3.7 V:n litiumakun suojalevyn periaate - litiumakun ensiö- ja jännitestandardien analyysi

Laaja valikoima akkujen käyttömahdollisuuksia

Korkean teknologian kehittämisen tarkoituksena on saada se palvelemaan ihmiskuntaa paremmin. Vuonna 1990 käyttöön otetun litiumioniakut ovat lisääntyneet erinomaisen suorituskyvyn ansiosta, ja niitä on käytetty laajalti yhteiskunnassa. Litiumioniakut valloittivat nopeasti monia aloja, joilla oli vertaansa vailla olevia etuja muihin akkuihin verrattuna, kuten tunnettuihin matkapuhelimiin, kannettaviin tietokoneisiin, pieniin videokameroihin jne. Yhä useammat maat käyttävät tätä akkua sotilaallisiin tarkoituksiin. Sovellus osoittaa, että litiumioniakku on ihanteellinen pieni vihreä virtalähde.

Toiseksi litiumioniakkujen pääkomponentit

(1) Paristokansi

(2) Positiivinen elektrodiaktiivinen materiaali on litiumkobolttioksidi

(3) Kalvo - erityinen komposiittikalvo

(4) Negatiivinen elektrodi - aktiivinen materiaali on hiiltä

(5) Orgaaninen elektrolyytti

(6) Akkukotelo

Kolmanneksi litiumioniakkujen ylivoimainen suorituskyky

(1) Korkea käyttöjännite

(2) Suurempi ominaisenergia

(3) Pitkä käyttöikä

(4) Alhainen itsepurkausnopeus

(5) Ei muistivaikutusta

(6) Ei saastumista

Neljä, litiumakun tyyppi ja kapasiteetin valinta

Laske ensin jatkuva virta, jonka akku tarvitsee tuottaa moottorisi tehon perusteella (vaatii todellista tehoa ja yleensä ajonopeus vastaa vastaavaa todellista tehoa). Oletetaan esimerkiksi, että moottorin jatkuva virta on 20a (1000 W moottori 48 V:lla). Siinä tapauksessa akun on annettava 20a virtaa pitkään. Lämpötilan nousu on matala (vaikka ulkona kesällä lämpötila olisi 35 astetta, akun lämpötila pysyy parhaiten hallinnassa alle 50 asteen). Lisäksi jos virta on 20a jännitteellä 48v, ylipaine kaksinkertaistuu (96v, kuten CPU 3), ja jatkuva virta saavuttaa noin 50a. Jos haluat käyttää ylijännitettä pitkään, valitse akku, joka voi tuottaa jatkuvasti 50a virtaa (huomio silti lämpötilan nousu). Myrskyn jatkuva virta ei ole tässä kauppiaan nimellinen akun purkauskapasiteetti. Kauppias väittää, että muutama C (tai sadat ampeerit) on akun purkauskapasiteetti, ja jos se puretaan tällä virralla, akku tuottaa kovaa lämpöä. Jos lämpöä ei poisteta riittävästi, akun käyttöikä on lyhyt. (Ja sähköajoneuvoidemme akkuympäristö on se, että akut kasaantuvat ja purkautuvat. Pohjimmiltaan aukkoja ei jää, ja pakkaus on erittäin tiukka, puhumattakaan siitä, kuinka ilmajäähdytys pakotetaan haihduttamaan lämpöä). Käyttöympäristömme on erittäin ankara. Akun purkausvirtaa on vähennettävä käyttöä varten. Akun purkausvirran kykyä arvioida on nähdä kuinka paljon akun vastaava lämpötilan nousu on tällä virralla.

Ainoa tässä käsitelty periaate on akun lämpötilan nousu käytön aikana (korkea lämpötila on litiumakun käyttöiän tappava vihollinen). Akun lämpötila on parasta säätää alle 50 asteen. (20-30 astetta on paras). Tämä tarkoittaa myös sitä, että jos kyseessä on kapasiteettityyppinen litiumakku (purkautuu alle 0.5C), niin jatkuva 20a purkausvirta vaatii yli 40ah kapasiteetin (tottakai ratkaisevin riippuu akun sisäisestä resistanssista). Jos se on tehotyyppinen litiumakku, on tapana purkaa jatkuvasti 1C:n mukaisesti. Jopa A123 erittäin matalan sisäisen resistanssin tehotyyppinen litiumakku on yleensä paras irrottaa 1C:n lämpötilassa (enintään 2C on parempi, 2C-purkausta voidaan käyttää vain puoli tuntia, eikä se ole kovin hyödyllinen). Kapasiteetin valinta riippuu auton säilytystilan koosta, henkilökohtaisesta menobudjetista ja odotettavissa olevasta autoaktiviteetista. (Pieni kyky vaatii yleensä tehotyypin litiumakun)

5. Akkujen seulonta ja kokoonpano

Litiumakkujen sarjakäytön suuri tabu on akun itsepurkautumisen vakava epätasapaino. Niin kauan kuin kaikki ovat yhtä epätasapainossa, se on okei. Ongelmana on, että tämä tila on äkillisesti epävakaa. Hyvällä akulla on pieni itsepurkautuminen, huonolla myrskyllä ​​suuri itsepurkautuminen, ja tila, jossa itsepurkautuminen ei ole pieni tai ei, muuttuu yleensä hyvästä huonoksi. Tämä prosessi on epävakaa. Siksi on tarpeen seuloa akut, joissa on suuri itsepurkautuminen ja jättää vain akku, jolla on pieni itsepurkautuminen (yleensä hyväksyttyjen tuotteiden itsepurkautuminen on pientä, ja valmistaja on mitannut sen, ja ongelma on, että markkinoille virtaa monia pätemättömiä tuotteita).

Pienen itsepurkauksen perusteella valitse sarja, jolla on samanlainen kapasiteetti. Vaikka teho ei olisi identtinen, se ei vaikuta akun käyttöikään, mutta se vaikuttaa koko akun toimintakykyyn. Esimerkiksi 15 akun kapasiteetti on 20ah ja vain yksi akku on 18ah, joten tämän akkuryhmän kokonaiskapasiteetti voi olla vain 18ah. Käytön lopussa akku tyhjenee ja suojalevy on suojattu. Koko akun jännite on edelleen suhteellisen korkea (koska muun 15 akun jännite on vakio, ja sähköä on edelleen). Siksi koko akun purkaussuojajännite voi kertoa, onko koko akun kapasiteetti sama (edellyttäen, että jokainen akkukenno on ladattava täyteen, kun koko akku on ladattu täyteen). Lyhyesti sanottuna epätasapainoinen kapasiteetti ei vaikuta akun kestoon, vaan vaikuttaa vain koko ryhmän kykyyn, joten yritä valita samantasoinen kokoonpano.

Kootun akun tulee saavuttaa hyvä ohminen kosketusvastus elektrodien välillä. Mitä pienempi kosketusresistanssi langan ja elektrodin välillä, sitä parempi; muuten elektrodi, jolla on merkittävä kosketusvastus, kuumenee. Tämä lämpö siirtyy akun sisäpuolelle elektrodia pitkin ja vaikuttaa akun käyttöikään. Tietenkin huomattavan kokoonpanovastuksen ilmentymä on akun merkittävä jännitehäviö samalla purkausvirralla. (Osa jännitehäviöstä on kennon sisäinen resistanssi ja osa koottu kosketusresistanssi ja johdinresistanssi)

Kuusi, suojalevyn valinta ja lataus- ja purkukäyttö ratkaisevat

(Tiedot ovat varten litiumrautafosfaattiakku, tavallisen 3.7 V akun periaate on sama, mutta tiedot ovat erilaisia)

Suojalevyn tarkoitus on suojata akkua yli- ja purkautumiselta, estää korkeaa virtaa vahingoittamasta myrskyä ja tasapainottaa akun jännitettä, kun akku on ladattu täyteen (tasapainotuskyky on yleensä suhteellisen pieni, joten jos on itsepurkautuva akun suojalevy, se on poikkeuksellisen Tasapainottaminen on haastavaa, ja on myös suojalevyjä, jotka tasapainottavat missä tahansa tilassa, eli kompensointi suoritetaan latauksen alusta, mikä näyttää olevan erittäin harvinaista).

Akun käyttöiän ajaksi on suositeltavaa, että akun latausjännite ei missään vaiheessa ylitä 3.6 V, mikä tarkoittaa, että suojalevyn suojatoimintajännite ei ole korkeampi kuin 3.6 V ja balansoitua jännitettä suositellaan 3.4v-3.5v (jokainen kenno 3.4v on ladattu yli 99 % Akku, viittaa staattiseen tilaan, jännite kasvaa ladattaessa suurella virralla). Akun purkaussuojajännite on yleensä yli 2.5 V (yli 2 V ei ole iso ongelma, yleensä on vähän mahdollisuuksia käyttää sitä kokonaan pois päältä, joten tämä vaatimus ei ole korkea).

Laturin suositeltu maksimijännite (latauksen viimeinen vaihe voi olla korkein vakiojännitelataustila) on 3.5*, merkkijonojen määrä, esim. noin 56v 16 rivillä. Yleensä lataus voidaan katkaista keskimäärin 3.4 V:lla per kenno (periaatteessa täyteen ladattu) akun käyttöiän takaamiseksi. Silti, koska suojalevy ei ole vielä alkanut tasapainottua, jos akun ytimessä on suuri itsepurkautuminen, se käyttäytyy ajan myötä kokonaisena ryhmänä; kapasiteetti pienenee vähitellen. Siksi jokainen akku on ladattava säännöllisesti 3.5-3.6 volttiin (kuten joka viikko) ja pidettävä sitä muutaman tunnin ajan (niin kauan kuin keskiarvo on suurempi kuin tasauksen käynnistysjännite), sitä suurempi on itsepurkautuminen , sitä kauemmin tasaus kestää. Itsepurkautuvat Ylimitoitettuja akkuja on vaikea tasapainottaa ja ne on poistettava. Joten kun valitset suojalevyä, yritä valita 3.6 V ylijännitesuoja ja aloita tasaus noin 3.5 V:sta. (Suurin osa markkinoilla olevasta ylijännitesuojasta on yli 3.8 V, ja tasapaino muodostuu 3.6 V:n yläpuolella). Sopivan tasapainotetun käynnistysjännitteen valinta on tärkeämpää kuin suojajännite, koska maksimijännitettä voidaan säätää säätämällä laturin maksimijänniterajaa (eli suojakortilla ei yleensä ole mahdollisuutta tehdä suurjännitesuojausta). Oletetaan kuitenkin, että tasapainotettu jännite on korkea. Siinä tapauksessa akulla ei ole mahdollisuutta tasapainottaa (ellei latausjännite ole suurempi kuin tasapainojännite, mutta tämä vaikuttaa akun käyttöikään), kenno pienenee vähitellen itsepurkautumiskapasiteetin takia (ihanteellinen kenno itsepurkausta 0 ei ole olemassa).

Suojalevyn jatkuva purkausvirtakyky. Tämä on pahinta kommentoitavaa. Koska suojalevyn nykyinen rajoituskyky on merkityksetön. Jos esimerkiksi annat 75nf75 putken kulkea edelleen 50a virran läpi (tällä hetkellä lämmitysteho on noin 30w, vähintään kaksi 60w sarjassa saman porttikortin kanssa), niin kauan kuin jäähdytyselementtiä riittää haihtumaan. lämpöä, ei ole ongelmaa. Se voidaan pitää 50 a:ssa tai jopa korkeammassa ilman putkea polttamatta. Mutta ei voi sanoa, että tämä suojalevy kestäisi 50a virtaa, koska useimmat kaikkien suojapaneelit on sijoitettu akkukoteloon hyvin lähelle akkua tai jopa lähelle. Siksi niin korkea lämpötila lämmittää akun ja lämpenee. Ongelmana on, että korkea lämpötila on myrskyn tappava vihollinen.

Siksi suojalevyn käyttöympäristö määrää, kuinka virtaraja valitaan (ei itse suojalevyn nykyinen kapasiteetti). Oletetaan, että suojalevy on otettu pois akkukotelosta. Tällöin lähes mikä tahansa jäähdytyslevyllä varustettu suojalevy kestää 50a tai jopa suuremman jatkuvan virran (tällä hetkellä huomioidaan vain suojalevyn kapasiteetti, eikä lämpötilan noususta tarvitse huolehtia akkukenno). Seuraavaksi kirjoittaja puhuu ympäristöstä, jota kaikki tavallisesti käyttävät, samassa suljetussa tilassa kuin akku. Tällä hetkellä suojalevyn maksimilämmitystehoa ohjataan parhaiten alle 10 wattiin (jos se on pieni suojalevy, se tarvitsee 5 wattia tai vähemmän, ja suurikokoinen suojalevy voi olla yli 10 wattia, koska sillä on hyvä lämmönpoisto ja lämpötila ei ole liian korkea). Mitä tulee sopivaan määrään, on suositeltavaa jatkaa. Koko levyn maksimilämpötila ei ylitä 60 astetta virtaa käytettäessä (50 astetta on paras). Teoriassa mitä alhaisempi suojalevyn lämpötila on, sitä parempi ja sitä vähemmän se vaikuttaa kennoihin.

Koska sama porttikortti on kytketty sarjaan lataussähkösähkön kanssa, lämmöntuotto samassa tilanteessa on kaksinkertainen eri porttikortille verrattuna. Samalla lämmöntuotannolla vain putkien lukumäärä on neljä kertaa suurempi (saman mos-mallin perusteella). Lasketaan, jos jatkuva virta 50a, niin mos sisäinen resistanssi on kaksi milliohmia (tämän vastaavan sisäisen resistanssin saamiseksi tarvitaan 5 75nf75 putkea) ja lämmitysteho on 50*50*0.002=5w. Tällä hetkellä se on mahdollista (itse asiassa 2 milliohmin sisäisen vastuksen mos-virtakapasiteetti on yli 100a, se ei ole ongelma, mutta lämpö on suuri). Jos kyseessä on sama porttikortti, tarvitaan 4 2 milliohmin sisäistä vastusta mo (kukin kaksi rinnakkaista sisäistä vastusta on yksi milliohmi, ja sitten kytketty sarjaan, sisäinen kokonaisvastus on 2 miljoonaa 75 putkea käytetään, kokonaismäärä on 20). Oletetaan, että 100a jatkuva virta sallii lämmitystehon olla 10w. Siinä tapauksessa tarvitaan linja, jonka sisäinen resistanssi on 1 milliohmi (tietenkin täsmälleen vastaava sisäinen vastus voidaan saada MOS-rinnakkaisliitännällä). Jos eri porttien määrä on edelleen neljänkertainen, jos 100a jatkuva virta sallii edelleen 5 watin maksimilämmitystehon, voidaan käyttää vain 0.5 milliohmin putkea, joka vaatii neljä kertaa enemmän mos:a verrattuna 50a jatkuvaan virtaan saman tuottamiseksi. lämmön määrä). Siksi, kun käytät suojalevyä, valitse levy, jonka sisäinen vastus on mitätön lämpötilan alentamiseksi. Jos sisäinen vastus on määritetty, anna levyn ja ulkopuolen lämmön haihtua paremmin. Valitse suojalevy äläkä kuuntele myyjän jatkuvaa virtakapasiteettia. Kysy vain suojalevyn purkauspiirin sisäinen kokonaisresistanssi ja laske se itse (kysy minkä tyyppistä putkea käytetään, kuinka paljon sitä käytetään ja tarkista itse sisäisen resistanssilaskelma). Kirjoittajan mielestä suojalevyn lämpötilan nousun tulee olla suhteellisen korkea, jos se puretaan myyjän jatkuvan nimellisvirran alla. Siksi on parasta valita suojalevy, jossa on vähennys. (Sanotaan 50a jatkuva, voit käyttää 30a, tarvitset 50a vakion, on parasta ostaa 80a nimellinen jatkuva). Käyttäjille, jotka käyttävät 48 V CPU:ta, on suositeltavaa, että suojalevyn sisäinen kokonaisvastus on enintään kaksi milliohmia.

Ero saman porttikortin ja eri porttikortin välillä: sama porttikortti on sama linja lataamiseen ja purkamiseen, ja sekä lataus että purkaminen ovat suojattuja.

Eri porttikortti on riippumaton lataus- ja purkauslinjoista. Latausportti suojaa vain ylilataukselta latauksen aikana, eikä suojaa, jos se poistetaan latausportista (mutta se voi purkautua kokonaan, mutta latausportin nykyinen kapasiteetti on yleensä suhteellisen pieni). Purkausaukko suojaa ylipurkaukselta purkamisen aikana. Jos lataat purkausportista, ylilatausta ei kata (joten CPU:n käänteislataus on täysin käyttökelpoinen eri porttikortille. Ja käänteislataus on vähäisempi kuin käytetty energia, joten älä huoli ylilatauksesta akku käänteislatauksen takia.Ellei lähde ulos täydellä maksulla niin alamäkeä on heti muutama kilometri.Jos jatkat eabs:n peruutuslatauksen käynnistämistä, on mahdollista ylilataa akku, jota ei ole olemassa), mutta säännöllinen latauksen käyttö Älä koskaan lataa purkausportista, ellet jatkuvasti valvo latausjännitettä (kuten tilapäinen tienvarsi hätäsuurvirtalataus, voit luottaa purkausportista ja jatkaa ajamista ilman täyteen latautumista, älä huoli ylilatauksesta)

Laske moottorisi suurin jatkuva virta, valitse sopivan kapasiteetin tai tehon akku, joka täyttää tämän vakiovirran, ja lämpötilan nousua ohjataan. Suojalevyn sisäinen vastus on mahdollisimman pieni. Suojalevyn ylivirtasuoja tarvitsee vain oikosulkusuojauksen ja muun epänormaalin käytön suojan (älä yritä rajoittaa säätimen tai moottorin vaatimaa virtaa rajoittamalla suojalevyn vetoa). Koska jos moottorisi tarvitsee 50a virtaa, et käytä suojalevyä 40a virran määrittämiseen, mikä aiheuttaa usein suojauksen. Ohjaimen äkillinen sähkökatkos vahingoittaa säädintä helposti.

Seitsemän, litiumioniakkujen jännitestandardianalyysi

(1) Avoimen piirin jännite: tarkoittaa litiumioniakun jännitettä toimimattomassa tilassa. Tällä hetkellä virtaa ei kulje. Kun akku on ladattu täyteen, akun positiivisen ja negatiivisen elektrodin välinen potentiaaliero on yleensä noin 3.7 V, ja korkea voi olla 3.8 V;

(2) Avoimen virran jännitettä vastaa käyttöjännite eli litiumioniakun jännite aktiivisessa tilassa. Tällä hetkellä virta kulkee. Koska sisäinen vastus virran kulkiessa on voitettava, käyttöjännite on aina pienempi kuin kokonaisjännite sähkön aikana;

(3) Päätejännite: eli akun ei pitäisi jatkaa purkamista sen jälkeen, kun se on asetettu tiettyyn jännitearvoon, joka määräytyy litiumioniakun rakenteen perusteella, yleensä suojalevyn vuoksi, akun jännite, kun se on asetettu purkaus päättyy on noin 2.95 V;

(4) Vakiojännite: Periaatteessa standardijännitettä kutsutaan myös nimellisjännitteeksi, joka viittaa akun positiivisten ja negatiivisten materiaalien kemiallisen reaktion aiheuttaman potentiaalieron odotettua arvoa. Litiumioniakun nimellisjännite on 3.7 V. Voidaan nähdä, että vakiojännite on vakiokäyttöjännite;

Edellä mainitun neljän litiumioniakun jännitteestä päätellen toimintatilassa olevan litiumioniakun jännitteellä on vakiojännite ja käyttöjännite. Ei-toimivassa tilassa litiumioniakun jännite on avoimen piirin jännitteen ja loppujännitteen välillä litiumioniakun takia. Ioniakun kemiallista reaktiota voidaan käyttää toistuvasti. Siksi, kun litiumioniakun jännite on päätejännitteellä, akku on ladattava. Jos akkua ei ladata pitkään aikaan, akun käyttöikä lyhenee tai jopa romutetaan.