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    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航
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    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    2022-08-31 11:33:26 來源:半導體器件應用網 點擊:8154

    【嗶哥嗶特導讀】拆解螞蟻興能鋰電池保護板,揭曉元器件的使用秘密。

    眾所周知,鋰電池保護板主要是由電子電路組成,可在-40℃至85℃的環境下時刻準確地見識電芯的電壓和充放回路的電流,及時控制電流回路的通斷。鋰電池保護板所具有的過充、過放、過流、反接保護四大功能,主要保護鋰電池的使用安全??梢哉f,鋰電池保護板是電池組中不可或缺的一部分。

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    本期《拆解》欄目選用的拆解產品是螞蟻興能16串80A鋰電池保護板。螞蟻興能起源于2014年,主打低壓鋰電池BMS產品,主要在24串以下應用。至今為止,螞蟻興能線上智能BMS銷量第一。通過拆解該保護板,了解元器件的使用,同時一起探秘螞蟻興能的核心技術。

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    螞蟻興能保護板專用排線(左)及鋰電池保護板(右)

    主要來看一下鋰電池保護板正方兩面的整體外觀。

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    螞蟻興能保護板正面

    該鋰電池保護板支持三元鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰電池7-16串使用,帶遙控、通訊和藍牙功能。

    規格:16ZMA-TB-7-16S-80A(峰值150A)

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    螞蟻興能保護板反面

    反面貼著“測試通過”標簽。

    該鋰電池保護板的整個拆解過程非常簡單。只需用螺絲刀依次擰出正反兩面四角邊緣的小螺絲,使兩塊鋁合板與中間的PCB板分離。

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航 螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

     

    以下是兩塊鋁合板與中間的PCB板分離后的樣子。

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    以上全部拆解完畢。

    下面是鋰電池保護板拆解后的PCB板正反兩面。

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航 螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

     

    接下來,主要看PCB板上使用的核心元器件及其特性。

    元器件1:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    型號:MM32L073

    該鋰電池保護板主控芯片采用的是靈動微電子的MM32L073產品。它使用的是高性能的 ARM® CortexTM-M0 為內核的 32 位微控制器,最高工作頻率可達48MHz,內置高速存儲器,豐富的增強型 I/O 端口和外設連接到外部總線。MM32L073產品包含 1個 12 位的 ADC、2 個比較器、1 個 16 位通用定時器、1 個 32 位通用定時器、3 個 16 位基本定時器、1 個 16 位高級定時器,同時還包含標準的通信接口:1 個 I2C 接口、2 個 SPI 接口、1 個 USB 接口、1 個 CAN 接口和 2 個 UART 接口。

    本產品系列工作電壓為 2.0V ∼ 5.5V,工作溫度范圍包含-40?C ∼ +85?C 常規型和-40?C∼ +105?C 擴展型。

    應用場合:

    • 電機驅動和應用控制

    • 醫療和手持設備

    • PC 游戲外設和 GPS 平臺

    • 工業應用:可編程控制器(PLC)、變頻器、打印機和掃描儀

    • 警報系統、視頻對講和暖氣通風空調系統等

    具體產品介紹可參考:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    元器件2:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    型號:SH367309

    SH367309是中穎電子的一款鋰電池BMS用數字前端芯片,內置VADC,用于采集電芯電壓、溫度以及電流;內置CADC采集電流,用于統計Pack剩余容量;內置EEPROM,用于保存保護閾值及延時等可調參數;內置TWI通訊接口,用于操作相關寄存器及EEPROM。

    SH367309工作在保護模式下,可獨立保護鋰電池Pack;在采集模式下,可配合MCU管理鋰電池Pack,同時使能所有保護功能;適用于總電壓不超過70V的鋰電池Pack。

    特點:

    • 硬件保護功能

    • 內置平衡開關

    • 禁止低壓電芯充電功能

    • 小電流檢測功能

    • 支持亂序上下電

    • 內置看門狗模塊

    • 模式設計

    • 13-bit VADC用于采集電壓/溫度/電流

    • 16-bit ?- ?CADC用于采集電流

    • 內置EEPROM

    • 穩壓電源

    • MOSFET驅動:電池組負端NMOS驅動

    • CTL管腳:優先控制充放電MOSFET關閉

    • TWI通訊接口:支持CRC8校驗

    • 低功耗設計

    • TQFP48封裝

    具體產品介紹可參考:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    元器件3:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    型號:CRSS042N10N

    這款100V的N-MOSFET器件來自于華潤微。該保護板上正反兩面共使用了16個相同的N-MOSFET器件。

    特點:

    • 使用CRM(CQ)和先進的SkyMOS1技術

    • 極低導通電阻RDS(on)

    • 優秀的QgxRDS(on)產品(FOM)

    • 根據JEDEC標準合格

    應用:

    • 電機控制和驅動

    • 電池管理

    • UPS(不間斷電源)

    其他產品資料可參考:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    元器件4:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    型號:SVT10111ND

    SVT10111ND N溝道增強型功率 MOS 場效應晶體管采用士蘭LVMOS工藝技術制造。該產品可廣泛應用于不間斷電源及逆變器系統的電源管理領域。

    特點:

    • 14A,100V,RDS(on)(典型值)=85mΩ@VGS=10V

    • 低柵極電荷量

    • 低反向傳輸電容

    • 開關速度快

    • 提升了 dv/dt 能力

    其它產品資料可參考:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    元器件5:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    型號:CT357B1

    臺灣兆龍CT357B1系列通用光耦由一個光電晶體管組成。該光電晶體管在4引線微型扁平封裝中與砷化鎵紅外發射二極管光學耦合,是一款直流輸入4引腳微型平板光電晶體管光耦。

    特點:

    • 高隔離度3750 VRMS

    • 可選擇多個CTR

    • 帶晶體管輸出的直流輸入

    • 爬電距離≥5毫米

    • 工作溫度范圍-55°C至110°C

    • 綠色包裝

    • 監管批準

    應用:DC-DC轉換器、可編程控制器、電信設備、需要高密度安裝的混合基板

    具體產品資料可參考:

    螞蟻興能鋰電池保護板:主動均衡,智能護航

    半導體器件應用網總結:

    通過拆解后看到的元器件使用情況,我們了解到,該鋰電池保護板主控芯片采用的靈動微電子高性能的 ARM® CortexTM-M0 為內核的 32 位微控制器,具有豐富的外設配置和功能屬性,兼具智能、安全和穩定性能;同時采用中穎電子的5-16串鋰電池BMS前端芯片,以提供過充電保護、過放電保護、溫度保護、充放電過流保護、短路保護、二次過充電保護等,其集成平衡開關還可提高電芯一致性。

    低功耗方面,這兩款核心器件均滿足多種省電工作模式保證低功耗應用的要求,使鋰電池保護板無電流時可直接進入低功耗模式。兩者結合,在保證鋰電池保護板的性能和功能的同時,更有利于電池安全管理。

    另外,士蘭微14A、100V N溝道增強型場效應管采用先進的工藝及元胞結構,使得該產品具有較低的導通電阻、優越的開關性能及很高的雪崩擊穿耐量。同時搭載16顆華潤微的N-MOSFET器件,該鋰電池保護板的導通電阻更低,MOS管驅動和電池管理能力更勝一籌。

    整體來說,除卻基本的保護功能,該鋰電池保護板還擁有智能故障檢測、藍牙無線傳輸、繼電器和MOS管混合驅動以及低功耗特性,可為電池安全保駕護航。此外,該鋰電池保護板可持續80A,峰值可達150A,支持降串使用(7-16串),對于低速車、低壓儲能、電動摩托車等鋰電領域非常適用。

     

    本文為嗶哥嗶特資訊原創文章,如需轉載請在文前注明來源嗶哥嗶特資訊及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。

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