Strona główna / Blog / Wiedza o bateriach / Zasada płyty zabezpieczającej baterię litową 3.7 V - analiza podstawowych i napięciowych standardów baterii litowej;

Zasada płyty zabezpieczającej baterię litową 3.7 V - analiza podstawowych i napięciowych standardów baterii litowej;

10 Październik 2021

By hoppt

Szeroki zakres zastosowań baterii

Celem rozwoju wysokiej technologii jest sprawienie, by lepiej służyła ludzkości. Od czasu wprowadzenia na rynek w 1990 r. akumulatory litowo-jonowe wzrosły ze względu na ich doskonałą wydajność i są szeroko stosowane w społeczeństwie. Baterie litowo-jonowe szybko zajęły wiele dziedzin z nieporównywalną przewagą nad innymi bateriami, takimi jak znane telefony komórkowe, notebooki, małe kamery wideo itp. Coraz więcej krajów używa tej baterii do celów wojskowych. Aplikacja pokazuje, że akumulator litowo-jonowy jest idealnym małym zielonym źródłem energii.

Po drugie, główne składniki akumulatorów litowo-jonowych

(1) Pokrywa baterii

(2) Dodatni materiał aktywny elektrody to tlenek litowo-kobaltowy

(3) Membrana – specjalna membrana kompozytowa

(4) Elektroda ujemna - aktywnym materiałem jest węgiel

(5) Elektrolit organiczny

(6) obudowa baterii

Po trzecie, doskonała wydajność akumulatorów litowo-jonowych

(1) Wysokie napięcie robocze

(2) Większa energia właściwa

(3) Długi cykl życia

(4) Niski wskaźnik samorozładowania

(5) Brak efektu pamięci

(6) Brak zanieczyszczeń

Cztery, typ baterii litowej i wybór pojemności

Najpierw oblicz ciągły prąd, który bateria musi zapewnić, w oparciu o moc silnika (wymaga rzeczywistej mocy i ogólnie prędkość jazdy odpowiada odpowiedniej mocy rzeczywistej). Załóżmy na przykład, że silnik ma ciągły prąd 20a (silnik 1000w przy 48v). W takim przypadku bateria musi przez długi czas dostarczać prąd o natężeniu 20A. Wzrost temperatury jest niewielki (nawet jeśli latem temperatura na zewnątrz wynosi 35 stopni, najlepiej kontrolować temperaturę akumulatora poniżej 50 stopni). Ponadto, jeśli prąd wynosi 20a przy 48v, nadciśnienie podwaja się (96v, tak jak CPU 3), a ciągły prąd osiągnie około 50a. Jeśli chcesz używać przepięć przez długi czas, wybierz baterię, która może stale dostarczać prąd 50a (nadal zwracaj uwagę na wzrost temperatury). Ciągły prąd burzy tutaj nie jest nominalną zdolnością rozładowania akumulatora kupca. Sprzedawca twierdzi, że kilka C (lub setki amperów) to pojemność rozładowania akumulatora, a jeśli zostanie rozładowany przy tym prądzie, akumulator wygeneruje silne ciepło. Jeśli ciepło nie zostanie odpowiednio rozproszone, żywotność baterii będzie zwięzła. (A środowisko akumulatorów w naszych pojazdach elektrycznych polega na tym, że akumulatory są spiętrzone i rozładowywane. Zasadniczo nie pozostają żadne luki, a opakowanie jest bardzo ciasne, nie mówiąc już o tym, jak wymusić chłodzenie powietrzem w celu rozproszenia ciepła). Nasze środowisko użytkowania jest bardzo trudne. Prąd rozładowania akumulatora musi zostać obniżony przed użyciem. Ocena zdolności prądu rozładowania akumulatora ma na celu sprawdzenie, jak duży jest odpowiedni wzrost temperatury akumulatora przy tym prądzie.

Jedyną omawianą tu zasadą jest wzrost temperatury baterii podczas użytkowania (wysoka temperatura jest śmiertelnym wrogiem żywotności baterii litowej). Najlepiej kontrolować temperaturę akumulatora poniżej 50 stopni. (najlepiej między 20-30 stopni). Oznacza to również, że jeśli jest to bateria litowa pojemnościowa (rozładowana poniżej 0.5C), ciągły prąd rozładowania 20a wymaga pojemności powyżej 40ah (oczywiście najważniejsza jest rezystancja wewnętrzna akumulatora). Jeśli jest to bateria litowa typu power, zwykle rozładowuje się w sposób ciągły zgodnie z 1C. Nawet baterię litową A123 o bardzo niskiej rezystancji wewnętrznej zwykle najlepiej jest usunąć przy 1C (nie więcej niż 2C jest lepsze, rozładowanie 2C może być używane tylko przez pół godziny i nie jest zbyt przydatne). Wybór pojemności uzależniony jest od wielkości przestrzeni ładunkowej samochodu, budżetu wydatków osobistych oraz przewidywanego zakresu czynności auta. (Mała zdolność zwykle wymaga baterii litowej typu power)

5. Ekranowanie i montaż akumulatorów

Dużym tabu związanym z szeregowym używaniem baterii litowych jest poważny brak równowagi w samorozładowaniu baterii. Dopóki wszyscy są jednakowo niezrównoważeni, jest w porządku. Problem w tym, że stan ten jest nagle niestabilny. Dobra bateria ma niewielkie samorozładowanie, zła burza ma duże samorozładowanie, a stan, w którym samorozładowanie nie jest małe lub nie, zwykle zmienia się z dobrego na zły. Państwa, ten proces jest niestabilny. Dlatego konieczne jest odseparowanie akumulatorów o dużym samorozładowaniu i pozostawienie tylko akumulatorów o małym samorozładowaniu (ogólnie samorozładowanie kwalifikowanych produktów jest niewielkie, a producent to zmierzył, a problem polega na tym, że na rynek trafia wiele niekwalifikowanych produktów).

Na podstawie małego samorozładowania wybierz serie o podobnej pojemności. Nawet jeśli moc nie jest identyczna, nie wpłynie to na żywotność baterii, ale wpłynie na sprawność całego zestawu baterii. Na przykład 15 baterii ma pojemność 20 Ah, a tylko jedna bateria ma 18 Ah, więc łączna pojemność tej grupy akumulatorów może wynosić tylko 18 Ah. Pod koniec użytkowania bateria będzie rozładowana, a płyta ochronna będzie chroniona. Napięcie całej baterii jest nadal stosunkowo wysokie (ponieważ napięcie pozostałych 15 baterii jest standardowe, a prąd nadal jest). Dlatego napięcie ochrony przed rozładowaniem całego zestawu akumulatorów może określić, czy pojemność całego zestawu akumulatorów jest taka sama (pod warunkiem, że każde ogniwo akumulatora musi być w pełni naładowane, gdy cały zestaw akumulatorów jest w pełni naładowany). Krótko mówiąc, niezrównoważona pojemność nie wpływa na żywotność baterii, a jedynie wpływa na możliwości całej grupy, dlatego staraj się wybrać montaż o podobnym stopniu.

Zmontowany akumulator musi osiągnąć dobrą omową rezystancję styku między elektrodami. Im mniejsza rezystancja styku między drutem a elektrodą, tym lepiej; w przeciwnym razie elektroda o znacznej rezystancji styku nagrzeje się. To ciepło zostanie przeniesione do wnętrza baterii wzdłuż elektrody i wpłynie na żywotność baterii. Oczywiście przejawem znacznej rezystancji montażu jest znaczny spadek napięcia pakietu akumulatorów przy tym samym prądzie rozładowania. (Część spadku napięcia to rezystancja wewnętrzna ogniwa, a część to zmontowana rezystancja styku i rezystancja przewodu)

Sześć, wybór płyty ochronnej oraz ładowanie i rozładowywanie mają znaczenie

(Dane dotyczą bateria litowo-żelazowo-fosforanowa, zasada zwykłej baterii 3.7 v jest taka sama, ale informacje są inne)

Celem płyty ochronnej jest ochrona akumulatora przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem, zapobieganie uszkodzeniu burzy przez wysoki prąd i równoważenie napięcia akumulatora, gdy akumulator jest w pełni naładowany (zdolność równoważenia jest zwykle stosunkowo niewielka, więc jeśli występuje samorozładowaną płytkę zabezpieczającą akumulator, jest to wyjątkowo trudne do wyważenia, a są też płytki zabezpieczające, które balansują w dowolnym stanie, czyli kompensacja jest wykonywana od początku ładowania, co wydaje się być bardzo rzadkie).

Przez cały okres eksploatacji akumulatora zaleca się, aby napięcie ładowania akumulatora w żadnym momencie nie przekraczało 3.6 V, co oznacza, że ​​napięcie działania ochronnego płyty zabezpieczającej nie jest wyższe niż 3.6 V, a napięcie zbalansowane jest zalecane 3.4v-3.5v (każda komórka 3.4v została naładowana w ponad 99% baterii, odnosi się do stanu statycznego, napięcie wzrośnie podczas ładowania dużym prądem). Napięcie ochrony akumulatora przed rozładowaniem wynosi na ogół powyżej 2.5 V (powyżej 2 V nie jest to duży problem, generalnie istnieje niewielka szansa na użycie go całkowicie bez zasilania, więc wymóg ten nie jest wysoki).

Zalecane maksymalne napięcie ładowarki (ostatnim etapem ładowania może być tryb ładowania z najwyższym stałym napięciem) to 3.5*, czyli liczba ciągów, np. około 56V na 16 rzędów. Zwykle ładowanie można odciąć przy średnio 3.4 V na ogniwo (w zasadzie w pełni naładowane), aby zagwarantować żywotność baterii. Mimo to, ponieważ płyta ochronna nie zaczęła się jeszcze balansować, jeśli rdzeń akumulatora ma duże samorozładowanie, z czasem będzie się zachowywać jak cała grupa; pojemność stopniowo się zmniejsza. Dlatego konieczne jest regularne ładowanie każdego akumulatora do 3.5 V-3.6 V (tak jak co tydzień) i trzymanie go przez kilka godzin (o ile średnia jest większa niż napięcie początkowe wyrównania), tym większe samorozładowanie , tym dłużej trwa korekcja. Samorozładowujące się akumulatory Oversized są trudne do wyważenia i należy je wyeliminować. Dlatego wybierając płytkę zabezpieczającą, spróbuj wybrać zabezpieczenie przeciwprzepięciowe 3.6v i rozpocznij wyrównanie w okolicach 3.5v. (Większość zabezpieczeń przeciwprzepięciowych na rynku wynosi powyżej 3.8v, a równowaga kształtuje się powyżej 3.6v). Wybór odpowiedniego zrównoważonego napięcia początkowego jest ważniejszy niż napięcie ochronne, ponieważ maksymalne napięcie można regulować, dostosowując maksymalny limit napięcia ładowarki (to znaczy, że płyta ochronna zwykle nie ma szans na zabezpieczenie przed wysokim napięciem). Załóżmy jednak, że zbalansowane napięcie jest wysokie. W takim przypadku akumulator nie ma szans na zbilansowanie (chyba, że ​​napięcie ładowania jest większe od napięcia równowagi, ale ma to wpływ na żywotność akumulatora), ogniwo będzie się stopniowo zmniejszać ze względu na zdolność samorozładowania (idealne ogniwo o samorozładowanie 0 nie istnieje).

Ciągły prąd rozładowania płyty ochronnej. To najgorsza rzecz do komentowania. Ponieważ obecna zdolność ograniczania płyty ochronnej jest bez znaczenia. Na przykład, jeśli pozwolisz, aby lampa 75nf75 nadal przepuszczała prąd 50A (w tym czasie moc grzewcza wynosi około 30W, co najmniej dwa 60W szeregowo z tą samą płytą portu), o ile jest wystarczająco radiatora do rozproszenia ciepło, nie ma problemu. Może być trzymany na poziomie 50a lub nawet wyższym bez spalania tuby. Ale nie można powiedzieć, że ta płyta ochronna może wytrzymać prąd 50A, ponieważ większość paneli ochronnych każdego użytkownika jest umieszczona w pojemniku na baterie bardzo blisko akumulatora lub nawet blisko. Dlatego tak wysoka temperatura spowoduje nagrzanie akumulatora i nagrzanie go. Problem w tym, że wysoka temperatura jest śmiertelnym wrogiem burzy.

W związku z tym środowisko użytkowania płyty zabezpieczającej określa, jak wybrać ograniczenie prądu (nie aktualną pojemność samej płyty zabezpieczającej). Załóżmy, że płyta ochronna jest wyjęta z pojemnika na baterie. W takim przypadku prawie każda płyta ochronna z radiatorem może wytrzymać ciągły prąd o wartości 50a lub nawet wyższy (w tej chwili pod uwagę brana jest tylko wydajność płyty ochronnej i nie ma potrzeby martwić się o wzrost temperatury powodujący uszkodzenie ogniwo baterii). Następnie autor opowiada o środowisku, z którego zwykle korzysta każdy, w tej samej ograniczonej przestrzeni, co bateria. W tej chwili maksymalna moc grzewcza płyty ochronnej jest najlepiej kontrolowana poniżej 10 W (jeśli jest to mała płyta ochronna, potrzebuje 5 W lub mniej, a płyta ochronna o dużej objętości może mieć więcej niż 10 W, ponieważ ma dobre odprowadzanie ciepła a temperatura nie będzie zbyt wysoka). Jeśli chodzi o to, ile jest odpowiednie, zaleca się kontynuowanie. Maksymalna temperatura całej płyty nie przekracza 60 stopni przy doprowadzeniu prądu (najlepiej 50 stopni). Teoretycznie im niższa temperatura płyty ochronnej, tym lepiej i tym mniej wpłynie to na ogniwa.

Ponieważ ta sama płyta portu jest połączona szeregowo z ładującym elektrycznym mosem, wytwarzanie ciepła w tej samej sytuacji jest dwukrotnie większe niż w przypadku innej płyty portu. Przy tym samym wytwarzaniu ciepła tylko liczba lamp jest czterokrotnie wyższa (w założeniu tego samego modelu mos). Policzmy, że jeśli prąd ciągły wynosi 50a, to rezystancja wewnętrzna mos wynosi dwa miliomy (do uzyskania tej równoważnej rezystancji wewnętrznej potrzeba 5 rur 75nf75), a moc grzewcza wynosi 50*50*0.002=5w. W tej chwili jest to możliwe (w rzeczywistości pojemność prądowa mos przy rezystancji wewnętrznej 2 miliomów jest większa niż 100a, to żaden problem, ale ciepło jest duże). Jeśli jest to ta sama płyta portu, potrzebne są 4 2 miliomy rezystancji wewnętrznej mos (każda dwie równoległe rezystancja wewnętrzna to jeden miliom, a następnie połączone szeregowo, całkowita rezystancja wewnętrzna wynosi 2 miliony 75 rurek, całkowita liczba wynosi 20). Załóżmy, że ciągły prąd 100a pozwala na moc grzewczą 10W. W takim przypadku wymagana jest linia o rezystancji wewnętrznej 1 milioma (oczywiście dokładnie równoważną rezystancję wewnętrzną można uzyskać przez połączenie równoległe MOS). Jeśli liczba różnych portów jest nadal czterokrotna, jeśli ciągły prąd 100a nadal pozwala na maksymalną moc grzewczą 5W, wówczas można użyć tylko rury 0.5 miliomów, co wymaga czterokrotnej ilości mos w porównaniu do 50a ciągłego prądu, aby wygenerować to samo ilość ciepła). Dlatego korzystając z płyty ochronnej, wybierz płytę o znikomej rezystancji wewnętrznej, aby obniżyć temperaturę. Jeśli opór wewnętrzny został określony, proszę pozwolić płytce i ciepłu zewnętrznemu lepiej rozproszyć. Wybierz płytę zabezpieczającą i nie słuchaj ciągłej wydajności prądowej sprzedawcy. Po prostu zapytaj o całkowitą rezystancję wewnętrzną obwodu rozładowania płytki zabezpieczającej i oblicz ją samodzielnie (zapytaj, jaki rodzaj rury jest używany, ile jest zużyta i sprawdź samodzielnie obliczenia rezystancji wewnętrznej). Autor uważa, że ​​jeśli jest rozładowywany pod stałym prądem znamionowym sprzedawcy, wzrost temperatury płyty ochronnej powinien być stosunkowo duży. Dlatego najlepiej wybrać płytę ochronną z obniżeniem wartości znamionowych. (Powiedz 50a ciągły, możesz użyć 30a, potrzebujesz stałej 50a, najlepiej kupić nominalną ciągłość 80a). W przypadku użytkowników korzystających z procesora 48v zaleca się, aby całkowita rezystancja wewnętrzna płyty zabezpieczającej nie przekraczała dwóch miliomów.

Różnica między tą samą płytą portu a inną płytą portu: ta sama płyta portu to ta sama linia do ładowania i rozładowywania, a zarówno ładowanie, jak i rozładowywanie są chronione.

Inna płyta portu jest niezależna od linii ładowania i rozładowania. Port ładowania chroni tylko przed przeładowaniem podczas ładowania i nie chroni, jeśli zostanie wyjęty z portu ładowania (ale może się całkowicie rozładować, ale pojemność prądowa portu ładowania jest ogólnie stosunkowo niewielka). Port rozładunkowy chroni przed nadmiernym rozładowaniem podczas rozładunku. W przypadku ładowania z portu rozładowania nadmierne ładowanie nie jest objęte (więc odwrotne ładowanie procesora jest w pełni użyteczne dla innej płyty portu. A odwrotne ładowanie jest mniejsze niż zużyta energia, więc nie martw się o przeładowanie akumulator z powodu odwrotnego ładowania.Jeśli nie wyjdziesz z pełną opłatą, to od razu jest kilka kilometrów w dół.Jeżeli zaczniesz eabs odwrotne ładowanie, możliwe jest przeładowanie akumulatora, którego nie ma), ale regularne ładowanie Nigdy nie ładuj z portu rozładowania, chyba że stale monitorujesz napięcie ładowania (takie jak tymczasowe awaryjne ładowanie wysokoprądowe na poboczu drogi, możesz ufać z portu rozładowania i kontynuować jazdę bez pełnego naładowania, nie martw się o przeładowanie)

Oblicz maksymalny prąd ciągły swojego silnika, wybierz akumulator o odpowiedniej pojemności lub mocy, która jest w stanie sprostać temu stałemu prądowi, a wzrost temperatury jest kontrolowany. Rezystancja wewnętrzna płyty ochronnej jest jak najmniejsza. Zabezpieczenie nadprądowe płyty zabezpieczającej wymaga tylko ochrony przed zwarciem i innej ochrony przed nieprawidłowym użytkowaniem (nie próbuj ograniczać prądu wymaganego przez sterownik lub silnik poprzez ograniczenie ciągu płyty zabezpieczającej). Ponieważ jeśli twój silnik potrzebuje prądu 50a, nie używasz płyty zabezpieczającej do określenia prądu 40a, co spowoduje częstą ochronę. Nagła awaria zasilania sterownika łatwo go uszkodzi.

Siedem, standardowa analiza napięcia akumulatorów litowo-jonowych

(1) Napięcie obwodu otwartego: odnosi się do napięcia akumulatora litowo-jonowego w stanie niedziałającym. W tej chwili nie płynie prąd. Gdy akumulator jest w pełni naładowany, różnica potencjałów między dodatnimi i ujemnymi elektrodami akumulatora wynosi zwykle około 3.7 V, a wysoka może osiągnąć 3.8 V;

(2) Odpowiadające napięciu obwodu otwartego jest napięcie robocze, to znaczy napięcie akumulatora litowo-jonowego w stanie aktywnym. W tej chwili płynie prąd. Ponieważ rezystancja wewnętrzna, gdy płynie prąd, ma zostać pokonana, napięcie robocze jest zawsze niższe niż całkowite napięcie w czasie prądu;

(3) Napięcie końcowe: oznacza to, że bateria nie powinna być nadal rozładowywana po umieszczeniu na określonej wartości napięcia, która jest określona przez strukturę akumulatora litowo-jonowego, zwykle ze względu na płytę ochronną, napięcie akumulatora, gdy wyładowanie jest zakończone wynosi około 2.95V;

(4) Napięcie standardowe: Zasadniczo napięcie standardowe jest również nazywane napięciem znamionowym, które odnosi się do oczekiwanej wartości różnicy potencjałów spowodowanej reakcją chemiczną materiałów dodatnich i ujemnych akumulatora. Napięcie znamionowe akumulatora litowo-jonowego wynosi 3.7 V. Można zauważyć, że standardowe napięcie to standardowe napięcie robocze;

Sądząc po napięciu czterech akumulatorów litowo-jonowych wymienionych powyżej, napięcie akumulatora litowo-jonowego biorącego udział w stanie roboczym ma standardowe napięcie i napięcie robocze. W stanie niedziałającym napięcie akumulatora litowo-jonowego jest między napięciem obwodu otwartego a napięciem końcowym ze względu na akumulator litowo-jonowy. Reakcja chemiczna baterii jonowej może być używana wielokrotnie. Dlatego, gdy napięcie akumulatora litowo-jonowego jest na poziomie napięcia końcowego, należy go naładować. Jeśli akumulator nie jest ładowany przez długi czas, żywotność akumulatora ulegnie skróceniu, a nawet złomowaniu.

zamknij_biały
zamknięte

Napisz zapytanie tutaj

odpowiedz w ciągu 6 godzin, wszelkie pytania są mile widziane!