鋰動力鋰電池保護(hù)板功能

鋰動力鋰電池的保護(hù)由電子電路組成，在-40℃～+85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓、充放回路的電流及電芯溫度，即時控制電流回路的通斷。針對單一電芯保護(hù)的保護(hù)板設(shè)計會相對簡單，而針對鋰動力鋰電池包保護(hù)的保護(hù)板設(shè)計，按照不同的要，其設(shè)計復(fù)雜程度各不相同。

在鋰動力鋰電池包保護(hù)板設(shè)計中要考慮的因素較多，如電壓平臺問題，鋰動力鋰電池包在使用中往往被要求很大的平臺電壓，所以設(shè)計鋰動力鋰電池包保護(hù)板時盡量使保護(hù)板不影響電芯的放電電壓，這樣對控制IC、采樣電阻等元件的要求就會很高，電流采樣電阻應(yīng)滿足高精密度，低溫度系數(shù)，無感等要求。

（1）過充保護(hù)

鋰動力鋰電池包過充保護(hù)的含義：當(dāng)鋰動力鋰電池包某一串電壓大于（過壓）最大值時，且達(dá)到保護(hù)延遲時間，IC控制Q2關(guān)斷充電回路。場效應(yīng)管Q1、Q2可等效為兩只開關(guān)，當(dāng)Q1或Q2的G極電壓大于1V時，開關(guān)管導(dǎo)通。導(dǎo)通開關(guān)管的D、S間內(nèi)阻很小（數(shù)十毫歐姆），相當(dāng)于開關(guān)閉合；當(dāng)G極電壓小于0.7V時，開關(guān)管截止，截止的開關(guān)管的D、S極間的內(nèi)阻很大（幾兆歐姆），相當(dāng)于開關(guān)斷開。

在鋰動力鋰電池包充電時，當(dāng)鋰動力鋰電池包通過充電器正常充電時，隨著充電時間的新增，電芯兩端的電壓將逐漸升高，當(dāng)電芯電壓升高到4.4V（通常稱為過充保護(hù)電壓）時，控制IC將判斷電芯已處于過充電狀態(tài)，控制IC將使Q2截止，此時電芯的B一極與保護(hù)電路的P-端之間處于斷開狀態(tài)并保持，即電芯的充電回路被切斷，停止充電。

當(dāng)保護(hù)電路的P＋與P-端接上放電負(fù)載后，因此時雖然過充電控制開關(guān)管Q2截止，但其內(nèi)部的二極管正方向與放電回路的電流方向相同，所以仍可對負(fù)載放電。當(dāng)電芯兩端電壓低于4.3V（通常稱為過充保護(hù)恢復(fù)電壓）時，控制IC將Q2退出過充電保護(hù)狀態(tài)，即Q2導(dǎo)通，即電芯的B-端與保護(hù)電路P-端又重新接上，電芯又能進(jìn)行正常的充電。

（2）過放保護(hù)

鋰動力鋰電池包過放保護(hù)的含義：當(dāng)鋰動力鋰電池包某一串電壓小于（欠壓）最大值時，且達(dá)到保護(hù)延遲，IC控制Q1關(guān)斷放電回路。

當(dāng)電芯通過外接的負(fù)載進(jìn)行放電時，鋰動力鋰電池包兩端的電壓將慢慢降低，同時控制IC內(nèi)部將通過電阻R1實時監(jiān)測鋰動力鋰電池包電壓，當(dāng)單體電芯電壓下降到2.3V（通常稱為過放保護(hù)電壓）時，控制IC認(rèn)為單體電芯已處于過放電狀態(tài)，控制IC將使Q1截止，此時電芯的B-與P-之間處于斷開狀態(tài)，即鋰動力鋰電池包的放電回路被切斷，電芯將停止放電。

保護(hù)板處于過放電狀態(tài)并一直保持到保護(hù)板的P+與P-間電壓上升到IC的門限電壓（一般為3.1V，通常稱為過放保護(hù)恢復(fù)電壓），控制IC將使Q1再次導(dǎo)通。即鋰動力鋰電池包的B-與保護(hù)板的P-又重新接上，鋰動力鋰電池包經(jīng)充電器直接充電。

（3）過流保護(hù)

鋰動力鋰電池包的過流保護(hù)含義：當(dāng)電池組P+與P-輸出電流超過過流/短路電流值，并達(dá)到過流延時，控制電路控制放電開關(guān)管關(guān)斷放電回路，停止放電。電流過大出現(xiàn)熱量累積是要一個持續(xù)的過程，所以過電流一般會有兩重保護(hù)，第一重保護(hù)的設(shè)定值比較小，延時時間比較長，第二重保護(hù)的設(shè)定值比較大，延時時間很短。當(dāng)過電流保護(hù)動作后，回路電流瞬間就變成了0A，要想恢復(fù)保護(hù)狀態(tài)，一般有兩種條件：

1）不要人工干預(yù)，在經(jīng)過一段時間之后，自動打開回路，假如此刻依然為過流狀態(tài)，則鋰動力鋰電池包又會進(jìn)入保護(hù)，若過流解除，鋰動力鋰電池包將進(jìn)入工作狀態(tài)。

2）要人工干預(yù)，等負(fù)載或者充電機移除后，人工復(fù)位過電流保護(hù)。

鋰動力鋰電池包在對負(fù)載正常放電過程中，放電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個開關(guān)管時，由于開關(guān)管的導(dǎo)通阻抗，會在其兩端出現(xiàn)一個電壓，該電壓值U=I×RDS×2（RDS為單個開關(guān)管的導(dǎo)通阻抗），控制IC對該電壓值進(jìn)行檢測，若負(fù)載因某種原因?qū)е庐惓?，使回路電流增大，?dāng)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(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)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(hù)用途。

在控制IC檢測到過電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)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，以防止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(guān)管的導(dǎo)通阻抗，開關(guān)管導(dǎo)通阻抗越大時，對同樣的控制IC，其過電流保護(hù)值越小。