鉅大LARGE | 點擊量:1279次 | 2020年06月05日
電動自行車鋰離子電池組保護電路設計
摘要:為保證電動自行車鋰離子電池組安全、長壽命的運行,需為其配備專用管理保護電路。為此,針對一款4并10串規(guī)格的鋰離子電池組設計了一套保護電路板,采用S-8209A保護芯片,實現(xiàn)了過充電保護、過放電保護、電池充放電平衡、過電流保護、正常帶栽等功能,已被可靠應用于某款電動自行車的鋰離子電池組中。關鍵詞:鋰離子電池;S-8209A;保護電路;過流保護0引言近期,國家多部門聯(lián)合發(fā)文對電動自行車產業(yè)進行了整改,要求電動自行車的整車重量應不大于40kg,最高車速應不高于20km/h。據此標準,目前國內大多數電動自行車無法達標,而其中一大原因就是存在于動力源——鉛酸電池。由于此類電池的比能量較小,導致其體積和重量均較大,加上生產過程中易造成鉛污染,如今已嚴重制約著電動自行車產業(yè)。鋰離子電池問世時間并不長,但由于其具有的比能量大,體積小,重量輕,循環(huán)壽命長,無記憶效應,無污染等特點,已成為未來電動自行車能源的新發(fā)展方向,目前國外的電動自行車已開始推廣使用。鋰離子電池工作電壓在2.7~4.2V區(qū)間,可采用多節(jié)電池的串聯(lián)和并聯(lián)來滿足電動自行車所需電壓和電量的要求。鋰離子電池的使用要求不能過充電、過放電、過電流,否則將降低電池壽命,嚴重時會導致電池爆炸。因此,要設計一款專用保護電路對每節(jié)電池進行管理,以保證鋰離子電池的正常充放電。在此完成了一款電動自行車鋰離子電池保護電路的研究與設計。1設計需求單個鋰離子電池型號為RFE—N18650,如圖1所示,標稱電壓為3.6V。鋰離子電池組采用4并10串的結構,如圖2所示,標稱電壓為36V,標稱容量為9Ah。該鋰離子電池組的保護要求為:充電上限電壓43V,放電截止電壓27V。
保護電路要能實現(xiàn)對每級電池的充放電保護,要求如下:(1)每級電池充電電壓4.3V;(2)每級電池放電電壓≥2.7V。鋰離子電池組工作過程中,還需實現(xiàn)以下功能:(1)負載短路保護;(2)躲避電動機的瞬時啟動電流;(3)鋰離子電池組各級電壓在充放電過程中能保持基本均衡。
2電路總體實現(xiàn)方法鋰離子電池組的保護電路實現(xiàn)方法如圖3所示,由2塊電路板組成。保護板1用于監(jiān)視各級鋰離子電池電壓,通過保護IC出現(xiàn)保護信號,例如禁止充電、禁止放電等;保護板2接收來自保護板1的控制信號,并驅動充、放電回路(深色線指示)的通斷。EB+/EB-可以連接負載或充電器。