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Princípio da placa de proteção da bateria de lítio de 3.7 V - análise dos padrões primários e de tensão da bateria de lítio

10 de Outubro, 2021

By hoppt

Ampla gama de usos de baterias

O objetivo do desenvolvimento de alta tecnologia é torná-la melhor servir a humanidade. Desde sua introdução em 1990, as baterias de íons de lítio aumentaram devido ao seu excelente desempenho e têm sido amplamente utilizadas na sociedade. As baterias de íon-lítio rapidamente ocuparam muitos campos com vantagens incomparáveis ​​sobre outras baterias, como os conhecidos telefones celulares, notebooks, pequenas câmeras de vídeo etc. Cada vez mais países usam essa bateria para fins militares. O aplicativo mostra que a bateria de íons de lítio é uma pequena fonte de energia verde ideal.

Em segundo lugar, os principais componentes das baterias de íons de lítio

(1) Tampa da bateria

(2) O material ativo do eletrodo positivo é o óxido de cobalto de lítio

(3) Diafragma - uma membrana composta especial

(4) Eletrodo negativo - o material ativo é carbono

(5) Eletrólito orgânico

(6) Caixa da bateria

Terceiro, o desempenho superior das baterias de íons de lítio

(1) Alta tensão de trabalho

(2) Maior energia específica

(3) Ciclo de vida longo

(4) Baixa taxa de auto-descarga

(5) Sem efeito de memória

(6) Sem poluição

Quatro, tipo de bateria de lítio e seleção de capacidade

Primeiro, calcule a corrente contínua que a bateria precisa fornecer com base na potência do seu motor (requer potência real e, geralmente, a velocidade de condução corresponde a uma potência real correspondente). Por exemplo, suponha que o motor tenha uma corrente contínua de 20a (motor de 1000w a 48v). Nesse caso, a bateria precisa fornecer uma corrente de 20a por um longo tempo. O aumento da temperatura é superficial (mesmo que a temperatura seja de 35 graus no verão, a temperatura da bateria é melhor controlada abaixo de 50 graus). Além disso, se a corrente for 20a em 48v, a sobrepressão dobra (96v, como CPU 3), e a corrente contínua atingirá cerca de 50a. Se você gosta de usar sobretensão por um longo tempo, escolha uma bateria que possa fornecer continuamente 50a de corrente (ainda preste atenção ao aumento de temperatura). A corrente contínua da tempestade aqui não é a capacidade nominal de descarga da bateria do comerciante. O comerciante afirma que alguns C (ou centenas de amperes) é a capacidade de descarga da bateria, e se descarregar nesta corrente, a bateria gerará calor intenso. Se o calor não for dissipado adequadamente, a vida útil da bateria será concisa. (E o ambiente de bateria de nossos veículos elétricos é que as baterias são empilhadas e descarregadas. Basicamente, não há lacunas e a embalagem é muito apertada, muito menos como forçar o resfriamento do ar para dissipar o calor). Nosso ambiente de uso é muito severo. A corrente de descarga da bateria precisa ser reduzida para uso. Avaliar a capacidade de corrente de descarga da bateria é ver quanto é o aumento de temperatura correspondente da bateria nessa corrente.

O único princípio discutido aqui é o aumento de temperatura da bateria durante o uso (a alta temperatura é o inimigo mortal da vida útil da bateria de lítio). É melhor controlar a temperatura da bateria abaixo de 50 graus. (Entre 20-30 graus é o melhor). Isso também significa que, se for uma bateria de lítio do tipo capacidade (descarregada abaixo de 0.5C), uma corrente de descarga contínua de 20a requer uma capacidade superior a 40ah (claro, o mais importante depende da resistência interna da bateria). Se for uma bateria de lítio do tipo power, é costume descarregar continuamente de acordo com 1C. Mesmo a bateria de lítio do tipo de resistência interna ultrabaixa A123 geralmente é melhor remover a 1C (não mais do que 2C é melhor, a descarga de 2C só pode ser usada por meia hora e não é muito útil). A escolha da capacidade depende do tamanho do espaço de armazenamento do carro, do orçamento de despesas pessoais e da variedade esperada de atividades do carro. (Pequena capacidade geralmente requer bateria de lítio do tipo de energia)

5. Triagem e montagem de baterias

O grande tabu do uso de baterias de lítio em série é o grave desequilíbrio da autodescarga da bateria. Desde que todos estejam igualmente desequilibrados, tudo bem. O problema é que este estado é abruptamente instável. Uma boa bateria tem uma pequena autodescarga, uma tempestade ruim tem uma grande autodescarga e uma condição em que a autodescarga não é pequena ou não é geralmente alterada de boa para ruim. Estado, este processo é instável. Portanto, é necessário filtrar as baterias com grande autodescarga e deixar apenas a bateria com pequena autodescarga (geralmente, a autodescarga de produtos qualificados é pequena, e o fabricante a mediu, e o problema é que muitos produtos não qualificados fluem para o mercado).

Com base na pequena autodescarga, selecione séries com capacidade semelhante. Mesmo que a energia não seja idêntica, isso não afetará a vida útil da bateria, mas afetará a capacidade funcional de toda a bateria. Por exemplo, 15 baterias têm capacidade de 20ah, e apenas uma bateria é de 18ah, então a capacidade total deste grupo de baterias só pode ser de 18ah. Ao final do uso, a bateria estará descarregada e a placa de proteção estará protegida. A tensão de toda a bateria ainda é relativamente alta (porque a tensão das outras 15 baterias é padrão e ainda há eletricidade). Portanto, a tensão de proteção contra descarga de toda a bateria pode dizer se a capacidade de toda a bateria é a mesma (desde que cada célula da bateria esteja totalmente carregada quando toda a bateria estiver totalmente carregada). Em suma, a capacidade desequilibrada não afeta a vida útil da bateria, mas afeta apenas a capacidade de todo o grupo, portanto, tente escolher um conjunto com grau semelhante.

A bateria montada deve atingir uma boa resistência de contato ôhmica entre os eletrodos. Quanto menor a resistência de contato entre o fio e o eletrodo, melhor; caso contrário, o eletrodo com uma resistência de contato significativa irá aquecer. Este calor será transferido para o interior da bateria ao longo do eletrodo e afetará a vida útil da bateria. É claro que a manifestação da considerável resistência de montagem é a queda significativa de tensão da bateria sob a mesma corrente de descarga. (Parte da queda de tensão é a resistência interna da célula e parte é a resistência de contato montada e a resistência do fio)

Seis, a seleção da placa de proteção e o uso de carga e descarga são importantes

(Os dados são para o bateria de fosfato de ferro de lítio, o princípio da bateria comum de 3.7 v é o mesmo, mas as informações são diferentes)

O objetivo da placa de proteção é proteger a bateria contra sobrecarga e descarga excessiva, evitando que a alta corrente danifique a tempestade e equilibrando a tensão da bateria quando a bateria estiver totalmente carregada (a capacidade de balanceamento é geralmente relativamente pequena, portanto, se houver um placa de proteção de bateria autodescarregada, é excepcionalmente difícil balancear, e também existem placas de proteção que se equilibram em qualquer estado, ou seja, a compensação é realizada desde o início do carregamento, o que parece ser muito raro).

Para a vida útil da bateria, recomenda-se que a tensão de carregamento da bateria não exceda 3.6 v a qualquer momento, o que significa que a tensão de ação protetora da placa de proteção não é superior a 3.6 v, e recomenda-se que a tensão balanceada seja 3.4 v-3.5 v (cada célula 3.4 v foi carregada com mais de 99% da bateria, refere-se ao estado estático, a tensão aumentará ao carregar com alta corrente). A tensão de proteção contra descarga da bateria geralmente é superior a 2.5v (acima de 2v não é um grande problema, geralmente há pouca chance de usá-la totalmente sem energia, portanto, esse requisito não é alto).

A tensão máxima recomendada do carregador (a última etapa do carregamento pode ser o modo de carregamento de tensão constante mais alta) é 3.5*, o número de strings, como cerca de 56v para 16 linhas. Normalmente, o carregamento pode ser cortado em uma média de 3.4v por célula (basicamente totalmente carregada) para garantir a vida útil da bateria. Ainda assim, como a placa de proteção ainda não começou a se equilibrar se o núcleo da bateria tiver uma grande autodescarga, ela se comportará como um grupo inteiro ao longo do tempo; a capacidade diminui gradualmente. Portanto, é necessário carregar regularmente cada bateria a 3.5v-3.6v (como toda semana) e mantê-la por algumas horas (desde que a média seja maior que a tensão inicial de equalização), maior a autodescarga , mais demorada será a equalização. As baterias superdimensionadas de auto-descarga são difíceis de equilibrar e precisam ser eliminadas. Portanto, ao escolher uma placa de proteção, tente escolher a proteção de sobretensão de 3.6v e inicie a equalização em torno de 3.5v. (A maior parte da proteção de sobretensão no mercado está acima de 3.8v e o equilíbrio é formado acima de 3.6v). Escolher uma tensão de partida balanceada adequada é mais importante do que a tensão de proteção porque a tensão máxima pode ser ajustada ajustando o limite máximo de tensão do carregador (ou seja, a placa de proteção geralmente não tem chance de fazer proteção de alta tensão). Ainda assim, suponha que a tensão balanceada seja alta. Nesse caso, a bateria não tem chance de se equilibrar (a menos que a tensão de carga seja maior que a tensão de equilíbrio, mas isso afeta a vida útil da bateria), a célula diminuirá gradualmente devido à capacidade de autodescarga (a célula ideal com um auto-descarga de 0 não existe).

A capacidade de corrente de descarga contínua da placa de proteção. Esta é a pior coisa a comentar. Porque a capacidade de limitação de corrente da placa de proteção não tem sentido. Por exemplo, se você deixar um tubo 75nf75 continuar a passar 50a de corrente (neste momento, a potência de aquecimento é de cerca de 30w, pelo menos dois 60w em série com a mesma placa de porta), desde que haja um dissipador de calor suficiente para dissipar calor, não há problema. Pode ser mantido em 50a ou até mais alto sem queimar o tubo. Mas não se pode dizer que esta placa de proteção pode durar 50a de corrente porque a maioria dos painéis de proteção de todos são colocados na caixa da bateria bem perto da bateria ou até perto. Portanto, uma temperatura tão alta aquecerá a bateria e aquecerá. O problema é que a alta temperatura é o inimigo mortal da tempestade.

Portanto, o ambiente de uso da placa de proteção determina como escolher o limite de corrente (não a capacidade de corrente da própria placa de proteção). Suponha que a placa de proteção seja retirada da caixa da bateria. Nesse caso, praticamente qualquer placa de proteção com dissipador de calor pode suportar uma corrente contínua de 50a ou até superior (neste momento, apenas a capacidade da placa de proteção é considerada e não há necessidade de se preocupar com o aumento da temperatura causando danos ao célula da bateria). A seguir, o autor fala sobre o ambiente que todos costumam usar, no mesmo espaço confinado da bateria. Neste momento, a potência máxima de aquecimento da placa de proteção é melhor controlada abaixo de 10 w (se for uma placa de proteção pequena, ela precisa de 5 w ou menos, e uma placa de proteção de grande volume pode ser superior a 10 w porque tem boa dissipação de calor e a temperatura não será muito alta). Quanto ao quanto é apropriado, é recomendável continuar. A temperatura máxima de toda a placa não excede 60 graus quando a corrente é aplicada (50 graus é o melhor). Teoricamente, quanto menor a temperatura da placa de proteção, melhor e menos afetará as células.

Como a mesma placa de porta está conectada em série com o mos elétrico de carregamento, a geração de calor da mesma situação é o dobro da placa de porta diferente. Para a mesma geração de calor, apenas o número de tubos é quatro vezes maior (sob a premissa do mesmo modelo de mos). Vamos calcular, se 50a de corrente contínua, então a resistência interna mos é de dois miliohms (são necessários 5 tubos de 75nf75 para obter essa resistência interna equivalente), e a potência de aquecimento é de 50*50*0.002=5w. Neste momento, é possível (na verdade, a capacidade de corrente mos de 2 miliohms de resistência interna é superior a 100a, não é problema, mas o calor é grande). Se for a mesma placa de porta, são necessários 4 2 miliohm de resistência interna mos (cada duas resistências internas paralelas é um miliohm e, em seguida, conectadas em série, a resistência interna total é igual a 2 milhões 75 tubos são usados, o número total é 20). Suponha que a corrente contínua de 100a permita que a potência de aquecimento seja de 10w. Nesse caso, é necessária uma linha com uma resistência interna de 1 miliohm (é claro, a resistência interna equivalente exata pode ser obtida pela conexão paralela MOS). Se o número de portas diferentes ainda for quatro vezes, se a corrente contínua de 100a ainda permitir a potência máxima de aquecimento de 5w, apenas o tubo de 0.5 miliohm pode ser usado, o que requer quatro vezes a quantidade de mos em comparação com a corrente contínua de 50a para gerar o mesmo quantidade de calor). Portanto, ao utilizar a placa de proteção, escolha uma placa com resistência interna desprezível para reduzir a temperatura. Se a resistência interna foi determinada, deixe a placa e o calor externo se dissiparem melhor. Escolha a placa de proteção e não dê ouvidos à capacidade de corrente contínua do vendedor. Basta perguntar a resistência interna total do circuito de descarga da placa de proteção e calculá-la você mesmo (pergunte que tipo de tubo é usado, quanta quantidade é usada e verifique você mesmo o cálculo da resistência interna). O autor considera que, se for descarregado sob a corrente nominal contínua do vendedor, o aumento de temperatura da placa de proteção deve ser relativamente alto. Portanto, é melhor selecionar uma placa de proteção com derating. (Digamos 50a contínuo, você pode usar 30a, você precisa de 50a constante, é melhor comprar 80a nominal contínuo). Para usuários que utilizam CPU de 48v, é recomendado que a resistência interna total da placa de proteção não seja superior a dois miliohms.

A diferença entre a mesma placa de porta e a placa de porta diferente: a mesma placa de porta é a mesma linha para carregar e descarregar, e tanto o carregamento quanto o descarregamento são protegidos.

A placa de porta diferente é independente das linhas de carga e descarga. A porta de carregamento protege apenas contra sobrecarga durante o carregamento e não protege se for removida da porta de carregamento (mas pode descarregar completamente, mas a capacidade atual da porta de carregamento geralmente é relativamente pequena). A porta de descarga protege contra descarga excessiva durante a descarga. Se carregar a partir da porta de descarga, a sobrecarga não é coberta (portanto, o carregamento reverso da CPU é totalmente utilizável para a placa de porta diferente. E a carga reversa é menor do que a energia usada, então não se preocupe em sobrecarregar o bateria devido ao carregamento reverso. A menos que você saia com o pagamento integral, são alguns quilômetros ladeira abaixo imediatamente. Se você continuar iniciando o carregamento reverso, é possível sobrecarregar a bateria, o que não existe), mas uso regular do carregamento Nunca carregue da porta de descarga, a menos que você monitore constantemente a tensão de carregamento (como carregamento temporário de alta corrente de emergência na estrada, você pode confiar na porta de descarga e continuar andando sem estar totalmente carregado, não se preocupe com a sobrecarga)

Calcule a corrente contínua máxima do seu motor, selecione uma bateria com capacidade ou potência adequada que possa atender a essa corrente constante e o aumento de temperatura é controlado. A resistência interna da placa de proteção é a menor possível. A proteção de sobrecorrente da placa de proteção precisa apenas de proteção contra curto-circuitos e outras proteções de uso anormal (não tente limitar a corrente exigida pelo controlador ou motor limitando a tiragem da placa de proteção). Porque se seu motor precisa de 50a de corrente, você não usa a placa de proteção para determinar a corrente de 40a, o que causará proteção frequente. A falha repentina de energia do controlador danificará facilmente o controlador.

Sete, análise padrão de tensão de baterias de íons de lítio

(1) Voltagem de circuito aberto: refere-se à voltagem de uma bateria de íon de lítio em estado de inatividade. Neste momento, não há corrente fluindo. Quando a bateria está totalmente carregada, a diferença de potencial entre os eletrodos positivo e negativo da bateria geralmente fica em torno de 3.7V, e a alta pode chegar a 3.8V;

(2) À tensão de circuito aberto corresponde a tensão de trabalho, ou seja, a tensão da bateria de íon-lítio no estado ativo. Neste momento, há corrente fluindo. Como a resistência interna quando a corrente flui deve ser superada, a tensão de operação é sempre menor que a tensão total no momento da eletricidade;

(3) Tensão de terminação: ou seja, a bateria não deve continuar a ser descarregada após ser colocada em um valor de tensão específico, que é determinado pela estrutura da bateria de íons de lítio, geralmente devido à placa protetora, a tensão da bateria quando a descarga é terminada é de cerca de 2.95V;

(4) Tensão padrão: Em princípio, a tensão padrão também é chamada de tensão nominal, que se refere ao valor esperado da diferença de potencial causada pela reação química dos materiais positivos e negativos da bateria. A tensão nominal da bateria de íons de lítio é de 3.7 V. Pode-se ver que a tensão padrão é a tensão de trabalho padrão;

A julgar pela tensão das quatro baterias de íons de lítio mencionadas acima, a tensão da bateria de íons de lítio envolvida no estado de trabalho tem tensão padrão e tensão de trabalho. Na condição de não funcionamento, a tensão da bateria de íons de lítio está entre a tensão de circuito aberto e a tensão final devido à bateria de íons de lítio. A reação química da bateria de íons pode ser usada repetidamente. Portanto, quando a tensão da bateria de íons de lítio estiver na tensão de terminação, a bateria deve ser carregada. Se a bateria não for carregada por muito tempo, a vida útil da bateria será reduzida ou até mesmo descartada.

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