Načelo zaštitne ploče od 3.7 V litij baterije - analiza primarnih i naponskih standarda litij baterije

Širok raspon upotrebe baterija

Svrha razvoja visoke tehnologije je da ona bolje služi čovječanstvu. Od svog uvođenja 1990. godine, litij-ionske baterije su se povećale zbog svojih izvrsnih performansi i našle su široku primjenu u društvu. Litij-ionske baterije brzo su zauzele mnoga područja s neusporedivim prednostima u odnosu na druge baterije, poput poznatih mobitela, prijenosnih računala, malih video kamera itd. Sve više zemalja koristi ovu bateriju u vojne svrhe. Aplikacija pokazuje da je litij-ionska baterija idealan mali zeleni izvor energije.

Drugo, glavne komponente litij-ionskih baterija

(1) Poklopac baterije

(2) Materijal s pozitivnim elektrodama je litij kobalt oksid

(3) Dijafragma - posebna kompozitna membrana

(4) Negativna elektroda - aktivni materijal je ugljik

(5) Organski elektrolit

(6) Kućište za baterije

Treće, vrhunske performanse litij-ionskih baterija

(1) Visok radni napon

(2) Veća specifična energija

(3) Dugi vijek trajanja

(4) Niska stopa samopražnjenja

(5) Nema memorijskog učinka

(6) Nema zagađenja

Četiri, tip litij baterije i odabir kapaciteta

Najprije izračunajte kontinuiranu struju koju baterija treba osigurati na temelju snage vašeg motora (zahtijeva stvarnu snagu i općenito, brzina vožnje odgovara odgovarajućoj stvarnoj snazi). Na primjer, pretpostavimo da motor ima kontinuiranu struju od 20a (motor 1000w na 48v). U tom slučaju baterija treba dugo vremena osigurati struju od 20a. Porast temperature je plitak (čak i ako je ljeti vani 35 stupnjeva, temperaturu baterije najbolje je kontrolirati ispod 50 stupnjeva). Osim toga, ako je struja 20a na 48v, nadtlak se udvostručuje (96v, kao što je CPU 3), a kontinuirana struja će doseći oko 50a. Ako želite koristiti prenapon dulje vrijeme, molimo odaberite bateriju koja može kontinuirano osigurati struju od 50a (ipak obratite pozornost na porast temperature). Kontinuirana struja oluje ovdje nije nazivni kapacitet pražnjenja baterije trgovca. Trgovac tvrdi da je nekoliko C (ili stotine ampera) kapacitet pražnjenja baterije, a ako se isprazni ovom strujom, baterija će stvarati jaku toplinu. Ako toplina nije dovoljno raspršena, vijek trajanja baterije bit će sažet. (A baterijsko okruženje naših električnih vozila je da se baterije nakupljaju i prazne. Uglavnom, ne ostaju praznine, a ambalaža je jako tijesna, a kamoli kako forsirati hlađenje zrakom da rasprši toplinu). Naše okruženje za korištenje je vrlo teško. Struja pražnjenja baterije mora biti smanjena za korištenje. Procjena sposobnosti struje pražnjenja baterije je da se vidi koliko je odgovarajući porast temperature baterije pri ovoj struji.

Jedini princip o kojem se ovdje raspravlja je porast temperature baterije tijekom korištenja (visoka temperatura je smrtonosni neprijatelj vijeka trajanja litijeve baterije). Najbolje je kontrolirati temperaturu baterije ispod 50 stupnjeva. (Najbolje je između 20-30 stupnjeva). To također znači da ako se radi o litij bateriji tipa kapaciteta (ispražnjena ispod 0.5C), kontinuirana struja pražnjenja od 20a zahtijeva kapacitet veći od 40ah (naravno, najvažnije ovisi o unutarnjem otporu baterije). Ako se radi o litij bateriji s napajanjem, uobičajeno je da se neprekidno prazni prema 1C. Čak je i litijsku bateriju tipa A123 ultra-niskog unutarnjeg otpora obično najbolje ukloniti na 1C (ne više od 2C je bolje, pražnjenje od 2C može se koristiti samo pola sata i nije baš korisno). Izbor kapaciteta ovisi o veličini prostora za pohranu automobila, proračunu osobnih izdataka i očekivanom rasponu aktivnosti automobila. (Mala sposobnost općenito zahtijeva litijsku bateriju tipa napajanja)

5. Provjera i montaža baterija

Veliki tabu korištenja litijevih baterija u seriji je teška neravnoteža samopražnjenja baterije. Sve dok su svi podjednako neuravnoteženi, u redu je. Problem je što je ovo stanje naglo nestabilno. Dobra baterija ima malo samopražnjenje, loša oluja ima veliko samopražnjenje, a stanje u kojem samopražnjenje nije malo ili nije općenito se mijenja iz dobrog u loše. Država, ovaj proces je nestabilan. Stoga je potrebno izbaciti baterije s velikim samopražnjenjem i ostaviti samo baterije s malim samopražnjenjem (općenito, samopražnjenje kvalificiranih proizvoda je malo, a proizvođač ga je izmjerio, a problem je što mnogi nekvalificirani proizvodi ulaze na tržište).

Na temelju malog samopražnjenja odaberite serije sličnog kapaciteta. Čak i ako snaga nije identična, to neće utjecati na vijek trajanja baterije, ali će utjecati na funkcionalnu sposobnost cijelog paketa baterija. Na primjer, 15 baterija ima kapacitet od 20ah, a samo jedna baterija je 18ah, tako da ukupni kapacitet ove grupe baterija može biti samo 18ah. Na kraju korištenja, baterija će biti prazna, a zaštitna ploča će biti zaštićena. Napon cijele baterije je i dalje relativno visok (jer je napon ostalih 15 baterija standardan, a struje još ima). Stoga, napon zaštite od pražnjenja cijelog paketa baterija može reći je li kapacitet cijelog paketa baterija isti (pod uvjetom da svaka baterijska ćelija mora biti potpuno napunjena kada je cijela baterija potpuno napunjena). Ukratko, neuravnoteženi kapacitet ne utječe na trajanje baterije, već samo utječe na sposobnost cijele grupe, stoga pokušajte odabrati sklop sličnog stupnja.

Sastavljena baterija mora postići dobar omski kontaktni otpor između elektroda. Što je manji kontaktni otpor između žice i elektrode, to bolje; inače će se elektroda sa značajnim kontaktnim otporom zagrijati. Ova toplina će se prenijeti na unutrašnjost baterije duž elektrode i utjecati na vijek trajanja baterije. Naravno, očitovanje značajnog otpora montaže je značajan pad napona baterije pod istom strujom pražnjenja. (Dio pada napona je unutarnji otpor ćelije, a dio je sklopljeni kontaktni otpor i otpor žice)

Šesto, važan je odabir zaštitne ploče i upotreba punjenja i pražnjenja

(Podaci su za litijeva željezna fosfatna baterija, princip obične 3.7v baterije je isti, ali su informacije drugačije)

Svrha zaštitne ploče je zaštititi bateriju od prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja, spriječiti jaku struju da ošteti oluju i uravnotežiti napon baterije kada je baterija potpuno napunjena (sposobnost balansiranja je općenito relativno mala, pa ako postoji zaštitna ploča samopražnjene baterije, iznimno je zahtjevna za balansiranje, a postoje i zaštitne ploče koje balansiraju u bilo kojem stanju, odnosno kompenzacija se vrši od početka punjenja, što se čini vrlo rijetko).

Za vijek trajanja baterije, preporuča se da napon punjenja baterije ni u jednom trenutku ne prelazi 3.6v, što znači da napon zaštitnog djelovanja zaštitne ploče nije veći od 3.6v, a balansirani napon preporuča se 3.4v-3.5v (svaka ćelija 3.4v je napunjena više od 99% baterije, odnosi se na statičko stanje, napon će se povećati pri punjenju velikom strujom). Zaštitni napon baterije od pražnjenja je općenito iznad 2.5 V (iznad 2 V nije veliki problem, općenito je mala šansa da se potpuno koristi bez napajanja, tako da ovaj zahtjev nije visok).

Preporučeni maksimalni napon punjača (posljednji korak punjenja može biti način punjenja s najvišim konstantnim naponom) je 3.5*, broj nizova, kao što je oko 56v za 16 redaka. Obično se punjenje može prekinuti na prosječno 3.4 V po ćeliji (u osnovi potpuno napunjeno) kako bi se zajamčio vijek trajanja baterije. Ipak, budući da se zaštitna ploča još nije počela balansirati ako jezgra baterije ima veliko samopražnjenje, s vremenom će se ponašati kao cijela skupina; kapacitet se postupno smanjuje. Stoga je potrebno svaku bateriju redovito puniti na 3.5v-3.6v (npr. svaki tjedan) i držati je nekoliko sati (sve dok je prosjek veći od početnog napona izravnavanja), to je samopražnjenje veće , to će izjednačenje dulje trajati. Samopražnjenje Prevelike baterije teško je balansirati i potrebno ih je eliminirati. Dakle, kada birate zaštitnu ploču, pokušajte odabrati zaštitu od prenapona od 3.6 V i počnite izjednačavanje oko 3.5 V. (Većina prenaponske zaštite na tržištu je iznad 3.8v, a ravnoteža se formira iznad 3.6v). Odabir prikladnog uravnoteženog startnog napona važniji je od zaštitnog napona jer se maksimalni napon može podesiti podešavanjem granice maksimalnog napona punjača (odnosno, zaštitna ploča obično nema šanse za visokonaponsku zaštitu). Ipak, pretpostavimo da je uravnoteženi napon visok. U tom slučaju, baterija nema šanse za ravnotežu (osim ako je napon punjenja veći od ravnotežnog napona, ali to utječe na vijek trajanja baterije), ćelija će se postupno smanjivati ​​zbog kapaciteta samopražnjenja (idealna ćelija s samopražnjenje od 0 ne postoji).

Mogućnost kontinuirane struje pražnjenja zaštitne ploče. Ovo je najgore komentirati. Budući da je trenutna ograničavajuća sposobnost zaštitne ploče besmislena. Na primjer, ako pustite 75nf75 cijev da nastavi propuštati struju od 50a (u ovom trenutku, snaga grijanja je oko 30w, najmanje dvije po 60w u seriji s istom priključkom), sve dok postoji hladnjak dovoljno da se rasprši topline, nema problema. Može se držati na 50a ili čak i više bez spaljivanja cijevi. Ali ne možete reći da ova zaštitna ploča može izdržati struju od 50a jer je većina zaštitnih ploča svih postavljena u kutiju za baterije vrlo blizu baterije ili čak blizu. Stoga će tako visoka temperatura zagrijati bateriju i zagrijati se. Problem je u tome što je visoka temperatura smrtonosni neprijatelj oluje.

Stoga okruženje korištenja zaštitne ploče određuje kako odabrati ograničenje struje (ne trenutni kapacitet same zaštitne ploče). Pretpostavimo da je zaštitna ploča izvađena iz kutije za baterije. U tom slučaju, gotovo svaka zaštitna ploča s hladnjakom može podnijeti kontinuiranu struju od 50a ili čak i veću (trenutno se uzima u obzir samo kapacitet zaštitne ploče i nema potrebe brinuti se da će porast temperature uzrokovati oštećenje baterija). Dalje, autor govori o okruženju koje svi obično koriste, u istom skučenom prostoru kao i baterija. U ovom trenutku, maksimalnu snagu grijanja zaštitne ploče najbolje je kontrolirati ispod 10w (ako je mala zaštitna ploča, treba joj 5w ili manje, a zaštitna ploča velikog volumena može biti više od 10w jer ima dobro odvođenje topline a temperatura neće biti previsoka). Što se tiče koliko je prikladno, preporuča se nastaviti. Maksimalna temperatura cijele ploče ne prelazi 60 stupnjeva kada se primjenjuje struja (najbolje je 50 stupnjeva). Teoretski, što je niža temperatura zaštitne ploče, to bolje, a manje će utjecati na stanice.

Budući da je ista portna ploča spojena u seriju s električnim mosom za punjenje, proizvodnja topline u istoj situaciji dvostruko je veća od druge ploče s priključkom. Za istu proizvodnju topline samo je broj cijevi četiri puta veći (pod pretpostavkom istog modela mos-a). Izračunajmo, ako je kontinuirana struja 50a, tada je unutarnji otpor mos-a dva milioma (potrebno je 5 cijevi 75nf75 da se dobije ovaj ekvivalentni unutarnji otpor), a snaga grijanja je 50*50*0.002=5w. U ovom trenutku, to je moguće (u stvari, mos strujni kapacitet od 2 milliohma unutarnji otpor je veći od 100a, nije problem, ali toplina je velika). Ako se radi o istoj portnoj ploči, potrebno je 4 mos internog otpora od 2 milioma (svaka dva paralelna unutarnja otpora je jedan miliohm, a zatim spojena u seriju, ukupni unutarnji otpor je jednak 2 milijuna 75 cijevi se koristi, ukupan broj je 20). Pretpostavimo da stalna struja od 100a dopušta da snaga grijanja bude 10w. U tom slučaju je potreban vod s unutarnjim otporom od 1 miliohma (naravno, točan ekvivalentni unutarnji otpor može se dobiti MOS paralelnom vezom). Ako je broj različitih priključaka i dalje četiri puta, ako kontinuirana struja od 100a i dalje dopušta maksimalnu snagu grijanja od 5w, tada se može koristiti samo cijev od 0.5 milliohma, što zahtijeva četiri puta veću količinu mos u usporedbi s kontinuiranom strujom od 50a za generiranje iste količina topline). Stoga, kada koristite zaštitnu ploču, odaberite ploču s zanemarivim unutarnjim otporom kako biste smanjili temperaturu. Ako je unutarnji otpor određen, pustite da se ploča i vanjska toplina bolje rasprše. Odaberite zaštitnu ploču i ne slušajte prodavateljev kontinuirani trenutni kapacitet. Samo pitajte ukupni unutarnji otpor strujnog kruga zaštitne ploče i sami ga izračunajte (pitajte koja se vrsta cijevi koristi, kolika je količina i provjerite izračun unutarnjeg otpora). Autor smatra da bi porast temperature zaštitne ploče trebao biti relativno visok ako se isprazni ispod nazivne trajne struje prodavača. Stoga je najbolje odabrati zaštitnu ploču s smanjenim kapacitetom. (Recimo 50a kontinuirano, možete koristiti 30a, trebate 50a konstantu, najbolje je kupiti 80a nominalno kontinuirano). Za korisnike koji koriste CPU od 48 V, preporuča se da ukupni unutarnji otpor zaštitne ploče ne bude veći od dva milioma.

Razlika između iste priključne ploče i različite priključne ploče: ista portna ploča je ista linija za punjenje i pražnjenje, a i punjenje i pražnjenje su zaštićeni.

Različita portna ploča neovisna je o vodovima za punjenje i pražnjenje. Priključak za punjenje štiti samo od prekomjernog punjenja prilikom punjenja i ne štiti ako se ukloni iz priključka za punjenje (ali se može potpuno isprazniti, ali je trenutni kapacitet priključka za punjenje općenito relativno mali). Otvor za pražnjenje štiti od prekomjernog pražnjenja tijekom pražnjenja. Ako se puni iz priključka za pražnjenje, prekomjerno punjenje nije pokriveno (tako da je obrnuto punjenje CPU-a u potpunosti upotrebljivo za drugu ploču priključka. A obrnuto punjenje je manje od utrošene energije, tako da ne brinite o prekomjernom punjenju baterija zbog obrnutog punjenja. Osim ako ne izađete s punim plaćanjem, odmah je nekoliko kilometara nizbrdo. Ako nastavite s eabs obrnutim punjenjem, moguće je prepuniti bateriju, koja ne postoji), ali redovito korištenje punjenja Nikada ne punite iz priključka za pražnjenje, osim ako stalno nadzirete napon punjenja (kao što je privremeno punjenje velike struje u nuždi uz cestu, možete se pouzdati u priključak za pražnjenje i nastaviti voziti bez potpunog punjenja, ne brinite o prekomjernom punjenju)

Izračunajte maksimalnu kontinuiranu struju vašeg motora, odaberite bateriju odgovarajućeg kapaciteta ili snage koja može zadovoljiti ovu konstantnu struju, a porast temperature se kontrolira. Unutarnji otpor zaštitne ploče je što manji. Zaštita od prekomjerne struje zaštitne ploče treba samo zaštitu od kratkih spojeva i drugu zaštitu od neuobičajenog korištenja (ne pokušavajte ograničiti struju koju zahtijevaju kontroler ili motor ograničavanjem propuha zaštitne ploče). Jer ako vaš motor treba struju od 50a, ne koristite zaštitnu ploču za određivanje struje 40a, što će uzrokovati čestu zaštitu. Iznenadni nestanak struje kontrolera lako će oštetiti kontroler.

Sedam, analiza standarda napona litij-ionskih baterija

(1) Napon otvorenog kruga: odnosi se na napon litij-ionske baterije u neradnom stanju. U ovom trenutku nema struje. Kada je baterija potpuno napunjena, razlika potencijala između pozitivne i negativne elektrode baterije obično je oko 3.7 V, a visoka može doseći 3.8 V;

(2) Naponu otvorenog kruga odgovara radni napon, odnosno napon litij-ionske baterije u aktivnom stanju. U ovom trenutku teče struja. Budući da se unutarnji otpor kada teče struja treba prevladati, radni napon je uvijek niži od ukupnog napona u vrijeme struje;

(3) Završni napon: to jest, baterija se ne bi trebala nastaviti prazniti nakon postavljanja na određenu vrijednost napona, koja je određena strukturom litij-ionske baterije, obično zbog zaštitne ploče, napon baterije kada pražnjenje je prekinuto je oko 2.95V;

(4) Standardni napon: U principu, standardni napon naziva se i nazivni napon, koji se odnosi na očekivanu vrijednost razlike potencijala uzrokovane kemijskom reakcijom pozitivnih i negativnih materijala baterije. Nazivni napon litij-ionske baterije je 3.7V. Vidi se da je standardni napon Standardni radni napon;

Sudeći prema naponu četiri gore spomenute litij-ionske baterije, napon litij-ionske baterije uključene u radno stanje ima standardni napon i radni napon. U neradnom stanju, napon litij-ionske baterije je između napona otvorenog kruga i krajnjeg napona zbog litij-ionske baterije. Kemijska reakcija ionske baterije može se koristiti više puta. Stoga, kada je napon litij-ionske baterije na završnom naponu, baterija se mora napuniti. Ako se baterija ne puni dulje vrijeme, njezin životni vijek će se smanjiti ili će se čak ukinuti.