PACE多串數智能動力鋰電池保護板

沛城電子設計的多串智能保護板采用高精度的鋰電保護模擬前端 AFE芯片和超低功耗
MCU等實現完備的保護，包括過充、過放、過流、短路、過溫保護，還具備靈活的電池平衡、
精確的電量計量、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，可靠性穩定，參數指標可根據實際需求靈活設置，專業配套于各類大容量動力鋰
電池組。

其主要特點如下：

1．生產備料方便
同一方案適應不同的電芯特性，物料備料上只需要備同一種物料，就可以滿足，同時
也適應不同的過流保護，只需要軟件配置一下；而硬件板需要根據不同的電芯選擇不
同的保護點的芯片，過充與過放點，再有電流，這樣的組合就比較多，對于生產一定
量的保護板，就會產生呆料，增加庫存。

2．電芯平衡功能
靈活的電池平衡功能可實現各串電芯間的容量均衡，從而提高了實際滿充容量，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。
在設計時，可脈寬調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，更可根據需要在平衡做預平衡，保證
平衡是真實有效，在充電完成時已達到平衡，而不需要長期掛著充電器，硬件板在這
方面只是擺設，充滿電是沒能真正達到平衡。

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

4．靈活的多級過流保護
對于超出額定電流情況，可根據客戶要求靈活設置多級過流保護，對不同工況下設定
不同的保護動作時間來滿足實際的需求且保護產品不損壞，對應如電摩啟動、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，且保護延遲時間
為固定值不可靈活設置，還不能設置秒級的延遲時間，對采樣電阻的選用也有嚴格要
求。

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

6．短路延時時間可控
在電池包輸出出現異常短路時，可及時關斷輸出，而對剛接入系統時，需要滿足超大
電流的需求，智能板可以根據實際情況調節保護動作時間，精確到 uS級別，使之達到
理想的平衡，而硬件板會出現要么誤保護，要求容易出現燒板的嚴重問題。

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。
而智能保護板方案本身就有主控MCU，可以包含電量、通信等功能，能實現剩余電量
百分比顯示、充放電次數、故障報告、異常報告（過流過溫短路次數等），方便對產
品的使用過程跟蹤。

8．檢測高精度高
高精度的單節電壓檢測，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后繼續充電會造成過充，電池容量產生永久性的下降，電芯鼓殼
甚至爆炸；鋰電芯放電時也要有電壓下限，過放會造成電芯內部材料被破壞，電池容
量也會產生永久性的下降。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板規格參數表：

序號 指標項目 規格參數
單體過充檢測電壓 4.150V±20mV1 過充保護 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
過放檢測延時時間 1.5S±0.5S
單體過放解除電壓 2.830V±20mV
恢復條件 移除負載自動恢復
3 均衡
單節均衡電壓 4.120V±20mV
均衡電流 50mA±5mA
典型連續充電電流 5A
4 充電電流 最大連續充電電流 7A
主機廠充電電流測試值 10A
5 連續放電電流 典型連續放電電流 15A
1級間歇放電保護 30A-40A
6 間歇放電保護
1級間歇放電時間 122.5S±2.5S2級間歇放電保護點 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 過流檢測延遲時間 50mS±5mS
恢復條件 移除負載自動恢復
檢測狀態 輸出端短路
8 輸出短路保護 短路檢測延遲時間 500μS±200μS
恢復條件 移除負載自動恢復
9 線路內阻 保護線路(含 MOSFET) ≤10mΩ
放電 MOS管過溫保護點 80±5℃
10 溫度保護
放電 MOS管過溫解除點 65±5℃
電池電芯過溫保護點 57±3℃
電池電芯過溫解除點 50±3℃
11 消耗電流
保護板靜態自耗電電流 ≤600μA
單節 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 結構尺寸 137mm*104mm*15mm