动力电池保护板工作原理
动力电池保护板工作原理
锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,常用的保护IC有
8261,DW01+,CS213,GEM5018等，其中精工的8261系列精度更好，当然价钱也更贵。后面几种都是台湾出的，国内次级市场基本都用DW01+和CS213了，下面以DW01+ 配MOS管8205A（8pin）进行讲解:
锂电池保护板其正常工作过程为:
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。
2.保护板过放电保护控制原理:
当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚
无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。
3.保护板过充电保护控制原理:
当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A
内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电.
4.保护板短路保护控制原理:
如图所示，在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相当于开关闭合，当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×IUA又称为8205A的管压降，UA可以简接表明放电电流的大小。上升到0.2V时便认为负载电流到达了极限值，于是停止第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V、8205A 内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换言之DW01 允许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。
5. 短路保护控制过程:
短路保护是过电流保护的一种极限形式，其控制过程及原理与过电流保护一样，短路只是在相当于在P P-间加上一个阻值小的电阻(约为0Ω)使保护板的负载电流瞬时达到10A以上，保护板立即进行过电流保护。
保护板
由于近几年的动力锂电池的飞速发展，无论是生产工艺还是材料技术改进上，或价格的优势，都有相当大的突破，因此它也为多并多串打下坚实的基础。替代铅酸电池的时代越来越近。无论电动自行车还是后备电源，它的市场占有率自然也开始疯狂扩大，这是不可否认的事实。那么，为了电池的安全与寿命，锂电池的有效保护自然也少不了，此时保护板在电池包内也是一个非常核心的部件之一。
理论上来讲，动力多串电池保护板已经没有太多的电子技术含量了，比如电路与软件处理，有太多的选择。其主要是把保护部分如何做到稳定，可靠，更安全，更实用，当然价格也是其中之一。想要真正的想把它做好，那是一件非常复杂细心而又漫长的轮回工作。如果要按经验与技术值的占比比值的话，技术只占20% 。经验要占到80% 。做好动力电池保护板没有个三五年的经验，还是有困难的。当然做好与能做是两回事。为什么会有这样的结论呢?这是有依据的。说实话，保护板的方案电路并不复杂，只要在电池电子行业工作了一两年，设计个电路与抄袭人家一个电路不是什么难事。比如：多串动力电池他主要是高
电压，大电流，高内阻工作(微电流)，电池包工作环境的考量等等，这都牵扯到多年的电子专业综合经验。大到要对整个PACK的了解，小到一个电阻,电容或晶体管的选型,或是布板时的注意细节。总的一句话，保护板主要是稳定，可靠，安全的保护电池组，保证电池组的正常安全使用或使用得更久，其它添加的特有技术与功能，都是浮云。下面我们来讨论一下。
动力电池保护板，顾名思义，它是用来保护电池不让损坏与延长电池的使用寿命。而且它只在电池出现极端问题的情况下作出最稳定最有效的保护防止出现意外。平时不应该动作，当然，监视工作是必须要的，就像我们的家用电器中的保险丝或保险开关一样。这是本文讨论分析的宗旨。
注意事项
1.电压保护：过充，过放，这要根据电池的材料不同而有所改变，这点看似简单，但要细节上来看，还是有经验学问的。
过充保护，在我们以往的单节电池保护电压都会高出电池充饱电压50~150mV。但是动力电池不一样，如果你要想延长电池寿命，你的保护电压就选择电池的充饱电压，甚至还要比此电压还低些。比如锰锂电池，可以选择4.18V~4.2V。因为它是多串数的，整个电池组的寿命容量主要是以容量最低的那颗电池以准，小容量的总是在大电流高电压工作，所以衰减加快。而大容量每次都是轻充轻放，自然衰减要慢得多了。为了让小容量的电池也是轻充轻放，所以过充保护电压点不要选择太高。这个保护延时可以做到1S,防止脉冲的影响从而保护。
过放保护，也是与电池的材料有关，如锰锂电池一般选择在2.8V~3.0V。尽量要比它单颗电池过放的电压稍高点。因为，在国内生产的电池，电池电压低于3.3V后，各颗电池的放电特性完全不一，因此是提前保护电池，这样对电池的寿命是一个很好的保护。
总的一点就是尽量让每一颗电池都工作在轻充轻放下工作，一定是对电池的寿命是一个帮助。
过放保护延滞时间，它要根据负载的不同而有所改变，比如电动工具类的，他的启动电流一般都在10C以上，因此会在短时间内把电池的电压拉到过放电压点从而保护。此时无法让电池工作。这是值得注意的地方。
2.电流保护：它主要体现在工作电流与过电流使开关MOS断开从而保护电池组或负载。MOS管的损坏主要是温度急剧升高，它的发热也是电流的大小及本身的内阻来决定的，当然小电流，对MOS没什么影响，但是大电流呢，这个就要好好做些处理了，在通过额定电流时，小电流10A以下，我们可以直接用电压来驱动MOS管。大电流，一定是要加驱动，给MOS足够大的驱动电流。以下在MOS管驱动有讲到
工作电流，在设计的时候，MOS管上不能存在超过0.3W的功率。计算工式：I2*R/N。R为MOS的内阻，N为MOS的数量。如果功率超过，MOS会产生25度以上的温升，又因它们都是密封的,就算有散热片，长时间工作时，温度还是会上去，因为他没地方可散热。当然MOS管是没任何问题，问题是他产生热量会影响到电池，毕竟保护板是与电池放在一起的。过流保护(最大电流)，此项是保护板必不可少的，非常关键的一个保护参数。保护电流的大小与MOS的功率息息相关，因此在设计时，要尽量给出MOS能力的余量。在布板的时候，电流检测点一定要选好位置，不能只接通就行，这需要经验值。一般建议接在检测电阻的中间端。还要注意电流检测端的干扰问题，因为它的信号很容易受到干扰。
过流保护延时，它也是要根不同的产品做相应的调整。在此不多说了。
3.短路保护：严格来讲，他是一个电压比较型的保护，也就是讲是用电压的比较直接关断或
驱动的，不要经过多余的处理。
短路延时的设置也很关键，因为在我们的产品中，输入滤波电容都是很大的，在接触时第一时间给电容充电，此时就相当于电池短路来给电容充电。
4.温度保护：一般在智能电池上都会用到，也是不可少的。但往往它的完美总会带来另一方面的不足。我们主要是检测电池的温度来断开总开关来保护电池本身或负载。如果是在一个恒定的环境条件下，当然不会有什么问题。由于电池的工作环境是我们不可控的，太多太复杂的变化，因此不好选择。如在北方的冬天，我们定在多少合适?又如夏天的南方地区，又定多少合适?显然范围太宽不可控的因素太多，仁者见仁，智者见智的去选择了。
5.MOS保护：主要是MOS的电压，电流与温度。当然就是牵扯到MOS管的选型了。MOS 的耐压当然要超过电池组的电压，这是必须的。电流讲的是在通过额定电流时MOS管体上的温升了一般不超过25度的温升，个人经验值，只供参考。
MOS的驱动，也许会有的人会讲，我有用低内阻大电流的MOS管，但为何还有蛮高的温度?这是MOS管的驱动部分没有做好，驱动MOS要有足够大的电流，具体多大的驱动电流，要根据功率MOS管的输入电容来定。因此，一般的过流与短路驱动都不能用芯片直接驱动，一定要外加。在大电流(超过50A)工作时，一定要做到多级多路驱动，才能保证MOS的同一时间同一电流正常打开与关闭。因为MOS管有一个输入电容，MOS管功率,电流越大，输入电容也就越大，如果没有足够的电流，不会在短时间做出完整的控制。尤其是电流超过50A时，电流设计上更要细化，一定要做到多级多路驱动控制。这样才能保证MOS的正常过流与短路保护。
MOS电流平衡，主要讲的是多颗MOS并起来用时，要让每一颗MOS管通过的电流，打开与关闭时间都是一致的。这就要在画板方面入手了，它们的输入输出一定要对称，一定要保证每一个管子通过的电流是一致这才是目的。
6.自耗电量, 这个参数是越小越好，最理想的状态是为零，但不可能做到这一点。就是因为人人都想把这个参数做小，有很多人的要求更低，甚至离谱，我们想想，保护板上有芯片，它们是要工作的，可以做到很低，但是可靠性呢?应该是在性能可靠完全OK的情况下再来考量自耗电的问题。有些朋友也许进入了误区，自耗电分为整体的自耗电和每一串的自耗电。
整体自耗电，如果在100~500uA都是没什么问题的，因为动力电池的容量本身就很大。当然电动工具的另外分析。如5AH的电池，放电500uA，要放多久，因此对整个电池组来讲是很微弱的。
每串自耗电才最关键的，这个也不可能为零，当然也是在性能完全可行情况下进行，但有一点，每一串的自耗电量一定要一致，一般每一串的差别不能超过5uA。这点大家应该知道，如果每一串的自耗电不一时，那么在长时间搁置下，电池的容量一定会产生变化的。
7.均衡：均衡这一块是此文章的论述的重点。目前最通用的均衡方式分为两种，一种就是耗能式的，另一种就是转能式的。
A耗能式均衡,主要是把多串电池中某节电池的电量或电压高的用电阻把多余的电能损耗掉。它也分如下三种。
一，充电时时均衡，它主要是在充电时任何一颗电池的电压高出所有电池平均电压时，它就启动均衡，无论电池的电压在什么范围，它主要是应用在智能软件方案上。当然如何定义可以由软件任意调整。此方案的优点它能有更多的时间去做电池的电压均衡。
二，电压定点均衡，就是把均衡启动定在一个电压点上，如锰锂电池，很多就定在4.2V开始均衡。这种方式只是在电池充电的末端进行，所以均衡时间较短，用处可想而知。
三，静态自动均衡，它也可以在充电的过程中进行，也可以在放电时进行，更有特点的是，电池在静态搁置时，如果电压不一致时，它也在均衡着，直到电池的电压达到一致。但有人认为，电池都没工作了，为什么保护板还是在发热呢?
以上三种方式都以是参考电压来实现均衡的。但是，电池电压高不一定代表容量就高，也许截然相反。以下论述。
其优点就是成本低，设计简单，在电池电压不一致时能起到一定的作用，主要体现在电池长时间搁置自耗引起的电压不一致。理论上是有微弱的可行性。
缺点，电路复杂，元件多，温度高，防静电差，故障率高。
具体探讨如下。
当新单体电池分容分压分内阻过后组成PACK，总会有各别的单体容量偏低，而往往容量最低的那颗单体，在充电的过程中电压一定是上升最快的，也是它最先到达启动均衡电压的，此时，大容量的单体还没达到电压点而没有启动均衡，小容量的确开始均衡了，这样每一次的循环工作，这颗小容量的单体一直处于饱充饱放的状态下工作，而它也是衰老最快的，同时内阻自然也会慢慢的比其它的单体增高，从而形成一个恶性循环。这是一个极大的弊端。
元件越多，故障率自然就高了。
温度，可想而知，耗能式的，是想把所谓多余的电量用电阻以发热的形式来耗掉多余的电能，它确成了名副其实发热源。而高温对电芯本身来讲是非常致命的一个相当因素，它可能会让电池燃烧，也可能会引起电池爆炸。本来我们是在想尽一切办法去减少整个电池包的温度产生，而耗能均衡呢?同时它的温度高得惊人，大家可以去测试一下，当然是在全封闭的环境下。总的来说，它是一个发热体，热是电池的致命天敌。
静电，我个人设计保护板时，从来不用小功率的MOS管，哪怕一颗都不用。因为本人在这一块吃过太多的亏了。就是MOS管的静电问题。先不说小MOS在工作的环境，就说在生产加工PCBA贴片时，如果车间的湿度低于60%，小MOS生产出来的不良率都会超过10%以上，然后再湿度调到80%。小MOS的不良率为零。可以试试。这要表明一个什么问题呢?如果我们的产品在北方的冬天，小MOS是否能通过，这需要时间来验证的。再有，MOS
管的损坏只有短路，如果短路那可想而知，就意味着这组电池马上要损坏。更何况我们的均衡上的小MOS用得还不少呢。这时有人会恍然，难怪退回来的货，都是因为均衡坏掉而引起单体电池损坏，而且都是MOS坏掉了。这时电芯厂与保护板厂开始扯皮了。是谁的错呢?
B能量转移式均衡，它是让大容量的电池以储能的方式转移到小容量的电池，听起来感觉很智能很实用。它也分容量时时均衡与容量定点均衡。它是以检测电池的容量来做均衡的，但是好像没考虑到电池的电压。可以想想，以10AH的电池组为例，假如电池组中有一颗容量在10.1AH，一颗容量小点的在9.8AH，充电电流为2A，能量均衡电流为0.5A。这时10.1AH 的要给小容量9.8AH的转能充电，而9.8AH的电池充电电流就是2A+0.5A=2.5A，这时9.8AH 电池的充电电流就是2.5A，这时9.8AH的容量是补进去了，可是9.8AH电池的电压会是多少呢?显然会比其它电池的上升得更快，如果到了充电末端，9.8AH的一定会大大提前过充保护，在每一次的充放电循环，小容量电池一直处在深充深放的状态。而其它电池是否有充饱，不确定因素太多。微弱直观的就小分析到这，分析太多怕不知所云。
均衡总结
本人有这么一个定论：如果坚持要用到均衡功能的人，我可以断定此人没有大批量生产动力电池保护板或PACK的经验。如果有大批量生产过，他一定会在均衡上吃不少的亏。个人
认为，均衡利用保护板来实现，有点滑稽。因为保护板就是保护的，它只做电池在最极端的时候起到有效的保护作用，它没有能力去把电池的性能提高，保护板只是一个被动部分，难道家里的保护丝或保护开关能提高家里的电量?当然不可能。它只起到保护作用。
电芯才是主动器件,我们要提高的是电芯上的性能与技术,主要是一致性。再说均衡做在保护板上，不管是从理论上还是实际应用中，它有弊有利，但在理论上，均衡有一定的作用，但用处多大，显然可见。为何?因为充电一般都是在2~10A的电流，而均衡我们最多只能做到200mA。这个差别太多，同时有些均衡方案是在充电电压的末端启动，更显得于事无补啊。而它有弊端的一面，太多太多。[1]
电动汽车用动力电池系统安全性设计-0901..
电动汽车用动力锂离子电池系统 安全性设计 拟稿：张建华 2014、7、31
目录 1、序言 2、锂离子电芯安全特性 3、几种锂离子电芯安全特性分析 4、由锂离子电芯组成的电池PACK的安全性特性分析 5、锂离子电池PACK安全性设计 6、结论
一、序言 1、特斯拉电动汽车六次碰触起火事件 7月4日，在一起离奇的盗窃事件中，特斯拉意外成为了主角。一名身份未明的男子7月4日早间盗窃ModelS汽车后，引发警方的高速追逐。该男子随后在西好莱坞撞上多辆汽车，并在撞击路灯后解体成两半，引发电池着火。7月7日，特斯拉表示，该公司将调查在高速追逐中因碰撞而解体成两半，并着火的ModelS汽车残骸。 从2013年下半年开始，特斯拉已经发生了六起起火事件。其中两起是行驶中车辆自燃，两起是碰撞起火，原因是车主驶过路面上的残骸致使电池箱被刺穿后起火，有一起在充电时发生，还有一起原因不明。 1）11月6日，据海外网站报道，一辆特斯拉Model S电动车在美国田纳西州纳什维尔附近再度遭遇起火事故，车头几乎全部烧毁。 2）10月1日，一辆Model S撞上了路中的金属残片引发事故着火燃烧,车辆前部的一块电池包起火。 3）10月18日中旬，在墨西哥，一辆高速行驶特斯拉Model S撞到了一堵混凝土墙，紧接着又撞上了一棵大树，随后起火燃烧。 结论：汽车底盘在受到猛烈冲击变形后会产生着火事故； 底盘受到猛烈冲击类似于挤压和针刺的综合测试。
2、比亚迪e6着火事件 2012年5月26日凌晨3时08分，深圳滨海大道西行侨城东路段发生的一起重大交通事故，让电动汽车的安全问题成为了全世界关注的焦点。当时，一男子载三女驾驶一辆红色日产GT-R跑车，高速撞上两辆同方向行驶的出租车。其中一辆比亚迪E6电动出租车起火燃烧，一名男性出租车司机连同两名女性乘客被困火中当场死亡。 涉及各领域的13名知名专家，包括电动汽车整车及动力系统、部件安全、结构安全、汽车碰撞、电子电气安全、动力电池、汽车交通事故鉴定、火灾调查、材料燃烧特性等专业领域。专家分别来自中国汽车技术研究中心、交通运输部、科学研究院、公安部天津消防研究所、广东省消防总队、北方车辆研究所、S MG等，进行为期70天的调查。 专家组得到的结论是：电池没爆炸，着火起因是e6受到两次严重碰撞，车身后部及电池托盘严重变形、动力电池组和高压配电箱受到严重挤压，导致部分动力电池破损短路、高压配电箱内的高压线路与车体之间形成短路，产生电弧，引燃内饰材料及部分动力电池等可燃物质。e6的动力电池系统在整车上的安装布局、绝缘防护及高压系统等方面设计合理，“整车安全未见设计缺陷”。 结论： 汽车底盘在受到猛烈冲击变形后会产生着火事故； 底盘受到猛烈冲击类似于挤压和针刺的综合测试。
电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程
电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005,IDT） GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置（ISO/DIS 6469-1:2000,EQV）GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护（ISO/DIS 6469-3:2000,EQV）GB/T 19596-2004 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ） GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD) 术语和定义 1.1 蓄电池电子部件 采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。 注：蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制，或者通过蓄电池控制单元控制。 1.2 蓄电池控制单元 battery control unit （BCU） 控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。 1.3 1 / 20
锂离子电池安全性
车用锂离子动力电池系统的安全性剖析 国家大力支持以电动汽车为主的新能源汽车新兴产业。然而以热失控为特征的锂离子电池系统的安全性事故时有发生，困扰着电动汽车的发展。动力电池安全性事故的常见形式及成因是什么？又该采取怎样的防范措施？小编带你一览要点。 1 动力电池安全性问题 锂离子动力电池事故主要表现为因热失控带来的起火燃烧。如表1和图1 所示。 表1 近年发生的锂离子动力电池事故 图1 近年来部分锂离子动力电池事故 锂离子动力电池系统安全性问题表现为3个层次（图2）。 1）电池系统安全性的“演变”。即电池系统长期老化——“演化”（事故1、2、3、5、7）和突发事件造成电池系统损坏——“突变”（事故4、6）。 2）“触发”——锂离子动力电池从正常工作到发生热失控与起火燃烧的转折点。 3）“扩展”——热失控带来的向周围传播的次生危害。
图2 动力电池系统安全性问题的层次 2 动力电池安全性演变 2.1 “演化”与“突变” 电池系统长期老化带来的可靠性降低，演化耗时长，可以通过检测电池系统的老化程度来评估电池系统安全性的变化；相比而言安全性突变难以预测，但是可以通过既有事故的形式来改进电池系统的设计。 2.2 安全性演化机理 电池系统任何部件的老化都可能带来安全事故的触发，如事故1、7。除此之外，电池本身的安全性演化主要表现为内短路的发展。电池内部的金属枝晶生长是造成内短路的主要原因之一。值得一提的是，老化电池的能量密度降低，热失控造成的危害可能会降低；另一方面老化电池更容易发生热失控。 图3 锂离子电池内部金属枝晶的生长与隔膜的刺穿
3 电池安全事故触发 3.1 热失控机理 经过演变过程，电池事故将会进入“触发”阶段。一般在这之后，电池内部的能量将会在瞬间集中释放造成热失控，引发冒烟、起火与爆炸等现象。当然电池安全事故中，也可能不发生热失控，热失控后的电池不一定会同时发生冒烟、起火与爆炸，也可能都不发生，这取决于电池材料发生热失控的机理。 图4、图5与表2展示了某款具有三元正极/PE基质的陶瓷隔膜/石墨负极的25 A·h锂离子动力电池的热失控机理。热失控过程分为了7个阶段。 图4 某款三元锂离子动力电池热失控实验数据（实验仪器为大型加速绝热量热仪，EV-ARC） 图5 某款三元锂离子动力电池热失控不同阶段的机理 表2 某款锂离子动力电池热失控的分阶段特征与机理
电池保护板工作原理
锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,常用的保护IC有8261,DW01+,CS213,GEM5018等，其中精工的8261系列精度更好，当然价钱也更贵。后面几种都是台湾出的，国内次级市场基本都用DW01+和CS213了，下面以DW01+ 配MOS管8205A （8pin）进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 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。 2.保护板过放电保护控制原理: 当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新
接上，电芯经充电器直接充电。 3.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电. 4.保护板短路保护控制原理: 如图所示，在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相当于开关闭合，当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×
锂电池的安全性设计(标准版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 锂电池的安全性设计(标准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
锂电池的安全性设计(标准版) 为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电，在单体锂离子电池内设有三重保护机构。一是采用开关元件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会自动停止供电；二是选择适当的隔板材料，当温度上升到一定数值时，隔板上的微米级微孔会自动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反应停止；三是设置安全阀（就是电池顶部的放气孔），电池内部压力上升到一定数值时，安全阀自动打开，保证电池的使用安全性。 有时，电池本身虽然有安全控制措施，但是因为某些原因造成控制失灵，缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放，电池内压便会急剧上升而引起爆炸。 一般情况下，锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出事故的可能性将大幅增加。对于手机用锂离子电池，基本要求是发生
安全事故的概率要小于百万分之一，这也是社会公众所能接受的最低标准。而对于大容量锂离子电池，特别是汽车等用大容量锂离子电池，采用强制散热尤为重要。 选择更安全的电极材料，选择锰酸锂材料，在分子结构方面保证了在满电状态，正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中，从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构，使其氧化性能远远低于钴酸锂，分解温度超过钴酸锂100℃，即使由于外力发生内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。 另外，采用锰酸锂材料还可以大幅度降低成本。 提高现有安全控制技术的性能，首先要提高锂离子电池芯的安全性能，这对大容量电池尤为重要。选择热关闭性能好的隔膜，隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时，允许锂离子的通过。当温度升高时，在隔膜熔化前进行关闭，从而使内阻上升至2000欧姆，让内部反应停止下来。 当内部压力或温度达到预置的标准时，防爆阀将打开，开始进
锂电池保护板原理
锂电池保护板原理文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
锂电池保护板原理锂电池(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。 普通锂电池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。 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。 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。 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。 1、通常状态：电池电压在过放电检出电压以上（以上），过充电检出电压以下（以下），VM端子的电压在充电器检出电压以上，在过电流/检出电压以下（OV）的情况下，IC通过监视连接在VDD-VSS间的电压差及VM-VSS间的电压差而控制MOS管，DO、CO端都为高电平，MOS管处导通状态，这时可以自由的充电和放电； 当电池被充电使电压超过设定值VC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。 当电池电压因放电而降低至设定值VD（）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。
电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试_英文_概要
ISSN 1674-8484CN 11-5904/U 汽车安全与节能学报, 2011年, 第2卷第1期J Automotive Safety and Energy, 2011, Vol. 2 No. 1Manufacture and Performance Tests of Lithium Iron Phosphate Batteries Used as Electric Vehicle Power ZHANG Guoqing, ZHANG Lei, RAO Zhonghao, LI Yong (Faculty of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China Abstract: Owing to the outstanding electrochemical performance, the LiFePO 4 power batteries could be used on electric vehicles and hybrid electric vehicles. A kind of LiFePO 4 power batteries, Cylindrical 26650, was manufactured from commercialized LiFePO 4, graphite and electrolyte. To get batteries with good high-current performance, the optimal content of conductive agent was studied and determined at 8% of mass fraction. The electrochemical properties of the batteries were investigated. The batteries had high discharging voltage platform and capacity even at high discharge current. When discharged at 30 C current, they could give out 91.1% of rated capacity. Moreover, they could be fast charged to 80% of rated capacity in ten minutes. The capacity retention rate after 2 000 cycles at 1 C current was 79.9%. Discharge tests at - 20 ℃ and 45 ℃ also showed impressive performance. The battery voltage, resistance and capaci ty varied little after vibration test. Through the safety tests of nail, no in ? ammation or explosion occurred. Key words: hybrid and electric vehicles; power batteries; lithium iron phosphate; lithium ion batteries; 电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试 张国庆、张磊、饶忠浩、李雍
锂电池保护板工作原理资料
锂电池保护板工作原理 锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 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。 2.保护板过放电保护控制原理:
当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。 4.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关
磷酸铁锂电池的安全性能研究.docx
磷酸铁锂电池的安全性能研究 电动车应用最基本的要求是保证安全。电池的安全性归根到底体现的是温度问题。任何安全性问题最终的结果就是温度升高直至失控，直至出现安全事故。电池的安全性检测通常包括过充电、过放电、穿刺、挤压、跌落、加热、短路等，在这些情况下，会引起电池温度上升或部分区域温度过高，达到某一底限温度值，大量的热产生由于不能及时被消散引发一系列放热副反应，从而出现热失控。热失控一旦被引发就完全不能停止，直到所有反应物被完全地消耗，在大多数情况下导致电池的破裂，随之伴有火焰和浓烟，有时甚至是电池的爆炸。在锂电池当中，公认的以LiFePO4为正极材料的锂电池具有最好的安全性能。主要是由于LiFePO4在高温条件下的氧保持能力好，即使在超过500℃的高温也不会失氧，比钴酸锂、锰酸锂及三元材料等药高得多。但在滥用条件下，即使LiFePO4为正极的锂电池，也会出现安全性问题。本文主要研究和分析不同的安全性检测条件对磷酸铁锂电池的安全性能检测结果的影响。 安全性问题最终的反映是热量累积或能量短时释放引起的温度迅速升高出现失控。在电池滥用过程中，产生热的原因有以下几个方面：（1）负极SEI膜的分解；（2）负极与电解质的反应；（3）电解液的热分解；（4）电解液在正极的氧化反应；（5）正极的热分解；（6）负极的热分解；（7）隔膜的溶解以及引起的内部短路。电池抵抗各种滥用的能力主要取决于产热和散热的相对速度。当电池的散热速度低于产热速度时，它可能会遭受热失控。 1. 测试对象与设备 2. 试验 3. 结果与分析 3.1过充电 锂离子电池在充电时发生式(1)所示的反应，Li 不完全脱出，生成物为 LiFePO4和 FePO4。LiFePO4—— LiFePO4+ FePO4+ Li +xe 电池过充时，Li+大量脱出，生成的 FePO4增多，引起较大的极化电阻和极化电势，使电池的电压快速升高；过多的锂脱出，极片上的粘结剂被破坏，使正极膏片从集流体上脱离，出现大面积掉膏，脱出的 Li 聚集在负极片上，形成点状白点；电池正极附近的高氧化氛围引起电解液氧化分解使过充电池剩余的电解液较少，电解液分解产生更多的热量和气体，使电池鼓胀加剧，爆炸的可能性加大；LiFePO4在过充时发生了不可逆分解，有氧气和含 Fe 的
动力电池充放电效率测试方法及特性
电动汽车能量流研究需要考虑电池充放电效率的影响，然而目前针对不同充放电模式下的充放电效率研究并不充分，实验方法、测试系统与分析结果仍不具备普遍适用性。因此，本文提出了一种电动汽车充放电效率表征方法和试验方法，并搭建了测试台架系统；在此基础上，针对某款电动汽车动力电池，定量研究了不同充电模式、放电工况下充放电效率的变化规律，从而为整车能量流研究提供了一种有效的动力电池充放电效率测试方法，接下来就为大家详细的讲解一下希望对大家有所帮助。 1 动力电池及其充放电效率 动力电池是电动汽车的能量来源，锂离子电池以其高能量密度和功率密度、长循环寿命、低自放电率等优势，成为电动汽车的首选动力电池；其中，磷酸铁锂电池（LiFePO4）和三元锂离子电池（NCA、NMC）等具有更高的安全性能，因此广泛应用于电动汽车领域。图1 所示为锂离子电池的基本结构与工作原理示意图，其充放电过程是通过Li+在正负极柱之间嵌入和脱出实现的。 2 实验平台和测试方法 实验平台结构包含试验箱、电池模拟器、12V 开关电源、冷却循环水机、上位机等试验仪器及设备。其中，动力电池系统在实验过程中放置于试验箱内，由高压线连接至电池模拟器，通过控制电池模拟器的功率及电流方向，实现动力电
池不同模式下的充放电；同时电池充放电数据通过CAN 总线进行通讯，并上传至上位机系统。实验过程中，电池模拟器及电池管理系统BMS 实时检测动力电池组总电压、单体电压、电池组温度等参数并设置保护措施，从而保证实验过程电池处于安全工作状态。 3 实验及结果分析 实验用动力电池系统采用三元电芯作为单体电池，整体模块标称能量为46kwh。充放电过程中，设置系统总电压、单体电压、温度等参数的安全范围；一旦检测到参数超出上下限安全阈值，将电池模拟器输出电流设置为0，并切断电池模拟器与动力电池系统的连接。 实验过程中，分别采用2.6kw 慢充、6.6kw 定功率充电、快充、1/3C 标准充电（15.3kw）以及1C 充电（46kw）对电池包进行充电，并通过变功率、45kw、6.5kw 、14.9kw 以及28.4kw 等效模拟车辆NEDC 工况、1C 放电、60km/h 等速、90km/h 等速、120km/h 等5 种驾驶工况。 杭州固恒能源科技有限公司从事于新能源汽车后市场领域，专注于动力电池的应用以及循环利用等方面的研发、生产、销售，并提供全套检测维护解决方案的高新技术企业。产品涉及动力电池检测与维护、数据监测与存储、电池模组级单体电池的高效分选以及成组、储能管理系统等设备领域，客户遍及国内各动力电池厂家，新能源汽车厂家、梯次利用回收企业以及储能应用等企业。
锂离子电池安全隐患原因和原理[1]
安全隐患 锂离子电池的安全性问题，不仅与池材料本身性质有关，而且与电池制备技术和使用有关。手机电池频频发生爆炸事件，一方面是由于保护电路失效，但更重要的是在于材料方面并没有根本的解决问题。钴酸锂正极活性材料在小电芯方面是很成熟的体系，但是充满电后，仍旧有大量的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果，甚至在正常充放电过程中，也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶，钴酸锂材料的理论比能量是超过每克270 毫安时的，但为保证其循环性能，实际使用容量只有理论容量的一半。在使用过程中，由于某种原因（如管理系统损坏）而导致电池充电电压过高，正极中剩余的一部分锂就会脱出，经电解液到负极表面以金属锂的形式沉积形成枝晶。枝晶刺穿隔膜，形成内部短路。电解液的主要成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，在一定条件下会燃烧甚至爆炸。如电池出现过热，会导致电解液中的碳酸酯被氧化和还原，产生大量气体和更多的热，如缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放，电池内压便会急剧上升而引起爆炸。 聚合物电解质锂离子电池并没有从根本上解决安全性问题，同样使用钴酸锂和有机电解液，而且电解液为胶状，不易泄漏，将会发生更猛烈的燃烧，燃烧是聚合物电池安全性最大的问题。在使用方面也存在一些问题，电池发生外部短路或内部短路将产生几百安培的过大电流。外部短路时电池瞬间大电流放电，在内阻上消耗大量能量，产生巨大热量。内部短路形成大电流，温度上升导致隔膜熔化，短路面积扩大，进而形成恶性循环。锂离子电池为达到单只电芯 3～4.2V 的高工作电压，必须采取分解电压大于2V 的有机电解液，而采用有机电解液在大电流、高温的条件下会被电解，电解产生气体，导致内部压力升高，严重会冲破壳体。过充可能会析出金属锂，在壳体破裂的情况下，与空气直接接触，导致燃烧，同时引燃电解液，发生强烈火焰，气体急速膨胀，发生爆炸。另外，对于手机锂离子电池，由于使用不当，如挤压、冲击和进水等导致电池膨胀、变形和开裂等，这些都会导致电池短路，在放电或充电过程放热引起爆炸。 安全性设计
手机锂电池保护板相关知识1【最新】
保护板初步知识 1、保护板的由来 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 . 2、主要保护能能 过充电保护功能过放电保护功能 过电流保护电流包括过流1 过流2 短路保护 3、保护板的组成和元件： 保护板通常包括控制IC、开关MOS、储存电容、识别电阻及辅助器件NTC/PTC等组成。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开关断开，保护电芯的安全。 PTC是正温度系数热敏电阻,NTC是负温度系数热敏电阻.PTC与NTC在应用上有不同的地方是:PTC在电路中可以做过电流保护,NTC主要是开关浪涌电流的抑制.他们也有共同的作用就是温度感测和侦测试 4、原理图及元件介绍 IC 它由精确的比较器来获得保护可靠的保护参数，主要参数： -过充电压 -过充恢复电压 -过放电压 -过放恢复电压 -过流检测电压 -短路保护电压 -耗电 MOSFET 串在主充放电回路中，担当高速开关，执行保护动作。我司所用的都是串在B- P-间。MOSFET包含三个电极：漏极（D）源极（S）栅极（G）；当G极为高电平时，D 极与S极导通，当G极为低电平时，D极与S极断开。主要参数: -内阻 -耐电流 -耐电压 -内部是否连通 -封装 FUSE PTC ：二次保护器件。 原理图：
正极:B+ FUSE P+ 负极:B- MOS(2、3)脚 MOS（1）脚接 MOS（8）脚 MOS（5、6）脚夫 P- 5、功能介绍： 通常状态：当电芯电压在2。5V---4。2V之间，IC的充电控制脚（第1脚）和放电管控制脚(第3脚)同时处于高电平,充电MOS、放电MOS同时打开，B-与P-连通,保护板有输出电压,能正常允放电. -过放状态:当电池接上手机等负载后，电芯电压渐渐降低，同时IC同部通过R1电阻实时监测电芯电压，当电芯电压降到IC的过放保护电压时，IC放电控制脚（第1脚）输出电压为0V，即低电平,放电MOS关闭,无输出电压。 - 过充状态：当电池通过充电器充电时，随着充电时间的增加，电芯电压越来越高，当电芯电压升高到过充保护电压时，IC将认为电芯处于过充电电压状态，IC的充电控制脚（第3脚）输出为低电平，即0V；此时充电MOS管关闭，B-与P-处于断开状态，充电回路切断，充电停止。保护板处于过充状态并一直保持。等到P+ P-之间接上负载后，因此时虽然充电管处于关闭状态，但其内部的二极管的正方向与放电回路的方向相同，故放电回路可以放电，当电芯电压被放低至过充电恢复电压以下时，充电管又导通，电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯又能正常的充放电。 -过流及短路保护：当电池的负载电流超过IC的过流保护值时,IC的放电控制脚（第1脚）输出低电平，MOS管关闭。 3、 常见的问题点： -内阻大：决定电池内阻的器件有 PCB的线阻，MOS管的导通内阻， FUSE的内阻，电芯内阻及镍片的电阻。 解决方法：首先判断电芯内阻（一般要求小于60mΩ）是否超过标准，其次是测试保护板内阻（一般要求小于60mΩ）、FUSE内阻（一般要求小于15mΩ），最后检查镍片及接触电阻（一般要求小于15mΩ） -无电压无内阻（不能充放电等）：无电压无内阻通常是充电MOSFET关闭或放电MOSFET关闭或充放电MOS同时关闭，导致MOS管关闭的原因有 IC 不能正常工作或MOS管自身损坏或MOS连锡，虚焊。解决方法：先检查IC第5脚电压电否正常（电压与电芯电压相同），第6脚与B-是否连好，电芯电压是否正常，R1电阻是阻值是否正确，R1是否虚焊。其次检查IC的充电控制脚（3脚）和放电控制脚（5脚）电压是否正确（在通常的状态，IC的1、3脚都是高电平，等于电芯电压）。再次检查MOS是否短路，虚焊。 无ID（热敏）：ID电阻一端连接保护板的P-端子，一端连接保接保护板的ID端子，若有此类问题时，可首先确认线路是否导通，其次可确认电阻本身是否不良或是否连锡。 短路保护、过流保护不良：可先检查R2是否虚焊，IC的过流检测端子（IC的第2脚）是否虚焊，若无以上两种不良，那么应是IC本身损坏。
动力电池重要全参数定义及测量计算方法
动力电池重要参数定义及测量计算方法 1.概述 本文档的编写主要是为了方便公司内部研发人员更加快速清楚地认识电池的一些重要特性参数及其测量计算方法。主要包括动力电池的荷电状态SOC，电池健康状态SOH，内阻R等。 此文档主要参考了动力电池的国家标准与行业标准，以及网上的一些权威资料信息，同时结合自身工作经验整合编写而成。 2.电池荷电状态SOC及估算方法 2.1 电池荷电状态SOC的定义 电池的荷电状态SOC被用来反映电池的剩余电量情况，其定义为当前可用容量占初始容量的百分比（国标）。 美国先进电池联合会（USABC）的《电动汽车电池实验手册》中将SOC定义如下：在指定的放电倍率下，电池剩余电量与等同条件下额定容量的比值。 SOC=Q O/Q N 日本本田公司的电动汽车（EV Plus）定义SOC如下： SOC = 剩余容量/(额定容量-容量衰减因子) 其中剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿 动力电池的剩余电量是影响电动汽车的续驶里程和行驶性能的主要因素，准确的SOC估算可以提高电池的能量效率，延长电池的使用寿命，从而保证电动汽车更好的行驶，同时SOC也是作为电池充放
电控制和电池均衡的重要依据。 实际应用中，我们需要根据电池的可测量值如电压电流结合电池内外界影响因素（温度、寿命等）来实现电池SOC的估算算法。但是SOC受自身内部工作环境和外界多方面因素而呈非线性特性，所以要实现良好的SOC估算算法必须克服这些问题。目前，国内外在电池SOC估算上已经部分实现并运用到工程上，如安时法、内阻法、开路电压法等。这些算法共同特点是易于实现，但是对实际工况中的内外界影响因素缺乏考虑而导致适应性差，难以满足BMS对估算精度不断提高的要求。所以在考虑SOC受到多种因素影响后，一些较为复杂的算法被提出,例如：卡尔曼滤波算法、神经网络算法、模糊估计算法等新型算法，相比于之前的传统算法其计算量大，但精度更高，其中卡尔曼滤波在计算精度和适应性上都有很好的表现。 2.2几种SOC估算算法简介 （1）安时法 安时法又被称为电流积分法，也是计算电池SOC的基础。假设当前电池SOC初始值为SOC0，在经过t时间的充电或放电后SOC为： Q0是电池的额定容量，i(t)是电池充放电电流（放电为正）。 事实上，SOC定义为电池的荷电状态，而电池荷电状态就是电池电流的积分，所以理论上讲安时法是最准确的。同时，它也易于实现，只需测量电池充放电电流和时间，而在实际工程应用时，采用离散化计算公式如下：
锂离子动力电池的安全性问题分析
锂离子动力电池的安全性问题分析 （） 摘要：本文从锂离子电池材料和制作工艺两个方面分析影响锂离子电池安全性能的因素，并进一步分析锂离子电池组安全性的关键问题。 关键词：锂离子电池；安全性能；热稳定性；影响因素 Power type lithium ion battery safety problem analysis (Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China) Abstract:This article from the lithium ion battery materials and production process analysis of two aspects of influence of lithium ion battery safety performance factors, and further analysis of lithium ion battery safety problems. Key words: Lithium ion battery; Safety performance; Thermal stability; Influence factors. 0 引言 锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。是现代高性能电池的代表。锂离子电池是最晚研究而商品化进程最快的一种高性能电池。锂离子电池以其独特的优势目前以成为各个领域广泛应用的新能源。锂离子电池具有电压高、比能量高、循环性能好等特点，越来越广泛应用发的3C市场领域、电动车(EV)和混合型电动车(HEV)市场领域、军事用途及空间技术领域。虽然，锂离子二次电池的安全性相对于金属锂二次电池有了很大的提高，但仍存在着许多隐患，比如：由于电池的比能量高，且电解液大多为有机易燃物等，当电池热量产生速度大于散热速度时，就有可能出现安全性问题。根据Ph.Biensan等的研究证明：锂离子电池在滥用的条件下有可能产生使铝集流体熔化的高温(>700℃)，从而导致电池出现冒烟、着火、爆炸、乃至人员受伤等情况。因此对锂离子电池的研制和生产来说，电池的安全性不仅是指在各种测试条件下不出现冒烟、着火、爆炸等现象，最为重要的确保人员在电池滥用的条件下不受伤害。 1 锂离子电池的几代变革 第一代锂离子电池：负极：锂金属，工作电压高达3.7。由于直接以极其活跃的金属锂作为负极，安全隐患太大已经被淘汰。 第二代锂离子电池：低功率液态锂离子电池。负极：C的同素异形体材料，工作电压有所降低，为3.6V。它避免了直接以金属锂作为负极的安全隐患，一般用于笔记本电脑，摄像机等。
8205s锂电池保护板工作原理
8205S锂电池保护板工作原理 产品描述:锂电保护场效应管(MOSFET) 8205A (GM8205A)规格书(PDF) 8205A 厂商:台湾进口Gem-mirco 8205A 封装:TSSOP-8 8205A 内阻:19mΩ8205A 电 压:20V 电流:6A 锂电池保护板其正常工作过程为: 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。 2.保护板过放电保护控制原理: 当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A 内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。
4.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电. 5.保护板短路保护控制原理: 如图所示，在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30mU 03a9共约为 60mU 03a9，加在G极上的电 压实际上是直接控制每个开关 管的导通电阻的大小当G极电 压大于1V时，开关管的导通内 阻很小(几十毫欧)，相当于开关 闭合，当G极电压小于0.7V以 下时，开关管的导通内阻很大 (几MΩ)，相当于开关断开。电 压UA就是8205A的导通内阻 与放电电流产生的电压，负载电 流增大则UA必然增大,因 UA0.006L×IUA又称为8205A 的管压降，UA可以简接表明放 电电流的大小。上升到0.2V时 便认为负载电流到达了极限值， 于是停止第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V、8205A内的放电控制管关闭，切断电芯的放电回路，将关断放电控制管。换言之DW01 允许输出的最大电流是3.3A，实现了过电流保护。 6. 短路保护控制过程: 短路保护是过电流保护的一种极限形式，其控制过程及原理与过电流保护一样，短路只是在相当于在P P-间加上一个阻值小的电阻(约为0Ω)使保护板的负载电流瞬时达到10A以上，保护板立即进行过电流保护。