北极星储能网讯:摘要：本文在简介了锂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。

（1）过充保护

锂动力电池包过充保护的定义：当锂动力电池包某一串电压大于（过压）最大值时，且达到保护延迟时间，IC控制Q2关断充电回路。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。

在锂动力电池包充电时，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。

当保护电路的P＋与P-端接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管Q2截止，但其内部的二极管正方向与放电回路的电流方向相同，所以仍可对负载放电。当电芯两端电压低于4.3V（通常称为过充保护恢复电压）时，控制IC将Q2退出过充电保护状态，即Q2导通，即电芯的B-端与保护电路P-端又重新接上，电芯又能进行正常的充电。

（2）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。

（3）过流保护

锂动力电池包的过流保护定义：当电池组P+与P-输出电流超过过流/短路电流值，并达到过流延时，控制电路控制放电开关管关断放电回路，停止放电。电流过大产生热量累积是需要一个持续的过程，所以过电流一般会有两重保护，第一重保护的设定值比较小，延时时间比较长，第二重保护的设定值比较大，延时时间很短。当过电流保护动作后，回路电流瞬间就变成了0A，要想恢复保护状态，一般有两种条件 ：

1）不需要人工干预，在经过一段时间之后，自动打开回路，如果此刻依然为过流状态，则锂动力电池包又会进入保护，若过流解除，锂动力电池包将进入工作状态。

2）需要人工干预，等负载或者充电机移除后，人工复位过电流保护。

锂动力电池包在对负载正常放电过程中，放电电流在经过串联的2个开关管时，由于开关管的导通阻抗，会在其两端产生一个电压，该电压值U=I×RDS×2（RDS为单个开关管的导通阻抗），控制IC对该电压值进行检测，若负载因某种原因导致异常，使回路电流增大，当回路电流大到使U》0.1V（该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值）时，控制IC使Q1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使回路中电流为零，起到过电流保护作用。

在控制IC检测到过电流发生至发出关断信号之间有一段延时时间，该延时时间的长短由C2决定，通常为13毫秒左右，以避免因干扰而造成误判断。在上述控制过程中，其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值，还取决于开关管的导通阻抗，开关管导通阻抗越大时，对同样的控制IC，其过电流保护值越小。

（4）短路保护

短路保护其实也是过电流保护的一种，只不过当系统短路以后，电流理论上会变成无限大，这样产生的热量也是无限大，如果要等到软件反应过来再保护，锂动力电池包可能已损坏，因此，对于短路保护一般是采用硬件来自动触发，触发后传递给控制IC一个信号即可。

当锂动力电池包P+与P-输出电流超过短路电流值，并达到短路延时，控制电路控制放电开关管关断放电回路，停止放电。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设定值，保护板立即触发短路保护。

（5）温度保护

锂动力电池包温度保护定义：当锂动力电池包的温度达到温度阈值时，且达到保护延迟，控制电路控制关断充放电开关管，停止充放电。温度保护比较简单，温度保护值有上限也有下限，甚至在细分还可以分为充电时的温度保护以及放电时的温度保护，需根据实际需要设计。

在设计时需要注意的是，在实际的测试中发现，温度是一个比较容易抖动的值（这和选用的传感器有关，比如使用热敏电阻），所以在判断的时候保护值和恢复值一定要做出一个合理的区间，不然系统会不稳定。

保护板上的T端口为过温保护端，常见的过温保护电路是在T端与P-端接一只NTC电阻（见图1中的R3），该电阻紧贴电芯安装。当用锂动力电池包长时间处于大功率工作状态时，锂动力电池包温度会上升，则NTC阻值会逐渐下降，锂动力电池包保护板的控制IC对NTC阻值进行检测，当阻值下降到设定阈值时，控制IC立即发出关断充放电开关管指令，从而达到保护锂动力电池包的目的。

3.锂动力电池保护板接线

锂动力电池保护板分正极板和负极板，负极板分为负极同口板、负极分口板，其功能都是一样的，不支持通过软件来修改正、负极保护板的设置，所以只能按照保护板接线图来确定保护方式。

（1）负极板分口接线

负极板分口接线如图2所示，负极板分口接线顺序见表1。

（2）负极板同口接线

负极板同口接线如图3所示，负极板分口接线顺序见表2。

（3）正极板同口接线

正极板同口接线如图4所示，正极板分口接线顺序见表3。