3.7V lityum pil koruma panosu ilkesi-lityum pilin birincil ve voltaj standartlarının analizi

Pillerin geniş kullanım alanı

Yüksek teknolojinin geliştirilmesindeki amaç, onun insanlığa daha iyi hizmet etmesini sağlamaktır. 1990 yılında piyasaya sürülmesinden bu yana, lityum iyon piller mükemmel performansları nedeniyle artış göstermiş ve toplumda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Lityum-iyon piller, tanınmış cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, küçük video kameralar vb. gibi diğer pillere kıyasla eşsiz avantajlara sahip birçok alanı hızla işgal etti. Gittikçe daha fazla ülke bu pili askeri amaçlarla kullanıyor. Uygulama, lityum iyon pilin ideal bir küçük yeşil güç kaynağı olduğunu göstermektedir.

İkincisi, lityum iyon pillerin ana bileşenleri

(1) Pil kapağı

(2) Pozitif elektrot aktif malzeme lityum kobalt oksittir

(3) Diyafram-özel bir kompozit membran

(4) Negatif elektrot-aktif malzeme karbondur

(5) Organik elektrolit

(6) Pil kutusu

Üçüncüsü, lityum iyon pillerin üstün performansı

(1) Yüksek çalışma voltajı

(2) Daha büyük özgül enerji

(3) Uzun çevrim ömrü

(4) Düşük kendi kendine deşarj oranı

(5) Hafıza etkisi yok

(6) Kirlilik yok

Dört, lityum pil tipi ve kapasite seçimi

İlk olarak, motorunuzun gücüne bağlı olarak pilin sağlaması gereken sürekli akımı hesaplayın (gerçek güç gerektirir ve genellikle sürüş hızı karşılık gelen gerçek güce karşılık gelir). Örneğin, motorun 20a'lık sürekli bir akımı olduğunu varsayalım (1000v'de 48w motor). Bu durumda akünün uzun süre 20a akım sağlaması gerekmektedir. Sıcaklık artışı sığdır (yazın dışarıda sıcaklık 35 derece olsa bile akü sıcaklığı en iyi 50 derecenin altında kontrol edilir). Ayrıca akım 20v'de 48a ise aşırı basınç iki katına çıkar (96v, CPU 3 gibi) ve sürekli akım yaklaşık 50a'ya ulaşacaktır. Eğer uzun süre aşırı voltaj kullanmayı seviyorsanız sürekli olarak 50a akım sağlayabilen bir akü tercih edin (yine de sıcaklık artışına dikkat edin). Buradaki fırtınanın sürekli akıntısı, tüccarın nominal akü deşarj kapasitesi değildir. Tüccar, akünün deşarj kapasitesinin birkaç C (veya yüzlerce amper) olduğunu ve bu akımda deşarj edilmesi durumunda akünün şiddetli ısı üreteceğini iddia ediyor. Isı yeterince dağıtılmazsa pil ömrü kısa olacaktır. (Elektrikli araçlarımızın akü ortamı da akülerin yığılıp boşalmasıdır. Temelde hiçbir boşluk kalmaz ve ambalajlar çok sıkıdır, bırakın ısıyı dağıtmak için hava soğutmasını nasıl zorlayacağımızı). Kullanım ortamımız çok zorlu. Akü deşarj akımının kullanım için düşürülmesi gerekir. Akünün deşarj akımı kapasitesinin değerlendirilmesi, bu akımda akünün buna karşılık gelen sıcaklık artışının ne kadar olduğunu görmektir.

Burada tartışılan tek prensip, kullanım sırasında pilin sıcaklığının artmasıdır (yüksek sıcaklık, lityum pil ömrünün ölümcül düşmanıdır). Pil sıcaklığını 50 derecenin altında kontrol etmek en iyisidir. (20-30 derece arası en iyisidir). Bu aynı zamanda, eğer kapasite tipi bir lityum pil ise (0.5C'nin altında deşarj olmuşsa), 20a'lık sürekli bir deşarj akımının 40ah'dan daha fazla bir kapasiteye ihtiyaç duyduğu anlamına gelir (elbette en önemli şey pilin iç direncine bağlıdır). Güç tipi bir lityum pil ise, 1C'ye göre sürekli olarak deşarj olması gelenekseldir. A123 ultra düşük dahili dirençli güç tipi lityum pilin bile genellikle 1C'de çıkarılması en iyisidir (2C'den fazlası daha iyi değildir, 2C deşarjı yalnızca yarım saat boyunca kullanılabilir ve çok kullanışlı değildir). Kapasite seçimi, araç depolama alanının boyutuna, kişisel harcama bütçesine ve beklenen araç etkinlikleri aralığına bağlıdır. (Küçük yetenek genellikle güç tipi lityum pil gerektirir)

5. Pillerin taranması ve montajı

Lityum pilleri seri olarak kullanmanın en büyük tabusu, pilin kendi kendine deşarjındaki ciddi dengesizliktir. Herkes eşit derecede dengesiz olduğu sürece sorun yok. Sorun şu ki, bu durum aniden istikrarsızlaşıyor. İyi bir pilin kendi kendine deşarjı küçüktür, kötü bir fırtınanın kendi kendine deşarjı büyüktür ve kendi kendine deşarjın küçük olmadığı veya olmadığı bir durum genellikle iyiden kötüye değişir. Devlet, bu süreç istikrarsızdır. Bu nedenle, büyük oranda kendi kendine deşarj olan pilleri elemek ve yalnızca küçük kendi kendine deşarj olan pilleri bırakmak gerekir (genellikle, nitelikli ürünlerin kendi kendine deşarjı küçüktür ve üretici bunu ölçmüştür ve sorun şu ki: pek çok vasıfsız ürün piyasaya akıyor).

Küçük kendi kendine deşarja dayalı olarak benzer kapasiteye sahip serileri seçin. Güç aynı olmasa bile pil ömrünü etkilemeyecektir ancak tüm pil takımının işlevsel yeteneğini etkileyecektir. Örneğin 15 adet akü 20ah kapasiteye sahiptir ve sadece bir akü 18ah olduğundan bu grup akülerin toplam kapasitesi ancak 18ah olabilir. Kullanım sonunda pil bitmiş olacak ve koruma levhası korunmuş olacaktır. Tüm pilin voltajı hala nispeten yüksek (çünkü diğer 15 pilin voltajı standart ve hala elektrik var). Bu nedenle, tüm pil paketinin deşarj koruma voltajı, tüm pil paketinin kapasitesinin aynı olup olmadığını söyleyebilir (tüm pil paketi tamamen şarj olduğunda her pil hücresinin de tamamen şarj edilmesi şartıyla). Kısacası dengesiz kapasite pil ömrünü etkilemez, yalnızca tüm grubun yeteneğini etkiler, bu nedenle benzer dereceye sahip bir aksam seçmeye çalışın.

Monte edilen batarya, elektrotlar arasında iyi bir ohmik temas direnci sağlamalıdır. Tel ile elektrot arasındaki temas direnci ne kadar küçükse o kadar iyidir; aksi takdirde önemli bir temas direncine sahip elektrot ısınacaktır. Bu ısı elektrot boyunca akünün iç kısmına aktarılacak ve akü ömrünü etkileyecektir. Tabii ki, kayda değer montaj direncinin tezahürü, aynı deşarj akımı altında pil takımının önemli voltaj düşüşüdür. (Voltaj düşüşünün bir kısmı hücrenin iç direncidir ve bir kısmı da monte edilmiş kontak direnci ve tel direncidir)

Altı, koruma levhası seçimi ve şarj ve deşarj kullanımı önemlidir

(Veriler şu amaçlar için geçerlidir: lityum demir fosfat pilSıradan 3.7v pilin prensibi aynıdır, ancak bilgiler farklıdır)

Koruma levhasının amacı aküyü aşırı şarj ve aşırı deşarjdan korumak, yüksek akımın fırtınaya zarar vermesini önlemek ve akü tam şarj olduğunda akü voltajını dengelemektir (dengeleme yeteneği genellikle nispeten küçüktür, yani kendi kendine deşarj olan akü koruma kartı, istisnai olarak dengelemesi zordur ve ayrıca her durumda denge kuran, yani şarjın başlangıcından itibaren kompanzasyon yapılan koruma kartları da vardır ki bu çok nadir görülür).

Pil takımının ömrü için, pil şarj voltajının hiçbir zaman 3.6v'yi geçmemesi önerilir; bu, koruma levhasının koruyucu eylem voltajının 3.6v'den yüksek olmadığı anlamına gelir ve dengeli voltajın tavsiye edildiği anlamına gelir. 3.4v-3.5v (her bir hücre 3.4v %99'dan fazla şarj edilmiştir Pil, statik durumu ifade eder, yüksek akımla şarj ederken voltaj artacaktır). Akü deşarj koruma voltajı genel olarak 2.5v'nin üzerindedir (2v'nin üstü büyük bir sorun değildir, genel olarak tamamen elektriksiz kullanma şansı çok azdır, dolayısıyla bu gereksinim yüksek değildir).

Şarj cihazının önerilen maksimum voltajı (şarjın son adımı, en yüksek sabit voltajlı şarj modu olabilir) 3.5* olup, dizi sayısı, örneğin 56 sıra için yaklaşık 16v'dir. Pil ömrünü garanti altına almak için genellikle şarj işlemi hücre başına ortalama 3.4v'de kesilebilir (temelde tam şarjlı). Yine de koruma levhası henüz dengelenmeye başlamadığından, pil çekirdeğinin kendi kendine deşarjı büyükse, zamanla bütün bir grup gibi davranacaktır; kapasite giderek azalır. Bu nedenle, her aküyü düzenli olarak 3.5v-3.6v'ye (her hafta olduğu gibi) şarj etmek ve birkaç saat tutmak (ortalama dengeleme başlangıç ​​​​voltajından büyük olduğu sürece), kendi kendine deşarj ne kadar büyük olursa gereklidir. eşitleme o kadar uzun sürecektir. Kendiliğinden deşarj olan Büyük Boy pillerin dengelenmesi zordur ve ortadan kaldırılmaları gerekir. Bu yüzden koruma kartı seçerken 3.6v aşırı gerilim korumasını seçmeye çalışın ve dengelemeyi 3.5v civarında başlatın. (Piyasadaki aşırı gerilim korumalarının çoğu 3.8v üzerinde olup denge 3.6v üzerinde oluşmaktadır). Uygun dengeli bir başlangıç ​​voltajının seçilmesi, koruma voltajından daha önemlidir çünkü maksimum voltaj, şarj cihazının maksimum voltaj limiti ayarlanarak ayarlanabilir (yani koruma kartının genellikle yüksek voltaj koruması yapma şansı yoktur). Yine de dengeli voltajın yüksek olduğunu varsayalım. Bu durumda pil paketinin dengelenme şansı kalmaz (Şarj voltajı denge voltajından büyük olmadığı sürece ancak bu durum pil ömrünü etkiler), hücre kendi kendine deşarj kapasitesinden dolayı giderek azalacaktır (ideal hücre 0'ın kendi kendine deşarjı mevcut değildir).

Koruma levhasının sürekli deşarj akımı kapasitesi. Bu yorum yapılabilecek en kötü şey. Çünkü koruma levhasının akım sınırlama yeteneği anlamsızdır. Örneğin, 75nf75 tüpün 50a akım geçirmeye devam etmesine izin verirseniz (şu anda ısıtma gücü yaklaşık 30w'dır, aynı bağlantı noktası kartıyla seri halinde en az iki 60w), yeter ki ısıyı dağıtmaya yetecek kadar bir ısı emici olsun. ısıda sorun yok. Tüpü yakmadan 50a veya daha yüksek sıcaklıkta tutulabilir. Ancak bu koruma levhasının 50a akıma dayanabileceğini söyleyemezsiniz çünkü çoğu kişinin koruyucu panelleri akü kutusunun içinde akünün çok yakınına, hatta yakınına yerleştirilmiştir. Dolayısıyla bu kadar yüksek bir sıcaklık pili ısıtacak ve ısınacaktır. Sorun şu ki, yüksek sıcaklık fırtınanın ölümcül düşmanıdır.

Bu nedenle koruma levhasının kullanım ortamı, akım limitinin nasıl seçileceğini belirler (koruma levhasının mevcut kapasitesini değil). Koruma levhasının akü kutusundan çıkarıldığını varsayalım. Bu durumda, ısı emicili hemen hemen tüm koruma levhaları 50a veya daha yüksek sürekli bir akımı kaldırabilir (şu anda yalnızca koruma levhasının kapasitesi dikkate alınır ve sıcaklık artışının panele zarar vermesi konusunda endişelenmenize gerek yoktur). pil hücresi). Daha sonra yazar, pille aynı kapalı alanda herkesin genellikle kullandığı ortamdan bahsediyor. Şu anda, koruma levhasının maksimum ısıtma gücü en iyi şekilde 10w'nin altında kontrol edilir (küçük bir koruma levhası ise, 5w veya daha azına ihtiyaç duyar ve büyük hacimli bir koruma levhası, iyi ısı dağılımına sahip olduğundan 10w'dan fazla olabilir) ve sıcaklık çok yüksek olmayacaktır). Ne kadar uygun olduğuna gelince, devam edilmesi tavsiye edilir. Akım uygulandığında tüm kartın maksimum sıcaklığı 60 dereceyi geçmez (50 derece en iyisidir). Teorik olarak koruma levhasının sıcaklığı ne kadar düşük olursa o kadar iyi olur ve hücreleri o kadar az etkiler.

Aynı bağlantı noktası kartı, şarj eden elektrik mos'una seri olarak bağlandığı için, aynı durumdaki ısı üretimi, farklı bağlantı noktası kartının iki katıdır. Aynı ısı üretimi için yalnızca tüp sayısı dört kat daha fazladır (aynı mos modelinin öncülü altında). Hesaplayalım, 50a sürekli akım varsa mos iç direnci iki miliohm (bu eşdeğer iç direnci elde etmek için 5 75nf75 tüp gereklidir) ve ısıtma gücü 50*50*0.002=5w olur. Şu anda bu mümkündür (aslında 2 miliohm iç direncin mos akım kapasitesi 100a'dan fazladır, sorun değildir, ancak ısı büyüktür). Aynı port kartı ise 4 adet 2 miliohm iç direnç mos gereklidir (her iki paralel iç direnç bir miliohm'dur ve daha sonra seri bağlanır, toplam iç direnç 2 milyona eşittir) 75 tüp kullanılır, toplam sayı 20). 100a sürekli akımın ısıtma gücünün 10w olmasına izin verdiğini varsayalım. Bu durumda iç direnci 1 miliohm olan bir hat gereklidir (elbette tam eşdeğer iç direnç MOS paralel bağlantısıyla elde edilebilir). Farklı bağlantı noktalarının sayısı hala dört kat ise, 100a sürekli akım hala maksimum 5w Isıtma gücüne izin veriyorsa, o zaman yalnızca 0.5 miliohm tüp kullanılabilir; bu, aynı değeri üretmek için 50a sürekli akıma kıyasla dört kat daha fazla mos gerektirir. ısı miktarı). Bu nedenle koruma levhasını kullanırken sıcaklığı azaltmak için iç direnci ihmal edilebilir olan bir levha seçin. İç direnç belirlendiyse lütfen kartın ve dış ısının daha iyi dağılmasını sağlayın. Koruma levhasını seçin ve satıcının sürekli akım kapasitesini dinlemeyin. Koruma levhasının deşarj devresinin toplam iç direncini sorun ve kendiniz hesaplayın (hangi tip tüpün kullanıldığını, ne kadar kullanıldığını sorun ve iç direnç hesabını kendiniz kontrol edin). Yazar, satıcının nominal sürekli akımı altında deşarj edilmesi durumunda koruma levhasının sıcaklık artışının nispeten yüksek olması gerektiğini düşünmektedir. Bu nedenle, değer kaybı olan bir koruma panosu seçmek en iyisidir. (Sürekli 50a diyelim, 30a kullanabilirsiniz, 50a sabite ihtiyacınız var, en iyisi 80a nominal sürekli satın almaktır). 48v CPU kullanan kullanıcılar için koruma kartının toplam iç direncinin iki miliohm'dan fazla olmaması önerilir.

Aynı bağlantı noktası panosu ile farklı bağlantı noktası panosu arasındaki fark: aynı bağlantı noktası panosu, şarj ve deşarj için aynı hattır ve hem şarj hem de deşarj korunur.

Farklı liman panosu şarj ve deşarj hatlarından bağımsızdır. Şarj portu yalnızca şarj sırasında aşırı şarja karşı koruma sağlar ve şarj portundan çıkarıldığında koruma sağlamaz (ancak tamamen boşalabilir, ancak şarj portunun mevcut kapasitesi genellikle nispeten küçüktür). Deşarj portu, deşarj sırasında aşırı deşarja karşı koruma sağlar. Deşarj portundan şarj ediliyorsa, aşırı şarj kapsam dışındadır (böylece CPU'nun ters şarjı farklı port kartı için tamamen kullanılabilir. Ve ters şarj, kullanılan enerjiden daha küçüktür, bu nedenle aşırı şarj etme konusunda endişelenmeyin) ters şarj nedeniyle pil. Tam ödeme ile dışarı çıkmadığınız sürece, hemen birkaç kilometre yokuş aşağı. Eabs ters şarjı başlatmaya devam ederseniz, pili aşırı şarj etmek mümkündür, bu mevcut değildir), ancak şarjın düzenli kullanımı Asla şarj etmeyin deşarj portundan, şarj voltajını sürekli izlemediğiniz sürece (geçici yol kenarı acil yüksek akım şarjı gibi, deşarj portundan güvenebilirsiniz ve tam şarj olmadan sürüşe devam edebilirsiniz, aşırı şarj konusunda endişelenmeyin)

Motorunuzun maksimum sürekli akımını hesaplayın, bu sabit akımı karşılayabilecek uygun kapasite veya güçte akü seçin ve sıcaklık artışı kontrol altına alınsın. Koruma levhasının iç direnci mümkün olduğu kadar küçüktür. Koruma levhasının aşırı akım koruması yalnızca kısa devre korumasına ve diğer anormal kullanım korumasına ihtiyaç duyar (koruma levhasının taslağını sınırlayarak kontrol cihazının veya motorun gerektirdiği akımı sınırlamaya çalışmayın). Çünkü motorunuzun 50a akıma ihtiyacı varsa 40a akımını belirlemek için koruma kartını kullanmazsınız, bu da sık sık korumaya neden olur. Kontrolörün ani elektrik kesintisi, kontrolöre kolayca zarar verecektir.

Yedi, lityum iyon pillerin voltaj standardı analizi

(1) Açık devre voltajı: lityum iyon pilin çalışmaz durumdaki voltajını ifade eder. Bu sırada herhangi bir akım akmamaktadır. Pil tamamen şarj olduğunda, pilin pozitif ve negatif elektrotları arasındaki potansiyel farkı genellikle 3.7V civarındadır ve yüksek değer 3.8V'a ulaşabilir;

(2) Açık devre voltajına karşılık gelen çalışma voltajıdır, yani lityum iyon pilin aktif durumdaki voltajıdır. Bu sırada akıntı vardır. Akımın aktığı sırada iç direncin aşılması gerektiğinden, çalışma voltajı her zaman elektriğin verildiği anki toplam voltajdan daha düşüktür;

(3) Sonlandırma voltajı: yani pil, genellikle koruyucu plaka nedeniyle lityum iyon pilin yapısı tarafından belirlenen belirli bir voltaj değerine yerleştirildikten sonra deşarj olmaya devam etmemelidir, pil voltajı deşarj sonlandırıldığında yaklaşık 2.95V;

(4) Standart voltaj: Prensip olarak standart voltaja aynı zamanda nominal voltaj da denir; bu, pilin pozitif ve negatif malzemelerinin kimyasal reaksiyonunun neden olduğu potansiyel farkın beklenen değerini ifade eder. Lityum iyon pilin nominal voltajı 3.7V'dir. Standart voltajın Standart çalışma voltajı olduğu görülebilir;

Yukarıda belirtilen dört lityum iyon pilin voltajına bakıldığında, çalışma durumunda yer alan lityum iyon pilin voltajı standart voltaja ve çalışma voltajına sahiptir. Çalışmama durumunda, lityum iyon pilin voltajı, lityum iyon pil nedeniyle açık devre voltajı ile uç voltajı arasındadır. İyon pilinin kimyasal reaksiyonu tekrar tekrar kullanılabilir. Bu nedenle lityum iyon pilin voltajı sonlandırma voltajındayken pilin şarj edilmesi gerekir. Pil uzun süre şarj edilmezse pilin ömrü azalacak, hatta hurdaya çıkacaktır.