目前，各大鋰電池生產商針對不同類型的鋰離子電池過充電，過放電，過電流保護的要求設計有各種型號的鋰電池保護芯片，以保證電池的安全性能，避免出現電池特性惡化的現象。此類鋰電池保護芯片適用於1〜4節串聯數的鋰離子電池，極個別新型產品，如德州儀器公司的BQ77PL900芯片，適用於5〜10節串聯數的鋰離子電池，其保護。功能完善，在很多鋰電池保護電路中獲得廣泛的應用。但是對多層疊數，如10串以上鋰電池串聯的電池組或保護芯片路數與實際應用的鋰電池組串聯數不同的情況，如果採用目前市場上的集成電路芯片來製作保護電路，存在無法實現保護或使用上不夠靈活的缺點。
另外，成組鋰電池串聯充電時，應保證每節電池均衡充電，否則使用過程中會影響整組電池的性能和壽命。 ，平均電池電壓均衡充電，開關電容均衡充電，降壓型初始化均衡充電，電感均衡充電等。而現有的單節鋰電池保護芯片均不均衡均衡控制功能；多節鋰電池保護芯片均衡充電控制功能需要外接CPU，通過和保護芯片的串行通訊（如I2C總線）來實現，增加了保護電路的複雜程度和設計缺陷，降低了系統的效率和可靠性，增加了成本。
本文針對動力鋰電池成組使用，各節鋰電池均要求充電過電壓，放電欠電壓，過流，短路的保護，充電過程中要實現整組電池均衡充電的問題，設計了採用單節鋰電池仿真結果和工業生產應用證明，該保護板保護功能完善，工作穩定，性價比高，均衡充電誤差小於50mV 。
基本工作原理
其中：1為單節鋰離子電池； 2為充電過電壓分流放電支路電阻； 3為分流放電支路控制用開關器件； 4為過流檢測保護電阻； 5為省略的鋰電池保護芯片及電路連接部分； 6為單節鋰電池保護芯片（一般包括充電控制插頭CO，放電控制斷路器DO，放電過電流及短路檢測短路VM，電池正端VDD，電池負端VSS等）； 7為充電過電壓保護信號經光耦合隔離後形成並聯關係驅動主電路中充電控制用MOS管體積； 8為放電欠電壓，過流，短路保護信號經光隔離隔離後形成串聯關係驅動主電路中放電控制用MOS管短路； 9為充電控制開關器件； 10為放電控制開關器件； 11為控制電路； 12主要電路； 13為分流放電支路。該系統在充電保護的同時，通過保護芯片控制分流放電支路開關器件的通斷實現均衡充電，該方案有別於傳統的在充電器端實現均衡充電的做法，降低了鋰電池組充電器設計應用的成本。
圖1 具有均衡充電能力的鋰電池組保護板示意圖
當鋰電池組充電時，外接電源正極端分別接電池組正負極BAT +和BAT-相連，充電電流流經電池組改變BAT +，電池組中單節鋰電池1〜N，放電控制開關器件，充電控制開關器件，電池組負極BAT-，電流流向如圖2所示。
圖2 充電過程
系統中控制電路部分單節鋰電池保護芯片的充電過電壓保護控制信號經光轉換隔離後並行輸出，主要電路中充電開關器件的導通提供電壓；如某些節或幾節鋰電池在充電過程中先進入過電壓保護狀態，則由過電壓保護信號控制並聯在單節鋰電池正負極之間的分流放電支路放電，同時將串接在充電迴路中的對應單體鋰電池斷開離出充電迴路。
