Principiul plăcii de protecție a bateriei cu litiu de 3.7 V - analiza standardelor primare și de tensiune ale bateriei cu litiu

Gamă largă de utilizări ale bateriilor

Scopul dezvoltării înaltei tehnologii este de a o face să servească mai bine omenirii. De la introducerea sa în 1990, bateriile litiu-ion au crescut datorită performanței lor excelente și au fost utilizate pe scară largă în societate. Bateriile cu litiu-ion au ocupat rapid multe domenii cu avantaje incomparabile față de alte baterii, precum telefoanele mobile cunoscute, computerele notebook, camerele video mici etc. Din ce în ce mai multe țări folosesc această baterie în scopuri militare. Aplicația arată că bateria litiu-ion este o sursă ideală de energie verde mică.

În al doilea rând, principalele componente ale bateriilor litiu-ion

(1) Capacul bateriei

(2) Materialul electrod-activ pozitiv este oxidul de litiu cobalt

(3) Diafragma-o membrană compozită specială

(4) Electrod negativ - materialul activ este carbonul

(5) Electrolit organic

(6) Carcasa bateriei

În al treilea rând, performanța superioară a bateriilor litiu-ion

(1) Tensiune mare de lucru

(2) Energie specifică mai mare

(3) Ciclu de viață lung

(4) Rată scăzută de auto-descărcare

(5) Fără efect de memorie

(6) Fără poluare

Patru, tipul bateriei cu litiu și selectarea capacității

Mai întâi, calculați curentul continuu pe care bateria trebuie să-l furnizeze pe baza puterii motorului dvs. (necesită putere reală și, în general, viteza de deplasare corespunde unei puteri reale corespunzătoare). De exemplu, să presupunem că motorul are un curent continuu de 20a (motor de 1000w la 48v). În acest caz, bateria trebuie să furnizeze un curent de 20a pentru o perioadă lungă de timp. Creșterea temperaturii este puțin adâncă (chiar dacă temperatura este de 35 de grade afară vara, temperatura bateriei este cel mai bine controlată sub 50 de grade). În plus, dacă curentul este de 20a la 48v, suprapresiunea se dublează (96v, cum ar fi CPU 3), iar curentul continuu va ajunge la aproximativ 50a. Dacă doriți să utilizați supratensiune pentru o lungă perioadă de timp, vă rugăm să alegeți o baterie care poate furniza continuu curent de 50a (în continuare acordați atenție creșterii temperaturii). Curentul continuu al furtunii aici nu este capacitatea nominală de descărcare a bateriei a comerciantului. Comerciantul susține că câțiva C (sau sute de amperi) este capacitatea de descărcare a bateriei, iar dacă este descărcată la acest curent, bateria va genera căldură puternică. Dacă căldura nu este disipată în mod adecvat, durata de viață a bateriei va fi concisă. (Și mediul bateriei vehiculelor noastre electrice este că bateriile sunt îngrămădite și descărcate. Practic, nu au rămas goluri, iar ambalajul este foarte strâns, să nu mai vorbim de modul de a forța răcirea cu aer pentru a disipa căldura). Mediul nostru de utilizare este foarte dur. Curentul de descărcare a bateriei trebuie redus pentru utilizare. Evaluarea capacității curentului de descărcare a bateriei înseamnă a vedea cât de mult este creșterea corespunzătoare a temperaturii bateriei la acest curent.

Singurul principiu discutat aici este creșterea temperaturii bateriei în timpul utilizării (temperatura ridicată este inamicul mortal al duratei de viață a bateriei cu litiu). Cel mai bine este să controlați temperatura bateriei sub 50 de grade. (cel mai bine este între 20-30 de grade). Aceasta mai înseamnă că dacă este o baterie cu litiu de tip capacitate (descărcată sub 0.5C), un curent de descărcare continuă de 20a necesită o capacitate mai mare de 40ah (desigur, cel mai important lucru depinde de rezistența internă a bateriei). Dacă este o baterie cu litiu de tip putere, se obișnuiește să se descarce continuu conform 1C. Chiar și bateria cu litiu cu rezistență internă ultra-scăzută A123 este, de obicei, cel mai bine să fie scoasă la 1C (nu mai mult de 2C este mai bine, descărcarea 2C poate fi folosită doar pentru o jumătate de oră și nu este foarte utilă). Alegerea capacității depinde de dimensiunea spațiului de depozitare al mașinii, bugetul de cheltuieli personale și gama așteptată de activități auto. (Abilitatea mică necesită în general o baterie cu litiu de tip putere)

5. Ecranarea si montarea bateriilor

Marele tabu al folosirii bateriilor cu litiu în serie este dezechilibrul sever al autodescărcării bateriei. Atâta timp cât toată lumea este la fel de dezechilibrată, e în regulă. Problema este că această stare este brusc instabilă. O baterie bună are o mică autodescărcare, o furtună proastă are o mare autodescărcare și o condiție în care autodescărcarea nu este mică sau nu este, în general, schimbată de la bună la rea. State, acest proces este instabil. Prin urmare, este necesar să eliminați bateriile cu auto-descărcare mare și să lăsați numai bateria cu auto-descărcare mică (în general, auto-descărcarea produselor calificate este mică, iar producătorul a măsurat-o, iar problema este că multe produse necalificate intră pe piață).

Pe baza auto-descărcării mici, selectați serii cu capacitate similară. Chiar dacă puterea nu este identică, nu va afecta durata de viață a bateriei, dar va afecta capacitatea funcțională a întregului acumulator. De exemplu, 15 baterii au o capacitate de 20 ah, iar o singură baterie este de 18 ah, deci capacitatea totală a acestui grup de baterii poate fi de numai 18 ah. La sfârșitul utilizării, bateria va fi descărcată, iar placa de protecție va fi protejată. Tensiunea întregii baterii este încă relativ ridicată (pentru că tensiunea celorlalte 15 baterii este standard și mai există curent electric). Prin urmare, tensiunea de protecție la descărcare a întregului pachet de baterii poate spune dacă capacitatea întregului pachet de baterii este aceeași (cu condiția ca fiecare celulă a bateriei să fie complet încărcată când întregul pachet de baterii este complet încărcat). Pe scurt, capacitatea dezechilibrată nu afectează durata de viață a bateriei ci afectează doar capacitatea întregului grup, așa că încearcă să alegi un ansamblu cu un grad similar.

Bateria asamblată trebuie să obțină o bună rezistență ohmică de contact între electrozi. Cu cât este mai mică rezistența de contact între fir și electrod, cu atât mai bine; în caz contrar, electrodul cu o rezistență semnificativă de contact se va încălzi. Această căldură va fi transferată în interiorul bateriei de-a lungul electrodului și va afecta durata de viață a bateriei. Desigur, manifestarea rezistenței considerabile de asamblare este căderea semnificativă de tensiune a acumulatorului sub același curent de descărcare. (O parte din căderea de tensiune este rezistența internă a celulei, iar o parte este rezistența de contact asamblată și rezistența firului)

Șase, selecția plăcii de protecție și utilizarea încărcării și descărcarii contează

(Datele sunt pentru baterie litiu-fosfat de fier, principiul bateriei obișnuite de 3.7 V este același, dar informațiile sunt diferite)

Scopul plăcii de protecție este de a proteja bateria de supraîncărcare și supradescărcare, împiedicând curentul mare să deterioreze furtuna și echilibrând tensiunea bateriei atunci când bateria este complet încărcată (capacitatea de echilibrare este în general relativ mică, deci dacă există o placă de protecție a bateriei autodescărcate, este excepțional Este dificil de echilibrat și există și plăci de protecție care se echilibrează în orice stare, adică compensarea se realizează de la începutul încărcării, ceea ce pare a fi foarte rar).

Pentru durata de viață a acumulatorului, se recomandă ca tensiunea de încărcare a bateriei să nu depășească oricând 3.6 V, ceea ce înseamnă că tensiunea de acțiune de protecție a plăcii de protecție nu este mai mare de 3.6 V, iar tensiunea echilibrată se recomandă să fie 3.4v-3.5v (fiecare celulă de 3.4v a fost încărcată mai mult de 99% baterie, se referă la starea statică, tensiunea va crește la încărcarea cu curent ridicat). Tensiunea de protecție la descărcarea bateriei este în general peste 2.5 V (peste 2 V nu este o problemă mare, în general, există puține șanse de a o folosi complet fără curent, deci această cerință nu este ridicată).

Tensiunea maximă recomandată a încărcătorului (ultimul pas de încărcare poate fi cel mai mare mod de încărcare cu tensiune constantă) este de 3.5*, numărul de șiruri, cum ar fi aproximativ 56v pentru 16 rânduri. De obicei, încărcarea poate fi întreruptă la o medie de 3.4 V per celulă (în principiu complet încărcată) pentru a garanta durata de viață a bateriei. Totuși, deoarece placa de protecție nu a început încă să se echilibreze dacă miezul bateriei are o auto-descărcare mare, se va comporta ca un întreg grup în timp; capacitatea scade treptat. Prin urmare, este necesar să încărcați în mod regulat fiecare baterie la 3.5v-3.6v (cum ar fi în fiecare săptămână) și să o păstrați timp de câteva ore (atâta timp cât media este mai mare decât tensiunea de pornire a egalizării), cu atât mai mare este auto-descărcare. , cu atât egalizarea va dura mai mult. Bateriile supradimensionate cu auto-descărcare sunt greu de echilibrat și trebuie eliminate. Deci, atunci când alegeți o placă de protecție, încercați să alegeți protecție la supratensiune de 3.6 V și începe egalizarea în jurul valorii de 3.5 V. (Majoritatea protecției la supratensiune de pe piață este peste 3.8v, iar echilibrul se formează peste 3.6v). Alegerea unei tensiuni de pornire echilibrate adecvate este mai importantă decât tensiunea de protecție, deoarece tensiunea maximă poate fi ajustată prin ajustarea limitei de tensiune maximă a încărcătorului (adică placa de protecție nu are de obicei șansa de a face protecție la tensiune înaltă). Totuși, să presupunem că tensiunea echilibrată este mare. În acest caz, acumulatorul nu are șanse să se echilibreze (cu excepția cazului în care tensiunea de încărcare este mai mare decât tensiunea de echilibru, dar acest lucru afectează durata de viață a bateriei), celula va scădea treptat datorită capacității de auto-descărcare (celula ideală cu o autodescărcare de 0 nu există).

Capacitatea de curent de descărcare continuă a plăcii de protecție. Acesta este cel mai rău lucru de comentat. Deoarece capacitatea de limitare a curentului a plăcii de protecție este lipsită de sens. De exemplu, dacă lăsați un tub 75nf75 să continue să treacă curent de 50a (în acest moment, puterea de încălzire este de aproximativ 30w, cel puțin două de 60w în serie cu aceeași placă de porturi), atâta timp cât există un radiator suficient pentru a disipa căldură, nu este nicio problemă. Se poate menține la 50a sau chiar mai mult fără a arde tubul. Dar nu poți spune că această placă de protecție poate rezista la curent de 50a deoarece majoritatea panourilor de protecție ale tuturor sunt plasate în cutia bateriei foarte aproape de baterie sau chiar aproape. Prin urmare, o temperatură atât de ridicată va încălzi bateria și se va încălzi. Problema este că temperatura ridicată este inamicul mortal al furtunii.

Prin urmare, mediul de utilizare al plăcii de protecție determină cum să alegeți limita de curent (nu capacitatea de curent a plăcii de protecție în sine). Să presupunem că placa de protecție este scoasă din cutia bateriei. În acest caz, aproape orice placă de protecție cu un radiator poate suporta un curent continuu de 50a sau chiar mai mare (în acest moment, se ia în considerare doar capacitatea plăcii de protecție și nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la creșterea temperaturii care cauzează deteriorarea celula bateriei). În continuare, autorul vorbește despre mediul pe care toată lumea îl folosește de obicei, în același spațiu restrâns ca și bateria. În acest moment, puterea maximă de încălzire a plăcii de protecție este cel mai bine controlată sub 10w (dacă este o placă de protecție mică, are nevoie de 5w sau mai puțin, iar o placă de protecție cu volum mare poate fi mai mare de 10w deoarece are o disipare bună a căldurii iar temperatura nu va fi prea mare). Cât de mult este potrivit, se recomandă să continuați. Temperatura maximă a întregii plăci nu depășește 60 de grade atunci când se aplică curent (cel mai bine este 50 de grade). Teoretic, cu cât temperatura plăcii de protecție este mai scăzută, cu atât mai bine și cu atât va afecta mai puțin celulele.

Deoarece aceeași placă de porturi este conectată în serie cu mos electric de încărcare, generarea de căldură în aceeași situație este dublă față de cea a plăcii de porturi diferite. Pentru aceeași generare de căldură, doar numărul de tuburi este de patru ori mai mare (sub premisa aceluiași model de mos). Să calculăm, dacă 50a curent continuu, atunci rezistența internă mos este de doi miliohmi (sunt necesare 5 tuburi 75nf75 pentru a obține această rezistență internă echivalentă), iar puterea de încălzire este 50*50*0.002=5w. În acest moment, este posibil (de fapt, capacitatea de curent mos de rezistență internă de 2 miliohmi este mai mare de 100a, nu este nicio problemă, dar căldura este mare). Dacă este aceeași placă de port, sunt necesare 4 2 miliohmi rezistență internă mos (fiecare două rezistență internă paralelă este de un miliohm și apoi conectate în serie, rezistența internă totală este egală cu 2 milioane 75 de tuburi sunt utilizate, numărul total este 20). Să presupunem că curentul continuu de 100a permite ca puterea de încălzire să fie de 10w. În acest caz, este necesară o linie cu o rezistență internă de 1 miliohm (desigur, rezistența internă echivalentă exactă poate fi obținută prin conexiune în paralel MOS). Dacă numărul de porturi diferite este încă de patru ori, dacă curentul continuu de 100a permite încă puterea maximă de încălzire de 5w, atunci poate fi folosit doar un tub de 0.5 miliohmi, ceea ce necesită de patru ori mai mult decât curentul continuu de 50a pentru a genera același cantitatea de căldură). Prin urmare, atunci când utilizați placa de protecție, alegeți o placă cu rezistență internă neglijabilă pentru a reduce temperatura. Dacă a fost determinată rezistența internă, vă rugăm să lăsați placa și căldura exterioară să se disipeze mai bine. Alege placa de protectie si nu asculta capacitatea de curent continuu a vanzatorului. Doar cereți rezistența internă totală a circuitului de descărcare al plăcii de protecție și calculați-o singur (întrebați ce tip de tub este utilizat, câtă cantitate este utilizată și verificați singur calculul rezistenței interne). Autorul consideră că, dacă este descărcat sub curentul nominal continuu al vânzătorului, creșterea temperaturii plăcii de protecție ar trebui să fie relativ mare. Prin urmare, cel mai bine este să selectați o placă de protecție cu derating. (Să spunem 50a continuu, puteți folosi 30a, aveți nevoie de 50a constantă, cel mai bine este să cumpărați 80a continuu nominal). Pentru utilizatorii care folosesc un procesor de 48v, se recomandă ca rezistența internă totală a plăcii de protecție să nu fie mai mare de doi miliohmi.

Diferența dintre aceeași placă de port și placa de port diferită: aceeași placă de port este aceeași linie pentru încărcare și descărcare, iar atât încărcarea, cât și descărcarea sunt protejate.

Placa de porturi diferită este independentă de liniile de încărcare și descărcare. Portul de încărcare protejează doar de supraîncărcare la încărcare și nu protejează dacă este scos din portul de încărcare (dar se poate descărca complet, dar capacitatea curentă a portului de încărcare este în general relativ mică). Portul de descărcare protejează împotriva supradescărcării în timpul descărcării. Dacă se încarcă de la portul de descărcare, supraîncărcarea nu este acoperită (deci încărcarea inversă a procesorului este complet utilizabilă pentru placa de porturi diferite. Iar încărcarea inversă este mai mică decât energia utilizată, așa că nu vă faceți griji cu privire la supraîncărcarea acumulator din cauza încărcării inverse. Dacă nu ieși cu plata integrală, este imediat la câțiva kilometri la vale. Dacă continui să porniți încărcarea inversă eabs, este posibil să supraîncărcați bateria, care nu există), dar utilizarea regulată a încărcării Nu încărcați niciodată de la portul de descărcare, cu excepția cazului în care monitorizați în mod constant tensiunea de încărcare (cum ar fi încărcarea temporară cu curent de urgență pe drum, puteți avea încredere din portul de descărcare și puteți continua să călătoriți fără a fi încărcat complet, nu vă faceți griji cu privire la supraîncărcare)

Calculați curentul continuu maxim al motorului dvs., selectați o baterie cu o capacitate sau o putere adecvată care poate îndeplini acest curent constant, iar creșterea temperaturii este controlată. Rezistența internă a plăcii de protecție este cât se poate de mică. Protecția la supracurent a plăcii de protecție are nevoie doar de protecție la scurtcircuite și alte protecții de utilizare anormală (nu încercați să limitați curentul necesar controlerului sau motorului limitând tirajul plăcii de protecție). Pentru că dacă motorul tău are nevoie de curent de 50a, nu folosești placa de protecție pentru a determina curentul de 40a, ceea ce va provoca o protecție frecventă. Întreruperea bruscă de curent a controlerului va deteriora cu ușurință controlerul.

Șapte, analiza standard de tensiune a bateriilor litiu-ion

(1) Tensiune în circuit deschis: se referă la tensiunea unei baterii litiu-ion în stare de nefuncționare. În acest moment, nu există curent. Când bateria este complet încărcată, diferența de potențial dintre electrozii pozitivi și negativi ai bateriei este de obicei în jur de 3.7 V, iar cea mai mare poate ajunge la 3.8 V;

(2) Corespunzând tensiunii în circuit deschis este tensiunea de lucru, adică tensiunea bateriei litiu-ion în stare activă. În acest moment, curge curent. Deoarece rezistența internă la curgerea curentului trebuie depășită, tensiunea de funcționare este întotdeauna mai mică decât tensiunea totală la momentul producerii electricității;

(3) Tensiune de terminare: adică bateria nu ar trebui să continue să fie descărcată după ce a fost plasată la o anumită valoare a tensiunii, care este determinată de structura bateriei litiu-ion, de obicei datorită plăcii de protecție, tensiunea bateriei atunci când descărcarea este terminată este de aproximativ 2.95V;

(4) Tensiune standard: În principiu, tensiunea standard este numită și tensiune nominală, care se referă la valoarea așteptată a diferenței de potențial cauzată de reacția chimică a materialelor pozitive și negative ale bateriei. Tensiunea nominală a bateriei litiu-ion este de 3.7 V. Se poate observa că tensiunea standard este Tensiunea de lucru standard;

Judecând după tensiunea celor patru baterii litiu-ion menționate mai sus, tensiunea bateriei litiu-ion implicată în starea de lucru are tensiunea standard și tensiunea de lucru. În starea de nefuncționare, tensiunea bateriei litiu-ion este între tensiunea de circuit deschis și tensiunea de capăt din cauza bateriei litiu-ion. Reacția chimică a bateriei ionice poate fi utilizată în mod repetat. Prin urmare, atunci când tensiunea bateriei litiu-ion este la tensiunea de terminare, bateria trebuie încărcată. Dacă bateria nu este încărcată o perioadă lungă de timp, durata de viață a bateriei va fi redusă sau chiar casată.