Prinsip papan perlindungan bateri litium 3.7V-analisis piawaian utama dan voltan bateri litium

Pelbagai kegunaan bateri

Tujuan membangunkan teknologi tinggi adalah untuk menjadikannya lebih berguna kepada manusia. Sejak diperkenalkan pada tahun 1990, bateri litium-ion telah meningkat disebabkan oleh prestasi cemerlangnya dan telah digunakan secara meluas dalam masyarakat. Bateri litium-ion dengan cepat menduduki banyak bidang dengan kelebihan yang tiada tandingan berbanding bateri lain, seperti telefon mudah alih yang terkenal, komputer riba, kamera video kecil, dsb. Semakin banyak negara menggunakan bateri ini untuk tujuan ketenteraan. Aplikasi ini menunjukkan bahawa bateri litium-ion adalah sumber kuasa hijau kecil yang ideal.

Kedua, komponen utama bateri litium-ion

(1) Penutup bateri

(2) Bahan aktif elektrod positif ialah litium kobalt oksida

(3) Diafragma-membran komposit khas

(4) Elektrod negatif-bahan aktif ialah karbon

(5) Elektrolit organik

(6) Sarung bateri

Ketiga, prestasi unggul bateri litium-ion

(1) Voltan kerja tinggi

(2) Tenaga spesifik yang lebih besar

(3) Kitaran hayat yang panjang

(4) Kadar pelepasan diri yang rendah

(5) Tiada kesan ingatan

(6) Tiada pencemaran

Empat, pemilihan jenis dan kapasiti bateri litium

Mula-mula, kirakan arus berterusan yang perlu disediakan oleh bateri berdasarkan kuasa motor anda (memerlukan kuasa sebenar, dan secara amnya, kelajuan tunggangan sepadan dengan kuasa sebenar yang sepadan). Sebagai contoh, katakan enjin mempunyai arus berterusan 20a (motor 1000w pada 48v). Dalam kes itu, bateri perlu menyediakan arus 20a untuk masa yang lama. Kenaikan suhu adalah cetek (walaupun suhu di luar 35 darjah pada musim panas, suhu bateri paling baik dikawal di bawah 50 darjah). Di samping itu, jika arus ialah 20a pada 48v, tekanan lampau berganda (96v, seperti CPU 3), dan arus berterusan akan mencapai kira-kira 50a. Jika anda suka menggunakan lebihan voltan untuk masa yang lama, sila pilih bateri yang boleh memberikan arus 50a secara berterusan (masih perhatikan kenaikan suhu). Arus berterusan ribut di sini bukanlah kapasiti nyahcas bateri nominal peniaga. Peniaga mendakwa bahawa beberapa C (atau beratus-ratus ampere) ialah kapasiti nyahcas bateri, dan jika ia dinyahcas pada arus ini, bateri akan menghasilkan haba yang teruk. Jika haba tidak dilesapkan dengan secukupnya, hayat bateri akan menjadi ringkas. (Dan persekitaran bateri kenderaan elektrik kami ialah bateri dilonggokkan dan dinyahcas. Pada asasnya, tiada jurang yang tersisa, dan pembungkusannya sangat ketat, apatah lagi bagaimana untuk memaksa penyejukan udara untuk menghilangkan haba). Persekitaran penggunaan kami sangat keras. Arus nyahcas bateri perlu dikurangkan untuk digunakan. Menilai keupayaan arus nyahcas bateri adalah untuk melihat berapa banyak kenaikan suhu sepadan bateri pada arus ini.

Satu-satunya prinsip yang dibincangkan di sini ialah kenaikan suhu bateri semasa penggunaan (suhu tinggi adalah musuh maut hayat bateri litium). Adalah lebih baik untuk mengawal suhu bateri di bawah 50 darjah. (Antara 20-30 darjah adalah yang terbaik). Ini juga bermakna jika ia adalah bateri litium jenis kapasiti (dilepaskan di bawah 0.5C), arus nyahcas berterusan 20a memerlukan kapasiti lebih daripada 40ah (sudah tentu, perkara yang paling penting bergantung pada rintangan dalaman bateri). Jika ia adalah bateri litium jenis kuasa, adalah kebiasaan untuk menyahcas secara berterusan mengikut 1C. Malah bateri litium jenis kuasa rintangan dalaman ultra-rendah A123 biasanya terbaik untuk dikeluarkan pada 1C (tidak lebih daripada 2C adalah lebih baik, nyahcas 2C hanya boleh digunakan selama setengah jam, dan ia tidak begitu berguna). Pilihan kapasiti bergantung pada saiz ruang penyimpanan kereta, belanjawan perbelanjaan peribadi, dan julat aktiviti kereta yang dijangkakan. (Keupayaan kecil biasanya memerlukan bateri litium jenis kuasa)

5. Penyaringan dan pemasangan bateri

Pantang larang besar menggunakan bateri litium secara bersiri ialah ketidakseimbangan yang teruk pada nyahcas sendiri bateri. Asalkan semua orang sama tak seimbang, tak apa. Masalahnya ialah keadaan ini tiba-tiba tidak stabil. Bateri yang baik mempunyai nyahcas diri yang kecil, ribut yang buruk mempunyai nyahcas diri yang besar, dan keadaan di mana nyahcas diri tidak kecil atau tidak biasanya berubah daripada baik kepada buruk. Nyatakan, proses ini tidak stabil. Oleh itu, adalah perlu untuk menyaring keluar bateri dengan nyahcas sendiri yang besar dan meninggalkan hanya bateri dengan nyahcas sendiri yang kecil (secara amnya, nyahcas sendiri produk yang layak adalah kecil, dan pengilang telah mengukurnya, dan masalahnya ialah banyak produk yang tidak memenuhi syarat mengalir ke pasaran).

Berdasarkan pelepasan diri yang kecil, pilih siri dengan kapasiti yang serupa. Walaupun kuasa tidak sama, ia tidak akan menjejaskan hayat bateri, tetapi ia akan menjejaskan keupayaan fungsi keseluruhan pek bateri. Sebagai contoh, 15 bateri mempunyai kapasiti 20ah, dan hanya satu bateri ialah 18ah, jadi jumlah kapasiti kumpulan bateri ini hanya boleh menjadi 18ah. Pada akhir penggunaan, bateri akan mati, dan papan perlindungan akan dilindungi. Voltan keseluruhan bateri masih agak tinggi (kerana voltan 15 bateri lain adalah standard, dan masih ada elektrik). Oleh itu, voltan perlindungan nyahcas bagi keseluruhan pek bateri boleh memberitahu sama ada kapasiti keseluruhan pek bateri adalah sama (dengan syarat setiap sel bateri mesti dicas sepenuhnya apabila keseluruhan pek bateri dicas sepenuhnya). Pendek kata, kapasiti tidak seimbang tidak menjejaskan hayat bateri tetapi hanya menjejaskan keupayaan keseluruhan kumpulan, jadi cuba pilih pemasangan dengan tahap yang sama.

Bateri yang dipasang mesti mencapai rintangan sentuhan ohmik yang baik antara elektrod. Lebih kecil rintangan sentuhan antara wayar dan elektrod, lebih baik; jika tidak, elektrod dengan rintangan sentuhan yang ketara akan menjadi panas. Haba ini akan dipindahkan ke bahagian dalam bateri di sepanjang elektrod dan menjejaskan hayat bateri. Sudah tentu, manifestasi rintangan pemasangan yang besar ialah penurunan voltan yang ketara pada pek bateri di bawah arus nyahcas yang sama. (Sebahagian daripada penurunan voltan ialah rintangan dalaman sel, dan sebahagian ialah rintangan sentuhan dan rintangan wayar yang dipasang)

Enam, pemilihan papan perlindungan dan urusan pengecasan dan pelepasan

(Data adalah untuk bateri besi fosfat litium, prinsip bateri 3.7v biasa adalah sama, tetapi maklumatnya berbeza)

Tujuan papan perlindungan adalah untuk melindungi bateri daripada mengecas berlebihan dan menyahcas berlebihan, menghalang arus tinggi daripada merosakkan ribut dan mengimbangi voltan bateri apabila bateri dicas sepenuhnya (keupayaan pengimbangan secara amnya agak kecil, jadi jika terdapat papan perlindungan bateri yang dilepaskan sendiri, ia adalah luar biasa Ia mencabar untuk mengimbangi, dan terdapat juga papan perlindungan yang mengimbangi di mana-mana negeri, iaitu, pampasan dilakukan dari awal pengecasan, yang nampaknya sangat jarang berlaku).

Untuk hayat pek bateri, adalah disyorkan bahawa voltan pengecasan bateri tidak melebihi 3.6v pada bila-bila masa, yang bermaksud bahawa voltan tindakan perlindungan papan perlindungan tidak lebih tinggi daripada 3.6v, dan voltan seimbang disyorkan untuk 3.4v-3.5v (setiap sel 3.4v telah dicas lebih daripada 99 % Bateri, merujuk kepada keadaan statik, voltan akan meningkat apabila mengecas dengan arus tinggi). Voltan perlindungan nyahcas bateri biasanya melebihi 2.5v (di atas 2v bukanlah masalah besar, secara amnya terdapat sedikit peluang untuk menggunakannya sepenuhnya kehabisan kuasa, jadi keperluan ini tidak tinggi).

Voltan maksimum pengecas yang disyorkan (langkah terakhir pengecasan boleh menjadi mod pengecasan voltan malar tertinggi) ialah 3.5*, bilangan rentetan, seperti kira-kira 56v untuk 16 baris. Biasanya, pengecasan boleh diputuskan pada purata 3.4v setiap sel (pada asasnya dicas sepenuhnya) untuk menjamin hayat bateri. Namun, kerana papan perlindungan belum mula mengimbangi jika teras bateri mempunyai nyahcas sendiri yang besar, ia akan berkelakuan secara keseluruhan kumpulan dari semasa ke semasa; kapasiti berkurangan secara beransur-ansur. Oleh itu, adalah perlu untuk mengecas setiap bateri secara kerap kepada 3.5v-3.6v (seperti setiap minggu) dan menyimpannya selama beberapa jam (selagi purata lebih besar daripada voltan permulaan penyamaan), semakin besar pelepasan diri , semakin lama penyamaan akan diambil. Bateri bersaiz besar nyahcas sendiri sukar diimbangi dan perlu disingkirkan. Jadi apabila memilih papan perlindungan, cuba pilih perlindungan voltan lampau 3.6v dan mulakan penyamaan sekitar 3.5v. (Kebanyakan perlindungan voltan lampau di pasaran adalah melebihi 3.8v, dan keseimbangan terbentuk melebihi 3.6v). Memilih voltan permulaan seimbang yang sesuai adalah lebih penting daripada voltan perlindungan kerana voltan maksimum boleh dilaraskan dengan melaraskan had voltan maksimum pengecas (iaitu, papan perlindungan biasanya tidak mempunyai peluang untuk melakukan perlindungan voltan tinggi). Namun, andaikan voltan seimbang adalah tinggi. Dalam kes itu, pek bateri tidak mempunyai peluang untuk mengimbangi (melainkan voltan pengecasan lebih besar daripada voltan keseimbangan, tetapi ini menjejaskan hayat bateri), sel akan berkurangan secara beransur-ansur disebabkan oleh kapasiti nyahcas sendiri (sel ideal dengan pelepasan diri 0 tidak wujud).

Keupayaan arus pelepasan berterusan papan perlindungan. Ini adalah perkara yang paling teruk untuk diulas. Kerana keupayaan mengehadkan semasa papan perlindungan tidak bermakna. Sebagai contoh, jika anda membiarkan tiub 75nf75 terus mengalirkan arus 50a (pada masa ini, kuasa pemanasan adalah kira-kira 30w, sekurang-kurangnya dua 60w bersiri dengan papan port yang sama), selagi terdapat sink haba yang cukup untuk hilang panas, tiada masalah. Ia boleh disimpan pada 50a atau lebih tinggi tanpa membakar tiub. Tetapi anda tidak boleh mengatakan bahawa papan perlindungan ini boleh bertahan 50a semasa kerana kebanyakan panel pelindung semua orang diletakkan di dalam kotak bateri yang sangat dekat dengan bateri atau hampir. Oleh itu, suhu yang tinggi akan memanaskan bateri dan memanaskan. Masalahnya ialah suhu tinggi adalah musuh maut ribut.

Oleh itu, persekitaran penggunaan papan perlindungan menentukan cara memilih had semasa (bukan kapasiti semasa papan perlindungan itu sendiri). Katakan papan perlindungan dikeluarkan dari kotak bateri. Dalam kes itu, hampir mana-mana papan perlindungan dengan sink haba boleh mengendalikan arus berterusan 50a atau lebih tinggi (pada masa ini, hanya kapasiti papan perlindungan dipertimbangkan, dan tidak perlu risau tentang kenaikan suhu yang menyebabkan kerosakan pada sel bateri). Seterusnya, penulis bercakap tentang persekitaran yang biasa digunakan oleh semua orang, dalam ruang terkurung yang sama dengan bateri. Pada masa ini, kuasa pemanasan maksimum papan perlindungan paling baik dikawal di bawah 10w (jika ia adalah papan perlindungan kecil, ia memerlukan 5w atau kurang, dan papan perlindungan volum besar boleh melebihi 10w kerana ia mempunyai pelesapan haba yang baik. dan suhu tidak akan terlalu tinggi). Mengenai jumlah yang sesuai, adalah disyorkan untuk meneruskan. Suhu maksimum keseluruhan papan tidak melebihi 60 darjah apabila arus dikenakan (50 darjah adalah yang terbaik). Secara teorinya, semakin rendah suhu papan perlindungan, semakin baik, dan semakin kurang ia akan menjejaskan sel.

Oleh kerana papan port yang sama disambungkan secara bersiri dengan mos elektrik pengecasan, penjanaan haba bagi situasi yang sama adalah dua kali ganda daripada papan port yang berbeza. Untuk penjanaan haba yang sama, hanya bilangan tiub adalah empat kali lebih tinggi (di bawah premis model mos yang sama). Mari kita hitung, jika arus berterusan 50a, maka rintangan dalaman mos ialah dua miliohm (5 tiub 75nf75 diperlukan untuk mendapatkan rintangan dalaman yang setara ini), dan kuasa pemanasan ialah 50*50*0.002=5w. Pada masa ini, adalah mungkin (sebenarnya, kapasiti arus 2 miliohm rintangan dalaman adalah lebih daripada 100a, tidak ada masalah, tetapi habanya besar). Jika ia adalah papan pelabuhan yang sama, 4 2 miliohm rintangan dalaman diperlukan (setiap dua rintangan dalaman selari ialah satu miliohm, dan kemudian disambungkan secara bersiri, jumlah rintangan dalaman adalah bersamaan dengan 2 juta 75 tiub digunakan, jumlah bilangan adalah 20). Katakan arus berterusan 100a membenarkan kuasa pemanasan menjadi 10w. Dalam kes itu, garisan dengan rintangan dalaman 1 miliohm diperlukan (sudah tentu, rintangan dalaman setara yang tepat boleh diperolehi melalui sambungan selari MOS). Jika bilangan port yang berbeza masih empat kali ganda, jika arus berterusan 100a masih membenarkan kuasa Pemanasan maksimum 5w, maka hanya tiub 0.5 miliohm boleh digunakan, yang memerlukan empat kali ganda jumlah mos berbanding arus berterusan 50a untuk menghasilkan yang sama. jumlah haba). Oleh itu, apabila menggunakan papan perlindungan, pilih papan dengan rintangan dalaman yang boleh diabaikan untuk mengurangkan suhu. Jika rintangan dalaman telah ditentukan, sila biarkan papan dan haba luar hilang dengan lebih baik. Pilih papan perlindungan dan jangan dengar kapasiti semasa berterusan penjual. Cuma tanya jumlah rintangan dalaman litar nyahcas papan perlindungan dan kirakan sendiri (tanyakan jenis tiub yang digunakan, berapa kuantiti yang digunakan, dan semak sendiri pengiraan rintangan dalaman). Penulis merasakan bahawa jika ia dilepaskan di bawah arus berterusan nominal penjual, kenaikan suhu papan perlindungan sepatutnya agak tinggi. Oleh itu, yang terbaik adalah memilih papan perlindungan dengan derating. (Katakan 50a berterusan, anda boleh menggunakan 30a, anda memerlukan pemalar 50a, sebaiknya beli 80a berterusan nominal). Bagi pengguna yang menggunakan CPU 48v, adalah disyorkan bahawa jumlah rintangan dalaman papan perlindungan tidak lebih daripada dua miliohm.

Perbezaan antara papan port yang sama dan papan port yang berbeza: papan port yang sama adalah baris yang sama untuk mengecas dan menyahcas, dan kedua-dua pengecasan dan nyahcas dilindungi.

Papan pelabuhan yang berbeza adalah bebas daripada talian pengecasan dan nyahcas. Port pengecasan hanya melindungi daripada pengecasan berlebihan semasa mengecas dan tidak melindungi jika ia dialihkan daripada port pengecasan (tetapi ia boleh dinyahcas sepenuhnya, tetapi kapasiti semasa port pengecasan umumnya agak kecil). Port pelepasan melindungi daripada pelepasan berlebihan semasa pelepasan. Jika mengecas dari port nyahcas, caj berlebihan tidak dilindungi (jadi pengecasan terbalik CPU boleh digunakan sepenuhnya untuk papan port yang berbeza. Dan cas terbalik adalah lebih kecil daripada tenaga yang digunakan, jadi Jangan risau tentang mengecas berlebihan bateri disebabkan pengecasan terbalik. Melainkan anda keluar dengan bayaran penuh, ia akan menuruni bukit beberapa kilometer serta-merta. Jika anda terus memulakan pengecasan terbalik eabs, adalah mungkin untuk mengecas bateri secara berlebihan, yang tidak wujud), tetapi penggunaan biasa pengecasan Jangan sekali-kali mengecas dari port nyahcas, melainkan anda sentiasa memantau voltan pengecasan (seperti pengecasan arus tinggi kecemasan tepi jalan sementara, anda boleh percaya dari port nyahcas, dan terus menunggang tanpa dicas sepenuhnya, jangan risau tentang pengecasan berlebihan)

Kira arus berterusan maksimum motor anda, pilih bateri dengan kapasiti atau kuasa yang sesuai yang boleh memenuhi arus malar ini, dan kenaikan suhu dikawal. Rintangan dalaman papan perlindungan adalah sekecil mungkin. Perlindungan lebihan arus papan perlindungan hanya memerlukan perlindungan litar pintas dan perlindungan penggunaan abnormal yang lain (jangan cuba hadkan arus yang diperlukan oleh pengawal atau motor dengan mengehadkan draf papan perlindungan). Kerana jika enjin anda memerlukan arus 50a, anda tidak menggunakan papan perlindungan untuk menentukan arus 40a, yang akan menyebabkan perlindungan yang kerap. Kegagalan kuasa secara tiba-tiba pengawal akan merosakkan pengawal dengan mudah.

Tujuh, analisis standard voltan bateri litium-ion

(1) Voltan litar terbuka: merujuk kepada voltan bateri litium-ion dalam keadaan tidak berfungsi. Pada masa ini, tiada arus yang mengalir. Apabila bateri dicas sepenuhnya, perbezaan potensi antara elektrod positif dan negatif bateri biasanya sekitar 3.7V, dan yang tinggi boleh mencapai 3.8V;

(2) Sepadan dengan voltan litar terbuka ialah voltan kerja, iaitu voltan bateri litium-ion dalam keadaan aktif. Pada masa ini, terdapat arus yang mengalir. Kerana rintangan dalaman apabila arus mengalir perlu diatasi, voltan operasi sentiasa lebih rendah daripada jumlah voltan pada masa elektrik;

(3) Voltan penamatan: iaitu, bateri tidak boleh terus dinyahcas selepas diletakkan pada nilai voltan tertentu, yang ditentukan oleh struktur bateri litium-ion, biasanya disebabkan oleh plat pelindung, voltan bateri apabila nyahcas ditamatkan adalah kira-kira 2.95V;

(4) Voltan standard: Pada dasarnya, voltan standard juga dipanggil voltan terkadar, yang merujuk kepada nilai jangkaan perbezaan potensi yang disebabkan oleh tindak balas kimia bahan positif dan negatif bateri. Voltan terkadar bateri litium-ion ialah 3.7V. Ia boleh dilihat bahawa voltan standard ialah voltan kerja Standard;

Berdasarkan voltan empat bateri litium-ion yang disebutkan di atas, voltan bateri litium-ion yang terlibat dalam keadaan kerja mempunyai voltan standard dan voltan kerja. Dalam keadaan tidak berfungsi, voltan bateri litium-ion berada di antara voltan litar terbuka dan voltan akhir kerana bateri litium-ion. Tindak balas kimia bateri ion boleh digunakan berulang kali. Oleh itu, apabila voltan bateri litium-ion berada pada voltan penamatan, bateri mesti dicas. Jika bateri tidak dicas untuk masa yang lama, hayat bateri akan berkurangan atau bahkan dibuang.