Parimi i bordit të mbrojtjes së baterisë litium 3.7 V - analiza e standardeve primare dhe të tensionit të baterisë së litiumit

Gama e gjerë e përdorimit të baterive

Qëllimi i zhvillimit të teknologjisë së lartë është ta bëjë atë t'i shërbejë më mirë njerëzimit. Që nga prezantimi i saj në 1990, bateritë litium-jon janë rritur për shkak të performancës së tyre të shkëlqyer dhe janë përdorur gjerësisht në shoqëri. Bateritë litium-jon pushtuan shpejt shumë fusha me avantazhe të pakrahasueshme ndaj baterive të tjera, si celularët e njohur, kompjuterët notebook, videokamerat e vogla etj. Gjithnjë e më shumë vende e përdorin këtë bateri për qëllime ushtarake. Aplikacioni tregon se bateria litium-jon është një burim ideal i vogël energjie jeshile.

Së dyti, komponentët kryesorë të baterive litium-jon

(1) Mbulesa e baterisë

(2) Materiali pozitiv ndaj elektrodave është oksidi i kobaltit litium

(3) Diafragma - një membranë e veçantë e përbërë

(4) Elektroda negative - materiali aktiv është karboni

(5) Elektrolit organik

(6) Kutia e baterisë

Së treti, performanca superiore e baterive litium-jon

(1) Tension i lartë i punës

(2) Energji specifike më e madhe

(3) Jetë e gjatë e ciklit

(4) Shkalla e ulët e vetëshkarkimit

(5) Asnjë efekt kujtese

(6) Pa ndotje

Katër, lloji i baterisë litium dhe zgjedhja e kapacitetit

Së pari, llogaritni rrymën e vazhdueshme që bateria duhet të sigurojë bazuar në fuqinë e motorit tuaj (kërkon fuqinë aktuale dhe në përgjithësi, shpejtësia e kalimit korrespondon me një fuqi reale përkatëse). Për shembull, supozoni se motori ka një rrymë të vazhdueshme prej 20a (motor 1000w në 48v). Në këtë rast, bateria duhet të sigurojë një rrymë 20a për një kohë të gjatë. Rritja e temperaturës është e cekët (edhe nëse temperatura është 35 gradë jashtë në verë, temperatura e baterisë kontrollohet më së miri nën 50 gradë). Përveç kësaj, nëse rryma është 20a në 48v, presioni i tepërt dyfishohet (96v, si CPU 3), dhe rryma e vazhdueshme do të arrijë rreth 50a. Nëse ju pëlqen të përdorni mbitension për një kohë të gjatë, ju lutemi zgjidhni një bateri që mund të sigurojë vazhdimisht rrymë 50a (gjithsesi kushtojini vëmendje rritjes së temperaturës). Rryma e vazhdueshme e stuhisë këtu nuk është kapaciteti nominal i shkarkimit të baterisë së tregtarit. Tregtari pretendon se disa C (ose qindra amper) është kapaciteti i shkarkimit të baterisë dhe nëse shkarkohet në këtë rrymë, bateria do të gjenerojë nxehtësi të madhe. Nëse nxehtësia nuk shpërndahet në mënyrë adekuate, jetëgjatësia e baterisë do të jetë koncize. (Dhe mjedisi i baterive të automjeteve tona elektrike është se bateritë grumbullohen dhe shkarkohen. Në thelb, nuk ka asnjë boshllëk, dhe paketimi është shumë i ngushtë, e lëre më se si të detyrojmë ftohjen e ajrit për të shpërndarë nxehtësinë). Mjedisi ynë i përdorimit është shumë i ashpër. Rryma e shkarkimit të baterisë duhet të zvogëlohet për përdorim. Vlerësimi i aftësisë së rrymës së shkarkimit të baterisë është për të parë se sa është rritja përkatëse e temperaturës së baterisë në këtë rrymë.

Parimi i vetëm i diskutuar këtu është rritja e temperaturës së baterisë gjatë përdorimit (temperatura e lartë është armiku vdekjeprurës i jetëgjatësisë së baterisë së litiumit). Është më mirë të kontrolloni temperaturën e baterisë nën 50 gradë. (Midis 20-30 gradë është më e mira). Kjo do të thotë gjithashtu se nëse bëhet fjalë për një bateri litium të tipit me kapacitet (e shkarkuar nën 0.5C), një rrymë shkarkimi e vazhdueshme prej 20a kërkon një kapacitet prej më shumë se 40 ah (natyrisht, gjëja më e rëndësishme varet nga rezistenca e brendshme e baterisë). Nëse është një bateri litiumi e tipit të energjisë, është zakon të shkarkohet vazhdimisht sipas 1C. Edhe bateria e litiumit me rezistencë të brendshme ultra të ulët A123 është zakonisht më e mira për t'u hequr në 1C (jo më shumë se 2C është më mirë, shkarkimi 2C mund të përdoret vetëm për gjysmë ore dhe nuk është shumë i dobishëm). Zgjedhja e kapacitetit varet nga madhësia e hapësirës së ruajtjes së makinës, buxheti i shpenzimeve personale dhe gamën e pritshme të aktiviteteve të makinës. (Aftësia e vogël në përgjithësi kërkon bateri litium të llojit të energjisë)

5. Kontrollimi dhe montimi i baterive

Tabuja e madhe e përdorimit të baterive të litiumit në seri është çekuilibri i rëndë i vetë-shkarkimit të baterisë. Për sa kohë që të gjithë janë njësoj të çekuilibruar, është në rregull. Problemi është se kjo gjendje është befas e paqëndrueshme. Një bateri e mirë ka një vetë-shkarkim të vogël, një stuhi e keqe ka një vetëshkarkim të madh dhe një gjendje ku vetë-shkarkimi nuk është i vogël ose jo, në përgjithësi ndryshon nga e mirë në e keqe. Shteti, ky proces është i paqëndrueshëm. Prandaj, është e nevojshme të kontrolloni bateritë me vetëshkarkim të madh dhe të lini vetëm baterinë me vetëshkarkim të vogël (në përgjithësi, vetëshkarkimi i produkteve të kualifikuara është i vogël dhe prodhuesi e ka matur atë, dhe problemi është se shumë produkte të pakualifikuara derdhen në treg).

Bazuar në vetëshkarkimin e vogël, zgjidhni seri me kapacitet të ngjashëm. Edhe nëse fuqia nuk është identike, kjo nuk do të ndikojë në jetëgjatësinë e baterisë, por do të ndikojë në aftësinë funksionale të të gjithë paketës së baterisë. Për shembull, 15 bateri kanë një kapacitet prej 20 ah, dhe vetëm një bateri është 18 ah, kështu që kapaciteti total i këtij grupi të baterive mund të jetë vetëm 18 ah. Në fund të përdorimit, bateria do të jetë e vdekur dhe bordi mbrojtës do të mbrohet. Tensioni i të gjithë baterisë është ende relativisht i lartë (sepse tensioni i 15 baterive të tjera është standard, dhe ka ende energji elektrike). Prandaj, voltazhi i mbrojtjes nga shkarkimi i të gjithë paketës së baterisë mund të tregojë nëse kapaciteti i të gjithë paketës së baterisë është i njëjtë (me kusht që secila qelizë e baterisë duhet të jetë plotësisht e ngarkuar kur e gjithë paketa e baterisë është plotësisht e ngarkuar). Me pak fjalë, kapaciteti i pabalancuar nuk ndikon në jetëgjatësinë e baterisë, por ndikon vetëm në aftësinë e të gjithë grupit, ndaj përpiquni të zgjidhni një asamble me shkallë të ngjashme.

Bateria e montuar duhet të arrijë rezistencë të mirë të kontaktit omik ndërmjet elektrodave. Sa më e vogël të jetë rezistenca e kontaktit midis telit dhe elektrodës, aq më mirë; përndryshe, elektroda me një rezistencë të konsiderueshme kontakti do të nxehet. Kjo nxehtësi do të transferohet në brendësi të baterisë përgjatë elektrodës dhe do të ndikojë në jetëgjatësinë e baterisë. Natyrisht, manifestimi i rezistencës së konsiderueshme të montimit është rënia e konsiderueshme e tensionit të paketës së baterisë nën të njëjtën rrymë shkarkimi. (Një pjesë e rënies së tensionit është rezistenca e brendshme e qelizës, dhe një pjesë është rezistenca e kontaktit të montuar dhe rezistenca e telit)

Gjashtë, ka rëndësi zgjedhja e bordit të mbrojtjes dhe përdorimi i karikimit dhe shkarkimit

(Të dhënat janë për bateri litium fosfat hekuri, parimi i baterisë së zakonshme 3.7v është i njëjtë, por informacioni është i ndryshëm)

Qëllimi i tabelës mbrojtëse është të mbrojë baterinë nga mbingarkimi dhe shkarkimi i tepërt, duke parandaluar rrymën e lartë nga dëmtimi i stuhisë dhe balancimin e tensionit të baterisë kur bateria është plotësisht e ngarkuar (aftësia balancuese është përgjithësisht relativisht e vogël, kështu që nëse ka një Pllaka mbrojtëse e baterisë e vetëshkarkuar, është jashtëzakonisht sfiduese për të balancuar, dhe ka edhe tabela mbrojtëse që balancojnë në çdo gjendje, domethënë kompensimi kryhet që në fillim të karikimit, gjë që duket shumë e rrallë).

Për jetëgjatësinë e paketës së baterisë, rekomandohet që tensioni i karikimit të baterisë të mos kalojë në çdo kohë 3.6v, që do të thotë se tensioni i veprimit mbrojtës të tabelës mbrojtëse nuk është më i lartë se 3.6v dhe tensioni i balancuar rekomandohet të jetë 3.4v-3.5v (çdo qelizë 3.4v është ngarkuar më shumë se 99 % Bateria, i referohet gjendjes statike, tensioni do të rritet kur karikohet me rrymë të lartë). Tensioni i mbrojtjes nga shkarkimi i baterisë është përgjithësisht mbi 2.5v (mbi 2v nuk është një problem i madh, në përgjithësi ka pak mundësi për ta përdorur atë tërësisht pa energji, kështu që kjo kërkesë nuk është e lartë).

Tensioni maksimal i rekomanduar i karikuesit (hapi i fundit i karikimit mund të jetë mënyra më e lartë e ngarkimit me tension konstant) është 3.5*, numri i vargjeve, si p.sh. rreth 56v për 16 rreshta. Zakonisht, karikimi mund të ndërpritet me një mesatare prej 3.4 V për qelizë (në thelb të ngarkuar plotësisht) për të garantuar jetëgjatësinë e baterisë. Megjithatë, për shkak se bordi i mbrojtjes nuk ka filluar ende të balancohet nëse bërthama e baterisë ka një vetëshkarkim të madh, ajo do të sillet si një grup i tërë me kalimin e kohës; kapaciteti gradualisht zvogëlohet. Prandaj, është e nevojshme të ngarkoni rregullisht çdo bateri në 3.5v-3.6v (siç është çdo javë) dhe ta mbani atë për disa orë (përderisa mesatarja është më e madhe se tensioni fillestar i barazimit), aq më i madh është vetëshkarkimi. , aq më shumë do të zgjasë barazimi. Vetë-shkarkohen Bateritë e mëdha janë të vështira për t'u balancuar dhe duhet të eliminohen. Pra, kur zgjidhni një tabelë mbrojtëse, përpiquni të zgjidhni mbrojtjen nga mbitensioni 3.6v dhe filloni barazimin rreth 3.5v. (Shumica e mbrojtjes nga mbitensioni në treg është mbi 3.8v, dhe ekuilibri është formuar mbi 3.6v). Zgjedhja e një tensioni fillestar të përshtatshëm të balancuar është më i rëndësishëm se tensioni i mbrojtjes, sepse tensioni maksimal mund të rregullohet duke rregulluar kufirin maksimal të tensionit të karikuesit (d.m.th., bordi mbrojtës zakonisht nuk ka mundësi të bëjë mbrojtje nga tensioni i lartë). Megjithatë, supozoni se tensioni i balancuar është i lartë. Në atë rast, paketa e baterisë nuk ka asnjë shans për të balancuar (përveç nëse tensioni i karikimit është më i madh se tensioni i ekuilibrit, por kjo ndikon në jetëgjatësinë e baterisë), qeliza gradualisht do të ulet për shkak të kapacitetit të vetë-shkarkimit (qeliza ideale me një vetë-shkarkimi i 0 nuk ekziston).

Aftësia e rrymës së shkarkimit të vazhdueshëm të tabelës mbrojtëse. Kjo është gjëja më e keqe për të komentuar. Sepse aftësia aktuale kufizuese e bordit mbrojtës është e pakuptimtë. Për shembull, nëse e lini një tub 75nf75 të vazhdojë të kalojë rrymë 50a (në këtë kohë, fuqia e ngrohjes është rreth 30w, të paktën dy 60w në seri me të njëjtin port portë), për sa kohë që ka një ftohës të mjaftueshëm për t'u shpërndarë. ngrohje, nuk ka problem. Mund të mbahet në 50a ose edhe më lart pa djegur tubin. Por nuk mund të thuash që kjo tabelë mbrojtëse mund të zgjasë rrymën 50a sepse shumica e paneleve mbrojtëse të të gjithëve vendosen në kutinë e baterisë shumë afër baterisë ose edhe afër. Prandaj, një temperaturë kaq e lartë do të ngrohë baterinë dhe do të nxehet. Problemi është se temperatura e lartë është armiku vdekjeprurës i stuhisë.

Prandaj, mjedisi i përdorimit të tabelës mbrojtëse përcakton se si të zgjidhni kufirin aktual (jo kapacitetin aktual të vetë bordit mbrojtës). Supozoni se bordi mbrojtës është nxjerrë nga kutia e baterisë. Në atë rast, pothuajse çdo pllakë mbrojtëse me një ftohës mund të përballojë një rrymë të vazhdueshme prej 50 a ose edhe më të lartë (në këtë kohë, merret parasysh vetëm kapaciteti i bordit mbrojtës dhe nuk ka nevojë të shqetësoheni për rritjen e temperaturës që shkakton dëme në qeliza e baterisë). Më pas, autori flet për mjedisin që zakonisht e përdorin të gjithë, në të njëjtën hapësirë ​​të kufizuar si bateria. Në këtë kohë, fuqia maksimale e ngrohjes së tabelës mbrojtëse kontrollohet më së miri nën 10 w (nëse është një tabelë e vogël mbrojtëse, ajo ka nevojë për 5w ose më pak, dhe një tabelë mbrojtëse me volum të madh mund të jetë më shumë se 10w sepse ka shpërndarje të mirë të nxehtësisë dhe temperatura nuk do të jetë shumë e lartë). Sa për sa është e përshtatshme, rekomandohet të vazhdohet. Temperatura maksimale e të gjithë tabelës nuk i kalon 60 gradë kur aplikohet rryma (50 gradë është më e mira). Teorikisht, sa më e ulët të jetë temperatura e tabelës mbrojtëse, aq më mirë dhe aq më pak do të ndikojë në qelizat.

Për shkak se i njëjti bord porti është i lidhur në seri me mos elektrik karikues, gjenerimi i nxehtësisë në të njëjtën situatë është dyfishi i atij porti të ndryshëm të portit. Për të njëjtin gjenerim të nxehtësisë, vetëm numri i tubave është katër herë më i lartë (nën premisën e të njëjtit model të mos). Le të llogarisim, nëse rryma e vazhdueshme është 50a, atëherë rezistenca e brendshme mos është dy miliohm (duhen 5 tuba 75nf75 për të marrë këtë rezistencë të brendshme ekuivalente), dhe fuqia ngrohëse është 50*50*0.002=5w. Në këtë kohë, është e mundur (në fakt, kapaciteti më aktual i rezistencës së brendshme prej 2 miliohmësh është më shumë se 100a, nuk është problem, por nxehtësia është e madhe). Nëse është i njëjti bord porti, nevojiten 4 mos rezistencë të brendshme 2 miliohm (secila dy rezistencë të brendshme paralele është një miliohm, dhe më pas lidhet në seri, rezistenca totale e brendshme është e barabartë me 2 milion 75 tuba përdoren, numri i përgjithshëm është 20). Supozoni se rryma e vazhdueshme 100a lejon që fuqia ngrohëse të jetë 10w. Në atë rast, kërkohet një linjë me rezistencë të brendshme prej 1 miliohm (natyrisht, rezistenca e saktë ekuivalente e brendshme mund të merret me lidhjen paralele MOS). Nëse numri i porteve të ndryshme është ende katër herë, nëse rryma e vazhdueshme 100a lejon akoma fuqinë maksimale të ngrohjes 5w, atëherë mund të përdoret vetëm tub 0.5 miliohm, i cili kërkon katër herë më shumë sasi të mos krahasuar me rrymën e vazhdueshme 50a për të gjeneruar të njëjtën sasia e nxehtësisë). Prandaj, kur përdorni tabelën mbrojtëse, zgjidhni një tabelë me rezistencë të papërfillshme të brendshme për të ulur temperaturën. Nëse rezistenca e brendshme është përcaktuar, ju lutemi lëreni bordin dhe nxehtësinë e jashtme të shpërndahen më mirë. Zgjidhni tabelën mbrojtëse dhe mos dëgjoni kapacitetin e vazhdueshëm aktual të shitësit. Thjesht pyesni rezistencën totale të brendshme të qarkut të shkarkimit të tabelës mbrojtëse dhe llogarisni vetë (pyetni se çfarë lloj tubi është përdorur, sa sasi është përdorur dhe kontrolloni vetë llogaritjen e rezistencës së brendshme). Autori mendon se nëse shkarkohet nën rrymën e vazhdueshme nominale të shitësit, rritja e temperaturës së tabelës mbrojtëse duhet të jetë relativisht e lartë. Prandaj, është mirë të zgjidhni një tabelë mbrojtëse me degradim. (Thuaj 50a e vazhdueshme, ju mund të përdorni 30a, ju duhet 50a konstante, është mirë të blini 80a të vazhdueshme nominale). Për përdoruesit që përdorin një CPU 48v, rekomandohet që rezistenca totale e brendshme e tabelës mbrojtëse të mos jetë më shumë se dy miliohm.

Dallimi midis të njëjtit bord porti dhe bordit të ndryshëm portual: i njëjti bord porti është e njëjta linjë për karikimin dhe shkarkimin, dhe ngarkimi dhe shkarkimi janë të mbrojtura.

Tabela e porteve të ndryshme është e pavarur nga linjat e karikimit dhe shkarkimit. Porta e karikimit mbron vetëm nga mbingarkesa gjatë karikimit dhe nuk mbron nëse hiqet nga porta e karikimit (por mund të shkarkohet plotësisht, por kapaciteti aktual i portës së karikimit është përgjithësisht relativisht i vogël). Porta e shkarkimit mbron nga shkarkimi i tepërt gjatë shkarkimit. Nëse ngarkohet nga porta e shkarkimit, mbingarkesa nuk mbulohet (kështu që karikimi i kundërt i CPU-së është plotësisht i përdorshëm për bordin e portave të ndryshme. Dhe ngarkesa e kundërt është më e vogël se energjia e përdorur, kështu që mos u shqetësoni për mbingarkimin e bateria për shkak të karikimit të kundërt. Nëse nuk dilni me pagesë të plotë, është menjëherë disa kilometra tatëpjetë. Nëse vazhdoni të filloni karikimin e kundërt të eabs, është e mundur të mbingarkoni baterinë, e cila nuk ekziston), por përdorimi i rregullt i karikimit Mos e karikoni kurrë nga porta e shkarkimit, përveç nëse monitoroni vazhdimisht tensionin e karikimit (siç është karikimi i përkohshëm me rrymë të lartë emergjente në anë të rrugës, mund t'i besoni nga porta e shkarkimit dhe të vazhdoni të ecni pa u karikuar plotësisht, mos u shqetësoni për ngarkimin e tepërt)

Llogaritni rrymën maksimale të vazhdueshme të motorit tuaj, zgjidhni një bateri me një kapacitet ose fuqi të përshtatshme që mund të përmbushë këtë rrymë konstante dhe rritja e temperaturës kontrollohet. Rezistenca e brendshme e tabelës mbrojtëse është sa më e vogël që të jetë e mundur. Mbrojtja nga mbirryma e tabelës mbrojtëse ka nevojë vetëm për mbrojtje nga qarku i shkurtër dhe mbrojtje të tjera jonormale të përdorimit (mos u mundoni të kufizoni rrymën e kërkuar nga kontrolluesi ose motori duke kufizuar tërheqjen e tabelës mbrojtëse). Sepse nëse motori juaj ka nevojë për rrymë 50a, ju nuk përdorni tabelën mbrojtëse për të përcaktuar rrymën 40a, e cila do të shkaktojë mbrojtje të shpeshtë. Dëmtimi i papritur i rrymës së komanduesit do ta dëmtojë lehtësisht kontrolluesin.

Shtatë, analiza standarde e tensionit të baterive litium-jon

(1) Tensioni i qarkut të hapur: i referohet tensionit të një baterie litium-jon në një gjendje jofunksionale. Në këtë kohë, nuk ka rrymë që rrjedh. Kur bateria është plotësisht e ngarkuar, diferenca potenciale midis elektrodave pozitive dhe negative të baterisë është zakonisht rreth 3.7 V, dhe e larta mund të arrijë 3.8 V;

(2) Tensioni i qarkut të hapur korrespondon me tensionin e punës, domethënë tensionin e baterisë litium-jon në gjendje aktive. Në këtë kohë, ka rrymë që rrjedh. Për shkak se rezistenca e brendshme kur rrjedh rryma duhet të kapërcehet, voltazhi i funksionimit është gjithmonë më i ulët se voltazhi total në kohën e energjisë elektrike;

(3) Tensioni i përfundimit: domethënë, bateria nuk duhet të vazhdojë të shkarkohet pasi të vendoset në një vlerë të caktuar tensioni, e cila përcaktohet nga struktura e baterisë litium-jon, zakonisht për shkak të pllakës mbrojtëse, tensionit të baterisë kur shkarkimi i përfunduar është rreth 2.95V;

(4) Tensioni standard: Në parim, tensioni standard quhet edhe tension i vlerësuar, i cili i referohet vlerës së pritur të diferencës së mundshme të shkaktuar nga reaksioni kimik i materialeve pozitive dhe negative të baterisë. Tensioni i vlerësuar i baterisë litium-jon është 3.7 V. Mund të shihet se voltazhi standard është Tensioni standard i punës;

Duke gjykuar nga tensioni i katër baterive litium-jon të përmendura më sipër, tensioni i baterisë litium-jon të përfshirë në gjendjen e punës ka tension standard dhe tension pune. Në gjendje jofunksionale, tensioni i baterisë litium-jon është midis tensionit të qarkut të hapur dhe tensionit fundor për shkak të baterisë litium-jon. Reaksioni kimik i baterisë jonike mund të përdoret në mënyrë të përsëritur. Prandaj, kur voltazhi i baterisë litium-jon është në tensionin e përfundimit, bateria duhet të ngarkohet. Nëse bateria nuk është e ngarkuar për një kohë të gjatë, jetëgjatësia e baterisë do të reduktohet apo edhe do të hiqet.