鋰電池一般由電芯、電池保護板、外殼組成，其中的保護板就包含了電池保護ic。鋰電池在正常使用過程中，其內(nèi)部進行電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)正反應(yīng)，但在某些條件下，如對其過充電、過放電和過電流將會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，該副反應(yīng)加劇后，會嚴重影響電池的性能與使用壽命，并可能產(chǎn)生大量氣體，使電池內(nèi)部壓力迅速增大后爆炸而導(dǎo)致安全問題，因此所有的鋰離子電池都需要一個保護電路，那就是電池保護ic，用于對電池的充、放電狀態(tài)進行有效監(jiān)測，并在某些條件下關(guān)斷充、放電回路以防止對電池發(fā)生損害貍離子電池。

一、鋰電池保護管理IC芯片的作用

鋰電池保護管理IC芯片保護鋰電池不被過放電和過充電，也限制短路電流。鋰電池放電到電壓很低時就要停止，標準以2.75V為限，鋰電池電壓低完全沒有了，就不能恢復(fù)充電而損壞電池，起碼是損害使容量小。充電限制電壓4.25V，高了也是損壞電池的，或者充電時爆炸。當(dāng)不慎短路時，保護電路啟動，關(guān)斷輸出，限制大電流對鋰電池產(chǎn)生高和高壓氣體而發(fā)生爆炸意外。

鋰電池保護管理IC的保護功能通常由保護電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成，保護板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，及時控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電發(fā)生惡劣的損壞。

普通鋰電池保護板通常包括控制IC、MOS開關(guān)、電阻、電容及輔助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存儲器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關(guān)導(dǎo)通，使電芯與外電路導(dǎo)通，而當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立刻控制MOS開關(guān)關(guān)斷，保護電芯的安全。

電動車鋰電池保護IC是動力電池與外部世界的橋梁，決定著電池的利用率，其性能對電動汽車使用成本和安全性至關(guān)重要。它可以實時采集、處理、存儲電池組運行過程中的重要信息，并與外部設(shè)備進行信息交換，在電池組運行過程中實時告警和保護,一般采用分布式架構(gòu)設(shè)計，由一臺主控設(shè)備和多臺從控設(shè)備構(gòu)成。

●過充保護：當(dāng)鋰電池組某一串電壓大于（過壓）最大值時，且達到保護延遲，IC控制CMOS關(guān)斷充電回路。

●過放保護:當(dāng)鋰電池組某一串電壓小于（欠壓）最大值時，且達到保護延遲，IC控制DMOS關(guān)斷放點回路。

●過流保護:當(dāng)鋰電池組P+與P-輸出電流超過過流值，控制電路控制放電DMOS關(guān)斷放電回路，停止放電。

●短路保護：當(dāng)鋰電池組P+與P-輸出電流超過短路電流值，控制電路控制放電DMOS關(guān)斷放電回路，停止放電。

●溫度保護：當(dāng)溫度感應(yīng)器達到溫度閾值時，且達到保護延遲，控制電路控制關(guān)斷充放電MOS管，停止充放電。

●均衡保護：電池某一串達到均衡電壓時，控制電路關(guān)斷充電電路，當(dāng)電池某一串超過均衡電壓時，控制電路釋放電壓。

二 、鋰電池保護電路的工作原理

舉一個不恰當(dāng)?shù)睦?，電池的充放電就像孩子喝母乳一樣?/span>

1，如果一直讓孩子喝，家長不加以控制，那么這個奶可能會被喝光，類似電池過放；

2，如果家長一直不給孩子喝奶，這個奶就會積攢越來越多，類似電池過充；

3，如果孩子喝奶喝的急，容易嗆奶，類似電池的過電流保護；

科學(xué)喝奶，規(guī)律喝奶，需要家長的監(jiān)督，那電池如何做到科學(xué)充電和放電呢？

鋰電池都有一個使用的安全電壓區(qū)間，最高和最低電壓一般被稱為充放電終止電壓或截止電壓，當(dāng)電池的實際工作電壓長時間低于放電終止電壓或者長時間高于充電終止電壓時，電池內(nèi)部將發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害，嚴重傷害電池，導(dǎo)致性能下降，俗稱電池衰減，電池衰減的表現(xiàn)就是電池的內(nèi)阻增大，容量下降等。

所以一般鋰離子電池內(nèi)部會有一個小的PCB板，和電池封裝在一起，如下圖所示，主要作用就是用來保護電池。

                                                                                          紅色框選部分為電池保護板

這個電路板根據(jù)組成電路不同，一般會有過放保護、過充保護、過流保護、短路保護以及控制IC失效之后的FUSE保護這幾種，下面會以一個常見的電路，講解這幾種保護的工作原理。

三、鋰電池保護板組成：

一般的鋰電池保護板由控制IC、MOS管、電阻電容、保險絲FUSE等組成，如下圖所示。

TH為溫度檢測，內(nèi)部是一個10K NTC接到電池負極；ID是電池在位檢測，一般是47K/10K電阻接到電阻負極，有的是0R電阻；TH和ID均是選配，并不是所有鋰電池都有的。 

四、鋰電池保護IC的幾大功能詳解：

1.過充保護
電池充電時，電流（方向如箭頭所示）從電池包的正極流入，經(jīng)過FUSE后從負極流出，最下方的兩個MOS管均是導(dǎo)通狀態(tài)。 

充電時，控制IC X1會時刻監(jiān)測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓，當(dāng)這個電壓大于等于過充截止電壓且滿足過充電壓的延時時間時，X1會通過控制第3腳來關(guān)閉MOS管Q2，Q2被關(guān)閉之后，充電回路被切斷（Q2的體二極管D2也是反向截止的），這個時候，電池只能放電。

2.過充保護解除條件（滿足其一即可）：

1）電芯兩端的電壓下降到保護IC的過充恢復(fù)電壓。

2）在電池包得輸出端加負載放電，放電到電壓小于過充保護電壓。

3.

過放保護

在電池包兩端加負載放電時，電流（方向如箭頭所示）與充電是相反的，如下圖所示。 

放電時，控制IC X1同樣會時刻監(jiān)測第5腳VDD和第6腳VSS之間的電壓，當(dāng)這個電壓小于等于過放截止電壓且達到過放電壓的延時時間，控制IC X1會通過第1腳關(guān)閉Q1，Q1被關(guān)閉之后，放電回路被切斷（Q1的體二極管D1是反向截止），這個時候，電池只能充電。

4.過放保護解除條件：拿掉負載，給電池包充電，當(dāng)VM-VDD之間的電壓達到過放恢復(fù)電壓值時，控制IC X1會重新打開MOS管Q1。 

5.過流保護/短路保護 

過流保護指的是過放電流的保護，一般的控制IC有過流保護和短路保護兩種，控制IC時刻監(jiān)測VSS-VM之間的電壓值，當(dāng)電壓值達到過流保護或者短路保護的閾值且滿足延時時間，控制IC會將MOS管Q1關(guān)閉，切斷放電回路。

過電流保護解除的條件是：將輸出端負載拿掉，控制IC會自動將Q1重新打開。

過流保護的電壓值一般是0.1~0.2V，短路保護檢測的電壓值一般是0.9V~2V，這兩個值都與控制IC有關(guān)系，不同的IC，這兩個值不一樣。

短路保護電壓值指的是電流流經(jīng)Q1和Q2上的導(dǎo)通壓降，即可以得出，如果MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻越大，保護電流值就越小。如：內(nèi)阻為20mΩ的MOS管，選用的過電流值為0.15V的控制IC，那過流保護的電流應(yīng)為：0.15V/（0.02*2）=3.75A。