前言
作為全球領(lǐng)先的科技企業(yè)之一,大疆創(chuàng)新科技有限公司(DJI)憑借其在無人機與影像穩(wěn)定系統(tǒng)領(lǐng)域的成就,早已成為智能硬件與便攜能源領(lǐng)域的標桿。得益于強大的研發(fā)實力與先進制造能力,截至 2024 年已占據(jù)全球消費級無人機市場超九成份額,近年來,大疆也正逐步拓展產(chǎn)品矩陣,將技術(shù)延伸至戶外電源領(lǐng)域,其“POWER”系列兼具大型逆變功能、快充支持、LFP 長壽命電芯及靜音設(shè)計,已成為野營、航拍、現(xiàn)場創(chuàng)作等高性能戶外場景下的重要裝備。
在這些戶外電源設(shè)備中,電池保護芯片無疑是最為核心且至關(guān)重要的構(gòu)件。它不僅負責實時監(jiān)測電池組的電壓、電流、溫度等關(guān)鍵參數(shù),確保電池安全運行,還能在異常如過壓、欠壓、過流或溫度失控時迅速切斷電源路徑,保護電池組與用戶設(shè)備,并通過精準的 SOC 估算與均衡功能,實現(xiàn)高效穩(wěn)定的能量管理,從而提升產(chǎn)品可靠性與使用壽命。
在對大疆近年來推出的多款戶外電源進行拆解分析時,充電頭網(wǎng)發(fā)現(xiàn),這些產(chǎn)品都一致采用了來自德州儀器(TI)推出的 BQ7695202 電池監(jiān)控與保護芯片。這顆高度集成、面向工業(yè)級電池包的多功能管理器,支持 3 串至 16 串鋰離子或磷酸鐵鋰電池,具備高精度電壓電流測量、內(nèi)建庫侖計數(shù)器、豐富的保護機制、均衡功能與超低靜態(tài)功耗,極大提升了這些電源產(chǎn)品的安全性、精度與易集成性。接下來充電頭網(wǎng)將詳細介紹一下。
TI德州儀器 BQ7695202
德州儀器推出的這款BQ76952是一顆高度集成且面向工業(yè)級電池包的多功能電池監(jiān)控器與保護器,能夠直接支持 3 串至 16 串的鋰離子/聚合物與磷酸鐵鋰電池組,設(shè)計上兼顧了高精度測量、完整的保護邏輯與系統(tǒng)級易用性。
BQ76952 內(nèi)建兩個獨立 ADC 與高精度庫倫計數(shù)器,讓電池電壓測量典型精度可優(yōu)于 10 mV,庫倫計數(shù)器的輸入失調(diào)典型小于 1 μV,從而在電量估算與荷電狀態(tài)管理上提供工業(yè)級的分辨與穩(wěn)定性。同時器件支持對感測電阻上 ±200 mV 的寬幅電流測量,配合多個數(shù)字濾波器,讓該芯片能滿足慢速高精度計量,也能提供毫秒級的快速電流報告,適合對能耗與充放電管理要求嚴格的系統(tǒng)。
保護方面,BQ76952 將高側(cè) NFET 驅(qū)動、豐富的一次/二次保護閾值與集成式化學保險絲驅(qū)動結(jié)合,讓該芯片能在異常瞬態(tài)時快速斷開功率路徑,也能在滿足條件時自動或由主控安全地恢復,有效降低了對外部保護電路的依賴與整體系統(tǒng)成本。此外,BQ76952 還支持被動電池均衡,可設(shè)置單通道最大平衡電流等級并提供多檔低功耗工作態(tài),關(guān)斷模式下最低僅約 1 μA,在戶外電源這種需要長期待機和能源有限的情況下能有效延長產(chǎn)品壽命和降低靜態(tài)電源損耗。
對于系統(tǒng)集成與生產(chǎn)化部署來說,BQ76952內(nèi)置雙路可編程 LDO、一次性可編程 OTP,并支持 400 kHz I2C、SPI 與單線 HDQ 等通信接口以便對接現(xiàn)有主控或通信芯片,且該芯片兼容隨機電池連接序列并提供多達九路外部熱敏電阻輸入與內(nèi)部溫度傳感器,方便在生產(chǎn)、測試與實地運行中實現(xiàn)可靠的溫度與連線診斷,整體上大幅簡化了電池包的硬件設(shè)計與軟件初始化流程,采用 TQFP48 封裝,適用于戶外電源、電動車、無人機等領(lǐng)域。
大疆2200W 1024Wh戶外電源Power 1000
大疆DJI POWER 1000戶外電源采用低調(diào)的灰色殼體,兩側(cè)上方設(shè)有把手。戶外電源正面設(shè)有顯示面板和連接接口,兩側(cè)設(shè)有散熱風扇為逆變模塊散熱。戶外電源內(nèi)置1024Wh磷酸鐵鋰電池,雙向逆變支持1200W充電輸入和2200W逆變輸出,USB-C接口支持140W快充,SDC接口支持大疆飛行器電池快速充電。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到,這款戶外電源采用多功能模塊化設(shè)計,由顯示面板,電池保護板和雙向逆變模塊組成。雙向逆變模塊使用金屬支架固定在電池組框架上,并在兩側(cè)設(shè)有散熱風扇,通過麥拉片粘貼密封。顯示面板上設(shè)有快充輸出降壓電路,電池保護板上設(shè)有為SDC接口供電的降壓電路。
戶外電源內(nèi)置16串磷酸鐵鋰電池,電池來自鵬輝,通過絕緣框架固定。電池保護板采用德州儀器保護芯片,搭配使用兆易創(chuàng)新主控芯片,并設(shè)有保險絲用于過流保護。雙向逆變模塊采用德州儀器主控芯片,顯示面板使用杰華特同步降壓控制器用于降壓輸出,南芯科技協(xié)議芯片用于快充功能。戶外電源內(nèi)部PCBA模塊大面積涂膠覆蓋,起到散熱和保護功能。模塊之間采用接線柱和插接件連接,便于產(chǎn)品組裝。內(nèi)部用料均為知名品牌,做工精細,品質(zhì)可靠。
1、與無人機完美配合,大疆2200W 1024Wh戶外電源Power 1000拆解
大疆512Wh 1000W戶外電源POWER 500
DJI POWER 500戶外電源采用低調(diào)的灰黑色殼體,配合單側(cè)提手,日常攜帶收納方便。在戶外電源側(cè)面設(shè)有顯示面板和連接接口,機身兩面設(shè)有排風口配合風扇為逆變模塊散熱。戶外電源內(nèi)置512Wh磷酸鐵鋰電池,雙向逆變模塊支持1000W輸出功率,USB-C接口支持100W充放電,SDC接口支持300W充電。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到,這款戶外電源內(nèi)部為模塊化設(shè)計,采用快充面板,電池保護板,電池組和雙向逆變模塊組成。雙向逆變模塊使用鋁板固定在電池組塑料框架上,并設(shè)有散熱風扇為發(fā)熱元件散熱。快充面板設(shè)有同步升降壓電路,支持USB-C接口和SDC接口充放電。
戶外電源內(nèi)置8串磷酸鐵鋰電池,并通過絕緣框架固定。電池保護板采用德州儀器保護芯片,搭配使用兆易創(chuàng)新主控芯片,并設(shè)有保險絲用于過流保護。雙向逆變模塊使用旋智主控芯片,顯示面板使用南芯同步升降壓控制器和協(xié)議芯片用于快充輸出。內(nèi)部PCBA模塊涂有導熱膠和三防漆,防止異物造成損壞。內(nèi)部器件均為知名品牌,整體做工用料可靠。
1、拆解報告:大疆512Wh 1000W戶外電源POWER 500
大疆2600W 1024Wh戶外電源POWER 1000 V2
大疆戶外電源POWER 1000 V2采用灰色殼體,機身兩側(cè)設(shè)有一體化把手。戶外電源機身正面設(shè)有顯示面板,USB快充接口,交流輸入輸出接口和SDC接口。戶外電源內(nèi)置1024Wh磷酸鐵鋰電池,支持2600W逆變輸出,USB-C接口支持140W快充,SDC接口支持為戶外電源充電,輸出和連接加電包使用。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到,大疆這款戶外電源采用模塊化設(shè)計,由顯示面板,電池保護板和雙向逆變模塊組成。雙向逆變模塊底部采用硬膠灌封,并設(shè)有金屬底板逆變模塊兩側(cè)設(shè)有風扇散熱。電池組采用16串磷酸鐵鋰電池組成,電池來自鵬輝,通過絕緣框架固定。電池保護板采用德州儀器保護芯片,搭配使用兆易創(chuàng)新主控芯片,并設(shè)有多顆保險絲進行過流保護。
雙向逆變模塊采用小華半導體主控,搭配使用新潔能功率器件,并采用小板設(shè)計,充分利用空間。顯示面板采用兆易創(chuàng)新主控芯片,搭配使用南芯科技協(xié)議芯片和杰華特同步降壓控制器。還使用鈺泰過流保護芯片和線性穩(wěn)壓芯片。戶外電源內(nèi)部工藝精細,用料扎實,PCB涂膠密封,逆變器采用灌膠工藝,加強防護性能,保證用電無憂。
1、拆解報告:大疆2600W 1024Wh戶外電源POWER 1000 V2
充電頭網(wǎng)總結(jié)
通過對大疆多款 POWER 系列戶外電源的拆解可以看到一個清晰且一致的設(shè)計取向,即大疆在能量管理與電池安全上采用了高度集成的解決方案,電池保護板統(tǒng)一選用德州儀器的 BQ7695202,該芯片對 3S–16S 電池組的直接支持以及高精度電壓/電流測量、內(nèi)建庫侖計數(shù)與多重保護機制,以及被動均衡與超低靜態(tài)功耗的組合,成為這些大容量、雙向逆變、且需長期待機的戶外電源產(chǎn)品實現(xiàn)高可靠性與易集成性的關(guān)鍵元件。
當前大廠在高能量密度與高功率輸出的戶外電源中統(tǒng)一采用成熟的電池保護平臺,原因之一就是對產(chǎn)品安全與可靠性的標準化訴求在提升,大疆采用德州儀器的方案,是由于當前廠商更傾向于借助經(jīng)過驗證的 IC 供應商來降低安全風險與合規(guī)成本。當然,模塊化與高度集成的電源架構(gòu)也是產(chǎn)品競爭力的核心要素,這類芯片既能縮短開發(fā)周期,又能保證在復雜充放電場景下的穩(wěn)定表現(xiàn)。
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