保护板基础知识讲座
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锂电池保护板及BMS知识培训
硬件式保护板（简单保护板）
硬件式保护板： 应用专用锂电池保护芯片，当电池电压达到上限值或下限值 时，控制开关器件MOS管切断充电回路或放电回路，实现保 护电池组的目的。 特点： 1，只实现过充、过放保护。部分能实现过流保护、反接保护。 其它附加功能通通不能满足 2，保护阀值不可更改（一般保护点为3.9V和2.0V） 3，均衡阀值不可更改（一般均衡电流在150mA以下） 分类： 硬件式保护板从电流走向可分为：
我司保护板的前世今生
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。
锂电池保护板及BMS知识培训
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） 三元系列（充电截止电压≤4.2Ｖ，放电截止电压≥2.7Ｖ） 锰酸锂系列（充电截止电压≤4.2Ｖ，放电截止电压≥2.7Ｖ）
锂电池很好，但它很娇贵。为确保使用安全，有很多 要求：
基本保护要求：过充保护，过放保护 加强保护要求：过流保护，高温保护，低温保护，短路保 护，反接保护 扩展要求：一致性好，压差小，温差小
10/7/2021
前言—为什么锂电池需要保护
锂电池保护板和BMS知识培训课件ppt
爆炸
• 过放：缩短电池寿命，直接损坏致电池报废．
2021/3/10
4
前言—为什么锂电池需要保护
锂电池很好，但它需要保护。为确保使用安全，有很 多要求：
• 基本保护要求：过充保护，过放保护 • 加强保护要求：过流保护，高温保护，低温保护，短路保
护，反接保护 • 扩展要求：一致性好，压差小，温差小
2021/3/10
2，如果充电电流小，放电电流大。比如充电5A，放电20A。 建议选用分口。（充电配置1个MOS管，放电配置4个MOS管）
3，如果充电电流和放电电流差不多，或者充电电流比放电电 流大。建议选用共口板。（充电MOS管和放电MOS管一样多）
2021/3/10
14
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历史运行过程数据，包括告警历史数据等
• 故障诊断功能—保护板或管理系统自己出了问题要能诊断
• 显示功能—客户通过显示屏可以直接读取信息、设置参数
• 均衡功能******
2021/3/10
6
前言—锂电池保护产品分类
为满足不同的需求，产生了多种类型的锂电池保护产品
保护板
2021/3/10
36
电池管理系统（BMS）
对于高压大容量的电池组，用简单保护板或软件保护板无法 实现对电池组的监控和管理
对于电动车来说，管理好自己的电池组还不够，还需要与整 车控制器进行通信配合，需要与充电机进行通信配合。
管理系统就是为了实现电池能源包的自保护，同时实现和充 电机、整车控制器联合。
• 过放：缩短电池寿命，直接损坏致电池报废．
2021/3/10
4
前言—为什么锂电池需要保护
锂电池很好，但它需要保护。为确保使用安全，有很 多要求：
• 基本保护要求：过充保护，过放保护 • 加强保护要求：过流保护，高温保护，低温保护，短路保
护，反接保护 • 扩展要求：一致性好，压差小，温差小
2021/3/10
2，如果充电电流小，放电电流大。比如充电5A，放电20A。 建议选用分口。（充电配置1个MOS管，放电配置4个MOS管）
3，如果充电电流和放电电流差不多，或者充电电流比放电电 流大。建议选用共口板。（充电MOS管和放电MOS管一样多）
2021/3/10
14
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历史运行过程数据，包括告警历史数据等
• 故障诊断功能—保护板或管理系统自己出了问题要能诊断
• 显示功能—客户通过显示屏可以直接读取信息、设置参数
• 均衡功能******
2021/3/10
6
前言—锂电池保护产品分类
为满足不同的需求，产生了多种类型的锂电池保护产品
保护板
2021/3/10
36
电池管理系统（BMS）
对于高压大容量的电池组，用简单保护板或软件保护板无法 实现对电池组的监控和管理
对于电动车来说，管理好自己的电池组还不够，还需要与整 车控制器进行通信配合，需要与充电机进行通信配合。
管理系统就是为了实现电池能源包的自保护，同时实现和充 电机、整车控制器联合。
保护板基础知识全解共30页
保护板基础知识全解
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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
本较低。
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
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
锂电池保护板基础知识
锂电池保护板的基础知识普与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、短路与超高温充放电，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、电容与辅助器件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与时反应、控制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 （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。
1、过充保护与过充保护恢复当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V，具体过充保护电压取决于IC)后，VD1翻转使Cout变为低电平，T1截止，充电停止.当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V，具体过充保护恢复电压取决于IC)时，Cout变为高电平，T1导通充电继续，VCR 必须小于VC一个定值，以防止频繁跳变。
保护板知识培训资料
单节锂电池保护板知识培训
蓝微电子· 产品技术部
---郭家谱---
目录
锂电池保护板的认识
单节锂电池保护板的主要参数 单节锂电池保护板的工作原理 单节锂电池保护板材料介绍 单节锂电池保护板材料选型
锂电池保护板生产工艺流程简介
锂电池保护板行业的前景
一、锂电池保护板的认识
1、锂电池的应用
6、炉后外观检查
六、锂电池保护板生产流程简介
7、ATE性能检查
六、锂电池保护板生产流程简介
8、包装
拼好的保护板 气泡膜包裹保护板
将保护板装入防静电袋
4 3
板 的保护 包裹好
2
叠放
1
装 入 内 箱
将内箱装入外卡通箱
将内箱堆叠
PCM
包装说明： a、竖放优先 b、整齐美观 c、易清点数量 d、尾数内箱不满一整箱时，用气泡膜填补 e、尾数外箱内不满4内箱时，原则上添加空内箱装满整箱 f、可根据实际情况进行适当调整
b文件符号R[K、M]前面的数字表示的是整数阻值，后面的小数点表示的是小数阻值： 如：0R3 0.3Ω 1K8 1.8KΩ 3M3 3.3MΩ
四、单节锂电池保护板材料介绍
3、贴片电容
贴片电容
贴片电容
四、单节锂电池保护板材料介绍
3、贴片电容 3.1 作用：滤波和延时 3.2 常用品牌：YAGEO、TDK 3.3 ：贴片电容识别 一般同品牌不同容值的电容颜色不同， 高精密电容需用专用电容表进板的认识
6、单节锂电池保护板的组成
基本组成部分： PCB/FPC、MOSFET、保护IC、贴片电阻、贴片电容
特殊组成部分： NTC、ID电阻、解码IC、镀金铜片、镍片
蓝微电子· 产品技术部
---郭家谱---
目录
锂电池保护板的认识
单节锂电池保护板的主要参数 单节锂电池保护板的工作原理 单节锂电池保护板材料介绍 单节锂电池保护板材料选型
锂电池保护板生产工艺流程简介
锂电池保护板行业的前景
一、锂电池保护板的认识
1、锂电池的应用
6、炉后外观检查
六、锂电池保护板生产流程简介
7、ATE性能检查
六、锂电池保护板生产流程简介
8、包装
拼好的保护板 气泡膜包裹保护板
将保护板装入防静电袋
4 3
板 的保护 包裹好
2
叠放
1
装 入 内 箱
将内箱装入外卡通箱
将内箱堆叠
PCM
包装说明： a、竖放优先 b、整齐美观 c、易清点数量 d、尾数内箱不满一整箱时，用气泡膜填补 e、尾数外箱内不满4内箱时，原则上添加空内箱装满整箱 f、可根据实际情况进行适当调整
b文件符号R[K、M]前面的数字表示的是整数阻值，后面的小数点表示的是小数阻值： 如：0R3 0.3Ω 1K8 1.8KΩ 3M3 3.3MΩ
四、单节锂电池保护板材料介绍
3、贴片电容
贴片电容
贴片电容
四、单节锂电池保护板材料介绍
3、贴片电容 3.1 作用：滤波和延时 3.2 常用品牌：YAGEO、TDK 3.3 ：贴片电容识别 一般同品牌不同容值的电容颜色不同， 高精密电容需用专用电容表进板的认识
6、单节锂电池保护板的组成
基本组成部分： PCB/FPC、MOSFET、保护IC、贴片电阻、贴片电容
特殊组成部分： NTC、ID电阻、解码IC、镀金铜片、镍片
锂电池保护板知识培训ppt课件
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。
锂电池保护板的基础知识普及
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PTC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。
1、过充保护及过充保护恢复当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V，具体过充保护电压取决于IC)后，VD1翻转使Cout变为低电平，T1截⽌，充电停⽌.当电池电压回落⾄VCR(3.8-4.1V，具体过充保护恢复电压取决于IC)时，Cout变为⾼电平，T1导通充电继续， VCR必须⼩于VC⼀个定值，以防⽌频繁跳变。
保护板基础知识全解PPT课件
输入端
从简化的逻辑图可见：电池过充电、 过放电，放电时电流过大（过电 流），外围电路短路，该ic都会检 测出来，并驱动相应的电子器件动 作。
五、保护板结构
5.1.4、 单节保护IC主要技术标标准。
1）过充电检测电压： VCU
4.275±25mv （4.25 4.275 4.30）
2）过充电恢复电压： VCL
TioV2 2ms
（1 2 4 ）
10）短路延时： Tshort
10us
（10 50us）
11）正常功耗： 10PE
3uA
（1 3 6uA）
12）静电功耗： 1PDN
0.1 uA
五、保护板结构
5.2、MOS 5.2.1、什么是MOS
答：场效应管也称MOS FET，在锂电池保护PCB上，都是成对使 用，因此制造商把两只独立的MOS FET封装在一起，其外形通常 也有两种： 一种是SOP-8封装。
参数调节需更换IC型号
可设置任意值
可设置任意值
可设置任意值
可通过IC型号和SENSE电阻 配合调节成合适的过流值
可设置任意值
可设置任意值
可设置任意值
短路保护值与放电过流保护 值存在一个倍数关系
可设置任意值
无，通过外部电路较难 实现充电过流保护
无，通过外部电路较难实现 充电过流保护
无，通过外部电路较容易实 现充电过流保护
一、动力电池的现状
1.2、 动力电池的特点
作为动力电池的理想电池应具有以下特点：（1）能量 密度高；（2）比功率高，能瞬间大电流放电（最好能 持续）；（3）工作温度范围宽（-20℃-+50℃），特 殊应用条件下需要能够在（-40℃-+60℃）的工作； （4）能够快速充放电；（5）具有高的可靠性和安全 性；（6）具有较长的使用寿命；（7）价格便宜（现 在还比较贵）。
从简化的逻辑图可见：电池过充电、 过放电，放电时电流过大（过电 流），外围电路短路，该ic都会检 测出来，并驱动相应的电子器件动 作。
五、保护板结构
5.1.4、 单节保护IC主要技术标标准。
1）过充电检测电压： VCU
4.275±25mv （4.25 4.275 4.30）
2）过充电恢复电压： VCL
TioV2 2ms
（1 2 4 ）
10）短路延时： Tshort
10us
（10 50us）
11）正常功耗： 10PE
3uA
（1 3 6uA）
12）静电功耗： 1PDN
0.1 uA
五、保护板结构
5.2、MOS 5.2.1、什么是MOS
答：场效应管也称MOS FET，在锂电池保护PCB上，都是成对使 用，因此制造商把两只独立的MOS FET封装在一起，其外形通常 也有两种： 一种是SOP-8封装。
参数调节需更换IC型号
可设置任意值
可设置任意值
可设置任意值
可通过IC型号和SENSE电阻 配合调节成合适的过流值
可设置任意值
可设置任意值
可设置任意值
短路保护值与放电过流保护 值存在一个倍数关系
可设置任意值
无，通过外部电路较难 实现充电过流保护
无，通过外部电路较难实现 充电过流保护
无，通过外部电路较容易实 现充电过流保护
一、动力电池的现状
1.2、 动力电池的特点
作为动力电池的理想电池应具有以下特点：（1）能量 密度高；（2）比功率高，能瞬间大电流放电（最好能 持续）；（3）工作温度范围宽（-20℃-+50℃），特 殊应用条件下需要能够在（-40℃-+60℃）的工作； （4）能够快速充放电；（5）具有高的可靠性和安全 性；（6）具有较长的使用寿命；（7）价格便宜（现 在还比较贵）。
锂电池保护板基础知识通俗讲义
•保护板的作用就是保护和采集
4
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。
5
二、保护板的分类
按结构分
电流生产的条件是？
6
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。
7
二、保护板的分类
按结构分 电池组的工作回路
8
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。
9
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。
10
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。
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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。
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2、自耗电流
定义：IC工作电压为3.6V，空载状态下，流经保护IC的工 作电流，一般极小. 保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间，通常规定保 护板的自耗电流小于10微安.
3、电流能力 保护板作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工 作电流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时 能迅速动作,使电芯得到保护. 5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力 保护板必须能通过国标规定的震动，冲击试验；保护板在 -40到85℃能安全工作,能经受±15KV的非接触ESD静电测试.
7、负载短路检出电压：在通常状态下，VM以OV起以1μS以上 50μS以下的速度升至DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。 8、充电器检出电压：在过放电状态下，VM以OV逐渐下降至DO 由低电平变为变为高电平时VM-VSS间电压。 9、通常工作时消耗电流：在通常状态下，流以VDD端子的电流 （IDD）即为通常工作时消耗电流。 10、过放电消耗电流：在放电状态下，流经VDD端子的电流 （IDD）即为过流放电消耗电流。
过 放 控 制
电
IC
放电 +
LOAD
量
-
电
IC
量
+
LOAD
放电
电
IC
放电 +
LOAD
压
2.3-2.5V
-
4、过流、短路保护
当电路放电电流超过设定值或输出被短路时，过流、短路检测电 路动作，使MOS管（T2）关断，电流截止。
IC
电流 门限
放电
-
过 过 放 放 控 控 制 制
IC
电流 门限
+
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PTC 等电流器件协同完成，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，及时控制电流 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
NTC 电芯
PTC
保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、 电容及辅助器件FUSE、PTC、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，使电芯与外电路导通，而当电 芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制 MOS开关关断，保护电芯的安全。
保护IC
PCB
-
放电
1、原理框图对电芯提供过充、过放、过流、 短路等保护。
过放控 制
过 充 控 制
n节电芯
IC
+
U1
P+
R1 1k
C1 0.1uF
1
VCC VC
BM
1k R3 1k
7 6 C2 0.1uF 5
S ENS
B+
R2
S-8232A 8
ICT
VM
普通保护板原理图（典型）
B+ B+
P+ P+
R1 ID
C1
5 4
DP VDD VM VSS
U NT
2
DO CO C2
6 1
3
R2 R3 R4
B-
4
F
5 1 8 7 6
C3
P-
3 2
M
MOS管
过 过 放 放 控 控 制 制 过 充 控 制
IC
+
充电
电芯
FUSE
如图中，IC由电芯供电，电压在1.5v－10v均能保证可靠工作。
充电
-
过 放 控 制
IC
过 充 控 制
电
量
+
充电
-
过 放 控 制
IC
过 充 控 制
4.25-4.35V 3.8-4.1V
电 量
+
充电
-
3、过放保护
当电池电压因放电而降低至设定值VD（2.3-2.5V）时， VD2翻转， 以IC内部固定的短时间延时后，使Dout变为低电平，T2截止，放 电停止。
7、IC： 特点： ①内藏高精度电压检出电路； A 、过充电检出电压（3.9V~4.4V），一般来说， IC 型号不同，过充电检出电压也不一样，就我司现在 使用的IC而言，过充电检出电压在4.2V～4.4V； B、 过放电检出电压（2.0V～3.0V），一般来说， IC型号不同，过放电检出电压也不一样，就我司现在 使用的IC而言，过放电检出电压在2.6V～2.8V； ②连接充电器的端子采用高耐压装置； ③各种延迟时间由内载电路来实现（过放、过充电， 过电流延迟）； ④内藏三级过电流检出电路（过电路1、过电流2、负 载短路）； ⑤充电器检出功能、异常充电电流检出功能； ⑥工作温度范围：-40℃～+85℃。
1、导通电阻： 定义：当充电电流为500mA时，MOS管的导通阻抗。
由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码 率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电池的电流输 出能力和电压稳定度要求高，因此保护板的MOS管开关导 通时电阻要小，单节电芯保护板通常在<70mΩ，如太大 会导致通讯设备工作不正常，如手机在通话时突然断线、 电话接不通、噪声等现象。
受热基体膨胀 通路 故障解除基体恢复初始状态 断路
5、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。 6、ID是Identification 的缩写，即身份 识别的意思它分为两种：一是存储器，常为单 线接口存储器，存储电池种类、生产日期等信 息；二是识别电阻。两者可起到产品的可追溯 和应用的限制。
2、过充保护
当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V)后，VD1翻转使Cout变为低 电平，T1截止，充电停止，当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V)时，Cout变为 高电平，T1导通充电继续， VCR小于VC一个定值，以防止电流频繁跳变。
过 放 控 制
IC
过 充 控 制
电
量
+
电容
电阻
MOS管
保护板元器件简介
1、电阻：起限流、采样作用； 2、电容：对直流电而言电阻值“∞“，对交流电而言阻 值接近零，电容两端电压 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。
IC的外形结构
六脚
IC的内部结构
五脚
在保护板正常的情况下，Vdd为高电平，Vss,VM为低电平，DO、 CO为高电平，当Vdd,Vss,VM任何一项参数变换时，DO或CO端的 电平将发生变化。
关于IC几种状态的概念（通常状态下CO、DO为高电平，电池能充放电）
1、过充电检出电压：在通常状态下，Vdd逐渐提升至CO端由高电平 变为低电平时VDD-VSS间电压。 2、过充电解除电压：在充电状态下，Vdd逐渐降低至CO端由低电平 变为高电平时VDD-VSS间电压。 3、过放电检出电压：通常状态下，Vdd逐渐降低至D O端由高电平 变为低电平时VDD- VSS间电压。 4、过放电解除电压：在过放电状态下，Vdd逐渐上升到DO端由低电平 变为高电平时 VDD-VSS间电压 。 5、过电流1检出电压：在通常状态下，VM逐渐升至DO由高电平 变为低电平时VM-VSS间电压。 6、过电流2检出电压：在通常状态下，VM从OV起以1ms以上4ms以下的 速度升到 DO端由高电平变为低电平时VM-VSS间电压。
PTC器件采用高分子材料聚合物，通过严格的工艺制成， 由聚合物树酯基体及分布在里面的导电粒子组成，在正常 情况下，导电粒子在树酯中构成导电通路，器件表现为低 阻抗，电路中有过流发生时，流经PTC的大电流产生的热 量使聚合物树酯基体体积臌胀，因而切断导电粒子间的连 接，从而对电路的过流起保护作用。当故障解除后，方可 自动恢复到初始状态，保证电路正常工作。
MOS管
MOS管外型结构
1 2 3 4 8 7 6 5 5 6 7 8 4 3 2 1 1 8
2
3 4
7
6 5
图一
图二
图三
在图一中，MOS管脚1、8通过MOS管内部线路或保护板上线路 连在一起；脚2和脚3，脚6 和脚7 通过内部连在一起； 在图二中，MOS管脚D1、D2通过MOS管内部线路连在一起； 在图三中，MOS管脚1、2、3通过内部线路连在一起，MOS管 脚5、6、7、8通过内部线路连在一起。
B、若为471电阻两端电压有变化，可采取以下方法分析：先用万用表Ω 档测471电阻是否正常，若电阻不正常则可用烙铁焊电阻两端，如电阻为 虚焊则应可恢复到正常阻值，若电阻不恢复到正常值，则可用烙铁沾锡 并轻拨电阻一端，看电阻是否断裂，如为断裂，则应追查有何处断裂。 如若电阻即不虚焊，又无断裂，则应追查来料有无问题。若电阻阻值正 常，则应为IC或MOS管出现异常而引起471电阻电压降低，具体分析方法 见“C”。
CO
P-
1、无显示（无电压、充不进电、空载电压低）：当发现有电池无显示时， 可采取以下步骤进行分析（工具：万用表）： ①先用万用表测电芯正负极电压，如时电芯电压正常，则保护板有 问题，进入步骤B；如果电芯无电压或电压低，则可测保护板静态电 流（自耗电），其电流小于10μA，则电芯有问题，若电流大于10μA， 则为保护板静态电流过大，保护板来料不良。 ②若是保护板有问题，则可用万用表黑表笔始终接触电芯负极，红表 笔仪次沿 FUSE 两端、471电阻两端、IC的VDD端、DO端、CO端 测电压，若保护板是良好的，假设电芯电压为3.8V，则这几处的电压 值也应为3.8V，如若这几处电压有不为3.8V的，可用以下方法查找原 因： A、FUSE两端电压有变化，可用万用表导通档测FUSE是否导通，若 不通则为FUSE断；或者用导线把FUSE短接，再测五金（导线）P+、 P-间有无电压，如有则为FUSE断，然后可用万且用表20A档测电池有 无短路保护，如有短路保护则FUSE可能为来料不良，有可能为操作时 损坏；如无短路保护，则应为MOS管放电控制端出现问题或IC的VM端 出现问题，具体分析方法见无保护的分析方法。