Guide de conception des cartes de protection de batterie : Considérations clés pour différents types de batteries
batterie cartes de protection (PCM ouBMSLes protections sont essentielles pour garantir la sécurité et la longévité des différents types de batteries. Les diverses compositions chimiques et applications requièrent des stratégies de protection adaptées. Ce guide explore les considérations de conception des batteries au lithium, leurs applications et les paramètres critiques pour des performances optimales.
1. Types de batteries et exigences de protection
| Type de batterie | Plage de tension | Protection Focus | Solution de protection typique |
| 3,0 V–4,2 V | Prévention de la surcharge (risque d'emballement thermique) | Circuit intégré de tension de haute précision (par exemple, Seiko S-8261) | |
| 2,8 V–4,2 V | Protection contre la surcharge et la décharge excessive | Circuit intégré d'équilibrage (par exemple, TI BQ40Z80) | |
| 2,5 V–3,65 V | Protection contre la décharge excessive (large plateau de tension) | Circuit intégré basse tension (par exemple, Fortune FS312F-G) | |
| 1,5 V–2,7 V | Coupure basse tension personnalisée | Circuit intégré spécialisé (par exemple, ABLIC S-8204) |
Points clés à retenir :
- LCO/NMC : Nécessite une protection contre la surcharge de haute précision (tolérance de ±25 mV).
- LFP : Concentrez-vous sur la prévention des décharges excessives (dommages en dessous de 2,5 V).
- LTO : Nécessite des seuils de basse tension personnalisés (les circuits intégrés standard peuvent ne pas fonctionner).
2. Facteurs de forme des batteries et intégration des cartes de protection
| Forme de batterie | Méthode d'intégration | Exemple d'application |
| Cellules cylindriques | Circuit intégré CMS soudé à la borne négative | Batteries 18650 (configuration 1S1P) |
| Cellules prismatiques | Circuit imprimé flexible (FPC) | Batteries pour véhicules électriques (configurations multicellulaires) |
| Cellules en poche | Soudure externe PCM + languette en nickel | Batteries pour smartphone (configuration DW01+8205) |
3. Exigences relatives aux panneaux de protection spécifiques à l'application
A. Électronique grand public
| Produit | Configuration de la batterie | Exigences clés | Solution typique |
| Écouteurs Bluetooth | 1S1P (3,7V) | Ultra-compact, faible autodécharge ( | Circuit intégré (par exemple, Ricoh R5470) |
| Smartphones | 1S1P (3,8 V) | Protection contre la charge rapide (9V/2A) | Circuit intégré conforme aux normes de contrôle qualité (par exemple, Silergy CW1051) |
| Batteries externes | 1S3P (11,1 V) | Équilibrage multicellulaire + décharge élevée (10 A+) | carte de protection 3S (par exemple, Sino Wealth SH367309) |
B. Dispositifs de stockage d'énergie
| Produit | Configuration de la batterie | Exigences clés | Solution typique |
| Outils électriques | 5S2P (18V) | Résistance aux vibrations + décharge élevée (20A–30A) | MOSFETs parallèles (par exemple, 4 x 8205A) |
| Entreposage à domicile | 16S (48V) | Équilibrage actif + communication (RS485/CAN) | Carte maîtresse BMS (par exemple, TI BQ76940) |
| véhicules électriques | 96S (350V) | Sécurité ASIL-D + fusion multiniveaux | Architecture BMS distribuée |
Principaux enseignements :
- Électronique grand public : Format compact, faible consommation d’énergie.
- Outils électriques : Courant élevé, résistance aux chocs.
- Stockage d'énergie : configurations multicellulaires, communication intelligente.
4. Paramètres de protection critiques
A. Définitions et normes industrielles
| Paramètre | Définition | Base de conception | Valeurs typiques |
| Tension de surcharge (VC) | Tension de charge maximale de sécurité | Chimie de la batterie (LCO ≤ 4,25 V) | 4,25 V ± 0,05 V |
| Tension de décharge excessive (VD) | tension de décharge minimale de sécurité | Empêche la dissolution du cuivre (LFP ≥ 2,5 V) | 2,50 V ± 0,08 V |
| Surintensité (OC) | Seuil de courant de décharge sûr | Basé sur la résistance interne + limites de chaleur | Outils électriques : 30 A ; Écouteurs : 3 A |
| Temps de réponse en court-circuit | Délai avant coupure du circuit | Concilie sécurité et déclenchements intempestifs | 200 μs–1 ms |
B. Exemple de conception : Batterie pour outil électrique
Exigences : batterie NMC 5S (21 V), décharge continue de 20 A.
1. Protection contre la surcharge :
- Cellule unique : 4,25 V → Total pour 5S : 21,25 V.
2. Protection contre la décharge excessive :
- Cellule unique : 2,8 V → Total pour 5S : 14,0 V.
3. Protection contre les surintensités :
- Courant d'impulsion maximal : 50 A → Facteur de sécurité 0,6 → Limite de 30 A.
4. Sélection du MOSFET :
- Doit supporter 30 A → 3 MOSFET 8205A en parallèle (10 A chacun).
Le choix d'une carte de protection de batterie adaptée dépend de la chimie de la batterie, de son format et des besoins de l'application. Que vous conceviez des produits électroniques grand public ou des systèmes haute puissance, la compréhension de ces principes fondamentaux garantit sécurité et efficacité.
Si vous avez besoin d'une solution de protection de batterie, please N'hésitez pas à nous contacter à tout moment !
