有关磷酸铁锂离子电池保护板介绍

为何锂磷酸铁锂离子电池要保护板，而铅酸磷酸铁锂离子电池不要保护板

锂磷酸铁锂离子电池能量密度高，磷酸铁锂离子电池内部化学物质活性强。当电芯出现过充、过放等非正常使用时，极有可能出现磷酸铁锂离子电池损坏，极端情况下，还会导致起火和爆炸。因此，锂磷酸铁锂离子电池要有一套监控系统，随时监控锂磷酸铁锂离子电池的电压，电流等参数，一旦超过事先设定的阈值，则直接关断磷酸铁锂离子电池主回路。

按照惯例，要了解和熟悉保护板，我们先来对保护板进行一个分类。通常，差别最大的两种分类方法是：

1、按照是否能够编写程序分为硬件板与软件版；

2、按照充电和放电是同一个输出口还是两个不同输出口分为同口保护板与分口保护板。

而实际使用中，最常见的分类方法是按照保护板所适配的锂磷酸铁锂离子电池串数、电芯类型和持续放电大小来分的。

所谓硬件板，就是保护板上没有可以进行编程的芯片，只是按照特定的线路进行连接，保护板的参数是固定的。这一类保护板一般成本较低，功能简单，很难实现逻辑上的特殊控制要求。而软件板则是在硬件板的基础上，加了可以编程的芯片，因此这类保护板除了实现基本功能以外，还能实现很多特殊的功能。只要通过修改程序和添加外设，基本可以实现任何功能。比如远程引爆车辆中的锂磷酸铁锂离子电池。

保护板为了现实保护磷酸铁锂离子电池的功能，必须要能够主动切断磷酸铁锂离子电池主回路。因此，在磷酸铁锂离子电池包内部，磷酸铁锂离子电池的主回路是要经过保护板的。为了对充电和放电都能进行控制，保护板必须具有两个开关，分别控制充电和放电回路（姑且这么理解）。在同口保护板中，这两个开关串在一条线上，接到磷酸铁锂离子电池包外部，充电和放电都经过此线。而在分口保护板中，磷酸铁锂离子电池分出两根线，分别接充电开关和放电开关，再接到磷酸铁锂离子电池外部。

之所以会出现同口和分口保护板，是为了降低成本：一般电动汽车锂磷酸铁锂离子电池包的充电电流要比放电电流小，假如两个开关串到一条线上，那么两个开关就得照着大的买。而分口的话，充电电流小，就可以用一个更小的开关。这里说的开关，其实就是MOSFET，是锂电保护板的重要成本，而且国内相关产品技术受限，核心部件要进口。

串数比较好理解，常见的7串（三元24v），13串（三元48v），17串（三元60v），20串（三元72v）。保护板要采集每一串电芯的电压，因此串数不同，保护板是不同的。而电流大小，就是决定了如上所说开关的大小（MOS数量），对价格的影响很重。

不同的电芯材料，放电截止电压和充电截止电压是不相同的。因此，所使用的保护板也是不相同的，最常见的就是三元保护板和磷酸铁锂保护板，一般三元电芯电压范围为2.7-4.2v，而磷酸铁锂则是2.5-3.6v。

在为磷酸铁锂离子电池包配置保护板时，一定要选择参数相配的保护板，既要和磷酸铁锂离子电池的参数相配，也要和目标用电器的参数相配。磷酸铁锂离子电池的参数好理解，就是电压电流等，用电器的参数，以电动汽车为例，就是要和电动汽车的控制器相匹配。那如何选择和适配保护板呢？

首先是，磷酸铁锂和三元等不同的电芯和保护板是不能搭配使用的，电芯和保护板要一致，这是电压的角度。除此之外，保护板的保护参数也应该和用电器的功率进行匹配，重要是从电流的角度来考虑。

那从细的方面来讲，保护板的参数如何选择呢？我们先从电压的角度来说。锂磷酸铁锂离子电池是非常危险的东西，过充过放都有可能导致意外情况的发生。因此，在磷酸铁锂离子电池包内部，保护板要监控每一串电芯的电压，当所有电芯中只要有一串电压低于或者高于设定电压，保护板就要进行保护。这个地方就出现了我们保护板关键的一组参数，充电截止电压和放电截止电压。保护板在检测时为了防止干扰，确保数据准确，一般都有延时，不会在检测到以后立即就保护，因此又有一组充电保护延时和放电保护延时参数。另外，当保护板保护以后，假如异常情况消失，保护板还应该恢复正常。