,随着电动汽车技术的不断成熟和消费者接受度的提高,电动汽车的产量和销量将持续攀升,从而带动锂电池保护板市场的迅速发展。技术创新将是推动锂电池保护板行业发展的主要动力。未来,高精度传感器、智能算法的应用将进一步提升保护板的性能、安全性和可靠性。同时,新型电子元件和PCB板材料的引入也将为锂电池保护板的技术升级提供有力支持。随着物联网和人工智能技术的迅速发展,锂电池保护板将更加智能化。未来,保护板将集成更多的智能化功能,如远程监控、故障预警、自动均衡等,以提高电池管理的效率和安全性。随着市场的迅速发展,锂电池保护板行业的竞争也将日益激烈。然而,这也为行业内的企业提供了更多的发展机遇。通过不断提升产品质量和技术水平,企业可以在市场中占据更有利的地位。 低速电动车锂电池保护板管理系统云平台开发