Tahanan / Blog / Kaalaman sa Baterya / Prinsipyo ng 3.7V lithium battery protection board-pagsusuri ng pangunahin at boltahe na pamantayan ng lithium battery

Prinsipyo ng 3.7V lithium battery protection board-pagsusuri ng pangunahin at boltahe na pamantayan ng lithium battery

10 Oktubre, 2021

By hoppt

Malawak na hanay ng paggamit ng mga baterya

Ang layunin ng pagbuo ng mataas na teknolohiya ay upang gawin itong mas mahusay na maglingkod sa sangkatauhan. Mula nang ipakilala ito noong 1990, ang mga baterya ng lithium-ion ay tumaas dahil sa kanilang mahusay na pagganap at malawakang ginagamit sa lipunan. Mabilis na sinakop ng mga baterya ng Lithium-ion ang maraming larangan na may hindi maihahambing na mga pakinabang sa iba pang mga baterya, tulad ng mga kilalang mobile phone, notebook computer, maliliit na video camera, atbp. Parami nang parami ang mga bansa na gumagamit ng bateryang ito para sa mga layuning militar. Ang application ay nagpapakita na ang lithium-ion na baterya ay isang perpektong maliit na berdeng pinagmumulan ng kuryente.

Pangalawa, ang mga pangunahing bahagi ng mga baterya ng lithium-ion

(1) Takip ng baterya

(2) Ang positibong electrode-active na materyal ay lithium cobalt oxide

(3) Diaphragm-isang espesyal na composite membrane

(4) Negatibong elektrod-ang aktibong materyal ay carbon

(5) Organic electrolyte

(6) Kaso ng baterya

Pangatlo, ang superyor na pagganap ng mga baterya ng lithium-ion

(1) Mataas na gumaganang boltahe

(2) Mas malaking tiyak na enerhiya

(3) Mahabang ikot ng buhay

(4) Mababang rate ng self-discharge

(5) Walang epekto sa memorya

(6) Walang polusyon

Apat, uri ng baterya ng lithium at pagpili ng kapasidad

Una, kalkulahin ang tuluy-tuloy na kasalukuyang na kailangang ibigay ng baterya batay sa lakas ng iyong motor (nangangailangan ng aktwal na kapangyarihan, at sa pangkalahatan, ang bilis ng pagsakay ay tumutugma sa isang katumbas na tunay na kapangyarihan). Halimbawa, ipagpalagay na ang makina ay may tuluy-tuloy na kasalukuyang 20a (1000w motor sa 48v). Sa kasong iyon, ang baterya ay kailangang magbigay ng 20a kasalukuyang sa loob ng mahabang panahon. Ang pagtaas ng temperatura ay mababaw (kahit na ang temperatura ay 35 degrees sa labas sa tag-araw, ang temperatura ng baterya ay pinakamahusay na kinokontrol sa ibaba 50 degrees). Bilang karagdagan, kung ang kasalukuyang ay 20a sa 48v, ang overpressure ay nagdodoble (96v, tulad ng CPU 3), at ang tuluy-tuloy na kasalukuyang aabot sa humigit-kumulang 50a. Kung gusto mong gumamit ng sobrang boltahe sa loob ng mahabang panahon, mangyaring pumili ng baterya na patuloy na makakapagbigay ng 50a current (pansinin pa rin ang pagtaas ng temperatura). Ang patuloy na agos ng bagyo dito ay hindi ang nominal na kapasidad ng paglabas ng baterya ng merchant. Sinasabi ng merchant na ilang C (o daan-daang amperes) ang kapasidad ng paglabas ng baterya, at kung ito ay na-discharge sa kasalukuyang ito, ang baterya ay bubuo ng matinding init. Kung ang init ay hindi sapat na nawala, ang buhay ng baterya ay magiging maigsi. (At ang kapaligiran ng baterya ng ating mga de-koryenteng sasakyan ay ang mga baterya ay natambak at na-discharge. Karaniwan, walang natitira, at ang packaging ay napakasikip, pabayaan kung paano pilitin ang paglamig ng hangin upang mawala ang init). Ang aming kapaligiran sa paggamit ay masyadong malupit. Ang kasalukuyang naglalabas ng baterya ay kailangang mabawasan para magamit. Ang pagsusuri sa kasalukuyang kakayahan sa paglabas ng baterya ay upang makita kung gaano kalaki ang katumbas na pagtaas ng temperatura ng baterya sa kasalukuyang ito.

Ang tanging prinsipyong tinalakay dito ay ang pagtaas ng temperatura ng baterya habang ginagamit (ang mataas na temperatura ay ang nakamamatay na kaaway ng buhay ng baterya ng lithium). Pinakamainam na kontrolin ang temperatura ng baterya sa ibaba 50 degrees. (Sa pagitan ng 20-30 degrees ay pinakamahusay). Nangangahulugan din ito na kung ito ay isang uri ng kapasidad na lithium na baterya (na-discharge sa ibaba 0.5C), ang tuluy-tuloy na discharge current na 20a ay nangangailangan ng kapasidad na higit sa 40ah (siyempre, ang pinakamahalagang bagay ay nakasalalay sa panloob na resistensya ng baterya). Kung ito ay isang power-type na lithium na baterya, kaugalian na patuloy na mag-discharge ayon sa 1C. Kahit na ang A123 ultra-low internal resistance power type lithium na baterya ay kadalasang pinakamainam na tanggalin sa 1C (hindi hihigit sa 2C ay mas mahusay, 2C discharge ay maaari lamang gamitin sa loob ng kalahating oras, at ito ay hindi masyadong kapaki-pakinabang). Ang pagpili ng kapasidad ay depende sa laki ng espasyo sa pag-iimbak ng sasakyan, badyet ng personal na paggasta, at ang inaasahang hanay ng mga aktibidad ng sasakyan. (Ang maliit na kakayahan ay karaniwang nangangailangan ng power type lithium battery)

5. Screening at pagpupulong ng mga baterya

Ang malaking bawal ng paggamit ng mga baterya ng lithium sa serye ay ang matinding kawalan ng timbang ng self-discharge ng baterya. Basta pare-parehong hindi balanse ang lahat, okay lang. Ang problema ay ang estado na ito ay biglang hindi matatag. Ang isang magandang baterya ay may maliit na self-discharge, ang isang masamang bagyo ay may malaking self-discharge, at isang kondisyon kung saan ang self-discharge ay hindi maliit o hindi ay karaniwang nagbabago mula sa mabuti tungo sa masama. Estado, ang prosesong ito ay hindi matatag. Samakatuwid, kinakailangang i-screen out ang mga baterya na may malaking self-discharge at iwanan lamang ang baterya na may maliit na self-discharge (sa pangkalahatan, ang self-discharge ng mga kwalipikadong produkto ay maliit, at sinukat ito ng tagagawa, at ang problema ay na maraming hindi kwalipikadong produkto ang dumadaloy sa merkado).

Batay sa maliit na self-discharge, pumili ng serye na may katulad na kapasidad. Kahit na ang kapangyarihan ay hindi magkapareho, hindi ito makakaapekto sa buhay ng baterya, ngunit makakaapekto ito sa functional na kakayahan ng buong battery pack. Halimbawa, 15 na baterya ang may kapasidad na 20ah, at isang baterya lamang ang 18ah, kaya ang kabuuang kapasidad ng pangkat na ito ng mga baterya ay maaari lamang maging 18ah. Sa pagtatapos ng paggamit, ang baterya ay mamamatay, at ang proteksyon board ay mapoprotektahan. Ang boltahe ng buong baterya ay medyo mataas pa rin (dahil ang boltahe ng iba pang 15 na baterya ay karaniwang, at mayroon pa ring kuryente). Samakatuwid, ang boltahe ng proteksyon sa paglabas ng buong battery pack ay maaaring sabihin kung ang kapasidad ng buong battery pack ay pareho (sa kondisyon na ang bawat cell ng baterya ay dapat na ganap na naka-charge kapag ang buong battery pack ay ganap na na-charge). Sa madaling salita, ang hindi balanseng kapasidad ay hindi nakakaapekto sa buhay ng baterya ngunit nakakaapekto lamang sa kakayahan ng buong grupo, kaya subukang pumili ng isang pagpupulong na may katulad na antas.

Ang naka-assemble na baterya ay dapat makamit ang magandang ohmic contact resistance sa pagitan ng mga electrodes. Ang mas maliit ang contact resistance sa pagitan ng wire at ng elektrod, mas mabuti; kung hindi, ang elektrod na may makabuluhang paglaban sa pakikipag-ugnay ay magpapainit. Ang init na ito ay ililipat sa loob ng baterya sa kahabaan ng elektrod at makakaapekto sa buhay ng baterya. Siyempre, ang pagpapakita ng malaking paglaban sa pagpupulong ay ang makabuluhang pagbaba ng boltahe ng pack ng baterya sa ilalim ng parehong kasalukuyang discharge. (Bahagi ng pagbaba ng boltahe ay ang panloob na pagtutol ng cell, at ang bahagi ay ang pinagsama-samang paglaban sa pakikipag-ugnay at paglaban ng kawad)

Anim, mahalaga ang pagpili ng protection board at pagsingil at pagdiskarga sa paggamit

(Ang data ay para sa baterya ng lithium iron phosphate, pareho ang prinsipyo ng ordinaryong 3.7v na baterya, ngunit iba ang impormasyon)

Ang layunin ng protection board ay protektahan ang baterya mula sa sobrang pag-charge at over-discharging, pag-iwas sa mataas na agos mula sa pagkasira ng bagyo at pagbabalanse ng boltahe ng baterya kapag ang baterya ay ganap na na-charge (ang kakayahan sa pagbabalanse sa pangkalahatan ay medyo maliit, kaya kung mayroong isang self-discharged battery protection board, ito ay pambihirang Ito ay mahirap na balansehin, at mayroon ding mga protection board na nagbabalanse sa anumang estado, iyon ay, ang kompensasyon ay isinasagawa mula sa simula ng pagsingil, na tila napakabihirang).

Para sa buhay ng pack ng baterya, inirerekomenda na ang boltahe sa pag-charge ng baterya ay hindi lalampas sa 3.6v anumang oras, na nangangahulugan na ang boltahe ng proteksyon na aksyon ng board ng proteksyon ay hindi mas mataas kaysa sa 3.6v, at ang balanseng boltahe ay inirerekomenda na 3.4v-3.5v (bawat cell 3.4v ay na-charge ng higit sa 99 % na Baterya, ay tumutukoy sa static na estado, ang boltahe ay tataas kapag nagcha-charge na may mataas na kasalukuyang). Ang boltahe ng proteksyon sa paglabas ng baterya sa pangkalahatan ay higit sa 2.5v (sa itaas ng 2v ay hindi isang malaking problema, sa pangkalahatan ay may maliit na pagkakataon na gamitin ito nang ganap na wala sa kapangyarihan, kaya ang kinakailangan na ito ay hindi mataas).

Ang inirerekomendang maximum na boltahe ng charger (ang huling hakbang ng pagsingil ay maaaring ang pinakamataas na pare-parehong boltahe na mode ng pagsingil) ay 3.5*, ang bilang ng mga string, tulad ng mga 56v para sa 16 na hanay. Karaniwan, ang pag-charge ay maaaring putulin sa average na 3.4v bawat cell (karaniwang ganap na naka-charge) upang magarantiya ang buhay ng baterya. Gayunpaman, dahil ang board ng proteksyon ay hindi pa nagsisimulang balansehin kung ang core ng baterya ay may malaking self-discharge, ito ay kikilos bilang isang buong grupo sa paglipas ng panahon; unti-unting bumababa ang kapasidad. Samakatuwid, kinakailangang regular na singilin ang bawat baterya sa 3.5v-3.6v (tulad ng bawat linggo) at panatilihin ito ng ilang oras (hangga't ang average ay mas malaki kaysa sa equalization simula boltahe), mas malaki ang self-discharge , mas magtatagal ang equalization. Ang self-discharge Oversized na baterya ay mahirap balansehin at kailangang alisin. Kaya kapag pumipili ng protection board, subukang pumili ng 3.6v overvoltage na proteksyon at simulan ang equalization sa paligid ng 3.5v. (Karamihan sa mga overvoltage na proteksyon sa merkado ay higit sa 3.8v, at ang balanse ay nabuo sa itaas ng 3.6v). Ang pagpili ng angkop na balanseng panimulang boltahe ay mas mahalaga kaysa sa boltahe ng proteksyon dahil ang pinakamataas na boltahe ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pagsasaayos sa maximum na limitasyon ng boltahe ng charger (iyon ay, ang protection board ay karaniwang walang pagkakataon na gumawa ng mataas na boltahe na proteksyon). Gayunpaman, ipagpalagay na ang balanseng boltahe ay mataas. Sa ganoong sitwasyon, ang battery pack ay walang pagkakataong magbalanse (maliban kung Ang boltahe sa pag-charge ay mas malaki kaysa sa boltahe ng equilibrium, ngunit ito ay nakakaapekto sa buhay ng baterya), ang cell ay unti-unting bababa dahil sa self-discharge capacity (ang perpektong cell na may isang hindi umiiral ang self-discharge ng 0).

Ang patuloy na paglabas ng kasalukuyang kakayahan ng proteksyon board. Ito ang pinakamasamang bagay na magkomento. Dahil ang kasalukuyang limitasyon ng kakayahan ng proteksyon board ay walang kahulugan. Halimbawa, kung hahayaan mo ang isang 75nf75 tube na magpatuloy na dumaan sa 50a current (sa oras na ito, ang heating power ay humigit-kumulang 30w, hindi bababa sa dalawang 60w sa serye na may parehong port board), hangga't mayroong sapat na heat sink para mawala. init, walang problema. Maaari itong panatilihin sa 50a o mas mataas pa nang hindi nasusunog ang tubo. Ngunit hindi mo masasabi na ang protection board na ito ay maaaring tumagal ng 50a current dahil karamihan sa mga protective panel ng lahat ay inilalagay sa kahon ng baterya na napakalapit sa baterya o kahit na malapit. Samakatuwid, ang gayong mataas na temperatura ay magpapainit sa baterya at magpapainit. Ang problema ay ang mataas na temperatura ang nakamamatay na kaaway ng bagyo.

Samakatuwid, tinutukoy ng kapaligiran ng paggamit ng protection board kung paano pipiliin ang kasalukuyang limitasyon (hindi ang kasalukuyang kapasidad ng protection board mismo). Ipagpalagay na ang protection board ay kinuha sa kahon ng baterya. Sa kasong iyon, halos anumang protection board na may heat sink ay maaaring humawak ng tuluy-tuloy na kasalukuyang 50a o mas mataas pa (sa oras na ito, tanging ang kapasidad ng protection board ang isinasaalang-alang, at hindi na kailangang mag-alala tungkol sa pagtaas ng temperatura na nagdudulot ng pinsala sa cell ng baterya). Susunod, pinag-uusapan ng may-akda ang kapaligiran na karaniwang ginagamit ng lahat, sa parehong nakakulong na espasyo gaya ng baterya. Sa oras na ito, ang pinakamataas na lakas ng pag-init ng board ng proteksyon ay pinakamahusay na kinokontrol sa ibaba 10w (kung ito ay isang maliit na board ng proteksyon, kailangan nito ng 5w o mas kaunti, at ang isang malaking-volume na proteksyon board ay maaaring higit sa 10w dahil mayroon itong mahusay na pag-aalis ng init. at ang temperatura ay hindi magiging masyadong mataas). Kung magkano ang nararapat, inirerekumenda na magpatuloy. Ang maximum na temperatura ng buong board ay hindi lalampas sa 60 degrees kapag ang kasalukuyang ay inilapat (50 degrees ay pinakamahusay). Theoretically, mas mababa ang temperatura ng protection board, mas mabuti, at mas mababa ang epekto nito sa mga cell.

Dahil ang parehong port board ay konektado sa serye sa pagcha-charge ng electric mos, ang heat generation ng parehong sitwasyon ay doble kaysa sa iba't ibang port board. Para sa parehong henerasyon ng init, ang bilang lamang ng mga tubo ay apat na beses na mas mataas (sa ilalim ng premise ng parehong modelo ng mos). Kalkulahin natin, kung 50a tuloy-tuloy na kasalukuyang, ang mos internal resistance ay dalawang milliohms (5 75nf75 tubes ang kailangan para makuha ang katumbas na internal resistance), at ang heating power ay 50*50*0.002=5w. Sa oras na ito, ito ay posible (sa katunayan, ang pinaka kasalukuyang kapasidad ng 2 milliohms panloob na pagtutol ay higit sa 100a, ito ay walang problema, ngunit ang init ay malaki). Kung ito ay parehong port board, 4 2 milliohm internal resistance mos ang kailangan (bawat dalawang parallel internal resistance ay isang milliohm, at pagkatapos ay konektado sa serye, ang kabuuang internal resistance ay katumbas ng 2 milyon 75 tubes ang ginagamit, ang kabuuang bilang ay 20). Ipagpalagay na ang tuluy-tuloy na 100a ay nagpapahintulot sa kapangyarihan ng pag-init na maging 10w. Sa kasong iyon, ang isang linya na may panloob na pagtutol na 1 milliohm ay kinakailangan (siyempre, ang eksaktong katumbas na panloob na pagtutol ay maaaring makuha sa pamamagitan ng MOS parallel connection). Kung ang bilang ng iba't ibang mga port ay apat na beses pa rin, kung ang 100a tuloy-tuloy na kasalukuyang ay nagbibigay-daan pa rin sa maximum na 5w Heating power, pagkatapos ay 0.5 milliohm tube lamang ang maaaring gamitin, na nangangailangan ng apat na beses ang halaga ng mos kumpara sa 50a tuloy-tuloy na kasalukuyang upang makabuo ng parehong dami ng init). Samakatuwid, kapag gumagamit ng proteksyon board, pumili ng isang board na may bale-wala sa panloob na pagtutol upang mabawasan ang temperatura. Kung ang panloob na pagtutol ay natukoy, mangyaring hayaan ang board at ang init sa labas na mas mahusay na mawala. Piliin ang protection board at huwag makinig sa patuloy na kasalukuyang kapasidad ng nagbebenta. Tanungin lamang ang kabuuang panloob na resistensya ng discharge circuit ng protection board at kalkulahin ito nang mag-isa (itanong kung anong uri ng tubo ang ginagamit, kung gaano karaming dami ang ginagamit, at suriin ang pagkalkula ng panloob na pagtutol sa iyong sarili). Nararamdaman ng may-akda na kung ito ay pinalabas sa ilalim ng nominal na tuloy-tuloy na kasalukuyang ng nagbebenta, ang pagtaas ng temperatura ng board ng proteksyon ay dapat na medyo mataas. Samakatuwid, ito ay pinakamahusay na pumili ng isang proteksyon board na may derating. (Sabihin 50a tuloy-tuloy, maaari mong gamitin ang 30a, kailangan mo ng 50a pare-pareho, ito ay pinakamahusay na bumili ng 80a nominal tuloy-tuloy). Para sa mga gumagamit na gumagamit ng 48v na CPU, inirerekomenda na ang kabuuang panloob na resistensya ng protection board ay hindi hihigit sa dalawang milliohms.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng parehong port board at ng magkaibang port board: ang parehong port board ay parehong linya para sa pag-charge at pagdiskarga, at parehong protektado ang pag-charge at pagdiskarga.

Ang iba't ibang port board ay hindi nakasalalay sa mga linya ng pag-charge at pagdiskarga. Pinoprotektahan lamang ng charging port mula sa sobrang pag-charge kapag nagcha-charge at hindi pinoprotektahan kung aalisin ito mula sa charging port (ngunit maaari itong ganap na mag-discharge, ngunit ang kasalukuyang kapasidad ng charging port ay karaniwang maliit). Pinoprotektahan ng discharge port ang labis na paglabas sa panahon ng paglabas. Kung nagcha-charge mula sa discharge port, ang over-charge ay hindi sakop (kaya ang reverse charging ng CPU ay ganap na magagamit para sa iba't ibang port board. At ang reverse charge ay mas maliit kaysa sa enerhiya na ginamit, kaya Huwag mag-alala tungkol sa sobrang pagsingil sa baterya dahil sa reverse charging. Maliban na lang kung lalabas ka nang may buong bayad, ito ay ilang kilometro kaagad pababa. Kung patuloy mong sisimulan ang eabs reverse charging, posibleng mag-overcharge ang baterya, na wala), ngunit regular na paggamit ng pag-charge Huwag kailanman mag-charge mula sa discharge port, maliban kung palagi mong sinusubaybayan ang boltahe sa pagcha-charge (tulad ng pansamantalang emergency sa gilid ng kalsada na high-current charging, maaari kang magtiwala mula sa discharge port, at patuloy na sumakay nang hindi ganap na naka-charge, huwag mag-alala tungkol sa labis na pagsingil)

Kalkulahin ang maximum na tuluy-tuloy na agos ng iyong motor, pumili ng baterya na may angkop na kapasidad o kapangyarihan na makakatugon sa pare-parehong kasalukuyang ito, at ang pagtaas ng temperatura ay kinokontrol. Ang panloob na pagtutol ng board ng proteksyon ay kasing liit hangga't maaari. Ang over-current na proteksyon ng protection board ay nangangailangan lamang ng short-circuit na proteksyon at iba pang abnormal na proteksyon sa paggamit (huwag subukang limitahan ang kasalukuyang kinakailangan ng controller o motor sa pamamagitan ng paglilimita sa draft ng protection board). Dahil kung ang iyong makina ay nangangailangan ng 50a kasalukuyang, hindi mo ginagamit ang proteksyon board upang matukoy ang kasalukuyang 40a, na magiging sanhi ng madalas na proteksyon. Ang biglaang power failure ng controller ay madaling makasira sa controller.

Pitong, boltahe karaniwang pagsusuri ng mga baterya ng lithium-ion

(1) Open circuit voltage: tumutukoy sa boltahe ng lithium-ion na baterya sa hindi gumaganang estado. Sa oras na ito, walang kasalukuyang dumadaloy. Kapag ang baterya ay ganap na na-charge, ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes ng baterya ay karaniwang nasa paligid ng 3.7V, at ang mataas ay maaaring umabot sa 3.8V;

(2) Naaayon sa boltahe ng open-circuit ay ang gumaganang boltahe, iyon ay, ang boltahe ng baterya ng lithium-ion sa aktibong estado. Sa oras na ito, may kasalukuyang dumadaloy. Dahil ang panloob na pagtutol kapag ang kasalukuyang daloy ay dapat pagtagumpayan, ang operating boltahe ay palaging mas mababa kaysa sa kabuuang boltahe sa oras ng kuryente;

(3) Pagwawakas ng boltahe: iyon ay, ang baterya ay hindi dapat magpatuloy sa pag-discharge pagkatapos mailagay sa isang tiyak na halaga ng boltahe, na tinutukoy ng istraktura ng baterya ng lithium-ion, kadalasan dahil sa proteksiyon na plato, ang boltahe ng baterya kapag ang paglabas ay tinapos ay tungkol sa 2.95V;

(4) Standard boltahe: Sa prinsipyo, ang karaniwang boltahe ay tinatawag ding rated boltahe, na tumutukoy sa inaasahang halaga ng potensyal na pagkakaiba na dulot ng kemikal na reaksyon ng positibo at negatibong mga materyales ng baterya. Ang na-rate na boltahe ng baterya ng lithium-ion ay 3.7V. Ito ay makikita na ang karaniwang boltahe ay Standard working boltahe;

Sa paghusga mula sa boltahe ng apat na baterya ng lithium-ion na binanggit sa itaas, ang boltahe ng baterya ng lithium-ion na kasangkot sa estado ng pagtatrabaho ay may karaniwang boltahe at boltahe na gumagana. Sa hindi gumaganang kondisyon, ang boltahe ng lithium-ion na baterya ay nasa pagitan ng open-circuit na boltahe at ng dulo ng boltahe dahil sa lithium-ion na baterya. Ang kemikal na reaksyon ng ion na baterya ay maaaring gamitin nang paulit-ulit. Samakatuwid, kapag ang boltahe ng baterya ng lithium-ion ay nasa boltahe ng pagwawakas, dapat na singilin ang baterya. Kung ang baterya ay hindi na-charge nang mahabang panahon, ang buhay ng baterya ay mababawasan o kahit na i-scrap.

malapit_maputi
malapit

Sumulat ng pagtatanong dito

tumugon sa loob ng 6 na oras, anumang mga katanungan ay malugod!