鋰動力鋰電池保護板功能

鋰動力鋰電池的保護由電子電路組成，在-40℃～+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(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。針對單一電芯保護的保護板設計會相對簡單，而針對鋰動力鋰電池包保護的保護板設計，按照不同的要，其設計復雜程度各不相同。

在鋰動力鋰電池包保護板設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，所以設計鋰動力鋰電池包保護板時盡量使保護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，電流采樣電阻應滿足高精密度，低溫度系數(shù)，無感等要求。

（1）過充保護

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

在鋰動力鋰電池包充電時，當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，當電芯電壓升高到4.4V（通常稱為過充保護電壓）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。

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

（2）過放保護

鋰動力鋰電池包過放保護的含義：當鋰動力鋰電池包某一串電壓小于（欠壓）最大值時，且達到保護延遲，IC控制Q1關斷放電回路。

當電芯通過外接的負載進行放電時，鋰動力鋰電池包兩端的電壓將慢慢降低，同時控制IC內部將通過電阻R1實時監(jiān)測鋰動力鋰電池包電壓，當單體電芯電壓下降到2.3V（通常稱為過放保護電壓）時，控制IC認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。

保護板處于過放電狀態(tài)并一直保持到保護板的P+與P-間電壓上升到IC的門限電壓（一般為3.1V，通常稱為過放保護恢復電壓），控制IC將使Q1再次導通。即鋰動力鋰電池包的B-與保護板的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

鋰動力鋰電池包的過流保護含義：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，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(tài)，一般有兩種條件：

1）不要人工干預，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入保護，若過流解除，鋰動力鋰電池包將進入工作狀態(tài)。

2）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。

鋰動力鋰電池包在對負載正常放電過程中，放電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個開關管時，由于開關管的導通阻抗，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，起到過電流保護用途。

在控制IC檢測到過電流發(fā)生至發(fā)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。