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Principio della scheda di protezione della batteria al litio da 3.7 V: analisi degli standard primari e di tensione della batteria al litio

10 ottobre, 2021

By hoppt

Ampia gamma di usi delle batterie

Lo scopo dello sviluppo dell'alta tecnologia è di far sì che serva meglio l'umanità. Dalla sua introduzione nel 1990, le batterie agli ioni di litio sono aumentate grazie alle loro eccellenti prestazioni e sono state ampiamente utilizzate nella società. Le batterie agli ioni di litio hanno rapidamente occupato molti campi con vantaggi incomparabili rispetto ad altre batterie, come noti telefoni cellulari, computer portatili, piccole videocamere, ecc. Sempre più paesi utilizzano questa batteria per scopi militari. L'applicazione mostra che la batteria agli ioni di litio è una piccola fonte di energia verde ideale.

In secondo luogo, i componenti principali delle batterie agli ioni di litio

(1) Coperchio della batteria

(2) Il materiale attivo con elettrodo positivo è ossido di cobalto di litio

(3) Diaframma: una speciale membrana composita

(4) Elettrodo negativo: il materiale attivo è il carbonio

(5) Elettrolita organico

(6) Alloggiamento della batteria

In terzo luogo, le prestazioni superiori delle batterie agli ioni di litio

(1) Alta tensione di lavoro

(2) Energia specifica maggiore

(3) Ciclo di vita lungo

(4) Basso tasso di autoscarica

(5) Nessun effetto memoria

(6) Nessun inquinamento

Quattro, tipo di batteria al litio e selezione della capacità

Innanzitutto, calcola la corrente continua che la batteria deve fornire in base alla potenza del tuo motore (richiede potenza effettiva e, in generale, la velocità di marcia corrisponde a una potenza reale corrispondente). Ad esempio, supponiamo che il motore abbia una corrente continua di 20a (motore da 1000w a 48v). In tal caso, la batteria deve fornire una corrente di 20 a per lungo tempo. L'aumento della temperatura è lieve (anche se la temperatura esterna è di 35 gradi in estate, è meglio controllare la temperatura della batteria al di sotto dei 50 gradi). Inoltre, se la corrente è 20a a 48v, la sovrappressione raddoppia (96v, come CPU 3) e la corrente continua raggiungerà circa 50a. Se si desidera utilizzare la sovratensione per molto tempo, scegliere una batteria in grado di fornire continuamente una corrente di 50 A (prestare comunque attenzione all'aumento della temperatura). La corrente continua della tempesta qui non è la capacità nominale di scarica della batteria del commerciante. Il commerciante afferma che qualche C (o centinaia di ampere) è la capacità di scarica della batteria e, se viene scaricata a questa corrente, la batteria genererà un forte calore. Se il calore non viene dissipato adeguatamente, la durata della batteria sarà concisa. (E l'ambiente della batteria dei nostri veicoli elettrici è che le batterie sono accumulate e scariche. Fondamentalmente, non rimangono spazi vuoti e la confezione è molto stretta, per non parlare di come forzare il raffreddamento ad aria per dissipare il calore). Il nostro ambiente di utilizzo è molto duro. La corrente di scarica della batteria deve essere ridotta per l'uso. La valutazione della capacità della corrente di scarica della batteria consiste nel vedere quanto è il corrispondente aumento di temperatura della batteria a questa corrente.

L'unico principio discusso qui è l'aumento della temperatura della batteria durante l'uso (l'alta temperatura è il nemico mortale della durata della batteria al litio). È meglio controllare la temperatura della batteria al di sotto di 50 gradi. (Tra 20-30 gradi è meglio). Ciò significa anche che se si tratta di una batteria al litio del tipo di capacità (scarica al di sotto di 0.5 °C), una corrente di scarica continua di 20 A richiede una capacità di oltre 40 Ah (ovviamente, la cosa più cruciale dipende dalla resistenza interna della batteria). Se si tratta di una batteria al litio di tipo power, è consuetudine scaricarsi continuamente secondo 1C. Anche la batteria al litio di tipo A123 a resistenza interna ultrabassa di solito è meglio rimuovere a 1°C (non più di 2°C è meglio, la scarica a 2°C può essere utilizzata solo per mezz'ora e non è molto utile). La scelta della capacità dipende dalle dimensioni dello spazio di archiviazione dell'auto, dal budget di spesa personale e dalla gamma prevista di attività dell'auto. (Le piccole capacità richiedono generalmente una batteria al litio di tipo alimentato)

5. Screening e montaggio delle batterie

Il grande tabù dell'utilizzo di batterie al litio in serie è il grave squilibrio dell'autoscarica della batteria. Finché tutti sono ugualmente sbilanciati, va bene. Il problema è che questo stato è improvvisamente instabile. Una buona batteria ha una piccola autoscarica, una brutta tempesta ha una grande autoscarica e una condizione in cui l'autoscarica non è piccola o meno è generalmente cambiata da buona a cattiva. Stato, questo processo è instabile. Pertanto, è necessario schermare le batterie con grande autoscarica e lasciare solo la batteria con piccola autoscarica (in genere l'autoscarica di prodotti qualificati è piccola e il produttore l'ha misurata e il problema è che molti prodotti non qualificati entrano nel mercato).

Basato su una piccola autoscarica, selezionare serie con capacità simile. Anche se la potenza non è identica, non influirà sulla durata della batteria, ma influirà sulla capacità funzionale dell'intero pacco batteria. Ad esempio, 15 batterie hanno una capacità di 20 ah e solo una batteria è 18 ah, quindi la capacità totale di questo gruppo di batterie può essere solo 18 ah. Al termine dell'utilizzo, la batteria sarà scarica e la scheda di protezione sarà protetta. La tensione dell'intera batteria è ancora relativamente alta (perché la tensione delle altre 15 batterie è standard e c'è ancora elettricità). Pertanto, la tensione di protezione contro lo scaricamento dell'intero pacco batteria può indicare se la capacità dell'intero pacco batteria è la stessa (a condizione che ciascuna cella della batteria debba essere completamente carica quando l'intero pacco batteria è completamente carico). Insomma, la capacità sbilanciata non incide sulla durata della batteria ma influisce solo sulle capacità dell'intero gruppo, quindi provate a scegliere un assieme con grado simile.

La batteria assemblata deve raggiungere una buona resistenza di contatto ohmico tra gli elettrodi. Minore è la resistenza di contatto tra il filo e l'elettrodo, meglio è; in caso contrario, l'elettrodo con una resistenza di contatto significativa si surriscalda. Questo calore verrà trasferito all'interno della batteria lungo l'elettrodo e influirà sulla durata della batteria. Naturalmente, la manifestazione della notevole resistenza di montaggio è la significativa caduta di tensione del pacco batterie a parità di corrente di scarica. (Parte della caduta di tensione è la resistenza interna della cella e parte è la resistenza di contatto assemblata e la resistenza del filo)

Sei, la selezione della scheda di protezione e l'uso di carica e scarica sono importanti

(I dati sono per il batteria al litio ferro fosfato, il principio della normale batteria da 3.7 v è lo stesso, ma le informazioni sono diverse)

Lo scopo della scheda di protezione è proteggere la batteria dal sovraccarico e dalla scarica eccessiva, impedendo che l'alta corrente danneggi la tempesta e bilanciando la tensione della batteria quando la batteria è completamente carica (la capacità di bilanciamento è generalmente relativamente piccola, quindi se c'è un scheda di protezione della batteria autoscarica, è eccezionalmente È difficile da bilanciare, e ci sono anche schede di protezione che si bilanciano in qualsiasi stato, ovvero la compensazione viene eseguita dall'inizio della carica, il che sembra essere molto raro).

Per la durata del pacco batteria, si raccomanda che la tensione di carica della batteria non superi 3.6 V in qualsiasi momento, il che significa che la tensione di azione protettiva della scheda di protezione non è superiore a 3.6 V e si consiglia di bilanciare la tensione 3.4 V-3.5 V (ogni cella 3.4 V è stata caricata per più del 99% della batteria, si riferisce allo stato statico, la tensione aumenterà durante la ricarica con corrente elevata). La tensione di protezione dalla scarica della batteria è generalmente superiore a 2.5 V (sopra i 2 V non è un grosso problema, generalmente ci sono poche possibilità di utilizzarla completamente senza alimentazione, quindi questo requisito non è elevato).

La tensione massima consigliata del caricabatteria (l'ultimo passaggio della carica può essere la modalità di carica a tensione costante più alta) è 3.5*, il numero di stringhe, ad esempio circa 56 V per 16 righe. Di solito, la ricarica può essere interrotta a una media di 3.4 V per cella (sostanzialmente completamente carica) per garantire la durata della batteria. Tuttavia, poiché la scheda di protezione non ha ancora iniziato a bilanciarsi se il nucleo della batteria ha una grande autoscarica, nel tempo si comporterà come un intero gruppo; la capacità diminuisce gradualmente. Pertanto, è necessario caricare regolarmente ogni batteria a 3.5v-3.6v (come ogni settimana) e conservarla per alcune ore (purché la media sia maggiore della tensione di avviamento dell'equalizzazione), maggiore è l'autoscarica , più tempo impiegherà l'equalizzazione. Le batterie sovradimensionate ad autoscarica sono difficili da bilanciare e devono essere eliminate. Quindi, quando si sceglie una scheda di protezione, provare a scegliere la protezione da sovratensione a 3.6 V e avviare l'equalizzazione intorno a 3.5 V. (La maggior parte della protezione da sovratensione sul mercato è superiore a 3.8 v e l'equilibrio si forma sopra 3.6 v). La scelta di una tensione di avviamento bilanciata adeguata è più importante della tensione di protezione perché la tensione massima può essere regolata regolando il limite di tensione massima del caricabatterie (ovvero, la scheda di protezione di solito non ha possibilità di proteggere l'alta tensione). Tuttavia, supponiamo che la tensione bilanciata sia alta. In tal caso, il pacco batteria non ha possibilità di equilibrarsi (a meno che la tensione di carica non sia maggiore della tensione di equilibrio, ma ciò influisca sulla durata della batteria), la cella diminuirà gradualmente a causa della capacità di autoscarica (la cella ideale con un l'autoscarica di 0 non esiste).

La capacità di corrente di scarica continua del pannello di protezione. Questa è la cosa peggiore su cui commentare. Perché l'attuale capacità di limitazione della scheda di protezione non ha senso. Ad esempio, se si lascia che un tubo 75nf75 continui a far passare 50a di corrente (in questo momento, la potenza di riscaldamento è di circa 30w, almeno due 60w in serie con la stessa scheda port), purché vi sia un dissipatore di calore sufficiente per dissipare caldo, non ci sono problemi. Può essere mantenuto a 50a o anche più in alto senza bruciare il tubo. Ma non si può dire che questa scheda di protezione possa durare 50a di corrente perché la maggior parte dei pannelli protettivi di tutti sono posizionati nella scatola della batteria molto vicino alla batteria o addirittura vicino. Pertanto, una temperatura così alta riscalderà la batteria e si surriscalderà. Il problema è che l'alta temperatura è il nemico mortale della tempesta.

Pertanto, l'ambiente di utilizzo della scheda di protezione determina come scegliere il limite di corrente (non la capacità di corrente della scheda di protezione stessa). Supponiamo che la scheda di protezione sia stata estratta dalla scatola della batteria. In tal caso, quasi tutte le schede di protezione con dissipatore di calore possono gestire una corrente continua di 50a o anche superiore (in questo momento viene considerata solo la capacità della scheda di protezione e non c'è bisogno di preoccuparsi dell'aumento della temperatura che causa danni al cella della batteria). Successivamente, l'autore parla dell'ambiente che tutti usano abitualmente, nello stesso spazio ristretto della batteria. In questo momento, la potenza di riscaldamento massima della scheda di protezione è controllata al meglio al di sotto di 10 W (se si tratta di una scheda di protezione piccola, ha bisogno di 5 W o meno e una scheda di protezione di grande volume può essere superiore a 10 W perché ha una buona dissipazione del calore e la temperatura non sarà troppo alta). Per quanto riguarda quanto è appropriato, si consiglia di continuare. La temperatura massima dell'intera scheda non supera i 60 gradi quando viene applicata la corrente (50 gradi è la cosa migliore). Teoricamente, minore è la temperatura della scheda di protezione, meglio e meno influirà sulle celle.

Poiché la stessa scheda portuale è collegata in serie con il mos elettrico di ricarica, la generazione di calore della stessa situazione è doppia rispetto a quella della diversa scheda port. A parità di generazione di calore, solo il numero di tubi è quattro volte superiore (presupposto dello stesso modello di mos). Calcoliamo, se 50a di corrente continua, la resistenza interna mos è di due milliohm (sono necessari 5 tubi 75nf75 per ottenere questa resistenza interna equivalente) e la potenza di riscaldamento è 50*50*0.002=5w. In questo momento, è possibile (infatti, la capacità di corrente massima di 2 milliohm di resistenza interna è superiore a 100a, non è un problema, ma il calore è grande). Se è la stessa ba 4). Supponiamo che la corrente continua di 2a consenta alla potenza di riscaldamento di essere 2w. In tal caso è necessaria una linea con una resistenza interna di 75 milliohm (ovviamente l'esatta resistenza interna equivalente può essere ottenuta tramite collegamento MOS in parallelo). Se il numero di porte diverse è ancora quattro volte, se la corrente continua di 20a consente ancora la potenza di riscaldamento massima di 100w, è possibile utilizzare solo un tubo da 10 milliohm, che richiede una quantità di mos quattro volte superiore rispetto a una corrente continua di 1a per generare la stessa quantità di calore). Pertanto, quando si utilizza la scheda di protezione, scegliere una scheda con resistenza interna trascurabile per ridurre la temperatura. Se è stata determinata la resistenza interna, lasciare che la scheda e il calore esterno si dissipino meglio. Scegli la scheda di protezione e non ascoltare la capacità di corrente continua del venditore. Basta chiedere la resistenza interna totale del circuito di scarica della scheda di protezione e calcolarla da soli (chiedere che tipo di tubo viene utilizzato, quanta quantità viene utilizzata e verificare da soli il calcolo della resistenza interna). L'autore ritiene che se viene scaricato sotto la corrente continua nominale del venditore, l'aumento di temperatura del pannello di protezione dovrebbe essere relativamente elevato. Pertanto, è meglio selezionare una scheda di protezione con declassamento. (Diciamo 100a continua, puoi usare 5a, hai bisogno di 0.5a costante, è meglio acquistare 50a nominale continua). Per gli utenti che utilizzano una CPU 50v, si consiglia che la resistenza interna totale della scheda di protezione non sia superiore a due milliohm.

La differenza tra la stessa scheda port e la scheda port diversa: la stessa scheda port è la stessa linea di carica e scarica e sia la carica che la scarica sono protette.

La diversa babordo è indipendente dalle linee di carico e scarico. La porta di ricarica protegge solo dal sovraccarico durante la ricarica e non protegge se viene rimossa dalla porta di ricarica (ma può scaricarsi completamente, ma la capacità attuale della porta di ricarica è generalmente relativamente piccola). La porta di scarico protegge da una scarica eccessiva durante la scarica. Se la ricarica dalla porta di scarica, il sovraccarico non è coperto (quindi la ricarica inversa della CPU è interamente utilizzabile per la scheda porta diversa. E la ricarica inversa è minore dell'energia utilizzata, quindi non preoccuparti di sovraccaricare il batteria a causa della ricarica inversa. A meno che non si esca con il pagamento completo, sono subito alcuni chilometri in discesa. Se si continua ad avviare la ricarica inversa eabs è possibile sovraccaricare la batteria, che non esiste), ma uso regolare della ricarica Non caricare mai dalla porta di scarica, a meno che non si monitori costantemente la tensione di carica (come la ricarica temporanea ad alta corrente di emergenza su strada, puoi fidarti della porta di scarica e continuare a guidare senza essere completamente carico, non preoccuparti del sovraccarico)

Calcola la corrente continua massima del tuo motore, seleziona una batteria con una capacità o potenza adeguata in grado di soddisfare questa corrente costante e l'aumento della temperatura è controllato. La resistenza interna della scheda di protezione è la più piccola possibile. La protezione da sovracorrente della scheda di protezione necessita solo di protezione da cortocircuito e altra protezione da uso anomalo (non cercare di limitare la corrente richiesta dal controller o dal motore limitando il tiraggio della scheda di protezione). Perché se il tuo motore ha bisogno di 50a di corrente, non usi la scheda di protezione per determinare la corrente di 40a, che causerà una protezione frequente. L'improvvisa interruzione di corrente del controller danneggerà facilmente il controller.

Sette, analisi standard di tensione delle batterie agli ioni di litio

(1) Tensione a circuito aperto: si riferisce alla tensione di una batteria agli ioni di litio in uno stato non funzionante. In questo momento, non c'è corrente che scorre. Quando la batteria è completamente carica, la differenza di potenziale tra gli elettrodi positivo e negativo della batteria è solitamente di circa 3.7 V e l'altezza massima può raggiungere 3.8 V;

(2) Alla tensione di circuito aperto corrisponde la tensione di lavoro, ovvero la tensione della batteria agli ioni di litio nello stato attivo. In questo momento, c'è corrente che scorre. Poiché la resistenza interna al passaggio della corrente deve essere superata, la tensione di esercizio è sempre inferiore alla tensione totale al momento dell'elettricità;

(3) Tensione di terminazione: ovvero la batteria non deve continuare a scaricarsi dopo essere stata posta ad un valore di tensione specifico, che è determinato dalla struttura della batteria agli ioni di litio, solitamente a causa della piastra di protezione, la tensione della batteria quando la scarica terminata è di circa 2.95V;

(4) Tensione standard: In linea di principio, la tensione standard è anche chiamata tensione nominale, che si riferisce al valore atteso della differenza di potenziale causata dalla reazione chimica dei materiali positivi e negativi della batteria. La tensione nominale della batteria agli ioni di litio è di 3.7 V. Si può vedere che la tensione standard è la tensione di lavoro standard;

A giudicare dalla tensione delle quattro batterie agli ioni di litio sopra menzionate, la tensione della batteria agli ioni di litio coinvolta nello stato di funzionamento ha una tensione e una tensione di lavoro standard. Nella condizione non funzionante, la tensione della batteria agli ioni di litio è compresa tra la tensione a circuito aperto e la tensione finale a causa della batteria agli ioni di litio. La reazione chimica della batteria a ioni può essere utilizzata ripetutamente. Pertanto, quando la tensione della batteria agli ioni di litio è alla tensione di terminazione, la batteria deve essere caricata. Se la batteria non viene caricata per molto tempo, la durata della batteria sarà ridotta o addirittura rottamata.

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