《品质知识培训》 一、产品品质检验目的: 产品品质标准的建立,为企业提供了几种: 1.减少了品质纠纷 2.为对外品质保证提供了依据 3.使品检工作有据可依 4.使制造者明确品质要求 二、产品品质标准之适度性 产品品质标准要建立在认同的基础上,根据公司实际生产条件而定,一 个适度的品质标准。有利于提高公司的生产技术水平面和管理水平,即稍高于公司现行可达到的水平。 三、产品品质标准基本内容 产品名称、规格及图示 1. 检测方法、条件 2. 检测设备及工具 3. 品质合格判定标准 4. 产品实物样品 5. 6.产品质量符合性、化学性、物理性、技术指标和参数 四、生产线各工序品质检验标准 1.来料检验 品质部对大部份来料实行抽检,只对电芯和保护板实行全检。品 质部对抽检的来料判定可分为合格、不合格、分选、返加工、特采判 定合格的产品也只是实施抽检而非全检、现客户对产品的要求很高,
且抽样检后判定合格的产品仍有不良品,所以生产线有义务对所有上 线物料进行全检。 在上线全检过程中,检出的不良品可由品质部签样板,生产执行。2.辅料加工 ①. 镍片上锡:确认需要上锡的镍片尺寸符合和业指导书,浸锡尺寸也要符 合作业指导书。如浸锡尺寸太少在生产中容易造成虚焊或焊接不牢,如浸锡尺寸太多,遇易造成镍片弯折不动影响组装。 ②.粘贴胶纸确认需要贴的胶纸及尺寸符合作业指导书要求,确认需要贴 的电芯型号及供应商符合作业的指导书。要求避免贴错。 ③.装五金保护板确认五金无变形、无生锈。五金可完全装配在胶壳上, 无装配等或装配太松现象,保护板可与五金胶壳完全装配,组装到位。3.生产工序 ①. 点焊: 点焊应无烧焦发黑现象,点焊拔脱力单点应> 1.8Kg用夹具紧镍片, 垂 直于点焊面固定在拉力计上进行拉拔,当镍片及电芯有变化时,应重新 再确认。 ②.粘贴胶纸所贴胶纸符合产品要求,所贴胶纸粘贴牢固,无破损起折, 粘贴位置 与工艺只要求一致 ③.锡焊 要求按时间不可超过 3 秒,焊点位置正确,焊点应光滑,大小适当, 虚焊、偏斜。锡点应完全仓住镍片,防止虚假焊。 ④.电芯组装电芯应顺畅装入胶壳,无变形及强行装入现象,电芯装入胶壳后 应确认导线,镍片。电芯间无短路隐患。
动力电池基础知识普及 动力电池是纯电动汽车的唯一能量来源,同时也是整车成本较高的一个关键动力总成部件。自电动汽车诞生以来,铅酸电池、镍氢电池以及锂电池等具有较为广泛的应用。 1)最早应用于电动汽车上的是铅酸电池,并且在较长的一段时间内都是电动汽车的主要能源方案,其主要特点是原材料易得、安全耐用、价格低廉,并且技术较为成熟。尤其是20 世纪70 年代以后,密封免维护铅酸电池的出新极大提升了性能水平和使用方便程度,在市场中占据了较大的份额。但是比能量和比功率低是铅酸电池的最大缺点,能量密度大概在35Wh/kg 左右,一般400 次左右的循环寿命也在一定程度上制约了铅酸电池的应用。目前虽然在电动汽车市场上仍有应用,但一般都是局限在对整车性能水平要求不高且注重成本的车型上,如电动自行车以及一些场地用车等。 2)镍氢电池的比能量和比功率均在一定程度上优于铅酸电池,但其价格是同容量铅酸电池的5~8 倍,特性与镍镉电池相似,但不存在镍镉电池的重金属污染问题。快速充电和深度放电的性能较好,效率较高,且无需维护,目前主要是在混合动力汽车中应用较多。不过镍氢电池自放电率较高,且对环境温度较为敏感,尤其是单体电压较低约为 1.2V 左右,对于纯电动汽车来说,往往需串联大量的电池才能满足其高压系统需求,所以在纯电动汽车上的应用相对较少。 3)锂离子电池与其他电池相比,在单体电压、容量、比功率方面具有较大的优势,且可进行大电流充放电、循环充放电性能好、较为安全,目前在纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池车上均有应用。随着锂电池材料技术以及加工工艺的进一步发展,已逐渐成为国内外电动汽车用动力电池的首选方案。 三类主要电池的性能对比
动力电池PACK总成的系统组成: 1)动力电池模块; 2)结构系统; 3)电气系统; 4)热管理系统; 5)BMS; 动力电池PACK四大工艺: 1)装配工艺:通过螺栓、螺帽、扎带、卡箍、线束抛钉等连接件将五大系统连接到一起,构成一个总成。 2)气密性检测工艺: 1)热管理系统级的气密性检测; 2)PACK级的气密性检测;国际电工委员会(IEC)起草的防护等级系统中规定,动力电池PACK必须要达到IP67等级。 3)软件刷写工艺:软件刷写工艺就是将BMS控制策略以代码的形式刷入到BMS中的CMU 和BMU中,以在电池测试和使用过程中将采集的电池状态信息数据,由电子控制单元进行数据处理和分析,然后根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令,最终向外界传递信息。 4)电性能检测工艺:电性能检测分三个环节: 1)静态测试:绝缘检测、充电状态检测、快慢充测试等; 2)动态测试;通过恒定的大电流实现动力电池容量、能量、电池组一致性等参数的评价。3)SOC调整:将电池PACK的SOC调整到出厂的SOC。 SOC: State Of Charge,通俗的将就是电池的剩余电量。 PACK装配工艺中最最最重要的技术: 1、连接方式其实有三种 1)用螺栓、螺帽将线束与继电器等核心零件连接; 2)用抛钉将线束和金属支架连接; 3)用卡扣将低压线束与模组连接 其中靠螺栓、螺帽拧紧连接是动力电池PACK装配过程中用到的最多的连接方式。而拧紧技术也是装配中最最最重要的技术。 拧紧技术是很大的一个课题,本文先讲下拧紧技术的基础知识。 拧紧原理:螺栓插入被连接件,利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形,这种弹性变形产生了轴向的拉力,将被夹零件挤压在了一起,称为预紧力,又称夹紧力。 高压线是动力电池PACK的“大动脉血管”,用来传输电流。高压线与模组连接的螺栓若因为拧紧过程异常导致松动或者螺栓断裂,会导致电流无法输出,动力中断,汽车急停。 夹紧力是我们制造过程中想要得到的参数,但是在制造现场直接去测量力是很难操作的。而扭矩(Torque)是很容易测量出的。真正转化为加紧力的扭矩其实只有10%,90%的扭矩用于克服摩擦力。即传说中的:50-40-10原则。
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×
电池基础知识培训资料 、锂离子电池工作原理与性能简介: 1、电池的定义:电池是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能或物理能转化为电能,电池 即是一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能源。 2、锂离子电池的工作原理:即充放电原理。Li-ion的正极材料是氧化钻锂,负极是碳。当对电池进行 充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放 电过程中,锂离子处于从正极一负极一正极的运动状态。Li-ion就象一把摇椅,摇椅的两端为电池的两 极,而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑。所以,Li-i on又叫摇椅式电池。 通俗来说电池在放电过程中,负极发生氧化反应,向外提供电子;在正极上进行还原反应,从外电路接收电子,电子从负极流到正极,而电流方向正好与电子流动方向相反,故电流经外电路从正极流向负极。电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能。 正极反应:LiCoO2==== Li i-x CoO + xLi + + xe 负极反应:6C + xLi + + xe - === Li x C6 电池总反应:LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC6 3、电池的连接: 根据电池的电压与容量的需求,可以把电池做串联、并联及混连连接 a、串联:电压升高,容量基本不变; b、并联:电压基本不变,容量升高; c、混联:电压与容量都会升高; 4、化学电池的种类: 锂离子电池按电池外形来分类,可分为圆柱形、方形、钮扣形和片状形等。
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。
锂电池基础的方方面面介绍 目录 1. 锂电池的构成 2. 锂电池的优缺点 3. 锂电池的分类 4. 常用术语解释 5. 锂电池命名规则 6. 锂电池工艺 7. 锂电池成组和串并联 8. 各种动力电池对比 9. 锂电池模型 10. 锂电池电气特性与关键参数 11. 锂电池保护和管理系统 12. 锂电池应用领域 13. 锂电池相关标准
(一)锂电池的构成 锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。 锂电池的产业链结构如下图: 电芯的构成如下面两图所示:
锂电池的PACK的构成如下图所示:
●(二)锂电池优缺点 锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。 ●(三)锂电池分类 锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。 不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。 二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池; 3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNixCoyMnzO2)、磷酸铁锂(LiFePO4); 4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB); 5.按用途分:普通电池和动力电池。 6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。
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
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。
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。
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。 2、过放保护及过放保护恢复 当电池电压因放电而降低至设定值VD(2.3-2.5V,具体过充保护电压取决于IC)时, VD2翻转,以短时间延时后,使Dout变为低电平,T2截止,放电停止,当电池被置于充电时,内部或门被翻转而使T2再次导通为下次放电作好准备。 3、过流、短路保护 当电路充放回路电流超过设定值或被短路时,短路检测电路动作,使MOS管关断,电流截止。
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。
S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明 锂电池保护板的主要参数 锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成 (1)保护IC主要参数 1)?封装 2)?过充电压 3)?过充释放电压 4)?过放电压 5)?过放释放电压 6)?耐压 (2) MOSFET主要参数 1) N沟、P沟 2)?内阻 3)?封装(TSSOP8 <简称薄片>?、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等) 4)?耐电流 5)?耐电压 6)?内部是否连通 锂电池保护板的工作原理 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,保护板有两个核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。下面以DW01?配MOS管8205A进行讲解: 激活保护板的方法:当保护板P+、P-没有输出处于保护状态,可以短路B-、P-来激活保护板,这时,Dout、Cout均会处于低电平(保护IC此两端口是高电平保护,低电平常态)状态打开两个MOS开关。 1.锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在至之间时,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: 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、
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:
锂离子电池保护板工作原理及其构成 锂离子电池保护板工作原理及其构成 MOS 锂在元素周期表上第3位,外层电子1个,容易失去形成稳定结构,所以是非常活泼的一种金属。而锂离子电池具有放电电流大、内阻低、寿命长、无记忆效应等被人们广泛使用,锂离子电池在使用中严禁过充电、过放电、短路,否则将会使电池起火、爆炸等致命缺点,所以,在使用可充锂电池都会带有一块保护板来保护电芯的安全。
保护板有两个核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是MOSFE T串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。电路原理图如下: 1、下面介绍保护IC个引脚功能:VDD是IC电源正极,VSS是电源负极,V-是过流/短路检测端,Do ut是放电保护执行端,Cout是充电保护执行端。 2、保护板端口说明:B+、B-分别是接电芯正极、负极;P+、P-分别是保护板输出的正极、负极;T 为温度电阻(NTC)端口,一般需要与用电器的MCU配合产生保护动作,后面会介绍,这个端口有时也标为ID,意即身份识别端口,这时,图上的R3一般为固定阻值的电阻,让用电器的CPU辨别是否为指定的电池。 保护板工作过程:
1、激活保护板的方法:当保护板P+、P-没有输出处于保护状态,可以短路B-、P-来激活保护板,这时,Dout、Cout均会处于低电平(保护IC此两端口是高电平保护,低电平常态)状态打开两个MOS 开关。 2、充电:P+、P-分别接充电器的正负极,充电电流经过两个MOS对电芯进行充电。这时,IC的VD D、VSS既是电源端,也是电芯电压检测端(经R1)。随着充电的进行,电芯电压逐渐升高,当升高到保护IC门限电压(一般是4.30V,通常称为过充保护电压)时,Cout随即输出高电平将对应那个M OS关断,充电回路也被断开。过充保护后,电芯电压会下降,当下降到IC门限电压(一般为4.10V,通常称为过充保护恢复电压)时,Cout恢复低电平状态打开MOS开关。 3、放电:同样,在电池放电时,IC的VDD、VSS也会对电芯电压检测,当电芯电压下降到IC门限电压(一般是2.40V,通常称为过放保护电压)时,Dout随即输出高电平将对应那个MOS关断,放电
锂离了动力电池 锂离了动力电池是2()世纪开发成功的新熨高能电池。这种电池的负极是金属锂,正极用MnO2, S0CL2, (CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点,已广泛应用于军事和民川小型电器屮,如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。大容量锂离了电池已在电动汽车屮试用,将成为21世纪电动汽车的主要动力电源并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。 特点 (1)单体电池工作电压高达3.7V,是磔镉电池,磔氢电池的3倍,铅酸电池的近2 倍,这也是锂离子动力电池比能量高的一个重要原因。因此组成相同电压的动力电池组时, 锂离了动力电池使用的串联数忖会大大少于铅酸电池和银氢电池。如果动力电池屮单体电池数量越多,电池组屮单体电池的一致性要求就越高,寿命就越不好做,在实际使用过稈屮电池组有问题分析后,一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题,因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高,从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。例如36V的锂电只需要10个单体,而36V铅酸电池需要18个单体电池, 即3只12V的电池纽.,而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池纽.成。 (2)重量轻,比能量大,高达150Wh/Kg,是银氢电池的2倍,铅酸电池的4倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一,从这个角度讲锂电消耗的资源就少,而口由于猛酸锂电池屮所用元索的储量比较多,因此相对铅酸、银氢电池可能会进一步涨价, 锂离了动力电池成木反而是进一步降低的。电动自行车用锂离了?电池重量为224公斤,铅酸电池的重量为12?20公斤,锂电重量约为铅酸电池的四分Z—到三分2—,比铅酸电池轻约10公斤(36V, 10Ah电池),电池重量减轻了70%,整车总重量至少减轻了20%。加上一般锂电车都是简易款的电动自行车,由于电池和整车轻,相同电压、和同容量的电池行驶里程更长,普通的电动车重量在40公斤以上,而锂离子动力电池电动白行车重量在7到26公斤之间。女士和老年人都可以轻易搬动,人力骑行也十分轻便,运动休闲兼得。 (3)体积小,高达到400Wh/L,体积是铅酸电池的二分Z—到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。现阶段由于铅酸电池体积、重量的限制,设计师们的设计思想受到极大约朿,导致现阶段的电动白行车在结构和外观上“千车一面”、雷同相似、单调划一。而锂离了电池的使用,给设计师们提供了展示设计思想和设计风格的更大空间及条件。当然同时也导致电动白行车用锂离了动力电池尺寸多种多样,不利于锂动力电池行业的发展。锂动力电池行业也需要尽快制定电动自行车川锂离了电池国家标准,加速在电动H行车领域锂电对铅酸电池的替代。当然目前锂电池是在不断发展过程屮
S和D W A主流锂电池保护板原理图说明 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
S8261和DW01-8205A主流锂电池保护板原理图说明 锂电池保护板的主要参数 锂电池保护板主要由保护IC和MOS管构成 (1)保护IC主要参数 1)封装 2)过充电压 3)过充释放电压 4)过放电压 5)过放释放电压 6)耐压 (2) MOSFET主要参数 1) N沟、P沟 2)内阻 3)封装(TSSOP8 <简称薄片>、SOP8<简称厚片>、SOT23-6等) 4)耐电流 5)耐电压 6)内部是否连通 锂电池保护板的工作原理 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,保护板有两个核心部件:一块保护IC,它是由精确的比较器来获得可靠的保护参数;另外是MOSFET串在主充放电回路中担当高速开关,执行保护动作。下面以DW01配MOS管8205A进行讲解:激活保护板的方法:当保护板P+、P-没有输出处于保护状态,可以短路B-、P-来激活保护板,这时,Dout、Cout均会处于低电平(保护IC此两端口是高电平保护,低电平常态)状态打开两个MOS开关。 1.锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在至之间时,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: 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。