Принцип заштитне плоче литијумске батерије од 3.7 В - анализа примарних и напонских стандарда литијумске батерије

Широк спектар употребе батерија

Сврха развоја високе технологије је да она боље служи човечанству. Од свог увођења 1990. године, литијум-јонске батерије су се повећале због својих одличних перформанси и нашле су широку примену у друштву. Литијум-јонске батерије брзо су заузеле многе области са неупоредивим предностима у односу на друге батерије, као што су добро познати мобилни телефони, нотебоок рачунари, мале видео камере, итд. Све више земаља користи ову батерију у војне сврхе. Апликација показује да је литијум-јонска батерија идеалан мали зелени извор напајања.

Друго, главне компоненте литијум-јонских батерија

(1) Поклопац батерије

(2) Материјал са позитивним електродама је литијум кобалт оксид

(3) Дијафрагма - посебна композитна мембрана

(4) Негативна електрода - активни материјал је угљеник

(5) Органски електролит

(6) Кућиште за батерије

Треће, супериорне перформансе литијум-јонских батерија

(1) Висок радни напон

(2) Већа специфична енергија

(3) Дуг животни век циклуса

(4) Ниска стопа самопражњења

(5) Нема ефекта меморије

(6) Без загађења

Четири, тип литијумске батерије и избор капацитета

Прво, израчунајте континуирану струју коју батерија треба да обезбеди на основу снаге вашег мотора (захтева стварну снагу, и генерално, брзина вожње одговара одговарајућој стварној снази). На пример, претпоставимо да мотор има континуирану струју од 20а (мотор 1000в на 48в). У том случају, батерија треба да обезбеди струју од 20а дуго времена. Пораст температуре је плитак (чак и ако је температура вани 35 степени лети, температуру батерије је најбоље контролисати испод 50 степени). Поред тога, ако је струја 20а на 48в, надпритисак се удвостручује (96в, као што је ЦПУ 3), а континуирана струја ће достићи око 50а. Ако желите да користите пренапон дуже време, молимо вас да изаберете батерију која може континуирано да обезбеди струју од 50а (и даље обратите пажњу на пораст температуре). Непрекидна струја олује овде није номинални капацитет пражњења батерије трговца. Трговац тврди да је неколико Ц (или стотине ампера) капацитет пражњења батерије, а ако се испразни овом струјом, батерија ће генерисати јаку топлоту. Ако се топлота не распрши на одговарајући начин, век трајања батерије ће бити сажет. (А окружење батерија наших електричних возила је да се батерије гомилају и празне. У суштини, не остају празнине, а паковање је веома чврсто, а камоли како да се форсира хлађење ваздуха да би се топлота распршила). Наше окружење за коришћење је веома тешко. Струја пражњења батерије мора бити смањена за употребу. Процена способности струје пражњења батерије је да се види колико је одговарајући пораст температуре батерије при овој струји.

Једини принцип о коме се овде говори је пораст температуре батерије током употребе (висока температура је смртоносни непријатељ века литијумске батерије). Најбоље је контролисати температуру батерије испод 50 степени. (Најбоље је између 20-30 степени). То такође значи да ако се ради о литијумској батерији типа капацитета (испражњена испод 0.5Ц), континуирана струја пражњења од 20а захтева капацитет већи од 40ах (наравно, оно што је најважније зависи од унутрашњег отпора батерије). Ако је у питању литијумска батерија за напајање, уобичајено је да се непрекидно празни према 1Ц. Чак је и литијумску батерију типа А123 ултра-ниског унутрашњег отпора обично најбоље уклонити на 1Ц (не више од 2Ц је боље, пражњење од 2Ц може да се користи само пола сата и није много корисно). Избор капацитета зависи од величине простора за складиштење аутомобила, буџета за личне трошкове и очекиваног опсега активности аутомобила. (Мала способност генерално захтева литијумску батерију типа напајања)

5. Сцреенинг и монтажа батерија

Велики табу коришћења литијумских батерија у серији је тешка неравнотежа самопражњења батерије. Све док су сви подједнако неуравнотежени, у реду је. Проблем је што је ово стање нагло нестабилно. Добра батерија има мало самопражњење, лоша олуја има велико самопражњење, а стање где самопражњење није мало или није се генерално мења из доброг у лоше. Држава, овај процес је нестабилан. Због тога је потребно избацити батерије са великим самопражњењем и оставити само батерије са малим самопражњењем (генерално, самопражњење квалификованих производа је мало, а произвођач га је измерио, а проблем је што многи неквалификовани производи улазе на тржиште).

На основу малог самопражњења, изаберите серије са сличним капацитетом. Чак и ако снага није идентична, то неће утицати на век трајања батерије, али ће утицати на функционалну способност целог комплета батерија. На пример, 15 батерија има капацитет од 20ах, а само једна батерија је 18ах, тако да укупан капацитет ове групе батерија може бити само 18ах. На крају употребе, батерија ће бити мртва, а заштитна плоча ће бити заштићена. Напон целе батерије је и даље релативно висок (јер је напон осталих 15 батерија стандардан, а струје још има). Стога, напон заштите од пражњења читавог пакета батерија може рећи да ли је капацитет целог пакета батерија исти (под условом да свака ћелија батерије мора бити потпуно напуњена када је цео комплет батерија потпуно напуњен). Укратко, неуравнотежен капацитет не утиче на век трајања батерије, већ утиче само на способност целе групе, па покушајте да изаберете склоп сличног степена.

Састављена батерија мора да постигне добар омски контактни отпор између електрода. Што је мањи контактни отпор између жице и електроде, то боље; у супротном ће се загрејати електрода са значајним контактним отпором. Ова топлота ће се пренети на унутрашњост батерије дуж електроде и утицати на век трајања батерије. Наравно, манифестација значајног отпора монтаже је значајан пад напона батерије под истом струјом пражњења. (Део пада напона је унутрашњи отпор ћелије, а део је склопљени контактни отпор и отпор жице)

Шесто, важан је избор заштитне плоче и употреба пуњења и пражњења

(Подаци су за литијум гвожђе фосфатна батерија, принцип обичне 3.7в батерије је исти, али су информације другачије)

Сврха заштитне плоче је да заштити батерију од прекомерног пуњења и пражњења, спречавајући да велика струја оштети олују и балансира напон батерије када је батерија потпуно напуњена (способност балансирања је генерално релативно мала, тако да ако постоји заштитна плоча самопражњене батерије, изузетно је захтевна за балансирање, а постоје и заштитне плоче које балансирају у било ком стању, односно компензација се врши од почетка пуњења, што се чини веома ретко).

За животни век батерије, препоручује се да напон пуњења батерије ни у једном тренутку не прелази 3.6в, што значи да напон заштитног дејства заштитне плоче није већи од 3.6в, а балансирани напон се препоручује да буде 3.4в-3.5в (свака ћелија 3.4в је напуњена више од 99% батерије, односи се на статичко стање, напон ће се повећати када се пуни великом струјом). Заштитни напон батерије од пражњења је генерално изнад 2.5в (изнад 2в није велики проблем, генерално су мале шансе да се потпуно користи без напајања, тако да овај захтев није висок).

Препоручени максимални напон пуњача (последњи корак пуњења може бити режим пуњења највишег константног напона) је 3.5*, број низова, као што је око 56в за 16 редова. Обично се пуњење може прекинути на просечно 3.4 В по ћелији (у основи потпуно напуњено) да би се гарантовао век трајања батерије. Ипак, пошто заштитна плоча још није почела да се балансира ако језгро батерије има велико самопражњење, временом ће се понашати као цела група; капацитет се постепено смањује. Због тога је потребно редовно пунити сваку батерију на 3.5в-3.6в (као на пример сваке недеље) и држати је неколико сати (све док је просек већи од почетног напона изједначавања), то је веће самопражњење , што ће изједначење дуже трајати. Самопражњене Превелике батерије је тешко балансирати и потребно их је елиминисати. Дакле, када бирате заштитну плочу, покушајте да изаберете заштиту од пренапона од 3.6 В и започните изједначавање око 3.5 В. (Већина пренапонске заштите на тржишту је изнад 3.8в, а равнотежа се формира изнад 3.6в). Избор одговарајућег балансираног стартног напона је важнији од заштитног напона јер се максимални напон може подесити подешавањем границе максималног напона пуњача (односно, заштитна плоча обично нема шансе да ради високонапонску заштиту). Ипак, претпоставимо да је балансирани напон висок. У том случају, батерија нема шансе да се балансира (осим ако је напон пуњења већи од равнотежног напона, али то утиче на век трајања батерије), ћелија ће се постепено смањивати због капацитета самопражњења (идеална ћелија са самопражњење од 0 не постоји).

Могућност континуиране струје пражњења заштитне плоче. Ово је најгоре коментарисати. Зато што је тренутна ограничавајућа способност заштитне плоче бесмислена. На пример, ако пустите 75нф75 цев да настави да пропушта струју од 50а (у овом тренутку, снага грејања је око 30в, најмање два по 60в у серији са истом портом), све док постоји хладњак довољно да се распрши топлота, нема проблема. Може се држати на 50а или чак и више без сагоревања цеви. Али не можете рећи да ова заштитна плоча може да издржи струју од 50а јер је већина заштитних панела постављена у кутију за батерије веома близу батерије или чак близу. Због тога ће тако висока температура загрејати батерију и загрејати се. Проблем је у томе што је висока температура смртоносни непријатељ олује.

Према томе, окружење за коришћење заштитне плоче одређује како одабрати ограничење струје (не тренутни капацитет саме заштитне плоче). Претпоставимо да је заштитна плоча извађена из кутије за батерије. У том случају, скоро свака заштитна плоча са хладњаком може да издржи континуирану струју од 50а или чак и већу (у овом тренутку се узима у обзир само капацитет заштитне плоче и нема потребе да бринете да ће пораст температуре изазвати оштећење батерија). Даље, аутор говори о окружењу које сви обично користе, у истом скученом простору као и батерија. У овом тренутку, максималну снагу грејања заштитне плоче најбоље је контролисати испод 10в (ако је мала заштитна плоча, потребно јој је 5в или мање, а заштитна плоча велике запремине може бити више од 10в јер има добро расипање топлоте а температура неће бити превисока). Што се тиче тога колико је прикладно, препоручује се да се настави. Максимална температура целе плоче не прелази 60 степени када се примени струја (најбоље је 50 степени). Теоретски, што је нижа температура заштитне плоче, то је боље, а мање ће утицати на ћелије.

Пошто је иста портна плоча повезана у серију са електричним мосом за пуњење, производња топлоте у истој ситуацији је двоструко већа од друге плоче са прикључком. За исту производњу топлоте, само је број цеви четири пута већи (под претпоставком истог модела мос-а). Хајде да израчунамо, ако је стална струја 50а, онда је унутрашњи отпор мос-а два милиона ома (потребно је 5 75нф75 цеви да би се добио овај еквивалентни унутрашњи отпор), а снага грејања је 50*50*0.002=5в. У овом тренутку, то је могуће (у ствари, унутрашњи отпор мос струје од 2 милиона ома је већи од 100а, није проблем, али топлота је велика). Ако је у питању иста портна плоча, потребно је 4 мос унутрашњег отпора од 2 милиома (свака два паралелна унутрашња отпора је један милион, а затим повезана у серију, укупан унутрашњи отпор је једнак 2 милиона 75 цеви се користи, укупан број је 20). Претпоставимо да стална струја од 100а дозвољава да снага грејања буде 10в. У том случају је потребна линија са унутрашњим отпором од 1 милиом (наравно, тачан еквивалентни унутрашњи отпор може се добити МОС паралелном везом). Ако је број различитих портова и даље четири пута, ако континуирана струја од 100а и даље дозвољава максималну снагу грејања од 5в, онда се може користити само 0.5 миллиомска цев, што захтева четири пута већу количину мос у поређењу са 50а континуираном струјом за генерисање исте количина топлоте). Стога, када користите заштитну плочу, изаберите плочу са занемарљивим унутрашњим отпором да бисте смањили температуру. Ако је унутрашњи отпор утврђен, пустите да се плоча и спољашња топлота боље распрше. Изаберите заштитну плочу и не слушајте континуирани тренутни капацитет продавца. Само питајте укупан унутрашњи отпор круга пражњења заштитне плоче и сами га израчунајте (питајте који тип цеви се користи, колика је количина и проверите сами прорачун унутрашњег отпора). Аутор сматра да ако се испразни испод називне сталне струје продавца, пораст температуре заштитне плоче треба да буде релативно висок. Због тога је најбоље изабрати заштитну плочу са смањеним карактеристикама. (Рецимо 50а континуирано, можете користити 30а, потребна вам је константа 50а, најбоље је купити 80а номинално континуирано). За кориснике који користе ЦПУ од 48 В, препоручује се да укупни унутрашњи отпор заштитне плоче не буде већи од два милиома.

Разлика између исте портне и различите портне плоче: иста портна плоча је иста линија за пуњење и пражњење, а и пуњење и пражњење су заштићени.

Различита портна плоча је независна од линија за пуњење и пражњење. Прикључак за пуњење штити само од прекомерног пуњења приликом пуњења и не штити ако се уклони са прикључка за пуњење (али може се потпуно испразнити, али је тренутни капацитет прикључка за пуњење генерално релативно мали). Отвор за пражњење штити од прекомерног пражњења током пражњења. Ако се пуни са прикључка за пражњење, прекомерно пуњење није покривено (тако да је обрнуто пуњење ЦПУ-а у потпуности употребљиво за другу плочу порта. А обрнуто пуњење је мање од утрошене енергије, тако да не брините о прекомерном пуњењу батерија због обрнутог пуњења. Осим ако не изађете са пуном уплатом, одмах је неколико километара низбрдо. Ако наставите са еабс обрнутим пуњењем, могуће је препунити батерију, која не постоји), али редовно коришћење пуњења Никада не пуните са прикључка за пражњење, осим ако стално не надгледате напон пуњења (као што је привремено хитно пуњење велике струје поред пута, можете се поуздати у прикључак за пражњење и наставити да возите без потпуног пуњења, не брините о прекомерном пуњењу)

Израчунајте максималну континуирану струју вашег мотора, изаберите батерију одговарајућег капацитета или снаге која може да задовољи ову константну струју, а пораст температуре се контролише. Унутрашњи отпор заштитне плоче је што мањи. Заштита од прекомерне струје заштитне плоче захтева само заштиту од кратких спојева и другу заштиту од ненормалне употребе (не покушавајте да ограничите струју коју захтевају контролер или мотор ограничавањем промаје заштитне плоче). Јер ако је вашем мотору потребна струја од 50а, не користите заштитну плочу за одређивање струје 40а, што ће узроковати честу заштиту. Изненадни прекид напајања контролера лако ће оштетити контролер.

Седма, анализа стандарда напона литијум-јонских батерија

(1) Напон отвореног кола: односи се на напон литијум-јонске батерије у нерадном стању. У овом тренутку нема струје. Када је батерија потпуно напуњена, разлика потенцијала између позитивне и негативне електроде батерије је обично око 3.7 В, а висока може достићи 3.8 В;

(2) Напону отвореног кола одговара радни напон, односно напон литијум-јонске батерије у активном стању. У овом тренутку тече струја. Пошто унутрашњи отпор када струја тече треба да се превазиђе, радни напон је увек нижи од укупног напона у време струје;

(3) Завршни напон: то јест, батерија не би требало да настави да се празни након постављања на одређену вредност напона, која је одређена структуром литијум-јонске батерије, обично због заштитне плоче, напон батерије када пражњење је прекинуто је око 2.95В;

(4) Стандардни напон: У принципу, стандардни напон се назива и називни напон, који се односи на очекивану вредност разлике потенцијала узроковане хемијском реакцијом позитивних и негативних материјала батерије. Називни напон литијум-јонске батерије је 3.7В. Може се видети да је стандардни напон Стандардни радни напон;

Судећи по напону четири горе поменуте литијум-јонске батерије, напон литијум-јонске батерије укључене у радно стање има стандардни напон и радни напон. У нерадном стању, напон литијум-јонске батерије је између напона отвореног кола и крајњег напона због литијум-јонске батерије. Хемијска реакција јонске батерије може се више пута користити. Стога, када је напон литијум-јонске батерије на напону завршетка, батерија се мора напунити. Ако се батерија не пуни дуже време, животни век батерије ће бити смањен или чак расходован.