PACE多串?dāng)?shù)智能動力鋰電池保護(hù)板

沛城電子設(shè)計(jì)的多串智能保護(hù)板采用高精度的鋰電保護(hù)模擬前端 AFE芯片和超低功耗
MCU等實(shí)現(xiàn)完備的保護(hù)，包括過充、過放、過流、短路、過溫保護(hù)，還具備靈活的電池平衡、
精確的電量計(jì)量、串口通信等功能。整個方案精度高，功耗低，工作電流大，平衡功能靈活，
性價比高，可靠性穩(wěn)定，參數(shù)指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置，專業(yè)配套于各類大容量動力鋰
電池組。

其主要特點(diǎn)如下：

1．生產(chǎn)備料方便
同一方案適應(yīng)不同的電芯特性，物料備料上只需要備同一種物料，就可以滿足，同時
也適應(yīng)不同的過流保護(hù)，只需要軟件配置一下；而硬件板需要根據(jù)不同的電芯選擇不
同的保護(hù)點(diǎn)的芯片，過充與過放點(diǎn)，再有電流，這樣的組合就比較多，對于生產(chǎn)一定
量的保護(hù)板，就會產(chǎn)生呆料，增加庫存。

2．電芯平衡功能
靈活的電池平衡功能可實(shí)現(xiàn)各串電芯間的容量均衡，從而提高了實(shí)際滿充容量，避免
了容量較小電芯充電少而放電深的不利情形，通常可以讓電池組的壽命提高30%以上。
在設(shè)計(jì)時，可脈寬調(diào)制方式分組打開均衡電路避免 PCBA局部溫升過高；此外就是平
衡可以在充電過程平衡也可在放電過程中平衡，更可根據(jù)需要在平衡做預(yù)平衡，保證
平衡是真實(shí)有效，在充電完成時已達(dá)到平衡，而不需要長期掛著充電器，硬件板在這
方面只是擺設(shè)，充滿電是沒能真正達(dá)到平衡。

3．電池充滿保證
由于在平衡時，軟件板可以隨時關(guān)斷平衡，按需要啟動，這就保證了在充電結(jié)束時，
即移除充電器時，關(guān)斷平衡功能，保存所有已充電量，而硬件板只能固定打開一個缺
口，充電結(jié)束時，只要電壓高于設(shè)定的平衡電壓點(diǎn)，就會一直在平衡，把電白白放掉。

4．靈活的多級過流保護(hù)
對于超出額定電流情況，可根據(jù)客戶要求靈活設(shè)置多級過流保護(hù)，對不同工況下設(shè)定
不同的保護(hù)動作時間來滿足實(shí)際的需求且保護(hù)產(chǎn)品不損壞，對應(yīng)如電摩啟動、加速、
爬長坡、陡坡等短時間大電流放電。而硬件方案一般只有固定保護(hù)，且保護(hù)延遲時間
為固定值不可靈活設(shè)置，還不能設(shè)置秒級的延遲時間，對采樣電阻的選用也有嚴(yán)格要
求。

5．最低放電電壓保證
采用沛城的智能保護(hù)板的電池包，可以各串間均衡的放電到指定的電壓，可以讓電動
車控制板系統(tǒng)有充分的做低電量時的處理，而硬件板會提前保護(hù)，突然關(guān)斷輸出，電
動車控制板系統(tǒng)來不及反應(yīng)，用戶使用起來覺得是故障。

6．短路延時時間可控
在電池包輸出出現(xiàn)異常短路時，可及時關(guān)斷輸出，而對剛接入系統(tǒng)時，需要滿足超大
電流的需求，智能板可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)保護(hù)動作時間，精確到 uS級別，使之達(dá)到
理想的平衡，而硬件板會出現(xiàn)要么誤保護(hù)，要求容易出現(xiàn)燒板的嚴(yán)重問題。

7．附加指定的功能：
可增加帶電池電量檢測輸出及異常報告，SOC精度高；帶串口通信功能。純硬件方案
做電池電量報告、串口通信等功能時，需要額外配置一顆MCU，從而提高了整體成本。
而智能保護(hù)板方案本身就有主控MCU，可以包含電量、通信等功能，能實(shí)現(xiàn)剩余電量
百分比顯示、充放電次數(shù)、故障報告、異常報告（過流過溫短路次數(shù)等），方便對產(chǎn)
品的使用過程跟蹤。

8．檢測高精度高
高精度的單節(jié)電壓檢測，確保電池過充、過放、過溫、均衡等電路的精確動作。鋰電
芯充到電壓高于 4.2V后繼續(xù)充電會造成過充，電池容量產(chǎn)生永久性的下降，電芯鼓殼
甚至爆炸；鋰電芯放電時也要有電壓下限，過放會造成電芯內(nèi)部材料被破壞，電池容
量也會產(chǎn)生永久性的下降。因此，相對于其它方案 50mV電壓精度而言，沛城方案的
10mV級別精度更能可靠保證電池組的安全性和高容量及長壽命。

下表所示為 13串帶電量鋰電池保護(hù)板規(guī)格參數(shù)表：

序號 指標(biāo)項(xiàng)目 規(guī)格參數(shù)
單體過充檢測電壓 4.150V±20mV1 過充保護(hù) 過充檢測延時時間 1.5S±0.5S
單體過充解除電壓 4.120V±20mV
單體過放檢測電壓 2.800V±20mV2 過放保護(hù)
過放檢測延時時間 1.5S±0.5S
單體過放解除電壓 2.830V±20mV
恢復(fù)條件 移除負(fù)載自動恢復(fù)
3 均衡
單節(jié)均衡電壓 4.120V±20mV
均衡電流 50mA±5mA
典型連續(xù)充電電流 5A
4 充電電流 最大連續(xù)充電電流 7A
主機(jī)廠充電電流測試值 10A
5 連續(xù)放電電流 典型連續(xù)放電電流 15A
1級間歇放電保護(hù) 30A-40A
6 間歇放電保護(hù)
1級間歇放電時間 122.5S±2.5S2級間歇放電保護(hù)點(diǎn) 40A-50A
2級間歇放電時間 11S±1S
過流檢測電流 50A-120A
7 放電過流保護(hù) 過流檢測延遲時間 50mS±5mS
恢復(fù)條件 移除負(fù)載自動恢復(fù)
檢測狀態(tài) 輸出端短路
8 輸出短路保護(hù) 短路檢測延遲時間 500μS±200μS
恢復(fù)條件 移除負(fù)載自動恢復(fù)
9 線路內(nèi)阻 保護(hù)線路(含 MOSFET) ≤10mΩ
放電 MOS管過溫保護(hù)點(diǎn) 80±5℃
10 溫度保護(hù)
放電 MOS管過溫解除點(diǎn) 65±5℃
電池電芯過溫保護(hù)點(diǎn) 57±3℃
電池電芯過溫解除點(diǎn) 50±3℃
11 消耗電流
保護(hù)板靜態(tài)自耗電電流 ≤600μA
單節(jié) 3.7V自耗電電流 ≤30μA
12 電量指示 剩余電量 SOC精度 5%
13 串口通信 RS-485
14 充放電接口 充放電分口
15 結(jié)構(gòu)尺寸 137mm*104mm*15mm