日常最离不开的恐怕就是这电池这玩意了,电子表、遥控器,电动车,手机………………
什么干电池、镍铬镍氢、铅酸电池…… 不是咱今儿的重点 。
---------------今日的猪脚--锂电池-------------------
一次性锂电池咱们用得不多,也就不再讨论范围了 。
可反复充电的,常见的有 :(** 循环寿命与放电倍率、充电电压、放电浓度密切相关)
磷酸铁锂 典型工作电压范围:2.5-3.6V ,标称值3.3V 能量密度90-120W/Kg ,循环寿命:1000-2000次
锰酸锂 典型工作电压范围:3-4.2V ,标称值3.7/3.8V 能量密度100-150W/Kg ,循环寿命:300-700次
钴酸锂 典型工作电压范围:3-4.2V ,标称值3.6V 能量密度100-240W/Kg ,循环寿命:500-1000次
镍钴锰酸锂 典型工作电压范围:3-4.2V ,标称值3.7V 能量密度100-220W/Kg ,循环寿命:1000-2000次
镍钴铝酸锂 典型工作电压范围:3-4.2V ,标称值3.6V 能量密度200-260W/Kg ,循环寿命:500次
钛酸锂 典型工作电压范围:1.8-2.85V ,标称值2.4V 能量密度50-80W/Kg ,循环寿命:3000-7000次
陌生吧 。。。看不明白吧 。。别管它,这不是重点,咱知道常见的有这么几种就好 。
我们听到最多的还是18650、21700,聚合物、三元、磷酸铁锂 这样的词 。目前使用上较多的是镍钴锰酸锂,也就是我们常听到三元锂电池 。而所谓的18650或是21700只是描述的它的封装形式 。而磷酸铁锂这货由于安全性较其它几种较强,曾经或是以后仍有较大的可能成为电动车电池的主力 。
相比于前面提到的铅酸电池,锂电池能量密度要高很多,意味着更轻的重量的得小的体积 。体积下,锂电池通常只用铅酸电池1/5-1/6的重量,正常充放电下,寿命比铅酸电池长,相比于镍铬电池,它没有记忆效应;自放电极低,温度适用范围大,通常可以-20--60度环境下使用,甚至有特殊的-40度使用的电池 。
满满的优点…… 想多了 。这货缺点也不少 。
1,通常安全性较铅酸差太多,有发生爆炸或燃烧的可能 。
2,过充或是过放都会严重损坏电池的性能,甚至让电池直接报废 。
3,多串多并使用时,不仅需要分容配组,还需要有电压的均衡控制 。
4,贵,当然这个是相对的 。随着工艺的成熟、产量的提升,价格也是越来越容易为人所接受,所以,咱们现在看到的电动车,基本上都使用锂电池了 。
-----------------今天的重点来了--锂电池组为什么需要均衡--------------------------------
我们来看个示意图先 。(为了更容易理解,夸大了这个电压差,)
文章插图
6串一组电池
接下来看看常规的保护板是如何工作的 。
文章插图
常见的保护板工作原理示意
上图是两种保护板示意图,不要在意MOS管是P给还是N,这个不重要 。。
我们只要知道 ,充电时,整组电池中,只要有一只电压达到上限值(不同的电池值不同,这里我们以4.2来例)4.2V,保护板将驱动MOS管关闭整组电池的充电,它并不会管其它几节现在是不是充满了 。
而在放电时,只要有一只电压达到下限(同样的,举个例子2.9V),保护板也会在这个时间关闭整组的输出,
以我们上面的6串一组的图为例来说,充电时,第4节充到4.2V了,保护板关闭充电通路,整组电池不再充电,而这时,可能第一节电池只充到了3.5V 。
再来看放电时的情况,由于第一节初始的电压较低,这样在放电时,它的电压也是第一个下降到下限值,从而触发保护板关闭整组的输出 。
这时实际放出的电量仅是第一节的从3.5V,放到2.9V的电容量 。
这下体会到电池容量下降了吧,这还没完,在你接下来的多次充电循环中,这个过程将周而复始,第一节电池将长期处在饿着的状态,它的寿命将更快速下降 。于是,你的电池组挂蛋了 。。。这样你明白了为什么标称最少1000次循环的电池几百次后就废了吧 。。。
为了解决这个问题,均衡板出来了 。它有这样的(用431或是DW01这类芯片做)
文章插图
放电式均衡板
也就这样的(用BM3451芯片来做的)
文章插图
BM3451均衡板
有标称50mA的,100mA的,更有标称1.5A的 。。。反正脸皮有多厚这个值可以随便多大 。
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