動力電池基礎(chǔ)知識

動力電池知識培訓(xùn)概述

一、動力電池的現(xiàn)狀二、動力電池PACK的組成三、保護(hù)板專業(yè)術(shù)語四、保護(hù)板工作原理五、保護(hù)板的結(jié)構(gòu)六、不同保護(hù)板的區(qū)別七、保護(hù)板行業(yè)的知識介紹八、Pack保護(hù)板時注意事項一、動力電池的現(xiàn)狀、動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀

答：近年來，隨著一些電動工具、電動汽車，電動自行車等發(fā)展的需要，其動力核心—電池正受到越來越多的關(guān)注。而鋰離子電池以其高比能量、長循環(huán)壽命、自放電小、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點備受青睞，是動力電池研究的熱點之一。比亞迪，比克，力神等大型鋰電企業(yè)都紛紛投入大量資金進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)一、動力電池的現(xiàn)狀、動力電池的特點作為動力電池的理想電池應(yīng)具有以下特點：（1）能量密度高；（2）比功率高，能瞬間大電流放電（最好能持續(xù)）；（3）工作溫度范圍寬（-20℃-+50℃），特殊應(yīng)用條件下需要能夠在（-40℃-+60℃）的工作；（4）能夠快速充放電；（5）具有高的可靠性和安全性；（6）具有較長的使用壽命；（7）價格便宜（現(xiàn)在還比較貴）。二、動力電池PACK組成

、動力電池組的組成。

。二、動力電池PACK組成、電池組保護(hù)板電池保護(hù)板是整個電池正常工作和安全的守護(hù)神，一個好的動力電池PACK必須要有完整的保護(hù)功能。電池保護(hù)板的主要功能有以下方面：1）過充電保護(hù)：2)過放電保護(hù)：3)過電流保護(hù)：4)短路保護(hù)：5）過溫度保護(hù)：6）均衡功能擴(kuò)展功能：電量計量（顯示），數(shù)據(jù)通訊二、動力電池PACK組成、電池組電芯電芯的種類：鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰等電芯的外型：圓柱，方形，軟包

三、保護(hù)板專業(yè)術(shù)語、電池管理系統(tǒng)：（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM）簡稱BMS、保護(hù)板：ProtectionBoard、過充保護(hù)：OverchargeProtection、過放保護(hù)：Overdischargeprotection、過流保護(hù)：Overcurrentprotection、短路保護(hù)：Shortprotection、內(nèi)阻：Interiorresistance、消耗電流：Currentconsumption四、保護(hù)板工作原理、單節(jié)保護(hù)板方框圖四、保護(hù)板工作原理、單節(jié)保護(hù)板IC工作時序圖四、保護(hù)板工作原理、單節(jié)保護(hù)板工作原理上圖中B是電池，P+、P-是電池塊接充電器電源或與手機(jī)相接的正負(fù)極。充電狀態(tài)：充電時，充電電流由P+進(jìn)入→B+→MOS1→MOS2→P-。在充電的同時，Ic通過Vcc和R1對電池連續(xù)進(jìn)行測量。當(dāng)檢測到電池電壓充電到時（這個電壓隨不同Ic而異），Ic內(nèi)的過充電檢測電路將檢測到的這個信號并將它轉(zhuǎn)換成一系列的電平信號，其中的一個低電平信號傳送到Ic的輸出端CO，促使MOS2關(guān)斷，從而終止充電。放電狀態(tài)：放電時，放電電流從電池正極B+→P+→負(fù)載（手機(jī)）→P-→MOS2→MOS1→B-

在放電的同時，Ic內(nèi)的過放檢測電路連續(xù)測量電池兩端的電壓，當(dāng)電池電壓隨著用電時間的加長而下降到時（這個電壓值隨不同的ic而異），該檢測電路輸出信號，使輸出端DO為低電平，從而使MOS1關(guān)斷，終止電池放電。在某種特殊情況下，如果電池放電時，電流大于某一額定值，Ic內(nèi)的過電流檢測器會輸出一個低電平信號到DO端，使MOS1在5~15ms的時間內(nèi)關(guān)斷（這個值隨不同的電流和不同的MOS管內(nèi)阻而異）。在極端情況下，P+、P-端發(fā)生短路，則Ic內(nèi)部的短路檢測電路，將會檢測到這個信號，并將這個信號轉(zhuǎn)換成低電平，輸出到DO端，從而使MOS1在10~50us的時間內(nèi)關(guān)閉，從而切斷電路。五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、保護(hù)IC、MOS、電阻、電容、PCB板五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、保護(hù)板IC、什么是鋰離子電池保護(hù)IC？

答：在鋰離子電池使用過程中，過充電、過放電對鋰電池的電性能都會造成一定的影響，為避免使用中出現(xiàn)這種現(xiàn)象，專門設(shè)計了一套電路，并用微電子技術(shù)把它小型化，成為一個芯片，該芯片俗稱鋰電池保護(hù)IC。五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、保護(hù)IC外形是什么樣的？

SOT-23-5封裝

TSSOP-8裝五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、單節(jié)IC內(nèi)部內(nèi)部的簡化的邏輯圖

其各個端口的功能簡述如下：

VDD：芯片電源輸入端。

2.鋰電池電壓采樣點。

VSS：芯片測量電路基準(zhǔn)參考點。

2.鋰電池負(fù)極和IC連接點。

DO：IC對放電MOS管的輸出控制端

CO：IC對充電MOS管的輸出控制端

VM：IC芯片對鋰電池工作電流的采樣輸入端從簡化的邏輯圖可見：電池過充電、過放電，放電時電流過大（過電流），外圍電路短路，該ic都會檢測出來，并驅(qū)動相應(yīng)的電子器件動作。五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、單節(jié)保護(hù)IC主要技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

1）過充電檢測電壓：VCU4.275±25mv（）

2）過充電恢復(fù)電壓：VCL4.175±30mv（）

3)過放電檢測電壓：VDL2.3±80mv(2.222.32.38）

4)過放電恢復(fù)電壓：VDU2.4±0.1mv(2.32.42.5)5)過電流檢測電壓：VIOV10.1±30mv(0.07V0.10.13V)VIOV20.5±0.1mv(0.40.50.6)6)短路檢測電壓：VSHORT-1.3V(-1.7-1.3-0.6)7)過充電檢測延時：tcu1s（0.512）

8)過放電檢測延時：tdl125ms（62.5125250）

9)過流延時：TioV18ms（4816）

TioV22ms（124）

10）短路延時：Tshort10us（1050us）

11）正常功耗：10PE3uA（136uA）

12）靜電功耗：1PDN0.1uA五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、MOS、什么是MOS

答：場效應(yīng)管也稱MOSFET，在鋰電池保護(hù)PCB上，都是成對使用，因此制造商把兩只獨立的MOSFET封裝在一起，其外形通常也有兩種：

一種是SOP-8封裝。五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)另外一種TSSOP-8封裝較薄。五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、MOSFET在電路中起什么作用？它是怎樣工作的？答：MOSFET通常有三只腳，分別稱為漏極D、源極S、柵極G。它在電子線路中的功能可用下圖簡單說明。簡言之，MOSFET在電子電路中可把它看作是一只特殊的開關(guān)。當(dāng)柵極G得到了一個高電平，右圖的開關(guān)就閉合；電流在之間通過。當(dāng)柵極G得到的不是高電平，而是低電平，則D.S之間開關(guān)看作開路，電流不能通過五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、什么是MOSFET的內(nèi)阻？答：如上圖所示，之間的開關(guān)閉合時總存在一定的電阻，這個電阻相當(dāng)于MOSFET的內(nèi)阻，一般這個電阻很小，都在10~30mΩ之間?？梢姡娏魍ㄟ^MOSFET，由于存在內(nèi)阻，根據(jù)歐姆定律，必然存在電壓降，從而損耗掉一部份電能，可見MOSFET的內(nèi)阻應(yīng)越小越好。、MOS管其他主要技術(shù)指標(biāo)答：MOS管有以下主要技術(shù)指標(biāo)：

1）漏源極耐壓值：VDSS20V2）漏柵極耐壓值：VDGR20V3）柵源極耐壓值：VGSS12V4）漏極最大電流IDDC6APolse24A5）漏源極內(nèi)阻RDSVGS2VID3A22mΩ——45mΩVGS2.5VID3A19mΩ——30mΩVGS4VID3A16mΩ——20mΩ五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、電阻、電阻在保護(hù)板電路中起到什么作用？答：電阻（Resistor）是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生熱能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用，對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。通常來說，使用萬用表可以很容易判斷出電阻的好壞：將萬用表調(diào)節(jié)在電阻擋的合適擋位，并將萬用表的兩個表筆放在電阻的兩端，就可以從萬用表上讀出電阻的阻值。應(yīng)注意的是，測試電阻時手不能接觸到表筆的金屬部分。但在實際保護(hù)板維修中，很少出現(xiàn)電阻損壞，除少數(shù)機(jī)型的一些電阻外，也很少去關(guān)心電阻的阻值。著重注意的是電阻是否虛焊，脫焊。

五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、電容、什么是電容？電容在電路中起什么作用？答：1）濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動的直流，而在整流電路之后接入一個較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓。在實際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，故在其兩端并聯(lián)了一只容量為的電容，以濾除高頻及脈沖干擾。

2）耦合作用：在低頻信號的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點相互影響，常采用電容藕合．為了防止信號中韻低頻分量損失過大，一般總采用容量較大的電解電容。

3）在電池保護(hù)板電路中最大的作用就是濾波。五、保護(hù)板結(jié)構(gòu)、PCB板、什么是PCB板？答:是printedcircuitboard的縮寫，即印制電路板，通過一定的連線（銅）把一定功能的電路連接起來并把元器件承載在其上實現(xiàn)電路體。是電子元器件電氣連接的提供者，它的發(fā)展已有100多年的歷史了；它的設(shè)計主要是版圖設(shè)計；采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線和裝配的差錯，提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率。通常PCB的顏色都是綠色或是棕色，這是阻焊漆（soldermask）的顏色。是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上還會印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silkscreen）。通常在這上面會印上文字與符號（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面（legend）。六、不同保護(hù)板的區(qū)別、單節(jié)：單節(jié)保護(hù)功能（精工、理光、富晶·····）、雙節(jié)：雙節(jié)保護(hù)功能（精工、理光······）、三/四節(jié)：三節(jié)四節(jié)共用（精工、理光、美之美······）、多節(jié)：（精工、理光、O2、TI······）根據(jù)不同的客戶需求設(shè)計不同的電流值以滿足客戶要求。六、不同保護(hù)板的區(qū)別項目O2方案DS2726方案BQ77PL900精工級聯(lián)方案過充保護(hù)與恢復(fù)可設(shè)置任意值有9組值可選擇可設(shè)置任意值參數(shù)調(diào)節(jié)需更換IC型號過放保護(hù)與恢復(fù)可設(shè)置任意值參數(shù)固定，過放2.3V,恢復(fù)2.8V可設(shè)置任意值參數(shù)調(diào)節(jié)需更換IC型號放電過流保護(hù)可設(shè)置任意值可設(shè)置任意值可設(shè)置任意值可通過IC型號和SE