鋰電BMS、電動工具場效應(yīng)管型號原廠推薦及多款低壓物料上市-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-03-05
鋰電BMS，BMS其實(shí)就是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的縮寫，中文名字叫電池管理系統(tǒng)，顧名思義，是專門用來進(jìn)行鋰電池運(yùn)行管理的模塊，對象是鋰電池。對于一般的終端用戶而言，鋰電池保護(hù)板其實(shí)并不存在，或者說，他們并不知道正在自己使用的產(chǎn)品中還有這么一個東西。比如說電動車，100%的用戶都知道電動車上面有電池，因?yàn)殡姵靥峁┝四茉?，但我敢保證，最多有1%的用戶知道還有鋰電池保護(hù)板這個東西的存在。
鋰電BMS的存在感之所以如此低，完全是因?yàn)樗⒉荒芎陀脩舢a(chǎn)生直接的交流，也并不能與用戶發(fā)生頻繁的交互，就算是偶爾產(chǎn)生了一些數(shù)據(jù)，不過這些數(shù)據(jù)也是通過某些儀表盤傳遞給用戶觀測，當(dāng)用戶看見儀表盤上的紅燈時只會說：“嗯，車子好像是壞掉了，質(zhì)量真差?！?/span>
話說回來，BMS雖然存在感低，不過它存在的意義卻是絲毫不亞于儀表，甚至可以說是比儀表還重要，因?yàn)樗梢詸z測出這輛車子的能源系統(tǒng)是否壞掉了，只有擁有BMS系統(tǒng)，用戶才可能在不冒險的情況下知道這輛車到底是好是壞。
如果有一個行業(yè)內(nèi)的嵌入式工程師要買一輛電動車，在一輛沒有顯示儀表和BMS板子的電動車中進(jìn)行選擇，那么他肯定不敢選后者，因?yàn)槿绻妱榆嚊]有了儀表，那么用戶體驗(yàn)會極差，但如果電動車沒有了BMS……與其說是一輛電動車，還不如說是一輛隨時可能發(fā)生被激活的炸彈。
那么BMS在能源領(lǐng)域?yàn)槭裁慈绱酥匾緽MS的存在到底有什么意義？
本文便從一個底層工程師的角度，以電動車用的BMS模塊作為例子專門對鋰電池的保護(hù)板設(shè)計進(jìn)行一些探討，并且會給出一個參考方案，當(dāng)然由于筆者能力有限，水平一般，如果文中出現(xiàn)了錯誤或者紕漏，請直接指出。
BMS的大體需求是什么？
當(dāng)設(shè)計團(tuán)隊(duì)拿到一個項(xiàng)目，開始開發(fā)的時候，首先必須要搞清楚的便是項(xiàng)目的需求，這個需求可不僅僅是老板口頭上說幾句話，而是需要一個切實(shí)的、詳細(xì)的、標(biāo)準(zhǔn)的文檔，文檔要以1、2、3為結(jié)構(gòu)，明確的把所有的需求點(diǎn)給羅列出來。我們現(xiàn)在拿到了一個項(xiàng)目：低速電動車的BMS板。
只要項(xiàng)目立項(xiàng)成功，那么作為產(chǎn)品經(jīng)理，或者團(tuán)隊(duì)leader，則列出需求文檔是必須要做的事情。鋰電池管理系統(tǒng)，其中重點(diǎn)二字在于“管理”，要想實(shí)現(xiàn)管理功能，必然需要兩個模塊，第一：監(jiān)測。第二：控制。只有在我能夠監(jiān)測這個系統(tǒng)的前提下，我才能控制這個系統(tǒng)。
由此為核心點(diǎn)，我便可以慢慢的羅列出大致需求：
1、監(jiān)測能源系統(tǒng)，能夠?qū)崟r讀出鋰電池的所有狀態(tài)。
2、控制能源系統(tǒng)，根據(jù)鋰電池的狀態(tài)，在需要的時候進(jìn)行干預(yù)（比如斷開/閉合充放電回路的MOS管）。
數(shù)據(jù)采集
電池系統(tǒng)的大致需求分為采集和控制，那么采集的都會有什么數(shù)據(jù)？
1、電壓
2、電流
3、溫度
作為一個以管理鋰電池的系統(tǒng)而言，以上3點(diǎn)是我們要重點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)超級簡單，采集的點(diǎn)只有3、4個，那么直接使用MCU的AD接口進(jìn)行讀取信息便可，但在實(shí)際中幾乎不可能存在這種情況，通常所用的采集的方式一般是使用模擬前端。
系統(tǒng)信息
電壓：鋰電池本身的化學(xué)特性決定了我們必須要對電壓進(jìn)行保護(hù)，所謂的電壓保護(hù)，是我們必須要保證鋰電池的電壓永遠(yuǎn)在合適的范圍之類，不能讓電壓過低，因?yàn)槠鋬?nèi)部存儲電能是靠電化學(xué)一種可逆的化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)的，過度的放電會導(dǎo)致這種化學(xué)變化有不可逆的反應(yīng)發(fā)生，因此鋰電池最怕過放電，一旦放電電壓低于2.7V，將可能導(dǎo)致電池永久性損壞，也就是報廢。同時也不能讓電壓過高，因?yàn)殡姵匾坏┻^度充電，導(dǎo)致的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于過放，過放最多損壞電池，不會對周圍造成危害，而過充則可能導(dǎo)致電池溫度升高，以至于發(fā)生自燃甚至爆炸，這種危害是致命的。
電流：所謂的電流保護(hù)，也是我們必須要保證，無論是充電還是放電，電流都不能過大，大家都清楚的短路便是過流的一種體現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)正負(fù)極直接接觸，導(dǎo)線電阻極小，導(dǎo)致電流極大，極大的電流又會產(chǎn)生大量的熱，從而引發(fā)的燃燒和爆炸是很致命的。其實(shí)，就算不是短路，但過大的電流依然會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱，這樣也極有可能會造成永久性的損害。
溫度：溫度保護(hù)不用多言，除開鋰電池本身的化學(xué)特性導(dǎo)致它不能在極端溫度下使用之外，我想任何一個類似的系統(tǒng)，為了安全起見都應(yīng)該考慮到溫度。
看到這里大家也應(yīng)該明白了，鋰電池保護(hù)系統(tǒng)的邏輯其實(shí)很簡單，無非就是一些判斷，以及MOS管的控制，這些東西只要是有過軟件基礎(chǔ)的大學(xué)生應(yīng)該都能實(shí)現(xiàn)。
電工工具，外殼用鑄鐵制成，能在鋼板上鉆 4mm的孔。隨后出現(xiàn)了三相工頻（50Hz）電鉆，但電動機(jī)轉(zhuǎn)速沒能突破3000r/min。1914 年，出現(xiàn)了單相串激電動機(jī)驅(qū)動的電動工具，電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)10000r/min以上。1927年，出現(xiàn)了供電頻率為150～200Hz的中頻電動工具，它既具有單相串激電動機(jī)轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，又具有三相工頻電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠的優(yōu)點(diǎn)，但因需用中頻電流供電，使用受到限制。
電鉆
主要規(guī)格有4、6、8、10、13、16、19、23、25、32、38、49mm等，數(shù)字指在抗拉強(qiáng)度為390N/mm的鋼材上鉆孔的鉆頭最大直徑。對有色金屬、塑料等材料最大鉆孔直徑可比原規(guī)格大30～50%、配磨光機(jī)。
電動扳手和電動螺絲刀
用于裝卸螺紋聯(lián)接件。電動扳手的傳動機(jī)構(gòu)由行星齒輪和滾珠螺旋槽沖擊機(jī)構(gòu)組成。規(guī)格有M8、M12、M16、M20、M24、M30等。 電動螺絲刀采用牙嵌離合器傳動機(jī)構(gòu)或齒輪傳動機(jī)構(gòu)，規(guī)格有M1、M2、M3、M4、M6等。
電錘和沖擊電鉆
用于混凝土、磚墻及建筑構(gòu)件上鑿孔、開槽、打毛。結(jié)合膨脹螺栓使用，可提高各種管線、機(jī)床設(shè)備的安裝速度和質(zhì)量；電錘的沖擊原理是靠內(nèi)部活塞運(yùn)動產(chǎn)生沖擊動力，沖擊鉆的沖擊原理是齒輪磨合產(chǎn)生沖擊動力，所以電錘的沖擊力更大。
混凝土振動器
用于澆筑混凝土基礎(chǔ)和鋼筋混凝土構(gòu)件時搗實(shí)混凝土，以消除氣孔，提高強(qiáng)度。其中電動直聯(lián)式振動器的高頻擾動力由電動機(jī)帶動偏心塊旋轉(zhuǎn)而形成，電動機(jī)由150Hz或200Hz中頻電源供電。
電刨
用于刨削木材或木結(jié)構(gòu)件，裝在臺架上也可作小型臺刨使用。電刨的刀軸由電動機(jī)轉(zhuǎn)軸通過皮帶驅(qū)動。
電磨
俗稱磨頭機(jī)；電磨；電動砂輪機(jī)，用砂輪或磨盤進(jìn)行砂磨的電動工具。
鋰電BMS、電動工具廣泛應(yīng)用于我們的生活周圍，但這些成品都少不了場效應(yīng)管的應(yīng)用，所以下面將會列出鋰電BMS、電動工具中所用到的場效應(yīng)管。
深圳市可易亞半導(dǎo)體科技有限公司（簡稱KIA半導(dǎo)體）是一家專業(yè)從事中大功率場效應(yīng)管(MOSFET)、快速恢復(fù)二極管、三端穩(wěn)壓管開發(fā)設(shè)計，集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。
2005年在深圳福田，KIA半導(dǎo)體開啟了前行之路，注冊資金1000萬，辦公區(qū)域達(dá)1200平方，現(xiàn)在的KIA半導(dǎo)體已經(jīng)擁有了獨(dú)立的研發(fā)中心，研發(fā)人員以來自韓國的超一流團(tuán)隊(duì)為主體，可以快速 根據(jù)客戶應(yīng)用領(lǐng)域的個性來設(shè)計方案，同時引進(jìn)多臺國外先進(jìn)設(shè)備，業(yè)務(wù)含括功率器件的參數(shù)檢測、可靠性檢測、系統(tǒng)分析、失效分析等領(lǐng)域。強(qiáng)大的研發(fā)平臺，使得KIA在工藝制造、產(chǎn)品設(shè)計方面擁有知識產(chǎn)權(quán)35項(xiàng)，并掌握多項(xiàng)場效應(yīng)管核心制造技術(shù)。自主研發(fā)已經(jīng)成為了企業(yè)的核心競爭力。
KIA半導(dǎo)體的產(chǎn)品涵蓋工業(yè)、新能源、交通運(yùn)輸、綠色照明四大領(lǐng)域，不僅包括光伏逆變及無人機(jī)這類新興能源，也涉及汽車配件、LED照明等家庭用品。KIA專注于產(chǎn)品的精細(xì)化與革新，力求為客戶提供最具行業(yè)領(lǐng)先、品質(zhì)上乘的科技產(chǎn)品。
從設(shè)計研發(fā)到制造再到倉儲物流，KIA半導(dǎo)體真正實(shí)現(xiàn)了一體化的服務(wù)鏈，真正做到了服務(wù)細(xì)節(jié)全到位的品牌內(nèi)涵，我們致力于成為場效應(yīng)管（MOSFET）功率器件領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，為了這個目標(biāo)，KIA半導(dǎo)體正在持續(xù)創(chuàng)新，永不止步!
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