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锂电池保护板基础知识
锂电池保护板基础知识(总12页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除锂电池保护板的基础知识普及第一章保护板的构成和主要作用一、保护板的构成锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。
由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。
锂电池的保护功能通常由保护电路板和PT协同完成，保护板是由电子电路组成，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，即时控制电流回路的通断；PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。
保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件NTC、ID存储器等。
其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻（数十毫秒）控制MOS开关关断，保护电芯的安全。
NTC是Negative temperaturecoefficient的缩写，意即负温度系数，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。
ID 存储器常为单线接口存储器，ID是Identification 的缩写即身份识别的意思，存储电池种类、生产日期等信息。
可起到产品的可追溯和应用的限制。
二、保护板的主要作用一般要求在-25℃～85℃时Control(IC)检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压，在一切正常情况下C-MOS开关管导通，使电芯与保护电路板处于正常工作状态，而当电芯电压或回路中的工作电流超过控制IC中比较电路预设值时，在15～30ms内（不同控制IC与C-MOS有不同的响应时间），将CMOS关断，即关闭电芯放电或充电回路，以保证使用者与电芯的安全。
第二章保护板的工作原理保护板的工作原理图：如图中，IC由电芯供电，电压在2v－5v均能保证可靠工作。
锂离子电池保护板培训课件
电源线应足够宽以降低阻抗， 信号线应避免长距离平行走线 以减少串扰。
过孔处理
过孔数量应适当，避免过多影 响PCB强度和电气性能。
接地设计
采用单点接地或多点接地方式， 确保接地良好，降低噪声和干扰。
可靠性设计考虑
热设计
优化散热设计，如增加散热铜箔、使用导热 材料等，确保在高温环境下正常工作。
常见问题及解决方案分享
涂布问题
列举涂布过程中常见的质量问题，如涂层脱落、 厚度不均等，分析原因并提供相应的解决方案。
干燥与固化问题
总结干燥和固化过程中常见的质量问题，如开裂、 变色等，分析原因并给出相应的解决方法。
其他问题
分享其他可能出现的问题，如原材料不合格、设 备故障等，提供相应的应对措施和解决方案。
储能系统领域应用案例
锂离子电池保护板在储能系统中的应用主要是为了保障储能电池的安全和稳定性， 防止电池过充、过放、过热等异常情况的发生。
在储能系统中，锂离子电池保护板需要与能量管理系统(EMS)紧密配合，实现对 储能电池的精准监控和智能管理。
锂离子电池保护板在储能系统中的应用可以提高储能电池的使用寿命，降低维护成 本，从而提高储能系统的整体性能和经济效益。
故障率，从而提高消费类电子产品的整 体性能和用户体验。
CHAPTER 06
锂离子电池保护板市场前景 展望与挑战应对
市场前景展望及机遇挖掘
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电动汽车市场增长 随着电动汽车市场的不断扩大，锂离子电池保护 板作为关键零部件，其需求将持续增长。
储能市场潜力巨大 随着可再生能源的普及和电网储能需求的增加， 锂离子电池保护板在储能领域的应用前景广阔。
CHAPTER 02
锂离子电池保护板工作原理
锂电池保护板和BMS知识培训
我司保护板的发展过程
最早我们外购保护板
早期外购的方式在交期、选型、售后维护等方面有很多问题， 后来我司自己开发了一些列保护板。我司早期自己开发的保护 板在原理方案，物料来料，单板加工检测等方面也存在问题， 因此一直以来产品都不是很稳定。
公司原先策略是把我司自己开发的库存保护板用完后不再自己 开发生产，全部转为外购。现在很多比较专业的保护板厂家知 道我们自己有做保护板，都不愿和我司合作。因此后续可能还 需要自己开发。
分口保护板—总共三个接口：充电口，放电口，公共端 共口保护板—总共两个接口：正、负接口
简单保护板
电阻 电容 PCB
保护IC
MOS管
简单保护板
充电MOS管1颗 散热板支撑柱
放电MOS管4颗
一款分口保护板：5A充20A放
简单保护板
充电MOS管 放电MOS管
一款共口保护板：30A充放
采样电阻
分口和共口区别
锂电池保护板及 BMS知识
目录
❖ 前言 ❖ 简单保护板（硬件保护板） ❖ 软件保护板（通讯保护板，启动电
源保护板，Discover 保护板等） ❖ 电池管理系统（BMS） ❖ 应用案例及相关问题
前言—为什么锂电池需要保护
不同材料电池的电压特性
• 磷酸铁锂系列（厂标充电截止电压≤3.85Ｖ，放电截止 电压≥2.5Ｖ）
保护板基本工作原理
IC
+
LOAD
放电 -
电池带电量以及 很少，电压还到 了欠压保护点， IC控制MOS管
停止放电
2.0V保护板使用需要注意事项不能随意串联：保护板的开关器件使用的是MOS管，MOS管的价格
与其耐压成正比关系，因此设计保护板时选用MOS管的耐压等级一般只 会比对应电池组电压高一些，不会留太大余量。 例如：对于4串保护板，电池组最高电压不会超过16V，因此MOS管一般 选20V或者25V。 如果用两块4串保护板的电池组串联起来用于组成8串的电池组，当保护 板的ＭＯＳ管断开时，整个电池组的电压会施加在ＭＯＳ管上，导致Ｍ ＯＳ管过压击穿损坏。
锂电池保护板知识培训
智能保护板
除了基本保护功能外，还集成有 多种传感器和控制模块，可实现 温度、电量、充电状态等多种检 测和控制功能，具有更高的智能
化水平。
集成化保护板
将电池管理系统（BMS）集成在 保护板中，可实现更全面、精细 的电池管理功能，具有更高的集
成度和智能化水平。
03
锂电池保护板的应用场景
电动自行车
池的安全性。
主要用于储能电站、UPS电源等储能 设备，要求长寿命和高效能量转换。
按保护方式分类
过充保护
过放保护
过流保护
短路保护
防止电池充电过度，保 护电池寿命和安全。
防止电池放电过度，保 护电池寿命和安全。
防止电池电流过大，保 护电池寿命和安全。
防止电池短路，保护电 池寿命和安全。
按集成度分类
简单保护板
只包含基本的过充、过放、过流 和短路保护功能，结构简单，成
安全性
安全性能的提升是锂电池 保护板技术发展的关键， 包括过充、过放、过温等 保护功能的增强。
市场挑战与机遇
市场竞争
随着锂电池保护板市场的 不断扩大，竞争也日趋激 烈，企业需要不断提升产 品性能和服务质量。
成本压力
原材料价格上涨和人工成 本的不断攀升给锂电池保 护板企业带来了成本压力 。
环保要求
随着环保意识的提高，对 锂电池保护板的环保性能 要求也越来越高。
04
电池规格
根据锂电池的规格参数，选择 能够满足需求的保护板。
电流和电压
根据电池的电流和电压需求， 选择能够提供适当保护的电路
板。
保护功能
选择具备过充、过放、过流等 保护功能的保护板，以确保电
池安全。
品质与品牌
保护板知识培训资料
P放电MOSFET断开
可整理ppt
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三、单节锂电池保护板的工作原理
5、充电过电流保护
P+
B+
C1
R1
锂电芯 B-
5 4
IC
2
C2
6
FUSE
1
3
R2
P充电MOSFET断开
MOSFET
可整理ppt
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四、单节锂电池保护板材料介绍
1、PCB&FPC
PCB
FPC
可整理ppt
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四、单节锂电池保护板材料介绍
过充恢复电压
过放恢复电压
充电过流检测电压-关键指标
放电过流检测电压-关键指标
过充保护延迟时间-关键指标
过放保护延迟时间-关键指标
充电过流保护延迟时间-关键指标
放电过流保护延迟时间-关键指标
静态电流
内阻-关键指标
可整理ppt
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二、单节锂电池保护板的主要参数
过充保护电压-------------------保护IC决定 过放保护电压-------------------保护IC决定 过充恢复电压-------------------保护IC决定 过放恢复电压-------------------保护IC决定 充电过流检测电压-------------保护IC决定 放电过流检测电压-------------保护IC决定 过充保护延迟时间-------------保护IC决定 过放保护延迟时间-------------保护IC决定 充电过流保护延迟时间-------保护IC决定 放电过流保护延迟时间-------保护IC决定 静态电流-------------------------保护IC决定 内阻-------------------------------MOS管决定
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内阻主要是由电芯、MOSFET 、PTC或FUSE 、 镍带及导线组成。它反应的是动态电流在相关 内阻中的形成的导通压降。
3、电池的荷电保持能力：
指电池自身放电的大小，自放电由两部份组成：A.电 芯的自放电。B.保护板（主要是保护IC）的自放电。 4、电池的循环寿命： 反映的是电芯的充放电循环次数，好的电芯的循环次 数应该要大于400次。 5、电池的安全性：
锂电池保护板知识培训
一、电池各种封装结构简介 1、框架系列：
PTC
电芯
保护板
电池框
铭牌
负极绝缘支架
电芯
电池框 保护板 负极绝缘支架 铭牌
方案优势： 该方案适用面广、外形灵活 多样，过程工艺相对简单； 方案不足： 不能最大限度的利用电池仓 空间；
2、打胶系列：
电芯 底壳
支架 PTC 保护板
上盖
底壳打胶
支架打胶
保护板点焊
贴铭牌
装配上盖
方案优势： Ａ、电池空间利用率高，成品尺寸较小； 方案不足： A、因该方案公差易产生一定累积；而国产电芯尺寸的公差远大于进口 电芯，该方案一般不适用使用国产电芯方案；
3、低压注塑系列：
保护板
方案优势： Ａ、采用AB胶可保证下支架与电芯粘接的强度; Ｂ、采用低压注塑，可有效解决电芯等原材料公差、组装过程的累积 误差对成品尺寸的影响，保证了成品尺寸精度。 方案不足： A、Connector一般使用金手指； B、因进口电芯防爆阀一般在电芯前端，注塑过程需对电芯安全阀作特别 保护。
是Battery pack的安全性能。Battery pack的安全性要 从电芯、工艺设计和保护控制设计等几方面考虑。 6、电池的功能性： 除了pack必须的几个功能外，有的带电压调整、存储 数据、带充电电路、振动等。
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
锂电ห้องสมุดไป่ตู้保护板知识培训
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
保护板知识培训资料课件
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4
一、锂电池保护板的认识
3、锂电池的特点
与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池具备以下几个优点： 电压高，单节锂离子电池的电压可达到3.6V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。 容量密度大，其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.5-2.5倍。 荷电保持能力强（即自放电小），在放置很长时间后其容量损失也很小。 寿命长，正常使用其循环寿命可达到500次以上。 没有记忆效应，在充电前不必将剩余电量放空，使用方便。
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四、单节锂电池保护板材料介绍
5、MOS管
MOS管
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四、单节锂电池保护板材料介绍
5、MOS管
5.1 作用：开关作用---保护板的执行机构---国务院。
5.2 常用品牌：TOSHIBA、 AOS、PANOSONIC、 SANYO、NEC、VISHAY
5.3 常用封装：TSSOP8、ECH8、CPH-6
五、单节锂电池保护板材料选型
4、保护IC选型
保护IC属主动器件,直接影响到电池的自耗电 流,过充/过放/过流保护电压,过充/过放/过流保 护延时和电池保护板中外接电阻电容的大小 和数量。
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五、单节锂电池保护板材料选型
4、保护IC选型---示例
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五、单节锂电池保护板材料选型
4、保护IC选型—示例
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一、锂电池保护板的认识
5、锂பைடு நூலகம்池保护板的分类
单节保护板---应用于手机、MP3、MP4等 单节管理板---应用于PDA、数码相机等 多节保护板---应用于对讲机等 多节管理板---应用于PDVD、笔记本电脑等
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一、锂电池保护板的认识
锂电池保护板基础知识
4.短路保护功能： 电池在对负载放电过程中，若回路电流大到使U>0.9V（该值由控制
IC决定，不同的IC有不同的值）时，控制IC则判断为负载短路，其 “DO”脚将迅速由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而 切断放电回路，起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短，通常 是微秒级。其工作原理与过电流保护类似，只是判断方法不同，保护 延时时间也不一样。
3.45-3.8
2.7-3.0
2.0-2.5
2.8-3.2
2.2-2.7
4.15-4.20
3.55-3.75
20-60
20-60
≤100
一般都有
≤100
一般都有
有
有
断开负载后自动 恢复/30S后自动
恢复
断开负载后自动 恢复/30S后自动
恢复
单位
V V V V V mA uA
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五、保护板功能简介
容两端电压不能突变，能起瞬间稳压作用，滤波作用； （3）FUSE：熔断保险丝，起过流保护作用； （4）PTC： PTC是Positive temperature coefficient的缩写，意即正
温度系数电阻，（温度越高，阻值越大），可以防止电池高温放电和 不安全的大电流的发生，即过流保护作用。
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V1
V2
DO
CO
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2、过放保护功能：电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着 放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.8V时，其容量已基本放光， 此如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。
在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.8V（该值 由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，其“DO”脚将由高电压 转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电 池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用。而此时由于V1自 带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。
锂电池保护板基础知识通俗讲义
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二、保护板的分类
按功能分 一、硬件板：完全由硬件组成
功能简洁单一，只提供最基础的保护功能，保护参数由芯片固化，不可更改， 电路简单稳定，应用广泛（参考精工、中颖规格书） 二、软件板：保护芯片集成了硬件保护和软件编程
参数可调，带有数据采集、电量计和通讯功能
两者的最大区别就是参数可不可调，有没有通讯。
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二、保护板的分类
按结构分
电流生产的条件是？
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二、保护板的分类
按结构分 电流生产的条件是： 电源（供电的） 负载（消耗电能的，包括各种元件器和导线） 完整的电流回路 电流的方向永远是从电源正极出发回到电源负极。
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二、保护板的分类
按结构分 电池组的工作回路
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二、保护板的分类
按结构分 所以，电池保护板发生了保护就是切断充电或者放电的回路。 切断不同的位置以及采样电阻放置的位置就形成了不同的结构类。 如下图，可简单分为正级保护（切断）、负极保护、正极采样（过 流）、负极采样。
中颖的保护芯片，要求负载拔出了才恢复
四、保护板的工作原理
基本保护：
TI的保护芯片，要求电流降到恢复值以上即可恢复，不要求拔出。
四、保护板的工作原理
基本保护： 短路保护：本质上是剧烈的过流保护，电流更大，延时时间更短。
延时时间是微秒级的，一般是100-500uS，即0.0001-0.0005S 在如此短的时间内检测到大电流就认为发生了短路，切断放电回路。
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二、保护板的分类
按结构分 一、下图为最常见的负极保护同口、负极过流，正极直通，不经过保 护板。
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二、保护板的分类
按结构分 二、下图为正极保护同口、正极过流，负极直通，不经过保护板。 但这种结构基本上不使用。
锂电池保护板基础知识
锂电池保护板基础知识————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2锂电池保护板的基础知识普及第一章保护板的构成和主要作用一、保护板的构成锂电池（可充型）之所以需要保护，是由它本身特性决定的。
由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。
锂电池的保护功能通常由保护电路板和PT协同完成，保护板是由电子电路组成，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，即时控制电流回路的通断；PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。
保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件NTC、ID存储器等。
其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS 开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻（数十毫秒）控制MOS开关关断，保护电芯的安全。
NTC 是Negative temperature coefficient的缩写，意即负温度系数，在环境温度升高时，其阻值降低，使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。
ID 存储器常为单线接口存储器，ID 是Identification 的缩写即身份识别的意思，存储电池种类、生产日期等信息。
可起到产品的可追溯和应用的限制。
二、保护板的主要作用一般要求在-25℃～85℃时Control(IC)检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压，在一切正常情况下C-MOS开关管导通，使电芯与保护电路板处于正常工作状态，而当电芯电压或回路中的工作电流超过控制IC中比较电路预设值时，在15～30ms内（不同控制IC与C-MOS有不同的响应时间），将CMOS关断，即关闭电芯放电或充电回路，以保证使用者与电芯的安全。
第二章保护板的工作原理保护板的工作原理图：如图中，IC由电芯供电，电压在2v－5v均能保证可靠工作。
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
锂电池保护板知识培训
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 —高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿