锂电池保护板介绍以及选型

电池保护板，顾名思义锂电池保护板主要是针对可充电（一般指锂电池）起保护作用的集成电路板。 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带采样电阻的保护板和一片电流保险器出现。

电池包保护板设计中需要考虑的因素较多，如电压平台问题，锂动力电池包在使用中往往被要求很大的平台电压，所以设计锂动力电池包保护板时尽量使保护板不影响电芯的放电电压，这样对控制IC、采样电阻等元件的要求就会很高，电流采样电阻应满足高精密度，低温度系数，无感等要求。锂电池保护板的电路如图1所示，在图1中，B＋、B-分别是接电芯的正、负极；P＋、P-分别是保护板输出的正、负极；T为温度电阻（NTC）端口。锂电池保护板的主要功能有过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护。

过充保护

场效应管Q1、Q2可等效为两只开关，当Q1或Q2的G极电压大于1V时，开关管导通。导通开关管的D、S间内阻很小（数十毫欧姆），相当于开关闭合；当G极电压小于0.7V时，开关管截止，截止的开关管的D、S极间的内阻很大（几兆欧姆），相当于开关断开。电池包充电时，当锂动力电池包通过充电器正常充电时，随着充电时间的增加，电芯两端的电压将逐渐升高，当电芯电压升高到4.4V（通常称为过充保护电压）时，控制IC将判断电芯已处于过充电状态，控制IC将使Q2截止，此时电芯的B一极与保护电路的P-端之间处于断开状态并保持，即电芯的充电回路被切断，停止充电。

过放保护

锂动力电池包过放保护的定义：当锂动力电池包某一串电压小于（欠压）最大值时，且达到保护延迟，IC控制Q1关断放电回路。当电芯通过外接的负载进行放电时，锂动力电池包两端的电压将慢慢降低，同时控制IC内部将通过电阻R1实时监测锂动力电池包电压，当单体电芯电压下降到2.3V（通常称为过放保护电压）时，控制IC认为单体电芯已处于过放电状态，控制IC将使Q1截止，此时电芯的B-与P-之间处于断开状态，即锂动力电池包的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持到保护板的P+与P-间电压上升到IC的门限电压（一般为3.1V，通常称为过放保护恢复电压），控制IC将使Q1再次导通。即锂动力电池包的B-与保护板的P-又重新接上，锂动力电池包经充电器直接充电。

选购的要点：

1、明确保护板串数

智能保护板串数是根据电池电压来的，一般可以根据电池组额定电压换算可以确定。三元电池串一般是，电池额定电压除以3.7或3.6（最高电压除以4.2V）；铁锂电池一般是，电池组额定电压除以3.2V（最高电压除以3.65v）；其他钛酸锂、钠离子电池也是通过类似除以其单体电压来计算。

2、确定保护板额定工作电流

保护板额定电流是保护板正常工作能承受的电流上限。这参数的确定可以根据下面几点确定。

A、 电池负载的额定功率。额定功率除以电压就能确定电流。

B、 电池输出的峰值电流。一般峰值电流越大，持续时间越长，对应的额定电流也需要增加。

C、 电池组额定容量和倍率。容量和倍率乘积就是电池输出能力上限值，一般也是保护板额定电流选型的一个重要依据。

根据以上三个参数，按照选大不选小的原则，并适当留一定余量来确定保护板的额定电流大小

3、通讯类型确定

智能保护板通讯参数，需确定通讯接口类型和通讯协议内容。

通讯接口一般包括，RS485、RS232、CAN、UART、IIC等。

通讯协议常规都是默认协议，如果定制协议，匹配的话一般需要收费进行软件修改。

4、保护板尺寸

一般保护板尺寸与其额定电流有关，电流越大的板子尺寸也越大，也和保护板用料有关（不能一味追求小尺寸，尺寸越小意味用料越少，质量和功能都不能保证）。一般标准量产的保护板多为特定的几款量大产品而设计，不可能适用于所有锂电产品。所以，很多新项目的智能保护板可能需要进行专门定制才行。

5、应用环境

有的电池需要在低温、高温、高海拔或电磁干扰严重等各种复杂环境中使用，智能保护板的元器件选型和参数都需要进行调整。这个也需要提前确定清楚，不然很可能会影响后产品的性能，严重的可能导致安全事故发生。

6、成本

一般智能保护板根据其应用特点分消费级、工业级、军工级等不同级别，对应的产品价格也相差很大。一般消费品级产品比较便宜，工业级和军工级保护板比较贵，相应的功能和精度等也差异明显，需要根据自身项目应用特点进行选择。

大家在选购智能保护板时确定上面几点，应该就知道如何选型智能保护板了。