3.7 V litija akumulatora aizsardzības paneļa princips - litija akumulatora primāro un sprieguma standartu analīze

Plašs akumulatoru izmantošanas klāsts

Augsto tehnoloģiju izstrādes mērķis ir panākt, lai tās labāk kalpotu cilvēcei. Kopš to ieviešanas 1990. gadā litija jonu akumulatori ir palielinājušies, pateicoties to izcilajai veiktspējai, un ir plaši izmantoti sabiedrībā. Litija jonu akumulatori ātri vien ieņēma daudzas jomas ar nesalīdzināmām priekšrocībām salīdzinājumā ar citiem akumulatoriem, piemēram, labi zināmiem mobilajiem tālruņiem, piezīmjdatoriem, mazām videokamerām utt. Arvien vairāk valstu izmanto šo akumulatoru militāriem mērķiem. Lietojumprogramma parāda, ka litija jonu akumulators ir ideāls mazs zaļš enerģijas avots.

Otrkārt, litija jonu akumulatoru galvenās sastāvdaļas

(1) Akumulatora vāciņš

(2) Pozitīvs elektrodu aktīvs materiāls ir litija kobalta oksīds

(3) Diafragma - īpaša kompozītmateriāla membrāna

(4) Negatīvs elektrods — aktīvā viela ir ogleklis

(5) Organiskais elektrolīts

(6) Akumulatora korpuss

Treškārt, litija jonu akumulatoru izcilā veiktspēja

(1) Augsts darba spriegums

(2) Lielāka īpatnējā enerģija

(3) Ilgs cikla mūžs

(4) Zems pašizlādes ātrums

(5) Nav atmiņas efekta

(6) Nav piesārņojuma

Četri, litija akumulatora tipa un jaudas izvēle

Vispirms aprēķiniet nepārtrauktu strāvu, kas akumulatoram jānodrošina, pamatojoties uz jūsu motora jaudu (nepieciešama faktiskā jauda, ​​un parasti braukšanas ātrums atbilst atbilstošai reālajai jaudai). Piemēram, pieņemsim, ka dzinēja nepārtrauktā strāva ir 20a (1000 w motors pie 48 v). Tādā gadījumā akumulatoram ir jānodrošina 20a strāva ilgu laiku. Temperatūras paaugstināšanās ir sekla (pat ja vasarā ārā ir 35 grādi, akumulatora temperatūru vislabāk kontrolēt zem 50 grādiem). Turklāt, ja strāva ir 20 a pie 48 V, pārspiediens dubultojas (96 V, piemēram, CPU 3), un nepārtrauktā strāva sasniegs aptuveni 50 a. Ja vēlaties ilgstoši izmantot pārspriegumu, lūdzu, izvēlieties akumulatoru, kas var nepārtraukti nodrošināt 50a strāvu (joprojām pievērsiet uzmanību temperatūras paaugstināšanās). Nepārtrauktā vētras strāva šeit nav komersanta nominālā akumulatora izlādes jauda. Tirgotājs apgalvo, ka daži C (vai simtiem ampēru) ir akumulatora izlādes jauda, ​​un, ja tas tiek izlādēts ar šo strāvu, akumulators radīs nopietnu karstumu. Ja siltums netiek pietiekami izkliedēts, akumulatora darbības laiks būs īss. (Un mūsu elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru vide ir tāda, ka akumulatori ir sakrājušies un izlādējušies. Būtībā netiek atstāti tukšumi, un iepakojums ir ļoti ciešs, nemaz nerunājot par to, kā piespiest gaisa dzesēšanu, lai izkliedētu siltumu). Mūsu lietošanas vide ir ļoti skarba. Lai lietotu, akumulatora izlādes strāva ir jāsamazina. Novērtējot akumulatora izlādes strāvas spēju, ir jānoskaidro, cik liela ir akumulatora atbilstošā temperatūras paaugstināšanās pie šīs strāvas.

Vienīgais šeit apspriestais princips ir akumulatora temperatūras paaugstināšanās lietošanas laikā (augsta temperatūra ir litija akumulatora darbības laika nāvējošs ienaidnieks). Vislabāk ir kontrolēt akumulatora temperatūru zem 50 grādiem. (Vislabākā temperatūra ir no 20 līdz 30 grādiem). Tas arī nozīmē, ka, ja tas ir ietilpības tipa litija akumulators (izlādējies zem 0.5C), tad nepārtrauktas izlādes strāvai 20a ir nepieciešama jauda lielāka par 40ah (protams, pats galvenais ir atkarīgs no akumulatora iekšējās pretestības). Ja tas ir jaudas tipa litija akumulators, ir ierasts nepārtraukti izlādēties saskaņā ar 1C. Pat A123 īpaši zemas iekšējās pretestības jaudas tipa litija akumulatoru parasti vislabāk izņemt pie 1C (labāk ne vairāk kā 2C, 2C izlādi var izmantot tikai pusstundu, un tas nav īpaši noderīgi). Ietilpības izvēle ir atkarīga no automašīnas uzglabāšanas vietas lieluma, personīgā izdevumu budžeta un paredzamā automašīnas darbību klāsta. (Nelielai spējai parasti ir nepieciešams jaudas tipa litija akumulators)

5. Akumulatoru pārbaude un montāža

Lielais litija bateriju sērijveida izmantošanas tabu ir nopietna akumulatora pašizlādes nelīdzsvarotība. Kamēr visi ir vienādi nelīdzsvaroti, tas ir labi. Problēma ir tāda, ka šis stāvoklis pēkšņi ir nestabils. Labam akumulatoram ir maza pašizlāde, sliktai vētrai ir liela pašizlāde, un stāvoklis, kad pašizlāde nav maza vai nav maza, parasti tiek mainīts no laba uz sliktu. Valsts, šis process ir nestabils. Tāpēc ir nepieciešams izsijāt akumulatorus ar lielu pašizlādi un atstāt tikai akumulatoru ar mazu pašizlādi (parasti kvalificētu produktu pašizlāde ir maza, un ražotājs to ir izmērījis, un problēma ir tāda, ka tirgū ieplūst daudzi nekvalificēti produkti).

Pamatojoties uz nelielu pašizlādi, atlasiet sērijas ar līdzīgu jaudu. Pat ja jauda nav identiska, tas neietekmēs akumulatora darbības laiku, bet tas ietekmēs visa akumulatora darbības spēju. Piemēram, 15 akumulatoru ietilpība ir 20ah, un tikai viens akumulators ir 18ah, tāpēc šīs akumulatoru grupas kopējā jauda var būt tikai 18ah. Lietošanas beigās akumulators būs izlādējies, un aizsargplāksne būs aizsargāta. Visam akumulatoram joprojām ir salīdzinoši augsts spriegums (jo pārējām 15 baterijām spriegums ir standarta, un joprojām ir elektrība). Tāpēc visa akumulatora bloka izlādes aizsardzības spriegums var noteikt, vai visa akumulatora jauda ir vienāda (ar nosacījumu, ka katrai akumulatora šūnai jābūt pilnībā uzlādētai, kad viss akumulatora bloks ir pilnībā uzlādēts). Īsāk sakot, nesabalansētā jauda neietekmē akumulatora darbības laiku, bet tikai ietekmē visas grupas spējas, tāpēc mēģiniet izvēlēties komplektu ar līdzīgu pakāpi.

Samontētajam akumulatoram jāsasniedz laba omiskā kontakta pretestība starp elektrodiem. Jo mazāka ir kontakta pretestība starp vadu un elektrodu, jo labāk; pretējā gadījumā elektrods ar ievērojamu kontakta pretestību sakarst. Šis siltums tiks pārnests uz akumulatora iekšpusi gar elektrodu un ietekmēs akumulatora darbības laiku. Protams, ievērojamās montāžas pretestības izpausme ir ievērojams akumulatora bloka sprieguma kritums ar tādu pašu izlādes strāvu. (Daļa no sprieguma krituma ir šūnas iekšējā pretestība, un daļa ir samontētā kontakta pretestība un stieples pretestība)

Seši, aizsardzības paneļa izvēlei un uzlādes un izlādes izmantošanai ir nozīme

(Dati ir paredzēti litija dzelzs fosfāta akumulators, parastā 3.7 V akumulatora darbības princips ir vienāds, taču informācija atšķiras)

Aizsargpaneļa mērķis ir aizsargāt akumulatoru no pārlādēšanas un pārmērīgas izlādes, neļaujot lielai strāvai sabojāt vētru un līdzsvarot akumulatora spriegumu, kad akumulators ir pilnībā uzlādēts (balansēšanas spēja parasti ir salīdzinoši neliela, tādēļ, ja ir pašizlādes akumulatora aizsargplāksne, tas ir izņēmuma kārtā Tas ir izaicinoši līdzsvarot, un ir arī aizsargplates, kas balansē jebkurā stāvoklī, tas ir, kompensācija tiek veikta no uzlādes sākuma, kas, šķiet, ir ļoti reti).

Akumulatora komplekta darbības laikā ieteicams, lai akumulatora uzlādes spriegums jebkurā laikā nepārsniegtu 3.6 v, kas nozīmē, ka aizsargpaneļa aizsargdarbības spriegums nav lielāks par 3.6 v, un līdzsvarotais spriegums ir ieteicams 3.4v-3.5v (katra 3.4v elementa ir uzlādēta vairāk nekā 99% Akumulatora, attiecas uz statisko stāvokli, spriegums palielināsies, lādējot ar lielu strāvu). Akumulatora izlādes aizsardzības spriegums parasti ir virs 2.5 v (virs 2 v nav liela problēma, parasti ir maz iespēju to izmantot pilnībā bez strāvas, tāpēc šī prasība nav augsta).

Ieteicamais maksimālais lādētāja spriegums (pēdējais uzlādes solis var būt augstākā pastāvīgā sprieguma uzlādes režīms) ir 3.5*, virkņu skaits, piemēram, apmēram 56v uz 16 rindām. Parasti uzlādi var pārtraukt vidēji 3.4 v uz vienu šūnu (pamatā pilnībā uzlādēta), lai garantētu akumulatora darbības laiku. Tomēr, tā kā aizsardzības panelis vēl nav sācis līdzsvarot, ja akumulatora kodolam ir liela pašizlāde, laika gaitā tas izturēsies kā vesela grupa; kapacitāte pakāpeniski samazinās. Tāpēc ir nepieciešams regulāri uzlādēt katru akumulatoru līdz 3.5-3.6 V (piemēram, katru nedēļu) un paturēt dažas stundas (kamēr vidējais ir lielāks par izlīdzināšanas sākuma spriegumu), jo lielāka ir pašizlāde. , jo ilgāk būs nepieciešama izlīdzināšana. Pašizlāde Lielizmēra akumulatorus ir grūti līdzsvarot, un tie ir jālikvidē. Tāpēc, izvēloties aizsargplati, mēģiniet izvēlēties 3.6 V pārsprieguma aizsardzību un sāciet izlīdzināšanu ap 3.5 V. (Lielākā daļa no pārsprieguma aizsardzības tirgū ir virs 3.8 V, un līdzsvars veidojas virs 3.6 V). Piemērota līdzsvarota palaišanas sprieguma izvēle ir svarīgāka par aizsardzības spriegumu, jo maksimālo spriegumu var regulēt, regulējot lādētāja maksimālo sprieguma robežu (tas ir, aizsardzības panelim parasti nav iespējas veikt augstsprieguma aizsardzību). Tomēr pieņemsim, ka līdzsvarotais spriegums ir augsts. Tādā gadījumā akumulatora blokam nav iespējas līdzsvarot (ja vien uzlādes spriegums nav lielāks par līdzsvara spriegumu, bet tas ietekmē akumulatora darbības laiku), elementa pašizlādes jaudas dēļ pakāpeniski samazināsies (ideālā šūna ar pašizlāde 0 nepastāv).

Aizsardzības paneļa nepārtrauktas izlādes strāvas iespēja. Tas ir vissliktākais, ko komentēt. Jo aizsardzības dēļa pašreizējā ierobežošanas spēja ir bezjēdzīga. Piemēram, ja ļaujat 75nf75 caurulei turpināt izlaist 50 a strāvu (šobrīd sildīšanas jauda ir aptuveni 30 w, vismaz divas 60 w virknē ar vienu un to pašu porta plati), ja vien ir pietiekami daudz siltuma izlietnes, lai izkliedētu. karstums, nav nekādu problēmu. To var turēt 50a vai pat augstāk, nededzinot cauruli. Bet nevar teikt, ka šī aizsargplāksne var izturēt 50a strāvu, jo lielākā daļa visiem aizsargpaneļiem ir ievietoti akumulatora kastē ļoti tuvu akumulatoram vai pat tuvu. Tāpēc tik augsta temperatūra sasildīs akumulatoru un uzkarsīs. Problēma ir tā, ka augsta temperatūra ir vētras nāvējošs ienaidnieks.

Līdz ar to aizsardzības dēļa lietošanas vide nosaka, kā izvēlēties strāvas ierobežojumu (nevis pašas aizsargplāksnes strāvas jaudu). Pieņemsim, ka aizsargplāksne ir izņemta no akumulatora kastes. Tādā gadījumā gandrīz jebkura aizsargplāksne ar siltuma izlietni var izturēt 50a vai pat lielāku nepārtrauktu strāvu (šobrīd tiek ņemta vērā tikai aizsardzības paneļa ietilpība, un nav jāuztraucas par temperatūras paaugstināšanos, kas var sabojāt akumulatora šūna). Tālāk autore stāsta par vidi, kuru parasti izmanto visi, tajā pašā ierobežotā telpā, kur atrodas akumulators. Šobrīd aizsardzības paneļa maksimālo sildīšanas jaudu vislabāk var kontrolēt zem 10 w (ja tas ir mazs aizsargplāksnis, tam vajag 5 w vai mazāk, un liela apjoma aizsargpaneļa jauda var būt lielāka par 10 w, jo tai ir laba siltuma izkliede un temperatūra nebūs pārāk augsta). Attiecībā uz to, cik daudz ir piemērots, ieteicams turpināt. Pieliekot strāvu, visas plātnes maksimālā temperatūra nepārsniedz 60 grādus (vislabāk ir 50 grādi). Teorētiski, jo zemāka ir aizsargplāksnes temperatūra, jo labāk un mazāk tā ietekmēs šūnas.

Tā kā viens un tas pats porta panelis ir virknē savienots ar uzlādes elektrisko mos, siltuma ģenerēšana tajā pašā situācijā ir divreiz lielāka nekā dažāda porta plates. Vienai un tai pašai siltuma ražošanai tikai cauruļu skaits ir četras reizes lielāks (saskaņā ar vienu un to pašu mos modeli). Aprēķināsim, ja 50a nepārtraukta strāva, tad mos iekšējā pretestība ir divi miliomi (lai iegūtu šo ekvivalento iekšējo pretestību ir vajadzīgas 5 75nf75 lampas), un sildīšanas jauda ir 50*50*0.002=5w. Šobrīd tas ir iespējams (faktiski 2 miliomu iekšējās pretestības mos strāvas jauda ir lielāka par 100a, tā nav problēma, bet siltums ir liels). Ja tā ir viena un tā pati porta plate, ir nepieciešamas 4 2 miliomu iekšējās pretestības mos (katras divas paralēlas iekšējās pretestības ir viens miliohs, un pēc tam savienotas virknē, kopējā iekšējā pretestība ir vienāda ar 2 miljoniem, tiek izmantotas 75 caurules, kopējais skaits ir 20). Pieņemsim, ka 100a nepārtraukta strāva ļauj apkures jaudai būt 10 w. Tādā gadījumā ir nepieciešama līnija ar iekšējo pretestību 1 miliomu (protams, precīzu līdzvērtīgu iekšējo pretestību var iegūt ar MOS paralēlo savienojumu). Ja dažādu pieslēgvietu skaits joprojām ir četras reizes, ja 100a nepārtrauktā strāva joprojām pieļauj maksimālo 5 w sildīšanas jaudu, tad var izmantot tikai 0.5 miliomu cauruli, kas prasa četras reizes lielāku mos daudzumu salīdzinājumā ar 50 a nepārtrauktu strāvu, lai radītu to pašu. siltuma daudzums). Tāpēc, izmantojot aizsargplāksni, izvēlieties plāksni ar niecīgu iekšējo pretestību, lai samazinātu temperatūru. Ja iekšējā pretestība ir noteikta, lūdzu, ļaujiet plāksnei un āra siltumam labāk izkliedēties. Izvēlieties aizsargplāksni un neklausieties pārdevēja nepārtrauktās strāvas jaudas ziņā. Vienkārši pajautājiet aizsargplates izlādes ķēdes kopējo iekšējo pretestību un aprēķiniet to pats (jautājiet, kāda veida caurule tiek izmantota, cik daudz tiek izmantots, un pārbaudiet iekšējās pretestības aprēķinu pats). Autors uzskata, ka, ja tas tiek izlādēts zem pārdevēja nominālās nepārtrauktās strāvas, aizsargplates temperatūras kāpumam vajadzētu būt salīdzinoši lielam. Tāpēc vislabāk ir izvēlēties aizsargplāksni ar samazinājumu. (Teiksim 50a nepārtraukts, var izmantot 30a, vajag 50a konstantu, vislabāk ir iegādāties 80a nominālo nepārtraukto). Lietotājiem, kuri izmanto 48 v centrālo procesoru, ir ieteicams, lai aizsardzības paneļa kopējā iekšējā pretestība nepārsniegtu divus miliomus.

Atšķirība starp vienu un to pašu porta plati un dažādu porta plati: viena un tā pati porta plate ir viena un tā pati līnija uzlādei un izlādei, un gan uzlāde, gan izlāde ir aizsargāta.

Dažādās portu plates nav atkarīgas no uzlādes un izlādes līnijām. Uzlādes ports tikai aizsargā no pārlādēšanas lādēšanas laikā un neaizsargā, ja tas tiek noņemts no uzlādes pieslēgvietas (bet tas var pilnībā izlādēties, taču uzlādes porta pašreizējā jauda parasti ir salīdzinoši maza). Izlādes ports pasargā no pārmērīgas izlādes izlādes laikā. Ja notiek uzlāde no izlādes pieslēgvietas, pārslodze netiek segta (tātad CPU apgrieztā uzlāde ir pilnībā izmantojama dažādām pieslēgvietas platēm. Un apgrieztā uzlāde ir mazāka nekā patērētā enerģija, tāpēc neuztraucieties par pārlādēšanu). akumulators reversās uzlādes dēļ.Ja vien neizbrauc ar pilnu samaksu uzreiz ir daži kilometri lejup.Turpinot iedarbināt eabs reverso uzlādi ir iespēja pārlādēt akumulatoru,kas neeksistē),bet regulāra uzlādes lietošana Nekad neuzlādē no izlādes pieslēgvietas, ja vien nepārtraukti neuzraugāt uzlādes spriegumu (piemēram, pagaidu ceļmalas avārijas lielas strāvas uzlāde, varat uzticēties no izlādes porta un turpināt braukt bez pilnīgas uzlādes, neuztraucieties par pārlādēšanu)

Aprēķiniet sava motora maksimālo nepārtraukto strāvu, izvēlieties akumulatoru ar piemērotu jaudu vai jaudu, kas spēj nodrošināt šo pastāvīgo strāvu, un temperatūras paaugstināšanās tiek kontrolēta. Aizsardzības plāksnes iekšējā pretestība ir pēc iespējas mazāka. Aizsardzības paneļa aizsardzībai pret pārstrāvu ir nepieciešama tikai aizsardzība pret īssavienojumiem un cita veida aizsardzība pret nepareizu lietošanu (nemēģiniet ierobežot kontrolierim vai motoram nepieciešamo strāvu, ierobežojot aizsargpaneļa iegrimi). Jo, ja jūsu dzinējam ir nepieciešama 50a strāva, jūs neizmantojat aizsardzības paneli, lai noteiktu strāvu 40a, kas radīs biežu aizsardzību. Pēkšņs regulatora strāvas padeves pārtraukums viegli sabojās kontrolieri.

Septiņi, litija jonu akumulatoru sprieguma standarta analīze

(1) Atvērtās ķēdes spriegums: attiecas uz litija jonu akumulatora spriegumu nestrādājošā stāvoklī. Šajā laikā strāva neplūst. Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, potenciālā atšķirība starp akumulatora pozitīvo un negatīvo elektrodu parasti ir aptuveni 3.7 V, un augstais var sasniegt 3.8 V;

(2) Atvērtās ķēdes spriegumam atbilst darba spriegums, tas ir, litija jonu akumulatora spriegums aktīvā stāvoklī. Šajā laikā plūst strāva. Tā kā iekšējā pretestība strāvas plūsmas laikā ir jāpārvar, darba spriegums vienmēr ir zemāks par kopējo spriegumu elektrības ieslēgšanas brīdī;

(3) Izslēgšanas spriegums: tas ir, akumulators nedrīkst turpināt izlādēties pēc tam, kad tas ir novietots uz noteiktu sprieguma vērtību, ko nosaka litija jonu akumulatora struktūra, parasti aizsargplāksnes dēļ, akumulatora spriegums, kad izlāde ir pārtraukta ir aptuveni 2.95 V;

(4) Standarta spriegums: principā standarta spriegumu sauc arī par nominālo spriegumu, kas attiecas uz paredzamo potenciālu starpības vērtību, ko izraisa akumulatora pozitīvo un negatīvo materiālu ķīmiskā reakcija. Litija jonu akumulatora nominālais spriegums ir 3.7 V. Var redzēt, ka standarta spriegums ir Standarta darba spriegums;

Spriežot pēc četru iepriekš minēto litija jonu akumulatoru sprieguma, darba stāvoklī iesaistītā litija jonu akumulatora spriegumam ir standarta spriegums un darba spriegums. Ja tas nedarbojas, litija jonu akumulatora spriegums ir starp atvērtās ķēdes spriegumu un gala spriegumu litija jonu akumulatora dēļ. Jonu akumulatora ķīmisko reakciju var izmantot atkārtoti. Tāpēc, kad litija jonu akumulatora spriegums ir pie izslēgšanas sprieguma, akumulators ir jāuzlādē. Ja akumulators netiek uzlādēts ilgu laiku, akumulatora darbības laiks tiks samazināts vai pat tiks nodots metāllūžņos.