鋰動(dòng)力鋰電池保護(hù)板功能

鋰動(dòng)力鋰電池的保護(hù)由電子電路組成，在-40℃～+85℃的環(huán)境下時(shí)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(shí)控制電流回路的通斷。針對(duì)單一電芯保護(hù)的保護(hù)板設(shè)計(jì)會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單，而針對(duì)鋰動(dòng)力鋰電池包保護(hù)的保護(hù)板設(shè)計(jì)，按照不同的要，其設(shè)計(jì)復(fù)雜程度各不相同。

在鋰動(dòng)力鋰電池包保護(hù)板設(shè)計(jì)中要考慮的因素較多，如電壓平臺(tái)問(wèn)題，鋰動(dòng)力鋰電池包在使用中往往被要求很大的平臺(tái)電壓，所以設(shè)計(jì)鋰動(dòng)力鋰電池包保護(hù)板時(shí)盡量使保護(hù)板不影響電芯的放電電壓，這樣對(duì)控制IC、采樣電阻等元件的要求就會(huì)很高，電流采樣電阻應(yīng)滿足高精密度，低溫度系數(shù)，無(wú)感等要求。

（1）過(guò)充保護(hù)

鋰動(dòng)力鋰電池包過(guò)充保護(hù)的含義：當(dāng)鋰動(dòng)力鋰電池包某一串電壓大于（過(guò)壓）最大值時(shí)，且達(dá)到保護(hù)延遲時(shí)間，IC控制Q2關(guān)斷充電回路。場(chǎng)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(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通。導(dǎo)通開關(guān)管的D、S間內(nèi)阻很?。〝?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(shí)，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(dòng)力鋰電池包充電時(shí)，當(dāng)鋰動(dòng)力鋰電池包通過(guò)充電器正常充電時(shí)，隨著充電時(shí)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(guò)充保護(hù)電壓）時(shí)，控制IC將判斷電芯已處于過(guò)充電狀態(tài)，控制IC將使Q2截止，此時(shí)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(shí)雖然過(guò)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(duì)負(fù)載放電。當(dāng)電芯兩端電壓低于4.3V（通常稱為過(guò)充保護(hù)恢復(fù)電壓）時(shí)，控制IC將Q2退出過(guò)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(guò)放保護(hù)

鋰動(dòng)力鋰電池包過(guò)放保護(hù)的含義：當(dāng)鋰動(dòng)力鋰電池包某一串電壓小于（欠壓）最大值時(shí)，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(guò)外接的負(fù)載進(jìn)行放電時(shí)，鋰動(dòng)力鋰電池包兩端的電壓將慢慢降低，同時(shí)控制IC內(nèi)部將通過(guò)電阻R1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰動(dòng)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(guò)放保護(hù)電壓）時(shí)，控制IC認(rèn)為單體電芯已處于過(guò)放電狀態(tài)，控制IC將使Q1截止，此時(shí)電芯的B-與P-之間處于斷開狀態(tài)，即鋰動(dòng)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(guò)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(guò)放保護(hù)恢復(fù)電壓），控制IC將使Q1再次導(dǎo)通。即鋰動(dòng)力鋰電池包的B-與保護(hù)板的P-又重新接上，鋰動(dòng)力鋰電池包經(jīng)充電器直接充電。

（3）過(guò)流保護(hù)

鋰動(dòng)力鋰電池包的過(guò)流保護(hù)含義：當(dāng)電池組P+與P-輸出電流超過(guò)過(guò)流/短路電流值，并達(dá)到過(guò)流延時(shí)，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(guò)大出現(xiàn)熱量累積是要一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，所以過(guò)電流一般會(huì)有兩重保護(hù)，第一重保護(hù)的設(shè)定值比較小，延時(shí)時(shí)間比較長(zhǎng)，第二重保護(hù)的設(shè)定值比較大，延時(shí)時(shí)間很短。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)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(guò)一段時(shí)間之后，自動(dòng)打開回路，假如此刻依然為過(guò)流狀態(tài)，則鋰動(dòng)力鋰電池包又會(huì)進(jìn)入保護(hù)，若過(guò)流解除，鋰動(dòng)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(jī)移除后，人工復(fù)位過(guò)電流保護(hù)。

鋰動(dòng)力鋰電池包在對(duì)負(fù)載正常放電過(guò)程中，放電電流在經(jīng)過(guò)串聯(lián)的2個(gè)開關(guān)管時(shí)，由于開關(guān)管的導(dǎo)通阻抗，會(huì)在其兩端出現(xiàn)一個(gè)電壓，該電壓值U=I×RDS×2（RDS為單個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通阻抗），控制IC對(duì)該電壓值進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)，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(guò)電流保護(hù)用途。

在控制IC檢測(cè)到過(guò)電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷信號(hào)之間有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)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(guò)程中，其過(guò)電流檢測(cè)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(shí)，對(duì)同樣的控制IC，其過(guò)電流保護(hù)值越小。