串联式锂电池组的锂电池保护板实现方案
13串48v锂电池保护板工作原理
锂电池作为一种高效、轻量、高能量密度的电池，在众多领域有着广泛的应用，如电动车、无人机等。
而对于这种锂电池，保护板的作用非常重要，可以有效地保护锂电池不受过充、过放、短路等可能引起安全问题的情况。
本文将介绍13串48V锂电池保护板的工作原理。
一、电池保护板的基本工作原理1. 过充保护当锂电池达到充电结束电压时，保护板会自动切断充电电流，防止电池过充，从而避免因过充引起的安全隐患。
保护板还会通过LED指示灯或其他方式向用户提示电池充满。
2. 过放保护当锂电池放电至一定程度时，保护板会自动切断放电电流，防止电池过放，保护电池使用寿命。
保护板也会通过LED指示灯或其他方式提示用户电池电量低，需要及时充电。
3. 短路保护在遇到短路情况时，保护板可以迅速切断电池与负载之间的连接，防止电池短路放电，避免因短路引起的安全事故。
4. 温度保护保护板还具有温度保护功能，可以通过温感电阻检测电池温度，当温度超出安全范围时，保护板会自动切断电池的放电和充电，保护电池。
二、13串48V锂电池保护板的工作原理1. 13串48V锂电池由13节单体锂电池组成，每节电池的标称电压为3.7V，总电压为48.1V。
2. 13串48V锂电池保护板是针对这种多节串联的锂电池设计的，其工作原理主要包括以下几个方面：（1）电压检测保护板会通过电压检测电路实时监测每个电池单体的电压情况，确保每个单体电压在合理范围内。
（2）过充保护一旦任何一个单体电池的电压超过设定的过充保护电压，保护板会立即切断充电电流，保护电池不受过充。
（3）过放保护同样，一旦任何一个单体电池的电压低于设定的过放保护电压，保护板会立即切断放电电流，保护电池不受过放。
（4）均衡充放电保护板还具有均衡充放电功能，可以通过控制放电或充电电流，确保13节单体电池的电压保持在相对均衡的状态，延长电池寿命。
（5）温度保护保护板通过温感电阻检测电池温度，当温度超出安全范围时，可以切断电池的放电和充电，保护锂电池。
多串锂电池保护板电路
多串锂电池保护板电路
多串锂电池保护板电路通常包括以下几个主要部分：
1.电压检测模块：用于检测电池组的总电压和各单体电池的电压，确保电池组在正常范围内工作。
2.电流检测模块：用于检测电池组的充放电电流，防止过流或短路等异常情况。
3.温度检测模块：用于检测电池组的温度，防止过热或异常温度对电池性能的影响。
4.保护控制模块：根据电压、电流和温度等参数，控制电池组的充放电过程，确保电池组的安全和稳定运行。
在具体电路设计上，多串锂电池保护板电路需要考虑以下几个方面：
1.电压平衡：由于多串锂电池的电压不一致，需要设计合理的电路结构，确保各单体电池之间的电压平衡，避免因电压不均衡导致的故障。
2.充电控制：根据电池组的总电压和各单体电池的电压，控制充电器的充电电流和充电时间，防止过充或欠充对电池性能的影响。
3.放电控制：根据电池组的总电压和各单体电池的电压，控制放电电路的放电电流和放电时间，防止过放或异常放电对电池性能的影响。
4.故障保护：当电池组出现异常情况时，如过流、过热等，保护板需要立即切断电源，防止故障扩大。
综上所述，多串锂电池保护板电路需要综合考虑电压、电流、温度等多个因素，设计合理的电路结构和控制策略，确保电池组的安全和稳定运行。
串联式锂电池组的锂电池保护板实现方案
郑州正方科技：如今资源紧缺以及环境污染对人类造成的困扰越来越大，新能源的开发成了国家乃至全球发展的重点对象，众所周知，新型的锂电池组也逐步取代老式的铅酸电池组用于电动自行车以及电动汽车上，锂电池的轻便，高性能等等的一系列的优点，也使得电动工具更加的方便，高效。
目前，各个生产商也针对不同的类型的锂电池组生产相对应的锂电池保护板以保证电池组的安全性，以及对电池组的一系列的保护措施。
这类型的锂电池保护芯片也主要对应的是1~4串的锂电池组，当然也有对应5~10串电池组的保护板，如BQ77PL900芯片，这种芯片的功能更加全面，应用度也很广泛。
这也完全避免了目前市场上集成电路芯片保护板的一些弊端，例如保护失效以及复杂等等缺点！此外，锂电池组在充电的时候如果不能保证每个单节电池的均衡充电，那么就会极大的影响了电池组的性能以及使用寿命，目前最常见的均衡充电有这么几类：（1）恒定电流分阻均衡充电（2）电感均衡充电（3）降压型变换器均衡充电（4）开关电容均衡充电等等，所以有一点大家可想而知，单单节电池不存在多个电池组合的问题，所以不需要均衡充电控制功能；下面我们就讲的是锂电池保护板的一些实现方案。
根据锂电池保护板的保护原理，我们做了实验，在实际的应用中，某厂要求2组并联、10节串联的36V8A·h锰酸锂动力电池组保护板的设计，考虑到外部干扰可能会引起电池电压不稳定的情况，这样会造成电压极短时间的过压或欠压，从而导致电池保护电路错误判断，因此在保护芯片配有相应的延时逻辑，必要时可在保护板上添加延时电路，这样将有效降低外部干扰造成保护电路误动作的可能性。
由于电池组不工作时，保护板上各开关器件处于断开状态，故静态损耗几乎为0。
当系统工作时，主要损耗为主电路中2个MOS管上的通态损耗，当充电状态下均衡电路工作时，分流支路中电阻热损耗较大，但时间较短，整体动态损耗在电池组正常工作的周期内处于可以接受的水平。
经测试，该保护电路的设计能够满足串联锂电池组保护的需要，保护功能齐全，能可靠地进行过充电、过放电的保护，同时实现均衡充电功能。
3串锂电池保护板方案,电动工具自行车动力电池保护板方案
3 串电动工具保护板设计资料
1、产品介绍：
此 3 串锂电池保护板采用ST 超低功耗MCU 和大电流低内阻的功率MOS 及低功耗电源 管理等实现的电池保护电路。
精度高，功耗低，带电量平衡功能，可靠性稳定，性价比高，
参数指标可根据实际需求灵活设置，专业配套于电动工具等领域。
1.1、高精度的电压检测功能
单节电池电压精度为30mV，确保电池过充、过放、均衡等电路的准确动作。
1.2、超低的静态功耗
工作时自耗电电流小于30μA，过放后自耗电电流小于20μA。
1.3、电池电量平衡功能
电池电量平衡功能以保证各节电池间的容量均衡，从而大大延长了锂电池组的使用寿命。
1.4、可靠性强，性价比高，参数设置灵活
抗干扰能力强的超低功耗单片机STM8L151F3P6，参数由软件灵活设置以减少硬件电路调整，整个电路性价比高。
2．参数规格
3.产品外观
欢迎
深圳地址电话传真E ‐ma MSN 联系
迎洽谈联系圳市沛城电址：中国广话：86‐755真:86‐755‐8ail:pacemy N ：Nicole5
系人：张小系，我们将电子科技有广东省深圳5‐216792282992851 y05@pace 5535@16小姐
公将竭诚为你有限公司
圳市南山区21(直线)
手机
公司网址：你服务，真区科技园北机：158755
www.pa 真诚期待北区清华502175
与你合作华紫光信息m
作！ 息港B
座三
三楼。
7串锂电池保护板详细设计说明
7串锂电池保护板详细设计说明一、技术指标●最大工作电流：15A●过充保护电压：4.25V●过充恢复电压：4.15V●过放保护电压：2.8V●过放电恢复电压：3V●睡眠电压：2.5V●均衡误差：50mV●均衡电流：100mA●放电保护电流：25A●放电过流保护延时：10ms●充电保护电流：5A●充电过流保护延时：10ms●短路保护电流：60A●短路保护延时2ms●充电/加负载唤醒●充放电温度保护：留功能接口●睡眠静态电流：10uA●保护器内阻：<15毫欧●参考尺寸：L80*W58*H27mm二、方案选择根据以上的指标，选择intersil公司的电池管理芯片ISL9208作为模拟前端芯片，控制器芯片使用PIC公司的PIC16F688单片机。
框图如下图所示：图1、结构框图功能模块主要包括：1．模拟前端2．充放电采样电阻及开关3．单片机4．唤醒电路5．单片机外围接口三、模块说明1．模拟前端模拟前端芯片使用intersil公司的ISL9208，它是针对5~7串的电池管理芯片。
提供完善的过流保护电路、短路保护电路、3.3V稳压器、电池均衡控制电路、电池电压转换和冲放电FET驱动功能；同时过流保护和短路保护的电流值及延时时间均可编程；控制器可以通过I2C接口设置各寄存器的值。
ISL9208通过使用内部的模拟开关，为带有AD转换的微控制器提供电池电压和内外温度管理。
芯片特点有：●软件可编程过流阈值和保护时间。
●快速短路保护●三种场效应管控制方式➢背对背的充放电MOS控制➢单一放电MOS控制➢充放电MOS单独控制●集成充放电MOS驱动电路● 3.3V稳压输出，精度是10%●I2C接口●内部集成均衡MOS，最大均衡电流200mA。
●可编程上升沿或下降沿唤醒●睡眠电流<10uA●工作电压2.3V~4.3V（不适合磷酸铁锂）2．充放电采样电阻及开关充放电的采样电阻使用康铜丝制作。
放电端采样电阻为4毫欧，使用2根1.2mm的康铜丝并联而成。
两节双节锂电池串联充电IC和保护IC,方案整合
深圳市百盛新纪元半导体有限公司
FAE工程技术支持
方案整合
两节双节锂电池串联充电IC和保护IC
在日常的设计，应用中，单节锂电池，或者多节锂电池并联是最普遍的方式了，因为在IC选型和设计上比较容易或者多样化。
当两节/双节锂电池串联应用时，就要用到另外的双节/两节锂电池保护IC和充电IC。
双节/两节锂电池串联保护芯片和IC电路:
PL7022 属于由两个3.8V/4.35V的高压锂电池串联的保护板芯片或保护电路；
PL7022B属于由两个3.7V/4.2V 的普通锂电池串联的保护板芯片或保护电路。
双节/两节锂电池串联充电芯片和与PL7022B搭配电路:
USB：5V输入，给两节串联的锂电池升压充电芯片-PL7501C
与PL7022B两节串联的锂电池保护芯片，组合电路如下:
DC : 9V,12V输入，给两节串联的锂电池充电芯片-PL7222
与PL7022B两节串联的锂电池保护芯片，组合电路如下:。
4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.2
4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.0 2008.08 ○C2008Burnon International Limited 4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.02008.08○C 2008Burnon International Inc. Page 2 概述基于锂电池安全性能的要求，本保护电路采用美国intersil 电池组专用管理芯片ISL9208、Microchip MCU PIC16F690、IR MOSFTE ，通过I 2C 通信控制，对4－7节串联锂离子、聚合物锂电池包进行管理。
采用上位机（PC ）实时监控，方便生产、检测。
主要特点体现在对电池组的：1：过充电保护 （充电过高电压保护、充电过电流保护）2：过放电保护 （放电过低电压保护、放电过电流保护、放电短路保护） 3：电池组温度异常保护（电池组温度过低，关闭电池组充放电状态。
电池组温度过高，关闭电池组充放电状态。
） 4：休眠保护 （电池电压过低关闭电池组输出） 5：电池组自动均衡（本保护电路的特点）简要说明：电池组的单个电池之间由于电压、容量、内阻存在差异，在充放电 过程中最终会导致电池电压存在差异。
而保护电路是通过检测单个电池的电压来 进行保护，保护电路检测到其中某个电池电压过高关闭充电状态，保护电路检 测到其中某个电池电压过低关闭放电状态。
为了使电池组发挥最大性能，因此 本电路引入电池组在充电过程中电压进行自动均衡。
特性1、适用范围相关电池组参数可通过ISP 在线编程接口及外部设备更改。
2、 用途： 适用于4－7节串联锂离子电池组、聚合物锂电池组。
本DEMO 板可根据客户的需要，通过外编程更改有关参数，也可适用于4－7节串联磷酸铁锂电池组。
3、特点 3－1 针对各节电池的高精度电压检测功能4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.0 2008.08Page 3 © 2008 Burnon International Inc.3－2 充电及均衡参数 序号 项目 详细内容标准1耐高压元件充电器最高电压必须小于标准值18V/4CELL ；23V/5CELL ；27.5V/6CELL ；32V/7CELL2 恒流恒压充电 (充电器参数)恒压电压CV 16.8V/4CELL ；21V/5CELL ；25.2V/6CELL ；29.6V/7CELL恒流电流CC 小于3.5A 3充电过流保护过流保护电流 4A ±20％ 延迟时间0.5S 4 均衡 均衡基准电压差 30mV均衡以最低电池电压为基准，误差超 过30mV 的电池都进行均衡均衡电流100mA 3－3 输出参数 序号 项目详细内容标准1输出电压 最小输出电压 11V/4CELL;14V/5CELL;16.8V/6CELL; 19.6V/7CELL最大输出电压 16.8V/4CELL ；21V/5CELL ；25.2V/6CELL; 29.6V/7CELL2 输出电流 放电电流<15A 放电过流保护 （一次保护）保护电流 20A ±20％ 保护延迟时间 1S保护解除条件断开负载，自恢复短路保护 （二次保护）保护条件 外部电路短路 保护电流 40A ±20％ 保护延迟时间200us4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.02008.08○C 2008Burnon International Inc. Page 4 保护解除条件断开负载，自恢复3－4 充放电电池温度监测 序号 项目 详细内容 标准1充电状态监测电池组温度 正常充电摄氏－20℃——50℃ 充电保护大于50℃ 充电恢复小于40℃2放电状态监测电池组温度 正常放电摄氏－20℃——75℃ 放电保护大于75℃ 放电恢复小于60℃3－5 休眠及PCB 功耗 序号 项目详细内容标准1 工作状态 （充放电状态） PCB 板功耗 小于3.8mA2休眠状态 条件：1：电池电压范围2.5V －4.2V 2：无充放电状态PCB 板功耗EB+对GND ：小于30uA EB-对GND ：小于60uA 休眠延迟时间 120S休眠解除条件 充电放电放电维持电流 大于50mA4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.0 2008.08Page 5 © 2008 Burnon International Inc.接口规范：4节串联（拨码开关一位置1、另一位置2）5节串联（拨码开关一位置1、另一位置ON ）4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.02008.08○C 2008Burnon International Inc. Page 66节串联（拨码开关一位置ON 、另一位置2）7节串联（拨码开关一位置ON 、另一位置ON ）4-7节串联锂电池自动均衡及保护电路方案说明V1.0 2008.08Page 7 © 2008 Burnon International Inc.使用说明1、 放置DEMO 板的区域必须与金属等导电物体隔离，并预留一定空间。
磷酸铁锂电池组保护电路系统串联设计图
磷酸铁锂电池组保护电路系统串联设计图
本、高功率密度、高效率和高可靠性．制约锂电池应用的主要因素为锂电池的循环性能和安全性能，必须对锂电池增加保护电路来提高其性能，锂电池保护均衡电路的研究已经成为热点．
价比以及很宽的工作温度范围等优点，已成为新能源汽车的新型动力电源．笔者研究的动力电池包容量为8A·h，由12个电池单体串联组成，本设计研究的磷酸铁锂电池保护电路主要功能是：(1)精确地监测电池组单体模块电压，防止出现过压过流等现象；(2)通过检测电池工作状态温度，对电池进行温度保护；(3)通过检测电池单体电压在电池组充电过程中均衡电池组中的各个单体电池，以弥补电池在使用过程中出现的性能不一致性，使各个电池都发挥出最优性能，最大限度延长整个电池组的寿命．
动力性锂电池组是多节相同的单体电池并联后再串联组成大电压大电流锂电池组．图1为本设计采用的12串锂电池基本保护原理硬件框图．如图所示，每一个单体电池的检测控制电路都是相同的针对串联电池组的保护设计和单节锂电池保护类似，但是必须要突出可扩展拓扑性，以此来解决各种电动装置能量的匹配.
图1 12串锂电池基本保护原理硬件框图（过温检测、均衡电压检测、充电过压检测、放电欠压检测、放电过流检测、均衡控制、放电控制、充电控制）
保护均衡电路是磷酸铁锂电池的一个重要保护部分，它不仅防止了单体电池过充和过放，而且均衡了电池的充放电电流．均衡允电模块还有效地使各单体电池的能量趋于一致，从而最大限度地延长电池的使用寿命，保证了动力电池充放电过程的安全高效性．本设计的磷酸铁锂电池保护板电路性能可靠，实用性极强，改善了电池组的安全性能，提高了电池组的循环寿命．
该均衡模块对单体电池的能量转移属于耗散型均衡方式，效率还有待提高，均衡的功能还有进一步优化的空间．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
郑州正方科技：
如今资源紧缺以及环境污染对人类造成的困扰越来越大，新能源的开发成了国家乃至全球发展的重点对象，众所周知，新型的锂电池组也逐步取代老式的铅酸电池组用于电动自行车以及电动汽车上，锂电池的轻便，高性能等等的一系列的优点，也使得电动工具更加的方便，高效。
目前，各个生产商也针对不同的类型的锂电池组生产相对应的锂电池保护板以保证电池组的安全性，以及对电池组的一系列的保护措施。
这类型的锂电池保护芯片也主要对应的是1~4串的锂电池组，当然也有对应5~10串电池组的保护板，如BQ77PL900芯片，这种芯片的功能更加全面，应用度也很广泛。
这也完全避免了目前市场上集成电路芯片保护板的一些弊端，例如保护失效以及复杂等等缺点！
此外，锂电池组在充电的时候如果不能保证每个单节电池的均衡充电，那么就会极大的影响了电池组的性能以及使用寿命，目前最常见的均衡充电有这么几类：（1）恒定电流分阻均衡充电（2）电感均衡充电（3）降压型变换器均衡充电（4）开关电容均衡充电等等，所以有一点大家可想而知，单单节电池不存在多个电池组合的问题，所以不需要均衡充电控制功能；下面我们就讲的是锂电池保护板的一些实现方案。
根据锂电池保护板的保护原理，我们做了实验，在实际的应用中，某厂要求2组并联、10节串联的36V8A·h锰酸锂动力电池组保护板的设计，考虑到外部干扰可能会引起电池电压不稳定的情况，这样
会造成电压极短时间的过压或欠压，从而导致电池保护电路错误判断，因此在保护芯片配有相应的延时逻辑，必要时可在保护板上添加延时电路，这样将有效降低外部干扰造成保护电路误动作的可能性。
由于电池组不工作时，保护板上各开关器件处于断开状态，故静态损耗几乎为0。
当系统工作时，主要损耗为主电路中2个MOS管上的通态损耗，当充电状态下均衡电路工作时，分流支路中电阻热损耗较大，但时间较短，整体动态损耗在电池组正常工作的周期内处于可以接受的水平。
经测试，该保护电路的设计能够满足串联锂电池组保护的需要，保护功能齐全，能可靠地进行过充电、过放电的保护，同时实现均衡充电功能。
本文采用单节锂电池保护芯片设计实现了多节锂电池串联的锂电池保护板，除可完成必要的过电压、欠电压、过电流和短路保护功能外，还可以实现均衡充电功能。
这一串联式锂电池组的锂电池保护板实现方案的实验结果验证了该方案的可行性，市场使用情况检验了该设计的稳定性。