48V电动车专用磷酸铁锂保护模块

适用范围：感性负载，电动车磷酸铁锂电池专用保护板，15串(48V)磷酸铁锂可充电电池组,放电电流<30A,保护电流60A，充电电流<10A

一、特 点                                    
■ 高精度电压检测电路          
■ 低静态功耗                                  
■ 低温度系数
■ 全硬件保护设计，强抗干扰能力，高稳定性
■ 三重电流检测，高速短路保护
■ 充电末端均衡并显示均衡状态

二、主要技术参数：

检测项目（+25℃）    3.7V电芯用

过放检测电压 Vm     2.50±0.08V

过充检测电压Vco     3.75+0.025V

过流检测电压Vrw      0.03+0.005V

正常工作时自耗电流    TYP.220.0µA      

休眠状态时自耗电流 TYP.20µA

一级过流保护值     TYP.50A

二级过流保护值    TYP.60A

一级过流保护时间  TYP.120mS

二级过流保护时间  TYP.30mS

温度保护启动值    TYP.55℃

短路保护时间      TYP.5uS

均衡启动电压      TYP.3.75V

均衡电流          TYP.1.1A

正常工作时导通内阻  TYP.2.2mΩ

充电电压Vcharge    TYP.44.4V

击穿电压           MAX.50V

工作温度           -40℃--+85℃

保护板尺寸         250mm*194mm*12.5mm

三、保护功能说明

保护功能说明：
1、将锂电池与保护板按接线图连接
保护电路分别检测串联电池组中每只电池的电压和电流，控制电池组的充放电过程。电池组中每只电池的电压均在过充检测电压和过放检测电压之间，并且输出无短路现象时，MOS管导通，P+、P-输出电池组电压，允许电池组进行充放电操作；
2、电池组过放保护功能
串联电池组中的任意一只电池的电压下降到过放检测电压并且达到过放延时时间时，过放保护功能启动，切断放电MOS管，禁止电池组对外输出电流，保护电池组安全，电路板进入休眠状态，电路板消耗电流为休眠电流以下，进入休眠状态的电路只有在连接充电器后，并且电池电压超过过放恢复电压后才能恢复；
3、电池组过充保护功能
在对电池组充电过程中，当任何一节电池电压上升到电池过充检测电压，并且超过过充延时时间时，过充保护功能启动，切断充电MOS管，禁止对电池组充电，保护电池组安全，当电池组连接负载放电或者电池电压下降到过充恢复电压以下时，过充状态被恢复；
4、电池组短路保护功能
当电池组放电端口P+和P-发生短路时，保护电路会在短路保护延时时间后，切断放电MOS管，禁止电池组对外放电，当外部短路被移除后，电路自动恢复；
5、电池组过流保护功能
当电池组放电端口P+和P-发生过充电或放电电流现象时，保护电路会在过流保护延时时间后，切断放电MOS管，禁止电池组对外放电，当外部短路被移除后，电路自动恢复；
6、电池组充电末端均衡功能
由于电池的匹配或者外界环境影响而导致电池组中每只电池电池电压产生差异时，电路能够在充电过程的末端提供均衡功能，具体过程为，失衡的电池组在充电过程中，电池相对容量最高的电池最先达到均衡电压值，此时均衡电路作用，通过均衡电阻对相对容量最高的电池进行放电，均衡电流为均衡吸收电流值，降低此电池电压上升速度，当电池电压低于均衡启动电压时，均衡电路不工作，无任何均衡电流，以此来补偿电池组中电池容量的失衡。正在均衡的电池对应的LED灯开启显示此电池已经到达充电终点，正在均衡放电。
五、装配测试方法

保护板与电池组连接后，正确的保护电压的测试非常关键。
保护板的保护电压信号来源于电压采样线，即保护板B-、B1、B2、B3。。。B+各个端口，无均衡功能的保护板产品的B1、B2、B3等线是专用的电压信号采样线，基本没有电流通过，可采用仅满足强度要求的电源线即可，B-和B+即是电源线，又是采样线，应采用具有足够电流容量的连接线，当有大电流流过时，在B-与电池组负极和B+与电池组正极之间会因为连接线的内阻产生压降，这个压降直接导致采样电压的误差，因此降低B-与电池组负极和B+与电池组正极之间连接线的内阻对保证保护电压的精度非常有利，常用的方法是尽量减小B-与B+和电池组之间连线的距离，尽量增加B-与B+和电池组之间连线的直径，不要在B-与B+和电池组之间放置任何开关、PPTC、温度保险丝等元件。
保护板是通过检测电池组中每只电芯的电压来确定电池的状态，测试保护板保护电压时，正确的做法是在充放电过程中直接监测电芯的电压。由于电池内阻和化学特性的原因，电芯的端电压在有电流通过和静态时的电压会有很大差异，因此保护电压值的测试必须在充放电过程中测试，在保护板保护动作后测试的值和真实值相差很大。
保护板短路与过流保护都有一定的延时，作用是防止瞬间的电流干扰造成的误动作。保护延时时间设置的过长可能会对电池组造成损伤，设置的过短可能会出现误保护。负载在启动和使用过程中也会产生瞬间的大电流，因此应该为产品选择一个合适的保护延时时间，即能保证电池组的安全，也能保证负载正常工作。一般情况下，新设计的电池组建议先用纯阻性固定负载测试，测试参数合适后再采用容性或感性负载测试，脉冲电子负载、钨丝灯泡、电阻丝等都属于变阻性和脉冲负载，它们在启动过程或工作过程中电阻变化很大，因此不适合作为纯阻性固定负载。若在纯阻性固定负载状态下测试成功，在产品中应用失败的情况下，就应该考虑保护延时时间的调整。
充电器参数的确定和选择对电池组的性能发挥非常关键。保护板的过充保护电压是为了在充电器使用错误或者充电器发生故障是对电池组进行保护，保证电池组在极端情况下的安全。充电器的关键参数为预充电电流、恒流电流、恒压电压和充电终止电流，首先根据电池组的电压计算充电器的恒压电压值，然后根据充电时间计算恒流电流值，并选择终止电流值，最后从安全性的角度选择保护板的过充保护值。过充保护值选择的过低，由于充电器恒压电压的精度误差，可能会导致无法进入恒压充电阶段，充电不能进行；过充保护值选择的太高，对电池起不到有效的保护作用。

电压关系请参考下图

保护板与电池组进行连接时，对于无电量管理的保护板，尽可能采用B-、B1、B2。。。B+的顺序完成连接；对于有电量管理的保护板，尽可能采用B-、B+、B1、B2。。。的顺序完成连接。若连接错误或连接失败，最好断开所有的连接线后，静置10秒后重新连接，对于含有电量管理的保护板需要静置1分钟或更长。这些操作是为了保证保护板能有一个正确的上电顺序和正常的复位。
保护板的保护工作原理是实时监测每只电池的电压和整组电池的电流，电池组中任意一只电池的过充和过放都会导致整组电池的保护，因此建议在组合电池组之前对每只电芯进行检测配组，保证电池组中各只电芯的一致性，尤其是内阻和容量。
建议电池组与保护板装配完毕后测试记录电池组电压，放置72小时后复查。