3.7 V liitiumaku kaitseplaadi põhimõte - liitiumaku primaar- ja pingestandardite analüüs

Lai valik akude kasutusvõimalusi

Kõrgtehnoloogia arendamise eesmärk on panna see inimkonda paremini teenindama. Alates selle kasutuselevõtust 1990. aastal on liitium-ioonakud suurenenud tänu oma suurepärasele jõudlusele ja leidnud laialdast kasutamist ühiskonnas. Liitium-ioonakud hõivasid kiiresti palju valdkondi, millel on võrreldamatud eelised teiste akude ees, näiteks tuntud mobiiltelefonid, sülearvutid, väikesed videokaamerad jne. Üha enam riike kasutab seda akut sõjalistel eesmärkidel. Rakendus näitab, et liitiumioonaku on ideaalne väike roheline toiteallikas.

Teiseks liitiumioonakude põhikomponendid

(1) Aku kaas

(2) Positiivne elektroodiaktiivne materjal on liitiumkoobaltoksiid

(3) Diafragma - spetsiaalne komposiitmembraan

(4) Negatiivne elektrood – aktiivne materjal on süsinik

(5) Orgaaniline elektrolüüt

(6) Aku korpus

Kolmandaks, liitiumioonakude suurepärane jõudlus

(1) Kõrge tööpinge

(2) Suurem erienergia

(3) Pikk tsükli eluiga

(4) Madal isetühjenemise määr

(5) Mäluefekti pole

(6) Ei ole reostust

Neli, liitiumaku tüüp ja võimsuse valik

Esiteks arvutage välja pidev vool, mida aku peab teie mootori võimsuse põhjal tagama (nõuab tegelikku võimsust ja üldiselt vastab sõidukiirus vastavale tegelikule võimsusele). Oletame näiteks, et mootori pidevvool on 20a (1000 W mootor 48 V juures). Sel juhul peab aku tagama pikka aega 20a voolu. Temperatuuritõus on madal (isegi kui suvel on väljas 35 kraadi, on aku temperatuuri kõige parem kontrollida alla 50 kraadi). Lisaks, kui vool on 20a 48v juures, siis ülerõhk kahekordistub (96v, näiteks CPU 3) ja pidev vool ulatub umbes 50a-ni. Kui teile meeldib pikka aega ülepinget kasutada, valige aku, mis suudab pidevalt anda 50a voolu (pöörake siiski tähelepanu temperatuuri tõusule). Tormi pidev vool ei ole siin kaupmehe nominaalne aku tühjenemisvõime. Kaupmees väidab, et paar C (või sadu ampreid) on aku tühjenemisvõime ja kui see sellise vooluga tühjeneb, tekitab aku kõvasti kuumust. Kui soojust ei hajutata piisavalt, on aku kasutusiga lühike. (Ja meie elektrisõidukite akukeskkond seisneb selles, et akud kuhjuvad ja tühjenevad. Põhimõtteliselt ei jäeta tühimikke ja pakend on väga tihe, rääkimata sellest, kuidas õhujahutust sundida soojust hajutama). Meie kasutuskeskkond on väga karm. Kasutamiseks tuleb aku tühjenemisvoolu vähendada. Aku tühjenemisvoolu võimekuse hindamine on selleks, et näha, kui palju on selle voolu juures aku vastav temperatuuri tõus.

Ainus siin käsitletav põhimõte on aku temperatuuri tõus kasutamise ajal (kõrge temperatuur on liitiumaku eluea surmav vaenlane). Parim on hoida aku temperatuuri alla 50 kraadi. (Parim on 20-30 kraadi). See tähendab ka seda, et kui tegu on mahtuvustüüpi liitiumakuga (tühjenemine alla 0.5C), siis 20a pidev tühjenemisvool eeldab võimsust üle 40ah (loomulikult oleneb kõige olulisem aku sisetakistusest). Kui tegemist on toitetüüpi liitiumakuga, on tavaks 1C järgi pidevalt tühjendada. Isegi A123 ülimadala sisetakistusega liitiumaku on tavaliselt kõige parem eemaldada temperatuuril 1C (parem on mitte üle 2C, 2C tühjenemist saab kasutada ainult pool tundi ja see pole eriti kasulik). Mahutuse valik sõltub auto panipaiga suurusest, isiklikust kulutuste eelarvest ja eeldatavast auto tegevuste valikust. (Väike võime nõuab üldiselt toitetüüpi liitiumakut)

5. Akude sõelumine ja kokkupanek

Liitiumakude järjestikuse kasutamise suur tabu on akude isetühjenemise tõsine tasakaalustamatus. Kuni kõik on võrdselt tasakaalust väljas, on kõik korras. Probleem on selles, et see olek on järsult ebastabiilne. Heal akul on väike isetühjenemine, halva tormi korral suur isetühjenemine ja seisund, kus isetühjenemine ei ole väike või mitte, muudetakse üldiselt heast halvaks. See protsess on ebastabiilne. Seetõttu on vaja suure isetühjenemisega akud välja sõeluda ja jätta ainult väikese isetühjenemisega aku (üldiselt on kvalifitseeritud toodete isetühjenemine väike ja tootja on seda mõõtnud ja probleem on selles, et turule tuleb palju kvalifitseerimata tooteid).

Väikese isetühjenemise põhjal valige sarnase võimsusega seeriad. Isegi kui võimsus ei ole identne, ei mõjuta see aku tööiga, kuid see mõjutab kogu aku töövõimet. Näiteks 15 aku mahutavus on 20ah ja ainult üks aku on 18ah, seega võib selle akude grupi kogumaht olla vaid 18ah. Kasutamise lõppedes saab aku tühjaks ja kaitseplaat on kaitstud. Kogu aku pinge on endiselt suhteliselt kõrge (sest ülejäänud 15 aku pinge on standardne ja elektrit jätkub). Seetõttu saab kogu akukomplekti tühjenemiskaitsepinge järgi öelda, kas kogu aku võimsus on sama (eeldusel, et iga akuelement peab olema täielikult laetud, kui kogu akupakett on täis laetud). Lühidalt, tasakaalustamata mahutavus ei mõjuta aku kasutusaega, vaid mõjutab ainult kogu rühma võimekust, seega proovige valida sarnase astmega koost.

Kokkupandud aku peab saavutama hea oomilise kontakttakistuse elektroodide vahel. Mida väiksem on traadi ja elektroodi kontakttakistus, seda parem; vastasel juhul kuumeneb olulise kontakttakistusega elektrood. See soojus kandub mööda elektroodi aku sisemusse ja mõjutab aku kasutusiga. Muidugi on märkimisväärse koostetakistuse ilming akupaketi oluline pingelangus sama tühjendusvoolu all. (Osa pingelangust moodustab elemendi sisemine takistus ja osa kokkupandud kontakttakistus ja juhtmetakistus)

Kuus, kaitseplaadi valik ning laadimise ja tühjenemise kasutamine loeb

(Andmed on mõeldud liitium-raudfosfaataku, tavalise 3.7 V aku põhimõte on sama, kuid teave on erinev)

Kaitseplaadi eesmärk on kaitsta akut ülelaadimise ja tühjenemise eest, vältides tugevat voolu tormi kahjustamast ja tasakaalustades aku pinget, kui aku on täis laetud (tasakaalustamisvõime on üldiselt suhteliselt väike, nii et kui on isetühjeneva aku kaitseplaat, see on erandkorras. Tasakaalutamine on keeruline ja on ka kaitseplaate, mis tasakaalustavad igas olekus, st kompenseerimine toimub laadimise algusest, mis tundub olevat väga haruldane).

Aku kogu eluea jooksul on soovitatav, et aku laadimispinge ei ületaks igal ajal 3.6 V, mis tähendab, et kaitseplaadi kaitsepinge ei ole kõrgem kui 3.6 V ja tasakaalustatud pinge on soovitatav 3.4v-3.5v (iga 3.4v element on laetud üle 99% Aku, viitab staatilisele olekule, pinge tõuseb suure vooluga laadimisel). Aku tühjenemise kaitse pinge on üldiselt üle 2.5v (üle 2v pole suur probleem, üldiselt on vähe võimalusi seda täiesti tühjaks kasutada, nii et see nõue pole kõrge).

Laadija soovitatav maksimaalne pinge (laadimise viimane samm võib olla kõrgeima püsipingega laadimisrežiim) on 3.5*, stringide arv, näiteks umbes 56v 16 rea jaoks. Tavaliselt saab laadimise katkestada keskmiselt 3.4 V elemendi kohta (põhimõtteliselt täielikult laetud), et tagada aku tööiga. Siiski, kuna kaitseplaat pole veel hakanud tasakaalustama, kui aku südamikul on suur isetühjenemine, käitub see aja jooksul terve rühmana; võimsus väheneb järk-järgult. Seetõttu on vaja iga akut regulaarselt laadida 3.5-3.6 V-ni (näiteks iga nädal) ja hoida seda paar tundi (nii kaua, kuni keskmine on suurem kui võrdsustamise käivituspinge), seda suurem on isetühjenemine. , seda kauem võrdsustamine aega võtab. Isetühjenevad Ülegabariidilisi akusid on raske tasakaalustada ja need tuleb kõrvaldada. Seega proovi kaitseplaati valides valida 3.6v ülepingekaitse ja käivitada võrdsustamine umbes 3.5v. (Enamik turul olevast liigpingekaitsest on üle 3.8 V ja tasakaal tekib üle 3.6 V). Sobiva tasakaalustatud käivituspinge valimine on kaitsepingest olulisem, sest maksimaalset pinget saab reguleerida laadija maksimaalset pingepiiri reguleerides (st kaitsekilbil pole tavaliselt võimalust kõrgepingekaitset teha). Siiski oletame, et tasakaalustatud pinge on kõrge. Sel juhul ei ole akul võimalust tasakaalustada (välja arvatud juhul, kui laadimispinge on tasakaalupingest suurem, kuid see mõjutab aku tööiga), aku väheneb järk-järgult tänu isetühjenemisvõimele (ideaalne aku 0 isetühjenemist ei eksisteeri).

Kaitseplaadi pidev tühjendusvoolu võime. See on halvim, mida kommenteerida. Sest kaitseplaadi praegune piiramisvõime on mõttetu. Näiteks kui lasete 75nf75 torul jätkata 50a voolu läbimist (praegu on küttevõimsus umbes 30 W, vähemalt kaks 60 W järjestikku sama pordiplaadiga), seni kuni jahutusradiaatorit on piisavalt hajutamiseks. kuumus, pole probleemi. Seda saab hoida 50a või isegi kõrgemal ilma toru põletamata. Aga ei saa öelda, et see kaitseplaat 50a voolu vastu peaks, sest enamus kõigi kaitsepaneele on paigutatud akukarpi akule väga lähedale või isegi lähedale. Seetõttu soojendab nii kõrge temperatuur akut ja kuumeneb. Probleem on selles, et kõrge temperatuur on tormi surmav vaenlane.

Seetõttu määrab kaitseplaadi kasutuskeskkond, kuidas valida voolupiiri (mitte kaitseplaadi enda vooluvõimsust). Oletame, et kaitseplaat on akukarbist välja võetud. Sel juhul talub peaaegu iga jahutusradiaatoriga kaitseplaat 50a või isegi suuremat pidevat voolu (praegu arvestatakse ainult kaitseplaadi võimsust ja pole vaja karta, et temperatuuri tõus võib kahjustada akuelement). Järgmisena räägib autor keskkonnast, mida kõik tavaliselt kasutavad, samas kinnises ruumis nagu aku. Sel ajal on kaitseplaadi maksimaalset küttevõimsust kõige parem juhtida alla 10 W (kui see on väike kaitseplaat, vajab see 5 W või vähem ja suuremahuline kaitseplaat võib olla üle 10 W, kuna sellel on hea soojuse hajumine ja temperatuur ei ole liiga kõrge). Mis puudutab, kui palju on sobiv, siis on soovitatav jätkata. Kogu plaadi maksimaalne temperatuur ei ületa voolu rakendamisel 60 kraadi (kõige parem on 50 kraadi). Teoreetiliselt, mida madalam on kaitseplaadi temperatuur, seda parem ja seda vähem mõjutab see rakke.

Kuna sama pordiplaat on ühendatud jadamisi laadiva elektrilise mos-iga, on sama olukorra soojuse tootmine kahekordne erineva pordiplaadiga võrreldes. Sama soojuse tootmisel on ainult torude arv neli korda suurem (sama mudeli moose eeldusel). Arvutame, kui 50a pidevvool, siis mos sisetakistus on kaks millioomi (selle ekvivalentse sisetakistuse saamiseks on vaja 5 75nf75 toru) ja küttevõimsus on 50*50*0.002=5w. Praegu on see võimalik (tegelikult on mos vooluvõimsus 2 millioomi sisetakistusega üle 100a, see pole probleem, kuid kuumus on suur). Kui tegemist on sama pordiplaadiga, on vaja 4 2 millioomi sisetakistust mos (iga kaks paralleelset sisetakistust on üks millioomi ja seejärel ühendatakse see järjestikku, kogu sisetakistus on võrdne 2 miljoniga, kasutatakse 75 toru, koguarv on 20). Oletame, et 100a pidev vool võimaldab küttevõimsuseks olla 10w. Sel juhul on vaja liini, mille sisetakistus on 1 millioomi (muidugi saab täpselt samaväärse sisetakistuse MOS-i paralleelühendusega). Kui erinevate portide arv on endiselt neljakordne, kui 100a pidevvool lubab siiski maksimaalset 5w Küttevõimsust, siis saab kasutada ainult 0.5 millioomilist toru, mis nõuab sama genereerimiseks neli korda rohkem mosi, võrreldes 50a pideva vooluga. soojushulk). Seetõttu valige kaitseplaadi kasutamisel temperatuuri vähendamiseks tühise sisetakistusega plaat. Kui sisetakistus on määratud, laske plaadil ja välissoojusel paremini hajuda. Valige kaitseplaat ja ärge kuulake müüja pidevat vooluvõimsust. Küsige lihtsalt kaitseplaadi tühjendusahela sisemist kogutakistust ja arvutage see ise (küsige, mis tüüpi toru kasutatakse, kui palju seda kasutatakse, ja kontrollige sisetakistuse arvutust ise). Autor leiab, et kui see tühjeneb müüja nominaalse pideva voolu all, peaks kaitseplaadi temperatuuritõus olema suhteliselt suur. Seetõttu on kõige parem valida amortisatsiooniga kaitseplaat. (Ütle 50a pidev, võite kasutada 30a, vajate 50a konstanti, kõige parem on osta 80a nominaalne pidev). Kasutajatele, kes kasutavad 48 V CPU-d, on soovitatav, et kaitseplaadi kogu sisetakistus ei ületaks kahte millioomi.

Erinevus sama pordiplaadi ja erineva pordiplaadi vahel: sama pordiplaat on laadimiseks ja tühjendamiseks sama liin ning nii laadimine kui tühjendamine on kaitstud.

Erinevad pordiplaadid ei sõltu laadimis- ja tühjendusliinidest. Laadimisport kaitseb ainult laadimise ajal ülelaadimise eest ja ei kaitse, kui see laadimispordist eemaldada (aga see võib täielikult tühjeneda, kuid laadimispordi vooluvõimsus on üldiselt suhteliselt väike). Väljalaskeava kaitseb tühjenemise ajal liigse tühjenemise eest. Kui laadite tühjenduspordist, ei ole ülelaadimine kaetud (seega on protsessori pöördlaadimine täiesti kasutatav erinevate pordiplaatide jaoks. Ja pöördlaadimine on väiksem kui kulutatud energia, nii et ärge muretsege seadme ülelaadimise pärast aku pöördlaadimise tõttu.Kui just täismaksega välja ei lähe,siis on kohe paar kilomeetrit allamäge.Kui muudkui käivitad eabs tagurpidilaadimist,võimalik akut üle laadida,mida pole olemas),aga regulaarne laadimise kasutamine Ära kunagi lae tühjenduspordist, välja arvatud juhul, kui jälgite pidevalt laadimispinget (nt ajutine teeäärne avarii-kõrgevoolulaadimine, võite tühjenduspordist usaldada ja sõitu jätkata ilma täielikult laadimata, ärge muretsege ülelaadimise pärast)

Arvutage välja oma mootori maksimaalne pidevvool, valige sobiva mahutavuse või võimsusega aku, mis suudab seda konstantset voolu katta ja temperatuuri tõusu kontrollitakse. Kaitseplaadi sisetakistus on võimalikult väike. Kaitseplaadi liigvoolukaitse vajab vaid lühisekaitset ja muud ebanormaalse kasutamise kaitset (ärge proovige kontrolleri või mootori poolt nõutavat voolu piirata kaitseplaadi tõmbe piiramisega). Sest kui teie mootor vajab voolu 50a, siis te ei kasuta kaitseplaati voolu 40a määramiseks, mis põhjustab sagedast kaitset. Kontrolleri äkiline voolukatkestus kahjustab kergesti kontrollerit.

Seitse, liitiumioonakude pingestandardi analüüs

(1) Lahtise vooluahela pinge: viitab mittetöötavale liitiumioonaku pingele. Sel ajal voolu ei voola. Kui aku on täielikult laetud, on aku positiivse ja negatiivse elektroodi potentsiaalide erinevus tavaliselt umbes 3.7 V ja kõrge võib ulatuda 3.8 V-ni;

(2) Lahtise vooluahela pingele vastab tööpinge ehk liitiumioonaku pinge aktiivses olekus. Sel ajal voolab vool. Kuna sisetakistus voolu liikumisel tuleb ületada, on tööpinge alati madalam kui kogupinge elektrivoolu hetkel;

(3) Lõpppinge: see tähendab, et aku ei tohiks jätkata tühjenemist pärast seda, kui see on seatud kindlale pingeväärtusele, mille määrab liitiumioonaku struktuur, tavaliselt kaitseplaadi tõttu, aku pinge, kui tühjendus on lõpetatud on umbes 2.95 V;

(4) Standardpinge: Põhimõtteliselt nimetatakse standardpinget ka nimipingeks, mis viitab aku positiivsete ja negatiivsete materjalide keemilisest reaktsioonist põhjustatud potentsiaalsete erinevuste eeldatavale väärtusele. Liitiumioonaku nimipinge on 3.7 V. On näha, et standardpinge on standardne tööpinge;

Ülalmainitud nelja liitiumioonaku pinge põhjal otsustades on tööolekus kaasatud liitiumioonaku pingel standardpinge ja tööpinge. Mittetöötavas seisukorras on liitiumioonaku pinge liitiumioonaku tõttu avatud vooluahela pinge ja lõpppinge vahel. Ioonaku keemilist reaktsiooni saab kasutada korduvalt. Seega, kui liitiumioonaku pinge on lõpppingel, tuleb akut laadida. Kui akut ei laeta pikka aega, lüheneb aku eluiga või see läheb isegi vanarauaks.