电动车36 V锂电池组保护电路设计方案
如何设置安全的锂电池保护电路
如何设置安全的锂电池保护电路随着技术的发展，锂电池已成为现代电子设备中广泛使用的电源，如何保证其安全性是每个电子工程师都需要考虑的问题。
在使用锂电池时，如果不加以安全保护，其可能会发生过充、过放、短路等问题，导致电池性能下降，甚至可能会引起安全事故。
通过适当的电路设计与保护措施，可以有效避免这些问题的发生。
下面介绍如何设置安全的锂电池保护电路，保证使用锂电池的安全性。
1. 锂电池的常见问题在锂电池的使用过程中，常会面临以下几个问题：1.1. 过充和过放过充是指电池充电时电池电压超过了标准电压，过放是指电池放电时电池电压低于标准电压。
过充和过放都会影响电池的使用寿命和性能，甚至引起电池的自燃等安全问题。
1.2. 短路短路是指电路中某些部分的电阻极小或为零，从而导致电池电路中电流过大。
短路可能会导致电池热失控、电池爆炸等严重安全问题。
1.3. 温度在充电和放电过程中，电池会产生一定的热量。
如果热量不能及时散发，电池温度会上升，从而影响电池性能和安全性。
2. 如何设置安全的锂电池保护电路为了避免以上问题的发生，可以通过设计适当的保护电路来保护锂电池。
下面介绍几种常用的锂电池保护电路。
2.1. 过充保护电路过充保护电路可以防止电池过充，充电电压可以控制在一定范围内，一旦电池电压超过标准值，就会自动切断充电电流。
这样可以避免电池过充，延长电池的使用寿命。
2.2. 过放保护电路过放保护电路可以控制电池的放电深度，防止电池过度放电，一旦电池电压低于标准值，就会自动切断放电电流。
这样可以延长电池的使用寿命。
2.3. 短路保护电路短路保护电路可以防止电池短路，一旦电路出现短路现象，保护电路会自动切断电池电路的连接，避免电池热失控、电池爆炸等安全问题的发生。
2.4. 温度保护电路温度保护电路可以监测电池温度，一旦温度超过标准值，就会自动切断充电或放电电路，保护电池安全。
3. 总结在使用锂电池时，虽然锂电池具有体积小、重量轻、容量大等优点，但同时也存在安全隐患。
36V30AH磷酸铁锂电池组的设计方案
36V30AH磷酸铁锂电池组的设计方案目录一、客户需求说明二、具体方案1、产品的可实现性2、具体方案三、锂电池组结构设计四、所采单电芯说明五、电池模组的保护电路六、电池模组的产品特性七、最终电池组参数说明一、客户需求说明1）应用：电池组应用智能搬运机器人小车； 2）额定电压： 36V，额定容量： >=30Ah； 3）持续电流 40A4）最大瞬间放到电流： 70A;5）最大充电电流大小： 0.5C/15A;6）放电截止电压： 24V;7）正极材质要求：磷酸铁锂；8）电池尺寸要求：140*300*260mm9）防护等级： IP56;10）、外壳要求：铁材质喷漆处理（可满足） 11）端子要求如下：二、具体方案1、产品的可实现性根据要求，选定电池组规格为 12串磷酸铁锂材料体系锂电池方案； 12串*3.0=36V；电池组的规格为 36V 30Ah；电池容量 30Ah，选用 26650 的3Ah电芯组成12S10P的电池组。
经过选用的电芯组成的电池组进行各方面的评估均可达到设计要求。
2、具体方案1）采用26650 的3Ah电芯组成12串10并的电池组来实现36V 30Ah的电池组，采用模块化，连接片采用纯镍片进行点焊和锁片工艺进行焊接。
2）电池组的保护板采用高精度的BMS管理方案，具有有温度，电压，电流监测，SOC预测，以及过流，过压，预警等功能，并具有与上位机进行数据交换功能，过流保护电流为100A。
3)外箱采用钣金材料，具有强度高，重量轻，并采取拉手设计，便于搬运，上盖与面板灵活设计，便于电池的维护。
并采用环氧板进行绝缘和缓存保护作用。
4）充电、放电、接口分开设计，三个接口在同一个面上，具体接口规格根据客户的的要求确定；5）接口设计：接口用 SA50安能插头。
三．电池组的结构设计1.电芯的尺寸2.电芯的参数说明五．电池模组的保护电路六、电池模组的产品特性：1.超长的使用寿命（循环1500次容量保持不低于80%）；2.卓越的工作温度（可以长期在-20℃～+60℃温度条件下稳定的运行）；3.在电池组内加装电池检测单元，可以精确的实时检测电池电压、温度、容量等状况，并及时通过通信系统传输给主系统，可以充分的提高了产品的工作的安全性；4.电池组外壳采取钣金材料设计，抗冲击性能优越并且具备耐高低温、有效阻燃的高性能，可以确保电池组在受到外力撞击的状况下始终保持有效的防护能力，外装折叠式把手，方便搬运；5.电芯通过中华人民共和国汽车行业标准《QC/T743-2016电动汽车用锂离子蓄电池》各项安全测试，均符合标准的各项指标；6.简便的安装组合（单元模块的设计概念，使产品安装灵活可靠）;7. 最终电池组参数说明。
电动车锂电池组设计方案
电动车锂电池组设计方案一、引言电动车的发展受到了越来越多的关注和需求，锂电池组作为电动车的重要组成部分之一，其设计方案的合理性对电动车的性能和使用寿命有着重要的影响。
本文将对电动车锂电池组的设计方案进行详细的说明和分析。
二、锂电池组的基本原理锂电池是一种通过正负极的化学反应释放电能的装置，其基本原理是利用锂离子扩散和嵌入迁移的特性，在放电过程中将嵌入了锂离子的电极材料形成化学反应产生电流。
在充电过程中，电流通过电解质浓度梯度将锂离子从正极材料转移到负极材料中。
锂电池的优点包括高能量密度、长循环寿命、低自放电率等。
三、锂电池组设计方案的要求1.高能量密度：锂电池组的能量密度要求高，以提供足够的驱动力和行驶里程。
2.高安全性：锂电池组的设计必须考虑过充、过放、短路等安全问题，以避免电池组的损坏和事故发生。
3.长使用寿命：锂电池组的设计要考虑其循环寿命，以提高电池组的使用寿命。
4.快速充电和放电：锂电池组的设计要满足快速充电和放电的需求，以提高电动车的充电效率和使用便利性。
四、锂电池组的设计方案1.电芯选型：根据电动车的功率需求和能量密度要求，选择适合的锂电池电芯。
目前常用的电芯包括锂离子聚合物电池、锂铁磷酸电池等。
2.电池组配置：根据电动车的需求和空间限制，确定电池的数量和串并联关系。
一般情况下，串联可以提高电池组的电压，而并联可以增加电池组的容量。
3.功能保护设计：为了保证锂电池组的安全性，需要设计过充、过放、短路、高温等功能保护措施。
包括充电管理系统、过充保护电路、电流和温度传感器等。
4.热管理设计：电动车锂电池组的放电和充电过程会产生大量热量，因此需要设计散热系统，保持电池组的温度在安全范围内。
5.快充设计：采用适当的充电管理系统，提高充电效率和充电速度，以满足电动车的需求。
五、锂电池组设计方案的优化1.电池组的布局：设计合理的电池组布局，避免电池温度差异过大，提高整个电池组的寿命和性能。
2.智能管理系统：采用智能管理系统，实时监测电池组的状态、温度和电量等信息，提高电池组的使用寿命和安全性。
锂离子电池保护电路设计(项目教学法)
生物电池
微生物电池
一、咨询
20世纪80年代末，日本Sony公司
提出者
层状结构的石墨 负极
正极
锂与过渡金属的 复合氧化物
锂离子电池
120-150Wh/kg 比能量 是普通镍镉电池 的2-3倍
电压
高达3.6V
一、咨询
锂离子电池工作原理
锂离子电池工作原理图 schematic representation and operation principle of rechargeable lithium ion battery
锂离子电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ爆炸原因
• • • • • • 负极容量不足 水份含量过高 内部短路 过充 过放 外部短路
二、计划
定项目的工作计划，做出工作流程图 、建立 工作小组（4-5人）、 明确分工职责、时间 计划表。 设计要求：
A、锂电池：3.6V/650mA B、充放电电流大于800mA时保护 C、充电过压保护 D、放电欠压保护 E、充放电电流电压显示
活过温保护功能。
三、决策方案---程序流程
开始 初始化 按键扫描 N 充电 电流电压采样 显示充放电 电流、电压 是否过温、过流、 过压、欠压？ N Y 结束
是否有键按下？
Y 放电 电流电压采样 显示充放电 电流、电压
无操作
保护电路程序流程图
DW01工作电路
• • • • • •
当电芯电压在 2.5V 至 4.3V 之间时，DW01 的第 1 脚、第 3 脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为 0V。此时 DW01 的 第 1 脚 、第 3 脚电压将分别加到 8205A 的第 5、4 脚，8205A 内的 两个电子开关因其 G 极接到来自 DW01 的电压，故均处于导通状 态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的 P端相当于直接连通，保护板有电压输出。
锂电池保护电路设计方案
锂电池保护电路设计方案锂电池材料构成及性能探析首先我们来理解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的构造和性能。
这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。
其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。
因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业开展的重点。
负极材料一般选用碳材料，目前的开展比较成熟。
而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步进步、价格进一步降低的重要因素。
在目前的商业化消费的锂离子电池中，正极材料的本钱大约占整个电池本钱的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。
对锂离子动力电池尤其如此。
比方一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。
尽管从理论上可以用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层构造的碳中。
放电时，锂离子那么从片层构造的碳中析出，重新和正极的化合物结合。
锂离子的挪动产生了电流。
这就是锂电池工作的原理。
锂电池充放电管理设计锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层构造的碳中。
放电时，锂离子那么从片层构造的碳中析出，重新和正极的化合物结合。
锂离子的挪动产生了电流。
原理虽然很简单，然而在实际的工业消费中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持屡次充放的活性，负极的材料需要在分子构造级去设计以包容更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。
虽然锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高，在使用过程中应严格防止出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。
电动自行车锂电池组保护电路设计
电动自行车锂电池组保护电路设计许英杰;孙郅佶;李帆;范贤光【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(35)16【摘要】The lithium battery with superior performance is the development trend of the electric bicycle power, but needs a dedicated protection circuit to work with so as to ensure the safety and long-period operation. In this paper, a protection circuit board including S-8209A was designed for the lithium battery set with 4-parallel and 10-serial connection mode. It achieved the functions of overcharge protection, overdischarge protection, overcharge-overdischarge balance and overcurrent protection. The circuit has been already applied to the electric bikes with the lithium batteries.%为保证电动自行车锂电池组安全、长寿命的运行,需为其配备专用管理保护电路.为此,针对一款4并10串规格的锂电池组设计了一套保护电路板,采用S-8209A保护芯片,实现了过充电保护、过放电保护、电池充放电平衡、过电流保护、正常带载等功能,已被可靠应用于某款电动自行车的锂电池组中.【总页数】4页(P191-194)【作者】许英杰;孙郅佶;李帆;范贤光【作者单位】厦门大学机电工程训练中心,福建厦门 361005;厦门大学机电系,福建厦门361005;厦门大学机电系,福建厦门361005;厦门大学机电系,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】TN709-34【相关文献】1.STM32处理器的锂电池组保护电路设计 [J], 张洪疹;吴芬2.锂电池组充放电安全保护电路设计 [J], 史万莉;高建中3.串联磷酸铁锂电池组保护电路设计 [J], 孙起山;张存山;王胜博;张淑敏4.基于单片机的磷酸铁锂电池组充放电电路设计 [J], 王宇野;庄锦涛5.宽温型磷酸铁锂电池组保护电路设计研究 [J], 王伟;于浩;刘庆新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电动车锂电池保护电路
电动车锂电池保护电路电动车对其电池的性能要求非常高，电动车工作时处于长时间大电流放电状态，用锂电池改装电动车，应特别小心。
一般应掌握以下原则：1、锂电池种类的选择最好选用聚合物锂电池，不轻易选择锂粒子电池。
因为锂粒子电池一旦过充、过放或超温限使用时，容易发生爆炸、燃烧、碎片飞溅伤人，且三者在瞬间同时发生，使人难以防范。
而聚合物锂电池发生过充、过放或超温限使用时，-般呈外壳铝塑膜鼓起：电池内极板与塑膜隔板分离，由于电池内无电解液，电池内阻迅速增大，容量丧失，电池自动失效，事故自行终止，因而不易发生爆炸。
2、容量尽量选择大容量锂电池。
例如原采用电池容量10Ah，选择锂电池时，最好选用5Ah/块的锂电池两块并联使用。
组装后的锂电池容量不得小于原车电池容量。
3、新旧尽量选择全新的、同一个一个厂生产的同型号、同批次的锂电池，这些新电池一致性好，使用安全、寿命长。
4、保护电路用锂电池改装电动车，应采用单体电池保护与电池组总体保护相结合的多重保护电路。
（1）单体电池保护每个单体电池都应装有各自的保护板，然后再并、串联成适合于电动车电压、容量的电池组。
每块保护板应至少有下述功能：1）过电流保护：当电流达1.5C时自动断电。
其中C为电池容量。
2）过充保护：当充电电压达4.2V时，自动断电。
3）过放保护：当放电电压达3.0V时，自动停止放电。
（2）总体保护用单体锂电池组装好的锂电池组，还需加装总体保护电路，包括过流、过充、过放、超温等多重保护。
以一组36V/10A的锂电池组加装总体保护电路的方法为例加以说明。
1）电流保护图1为笔者制作的过流保护装置。
E为36V/10Ah锂电池组；BX 为10A保险；J为继电器（用型号：YE－KDC－A04－8型彩电开关代替）；G为干簧管，在干簧管外绕有4匝线圈L；R为限流电阻；C为贮能电容；D为二极管；TK为一温度开关，动作温度45℃；M为电动车马达。
图1当合上JK时，M正常运转，E通过D向C充电，电动车正常行驶。
36v欠压保护电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)
36v欠压保护电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）36v欠压保护电路图（一）电路工作原理：输出电压低于规定值时，反映了输入直流电源、开关稳压器内部或者输出负载发生了异常。
输入直流电源电压下降到规定值之下时，会导致开关稳压器的输出电压跌落，输入电流增大，既危及开关三极管，也危及输入电源。
因此，要设欠电压保护。
简单的欠电压保护如图1所示。
当未稳压输入的电压值正常时，稳压管ZD击穿，晶体管V导通，继电器动作，触点吸合，开关稳压器加电。
当输入低于所允许的最低电压值时，稳压管ZD不通，V截止，触点跳开，开关稳压器不能工作。
开关稳压器内部，由于控制电路失常或者开关三极管失效会使输出电压下降；负载发生短路也会使输出电压下降。
特别在升压型或反相升压型的直流开关稳压器中欠电压的保护是跟过电流保护紧密相关的，因而更加重要。
实现方法是在开关稳压器的输出端接电压比较器，如图2所示。
正常时，比较器没有输出，一旦电压跌落在允许值之下比较器就翻转，驱动告警电路;同时反馈到开关稳压器的控制电路，使开关三极管截止或切断输入电源。
36v欠压保护电路图（二）电路工作原理：本电路由11个元件组成，电路简洁，反应灵敏，其应用范围也比较宽广，电压范围和功率容量可以通过使用不同的器件而改变，并且可采用贴片元件，使体积进一步减小。
电路如上图所示。
在电压正常的情况下，b点电位较高，故a点电位相应也较高；晶闸管导通，所以Ql导通，输出端的负载正常1工作。
当输入电压降低到一定程度时．b点电位相应下降，Q2导通程度减弱使a点电位降低，可控硅关断，使Ql截止，切断了对负载的供电。
当外部电压正常或电池充足电后，对其手动复位即可。
若需安装指示电路可按下图所示安装，采用三色发光二极管进行指示即可。
本电路可用于电动车、充电灯、矿灯等对铅酸电池进行过放电保护，也可接入低压直流供电回路中保护负载。
在此，在应用铅酸电池的场合中，应尽量加装欠压保护器，并能在单格电压降至1.9V左右时实行保护，以延长电池的使用寿命。
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电动车36 V锂电池组保护电路设计方案
随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。
锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。
当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。
针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。
1 保护电路硬件设计
本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。
系统的总体框图如图1所示。
电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。
A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。
单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大。