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Principe de la carte de protection de la batterie au lithium 3.7 V - analyse des normes primaires et de tension de la batterie au lithium

10 Oct, 2021

By hoppt

Large gamme d'utilisations des batteries

Le but du développement de la haute technologie est de la mettre au service de l'humanité. Depuis son introduction en 1990, les batteries lithium-ion ont augmenté en raison de leurs excellentes performances et ont été largement utilisées dans la société. Les batteries lithium-ion ont rapidement occupé de nombreux domaines avec des avantages incomparables par rapport aux autres batteries, telles que les téléphones portables, les ordinateurs portables, les petites caméras vidéo, etc. De plus en plus de pays utilisent cette batterie à des fins militaires. L'application montre que la batterie lithium-ion est une petite source d'énergie verte idéale.

Deuxièmement, les principaux composants des batteries lithium-ion

(1) Couvercle de la batterie

(2) Le matériau actif d'électrode positive est l'oxyde de lithium-cobalt

(3) Diaphragme-une membrane composite spéciale

(4) électrode négative-le matériau actif est le carbone

(5) Électrolyte organique

(6) Boîtier de batterie

Troisièmement, les performances supérieures des batteries lithium-ion

(1) Haute tension de fonctionnement

(2) Énergie spécifique plus grande

(3) longue durée de vie

(4) Faible taux d'autodécharge

(5) Pas d'effet mémoire

(6) Pas de pollution

Quatre, type de batterie au lithium et sélection de capacité

Tout d'abord, calculez le courant continu que la batterie doit fournir en fonction de la puissance de votre moteur (nécessite une puissance réelle, et généralement, la vitesse de conduite correspond à une puissance réelle correspondante). Par exemple, supposons que le moteur ait un courant continu de 20a (moteur 1000w à 48v). Dans ce cas, la batterie doit fournir un courant de 20a pendant longtemps. La montée en température est faible (même si la température est de 35 degrés à l'extérieur en été, la température de la batterie est mieux contrôlée en dessous de 50 degrés). De plus, si le courant est de 20a à 48v, la surpression double (96v, comme CPU 3), et le courant continu atteindra environ 50a. Si vous aimez utiliser la surtension pendant une longue période, veuillez choisir une batterie qui peut fournir en continu un courant de 50 A (faites toujours attention à l'augmentation de la température). Le courant continu de l'orage ici n'est pas la capacité nominale de décharge de la batterie du commerçant. Le commerçant affirme que quelques C (ou centaines d'ampères) est la capacité de décharge de la batterie, et si elle est déchargée à ce courant, la batterie générera une chaleur intense. Si la chaleur n'est pas suffisamment dissipée, la durée de vie de la batterie sera concise. (Et l'environnement de la batterie de nos véhicules électriques est que les batteries sont empilées et déchargées. Fondamentalement, il ne reste aucun espace et l'emballage est très serré, sans parler de la façon de forcer le refroidissement par air pour dissiper la chaleur). Notre environnement d'utilisation est très rude. Le courant de décharge de la batterie doit être déclassé pour l'utilisation. L'évaluation de la capacité de courant de décharge de la batterie consiste à déterminer l'augmentation de température correspondante de la batterie à ce courant.

Le seul principe évoqué ici est l'élévation de température de la batterie lors de son utilisation (la température élevée est l'ennemi mortel de la durée de vie de la batterie au lithium). Il est préférable de contrôler la température de la batterie en dessous de 50 degrés. (Entre 20 et 30 degrés, c'est mieux). Cela signifie également que s'il s'agit d'une batterie au lithium de type capacité (déchargée en dessous de 0.5C), un courant de décharge continu de 20a nécessite une capacité de plus de 40ah (bien sûr, le plus crucial dépend de la résistance interne de la batterie). S'il s'agit d'une batterie au lithium de type puissance, il est d'usage de se décharger en continu selon 1C. Même la batterie au lithium de type à résistance interne ultra-faible A123 est généralement préférable de retirer à 1C (pas plus de 2C, c'est mieux, la décharge 2C ne peut être utilisée que pendant une demi-heure, et ce n'est pas très utile). Le choix de la capacité dépend de la taille de l'espace de stockage de la voiture, du budget des dépenses personnelles et de la gamme d'activités automobile attendue. (Une petite capacité nécessite généralement une batterie au lithium de type puissance)

5. Criblage et assemblage de batteries

Le grand tabou de l'utilisation de batteries au lithium en série est le grave déséquilibre de l'autodécharge des batteries. Tant que tout le monde est également déséquilibré, ça va. Le problème est que cet état est brusquement instable. Une bonne batterie a une petite autodécharge, une mauvaise tempête a une grande autodécharge, et une condition où l'autodécharge n'est pas petite ou pas est généralement changée de bonne à mauvaise. État, ce processus est instable. Par conséquent, il est nécessaire de filtrer les batteries avec une grande autodécharge et de ne laisser que la batterie avec une petite autodécharge (généralement, l'autodécharge des produits qualifiés est faible, et le fabricant l'a mesurée, et le problème est que de nombreux produits non qualifiés arrivent sur le marché).

Sur la base d'une faible autodécharge, sélectionnez des séries avec une capacité similaire. Même si la puissance n'est pas identique, cela n'affectera pas la durée de vie de la batterie, mais cela affectera la capacité fonctionnelle de l'ensemble de la batterie. Par exemple, 15 batteries ont une capacité de 20ah, et une seule batterie est de 18ah, donc la capacité totale de ce groupe de batteries ne peut être que de 18ah. A la fin de l'utilisation, la batterie sera morte, et la carte de protection sera protégée. La tension de toute la batterie est encore relativement élevée (car la tension des 15 autres batteries est standard, et il y a encore de l'électricité). Par conséquent, la tension de protection contre la décharge de l'ensemble de la batterie peut indiquer si la capacité de l'ensemble de la batterie est la même (à condition que chaque cellule de batterie soit complètement chargée lorsque l'ensemble de la batterie est complètement chargé). En bref, la capacité déséquilibrée n'affecte pas la durée de vie de la batterie mais affecte uniquement la capacité de l'ensemble du groupe, essayez donc de choisir un assemblage avec un degré similaire.

La batterie assemblée doit atteindre une bonne résistance de contact ohmique entre les électrodes. Plus la résistance de contact entre le fil et l'électrode est petite, mieux c'est ; sinon, l'électrode avec une résistance de contact importante chauffera. Cette chaleur sera transférée à l'intérieur de la batterie le long de l'électrode et affectera la durée de vie de la batterie. Bien sûr, la manifestation de la résistance d'assemblage considérable est la chute de tension importante du bloc-batterie sous le même courant de décharge. (Une partie de la chute de tension est la résistance interne de la cellule, et une partie est la résistance de contact assemblée et la résistance du fil)

Six, la sélection du panneau de protection et l'utilisation de la charge et de la décharge sont importantes

(Les données sont pour le batterie au lithium fer phosphate, le principe de la batterie 3.7v ordinaire est le même, mais les informations sont différentes)

Le but de la carte de protection est de protéger la batterie contre les surcharges et les décharges excessives, en empêchant un courant élevé d'endommager la tempête et en équilibrant la tension de la batterie lorsque la batterie est complètement chargée (la capacité d'équilibrage est généralement relativement faible, donc s'il y a un carte de protection de batterie autodéchargée, il est exceptionnellement difficile à équilibrer, et il existe également des cartes de protection qui s'équilibrent dans n'importe quel état, c'est-à-dire que la compensation est effectuée dès le début de la charge, ce qui semble très rare).

Pour la durée de vie de la batterie, il est recommandé que la tension de charge de la batterie ne dépasse pas 3.6 V à tout moment, ce qui signifie que la tension d'action de protection de la carte de protection n'est pas supérieure à 3.6 V, et la tension équilibrée est recommandée pour être 3.4v-3.5v (chaque cellule 3.4v a été chargée à plus de 99% de la batterie, se réfère à l'état statique, la tension augmentera lors de la charge avec un courant élevé). La tension de protection contre la décharge de la batterie est généralement supérieure à 2.5 V (au-dessus de 2 V n'est pas un gros problème, généralement il y a peu de chance de l'utiliser entièrement hors tension, donc cette exigence n'est pas élevée).

La tension maximale recommandée du chargeur (la dernière étape de charge peut être le mode de charge à tension constante la plus élevée) est de 3.5 *, le nombre de chaînes, par exemple environ 56 V pour 16 rangées. Habituellement, la charge peut être coupée à une moyenne de 3.4 V par cellule (essentiellement complètement chargée) pour garantir la durée de vie de la batterie. Néanmoins, étant donné que la carte de protection n'a pas encore commencé à s'équilibrer si le noyau de la batterie présente une autodécharge importante, il se comportera comme un groupe entier au fil du temps ; la capacité diminue progressivement. Par conséquent, il est nécessaire de charger régulièrement chaque batterie à 3.5v-3.6v (comme toutes les semaines) et de la conserver quelques heures (tant que la moyenne est supérieure à la tension de démarrage d'égalisation), plus l'autodécharge est importante , plus l'égalisation prendra de temps. Les batteries surdimensionnées sont difficiles à équilibrer et doivent être éliminées. Ainsi, lors du choix d'une carte de protection, essayez de choisir une protection contre les surtensions de 3.6 V et démarrez l'égalisation autour de 3.5 V. (La plupart des protections contre les surtensions sur le marché sont supérieures à 3.8 V et l'équilibre se forme au-dessus de 3.6 V). Le choix d'une tension de démarrage équilibrée appropriée est plus important que la tension de protection car la tension maximale peut être ajustée en ajustant la limite de tension maximale du chargeur (c'est-à-dire que la carte de protection n'a généralement aucune chance d'assurer une protection haute tension). Supposons tout de même que la tension équilibrée soit élevée. Dans ce cas, la batterie n'a aucune chance de s'équilibrer (à moins que la tension de charge ne soit supérieure à la tension d'équilibre, mais cela affecte la durée de vie de la batterie), la cellule diminuera progressivement en raison de la capacité d'autodécharge (la cellule idéale avec un l'autodécharge de 0 n'existe pas).

La capacité de courant de décharge continue de la carte de protection. C'est la pire chose à commenter. Parce que la capacité de limitation actuelle du panneau de protection n'a pas de sens. Par exemple, si vous laissez un tube 75nf75 continuer à faire passer du courant 50a (à ce moment, la puissance de chauffage est d'environ 30w, au moins deux 60w en série avec la même carte de port), tant qu'il y a un dissipateur thermique suffisant pour dissiper chaleur, il n'y a pas de problème. Il peut être maintenu à 50a ou même plus sans brûler le tube. Mais vous ne pouvez pas dire que cette carte de protection peut durer un courant de 50a car la plupart des panneaux de protection de tout le monde sont placés dans le boîtier de la batterie très près de la batterie ou même à proximité. Par conséquent, une température aussi élevée chauffera la batterie et la chauffera. Le problème est que la température élevée est l'ennemi mortel de la tempête.

Par conséquent, l'environnement d'utilisation de la carte de protection détermine comment choisir la limite de courant (et non la capacité actuelle de la carte de protection elle-même). Supposons que la carte de protection soit retirée du boîtier de la batterie. Dans ce cas, presque n'importe quelle carte de protection avec un dissipateur de chaleur peut gérer un courant continu de 50a ou même plus (à ce moment, seule la capacité de la carte de protection est prise en compte, et il n'y a pas besoin de s'inquiéter de l'augmentation de température causant des dommages au cellule de batterie). Ensuite, l'auteur parle de l'environnement que tout le monde utilise habituellement, dans le même espace confiné que la batterie. À ce moment, la puissance de chauffage maximale de la carte de protection est mieux contrôlée en dessous de 10 w (s'il s'agit d'une petite carte de protection, elle a besoin de 5 w ou moins, et une carte de protection à grand volume peut être supérieure à 10 w car elle a une bonne dissipation thermique et la température ne sera pas trop élevée). Quant à savoir combien est approprié, il est recommandé de continuer. La température maximale de l'ensemble de la carte ne dépasse pas 60 degrés lorsque le courant est appliqué (50 degrés est le meilleur). Théoriquement, plus la température du panneau de protection est basse, mieux c'est et moins cela affectera les cellules.

Étant donné que la même carte de port est connectée en série avec le mos électrique de charge, la génération de chaleur de la même situation est le double de celle de la carte de port différente. Pour une même génération de chaleur, seul le nombre de tubes est quatre fois plus élevé (sous le principe du même modèle de mos). Calculons, si 50a de courant continu, alors la résistance interne mos est de deux milliohms (il faut 5 tubes 75nf75 pour obtenir cette résistance interne équivalente), et la puissance de chauffe est de 50*50*0.002=5w. À ce moment, c'est possible (en fait, la capacité de courant mos de 2 milliohms de résistance interne est supérieure à 100a, ce n'est pas un problème, mais la chaleur est grande). S'il s'agit de la même carte de port, 4 résistances internes de 2 milliohms sont nécessaires (chaque deux résistances internes parallèles sont d'un milliohm, puis connectées en série, la résistance interne totale est égale à 2 millions de 75 tubes sont utilisés, le nombre total est 20). Supposons que le courant continu de 100a permette à la puissance de chauffage d'être de 10w. Dans ce cas, une ligne avec une résistance interne de 1 milliohm est nécessaire (bien sûr, la résistance interne équivalente exacte peut être obtenue par une connexion parallèle MOS). Si le nombre de ports différents est encore quatre fois, si le courant continu de 100a permet toujours la puissance de chauffage maximale de 5w, alors seul un tube de 0.5 milliohm peut être utilisé, ce qui nécessite quatre fois plus de mos par rapport au courant continu de 50a pour générer le même quantité de chaleur). Par conséquent, lors de l'utilisation de la carte de protection, choisissez une carte avec une résistance interne négligeable pour réduire la température. Si la résistance interne a été déterminée, veuillez laisser la carte et la chaleur extérieure se dissiper mieux. Choisissez le panneau de protection et n'écoutez pas la capacité de courant continu du vendeur. Demandez simplement la résistance interne totale du circuit de décharge de la carte de protection et calculez-la vous-même (demandez quel type de tube est utilisé, quelle quantité est utilisée et vérifiez vous-même le calcul de la résistance interne). L'auteur estime que s'il est déchargé sous le courant continu nominal du vendeur, l'échauffement de la carte de protection devrait être relativement élevé. Par conséquent, il est préférable de sélectionner une carte de protection avec déclassement. (Disons 50a continu, vous pouvez utiliser 30a, vous avez besoin de 50a constant, il est préférable d'acheter 80a nominal continu). Pour les utilisateurs qui utilisent un processeur 48v, il est recommandé que la résistance interne totale de la carte de protection ne dépasse pas deux milliohms.

La différence entre la même carte de port et la carte de port différente : la même carte de port est la même ligne pour la charge et la décharge, et la charge et la décharge sont protégées.

La carte des différents ports est indépendante des lignes de charge et de décharge. Le port de charge protège uniquement contre la surcharge lors de la charge et ne protège pas s'il est retiré du port de charge (mais il peut se décharger complètement, mais la capacité actuelle du port de charge est généralement relativement faible). L'orifice de décharge protège contre les décharges excessives pendant la décharge. Si la charge à partir du port de décharge, la surcharge n'est pas couverte (la charge inversée du processeur est donc entièrement utilisable pour les différentes cartes de port. Et la charge inversée est plus mineure que l'énergie utilisée, donc ne vous inquiétez pas de la surcharge du batterie due à la charge inversée. Sauf si vous sortez avec le paiement complet, c'est quelques kilomètres de descente immédiatement. Si vous continuez à démarrer la charge inversée, il est possible de surcharger la batterie, qui n'existe pas), mais utilisation régulière de la charge Ne chargez jamais du port de décharge, à moins que vous ne surveilliez constamment la tension de charge (telle qu'une charge d'urgence à courant élevé temporaire en bordure de route, vous pouvez faire confiance au port de décharge et continuer à rouler sans être complètement chargé, ne vous inquiétez pas de la surcharge)

Calculez le courant continu maximal de votre moteur, sélectionnez une batterie d'une capacité ou d'une puissance adaptée pouvant répondre à ce courant constant, et la montée en température est maîtrisée. La résistance interne du panneau de protection est aussi faible que possible. La protection contre les surintensités de la carte de protection n'a besoin que d'une protection contre les courts-circuits et d'autres protections contre une utilisation anormale (n'essayez pas de limiter le courant requis par le contrôleur ou le moteur en limitant le tirage de la carte de protection). Parce que si votre moteur a besoin de courant 50a, vous n'utilisez pas la carte de protection pour déterminer le courant 40a, ce qui entraînera une protection fréquente. La panne de courant soudaine du contrôleur endommagera facilement le contrôleur.

Sept, analyse standard de tension des batteries lithium-ion

(1) Tension en circuit ouvert : désigne la tension d'une batterie lithium-ion à l'arrêt. A ce moment, aucun courant ne circule. Lorsque la batterie est complètement chargée, la différence de potentiel entre les électrodes positives et négatives de la batterie est généralement d'environ 3.7 V, et le maximum peut atteindre 3.8 V ;

(2) A la tension en circuit ouvert correspond la tension de travail, c'est-à-dire la tension de la batterie lithium-ion à l'état actif. A ce moment, il y a du courant qui passe. Parce que la résistance interne lorsque le courant circule doit être surmontée, la tension de fonctionnement est toujours inférieure à la tension totale au moment de l'électricité ;

(3) Tension de terminaison : c'est-à-dire que la batterie ne doit pas continuer à se décharger après avoir été placée à une valeur de tension spécifique, qui est déterminée par la structure de la batterie lithium-ion, généralement en raison de la plaque de protection, la tension de la batterie lorsque la décharge est terminée est d'environ 2.95 V ;

(4) Tension standard : en principe, la tension standard est également appelée tension nominale, qui fait référence à la valeur attendue de la différence de potentiel causée par la réaction chimique des matériaux positifs et négatifs de la batterie. La tension nominale de la batterie lithium-ion est de 3.7 V. On peut voir que la tension standard est la tension de fonctionnement standard ;

A en juger par la tension des quatre batteries lithium-ion mentionnées ci-dessus, la tension de la batterie lithium-ion impliquée dans l'état de fonctionnement a une tension et une tension de fonctionnement standard. En condition de non-fonctionnement, la tension de la batterie lithium-ion se situe entre la tension en circuit ouvert et la tension finale en raison de la batterie lithium-ion. La réaction chimique de la batterie ionique peut être utilisée à plusieurs reprises. Par conséquent, lorsque la tension de la batterie lithium-ion est à la tension de terminaison, la batterie doit être chargée. Si la batterie n'est pas chargée pendant une longue période, la durée de vie de la batterie sera réduite ou même mise au rebut.

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