3.7V litiozko bateria babesteko taularen printzipioa - litiozko bateriaren lehen eta tentsio estandarren analisia

Baterien erabilera aukera zabala

Goi teknologia garatzearen helburua gizateriari hobeto zerbitzatzea da. 1990ean sartu zirenetik, litio-ioizko bateriak handitu egin dira euren errendimendu bikainagatik eta gizartean oso erabiliak izan dira. Litio-ioizko pilek alor asko okupatu zituzten beste pilen aldean abantaila paregabeak zituztenak, hala nola, telefono mugikor ezagunak, ordenagailu eramangarriak, bideo-kamera txikiak, etab. Gero eta herrialde gehiagok erabiltzen dute bateria hau helburu militarretarako. Aplikazioak erakusten du litio-ioizko bateria potentzia-iturri berde txiki ezin hobea dela.

Bigarrenik, litio-ioizko baterien osagai nagusiak

(1) Bateriaren estalkia

(2) Elektrodo aktiboaren material positiboa litio kobalto oxidoa da

(3) Diafragma-mintz konposatu berezi bat

(4) Elektrodo negatiboa: material aktiboa karbonoa da

(5) Elektrolito organikoa

(6) Bateriaren kaxa

Hirugarren, litio-ioizko baterien errendimendu handiagoa

(1) Lan-tentsio altua

(2) Energia espezifiko handiagoa

(3) Ziklo-bizitza luzea

(4) Autodeskarga tasa baxua

(5) Ez du memoria efekturik

(6) Kutsadurarik ez

Lau, litiozko bateria mota eta edukiera hautatzea

Lehenik eta behin, kalkulatu bateriak eman behar duen korronte jarraitua zure motorraren potentziaren arabera (benetako potentzia behar du, eta, oro har, ibiltzeko abiadura dagokion potentzia erreal bati dagokio). Adibidez, demagun motorrak 20a-ko korronte jarraitua duela (1000w-ko motorra 48v-tan). Kasu horretan, bateriak 20a-ko korrontea eman behar du denbora luzez. Tenperaturaren igoera txikia da (udan kanpoan tenperatura 35 gradukoa bada ere, bateriaren tenperatura 50 gradutik behera kontrolatzen da). Gainera, korrontea 20a 48v-tan bada, gainpresioa bikoiztu egiten da (96v, adibidez, CPU 3), eta etengabeko korrontea 50a ingurura iritsiko da. Gehiegizko tentsioa denbora luzez erabiltzea nahi baduzu, aukeratu etengabe 50a-ko korrontea eman dezakeen bateria (oraindik arreta jarri tenperatura igoerari). Hemengo ekaitzaren korronte etengabea ez da merkatariaren bateria deskargatzeko ahalmen nominala. Merkatariak dio C gutxi batzuk (edo ehunka ampere) direla bateria deskargatzeko ahalmena, eta korronte horretan deskargatzen bada, bateriak bero handia sortuko du. Beroa behar bezala xahutzen ez bada, bateriaren iraupena zehatza izango da. (Eta gure ibilgailu elektrikoen bateriaren ingurunea bateriak pilatu eta deskargatu egiten direla da. Funtsean, ez da hutsunerik geratzen, eta ontziratzea oso estua da, are gutxiago airea hoztea nola behartu beroa xahutzeko). Gure erabilera-ingurunea oso gogorra da. Bateria deskargatzeko korrontea murriztu egin behar da erabiltzeko. Bateriaren deskarga-korrontearen gaitasuna ebaluatzea bateriari dagokion tenperatura-igoera zenbaterainokoa den korronte horretan ikustea da.

Hemen eztabaidatzen den printzipio bakarra bateriaren tenperatura igoera da erabileran zehar (tenperatura altua litiozko bateriaren bizitzaren etsai hilgarria da). Hobe da bateriaren tenperatura 50 gradutik behera kontrolatzea. (20-30 gradu artean hobe da). Horrek esan nahi du, gainera, ahalmen motako litiozko bateria bat bada (0.5C-tik behera deskargatuta), 20a-ko deskarga-korronte etengabeak 40ah baino gehiagoko ahalmena behar duela (noski, funtsezkoena bateriaren barne-erresistentziaren araberakoa da). Potentzia motako litiozko bateria bada, ohikoa da 1C-ren arabera etengabe deskargatzea. A123 barne-erresistentzia ultra-baxuko potentzia motako litio-bateria izan ohi da 1C-tan kentzea (2C baino gehiago ez da hobea, 2C deskarga ordu erdiz soilik erabil daiteke eta ez da oso erabilgarria). Ahalmenaren aukeraketa autoak biltegiratzeko espazioaren tamainaren, gastu pertsonalen aurrekontuaren eta espero den autoen jardueren sortaren araberakoa da. (Gaitasun txikiak, oro har, potentzia motako litiozko bateria behar du)

5. Baterien baheketa eta muntaketa

Litiozko bateriak seriean erabiltzearen tabu handia bateriaren autodeskargaren desoreka larria da. Denok berdin desorekatuta dagoen bitartean, ondo dago. Arazoa da egoera hau bat-batean ezegonkorra dela. Bateria on batek autodeskarga txikia du, ekaitz txar batek autodeskarga handia du eta autodeskarga txikia ez den edo ez den egoera, oro har, onetik txarrera aldatzen da. Estatu, prozesu hau ezegonkorra da. Hori dela eta, beharrezkoa da bateriak autodeskarga handiarekin kendu eta bateria autodeskarga txikiarekin bakarrik utzi (oro har, produktu kualifikatuen autodeskarga txikia da eta fabrikatzaileak neurtu du, eta arazoa da. kualifikaziorik gabeko produktu asko merkatura isurtzen dira).

Autodeskarga txikian oinarrituta, hautatu antzeko edukiera duten serieak. Potentzia berdina ez bada ere, ez du bateriaren iraupenari eragingo, baina bateria-pakete osoaren gaitasun funtzionalari eragingo dio. Esate baterako, 15 pilek 20ah-ko edukiera dute, eta bateria bakarra 18ah-koa da, beraz, bateria-talde honen edukiera osoa 18ah-koa izan daiteke soilik. Erabilera amaitzean, bateria agortuta egongo da eta babes-taula babestuta egongo da. Bateria osoaren tentsioa nahiko altua da oraindik (beste 15 baterien tentsioa estandarra delako, eta elektrizitatea dagoelako oraindik). Hori dela eta, bateria-pakete osoaren deskarga babesteko tentsioak esan dezake bateria-pakete osoaren edukiera berdina den ala ez (betiere bateria-zelula bakoitza guztiz kargatu behar bada bateria-pakete osoa guztiz kargatuta dagoenean). Laburbilduz, gaitasun desorekatuak ez du bateriaren iraupenari eragiten, talde osoaren gaitasunari bakarrik eragiten dio, beraz, saiatu antzeko maila duen muntaia aukeratzen.

Muntatutako bateriak elektrodoen arteko kontaktu-erresistentzia ohmiko ona lortu behar du. Zenbat eta txikiagoa izan alanbrearen eta elektrodoaren arteko kontaktu-erresistentzia, orduan eta hobeto; bestela, kontaktu-erresistentzia nabarmena duen elektrodoa berotuko da. Bero hori bateriaren barrualdera transferituko da elektrodoan zehar eta bateriaren iraupenari eragingo dio. Jakina, muntaketa-erresistentzia nabarmenaren agerpena bateria-paketearen tentsio-jaitsiera nabarmena da deskarga-korronte beraren azpian. (Tentsio-erorketaren zati bat zelularen barne-erresistentzia da, eta zati bat muntatutako kontaktu-erresistentzia eta hari-erresistentzia)

Sei, babes-taularen hautaketa eta karga eta deskarga erabilera gaiak

(Datua litio-burdin fosfatoko bateria, 3.7v bateria arruntaren printzipioa berdina da, baina informazioa ezberdina da)

Babes-taularen helburua bateria gainkargatzetik eta gehiegi deskargatik babestea da, korronte handiak ekaitza kaltetzea saihestuz eta bateria guztiz kargatuta dagoenean bateriaren tentsioa orekatzea (orekatzeko gaitasuna nahiko txikia da, oro har, beraz, auto-deskargatutako bateria babesteko taula, salbuespenezkoa da Oreka egitea zaila da, eta edozein egoeratan orekatzen diren babes-taulak ere badaude, hau da, konpentsazioa kargatzearen hasieratik egiten da, badirudi oso arraroa dela).

Bateria paketearen iraupenerako, gomendatzen da bateria kargatzeko tentsioa 3.6 v gainditzea inolaz ere, hau da, babes-taularen babes-ekintzaren tentsioa ez dela 3.6 v baino handiagoa eta tentsio orekatua izatea gomendatzen da. 3.4v-3.5v (3.4v zelula bakoitza % 99 baino gehiago kargatu da bateria, egoera estatikoari egiten dio erreferentzia, tentsioa handituko da korronte handiarekin kargatzean). Bateriaren deskarga babesteko tentsioa, oro har, 2.5 v-tik gorakoa da (2 v-tik gora ez da arazo handi bat, oro har, aukera gutxi dago guztiz energiarik gabe erabiltzeko, beraz, baldintza hau ez da handia).

Kargagailuaren gehienezko tentsio gomendatua (kargatzeko azken urratsa tentsio konstanteko karga-modu altuena izan daiteke) 3.5* da, kate kopurua, esate baterako, 56v inguru 16 errenkadetarako. Normalean, kargatzea moztu daiteke batez beste zelula bakoitzeko 3.4v (funtsean guztiz kargatuta) bateriaren iraupena bermatzeko. Hala ere, babes-taula oraindik orekatzen hasi ez denez bateriaren nukleoak autodeskarga handia badu, talde oso gisa jokatuko du denborarekin; ahalmena gutxitzen doa pixkanaka. Hori dela eta, beharrezkoa da bateria bakoitza aldian-aldian kargatzea 3.5v-3.6v-ra (esaterako, astero) eta ordu batzuetan mantentzea (betiere, batez bestekoa berdinketaren hasierako tentsioa baino handiagoa bada), orduan eta handiagoa izango da autodeskarga. , orduan eta luzeagoa izango da berdinketak. Auto-deskarga Oversized bateriak zailak dira orekatzeko eta kendu egin behar dira. Beraz, babes-plaka bat aukeratzerakoan, saiatu 3.6v-ko gaintentsioaren babesa aukeratzen eta berdinketa 3.5v inguruan hasi. (Merkatuan dagoen gaintentsio babes gehiena 3.8 v-tik gorakoa da eta oreka 3.6 v-tik gorakoa da). Hasierako tentsio orekatu egokia aukeratzea babes-tentsioa baino garrantzitsuagoa da, tentsio maximoa kargagailuaren gehienezko tentsio-muga egokituz doi daitekeelako (hau da, babes-taulak normalean ez du tentsio handiko babesa egiteko aukerarik). Hala ere, demagun tentsio orekatua altua dela. Kasu horretan, bateria-paketeak ez du orekatzeko aukerarik (kargatzeko tentsioa oreka-tentsioa baino handiagoa ez bada, baina horrek bateriaren iraupenari eragiten dio), zelula pixkanaka gutxituko da autodeskarga-gaitasunaren ondorioz (zelula aproposa duen 0-ren autodeskarga ez da existitzen).

Babes-taularen etengabeko deskarga-korronte gaitasuna. Hau da komentatu beharreko gauzarik txarrena. Babes-taularen egungo muga-gaitasuna zentzugabea delako. Esate baterako, 75nf75 hodi bati 50a korronte pasatzen jarraitzen uzten badiozu (une honetan, berokuntza-potentzia 30w ingurukoa da, gutxienez 60w-ko bi seriean ataka-plaka berdinarekin), beti ere xahutzeko nahikoa bero-husketa bat badago. beroa, ez dago arazorik. 50a edo are handiagoan mantendu daiteke hodia erre gabe. Baina ezin duzu esan babes-plaka honek 50a-ko korronte iraun dezakeenik, guztion babes-panel gehienak bateriaren kutxan jartzen direlako bateriatik oso gertu edo are hurbil. Hori dela eta, tenperatura altu batek bateria berotu eta berotuko du. Arazoa da tenperatura altua dela ekaitzaren etsai hilgarria.

Hori dela eta, babes-taularen erabilera-inguruneak zehazten du nola aukeratu egungo muga (ez babes-taularen egungo ahalmena). Demagun babes-plaka bateriaren kutxatik ateratzen dela. Kasu horretan, bero-husketa bat duen ia edozein babes-plakak 50a-ko edo are handiagoa den korronte jarraitua maneiatu dezake (une honetan, babes-taulen edukiera bakarrik hartzen da kontuan, eta ez dago kezkatu beharrik tenperatura-igoerak kalteak eragiten dituenez. bateriaren zelula). Jarraian, denek erabili ohi duten inguruneaz hitz egiten du egileak, bateriaren espazio mugatu berean. Une honetan, babes-taularen beroketa-potentzia maximoa 10w-tik behera kontrolatzen da (babes-taula txikia bada, 5w edo gutxiago behar ditu, eta bolumen handiko babes-taulak 10w baino gehiago izan daitezke, bero xahupen ona duelako. eta tenperatura ez da oso altua izango). Zenbat den egokiari dagokionez, jarraitzea gomendatzen da. Taula osoaren tenperatura maximoa ez da 60 gradu gainditzen korrontea aplikatzen denean (50 gradu da onena). Teorian, zenbat eta baxuagoa izan babes-taularen tenperatura, orduan eta hobeto, eta orduan eta gutxiago eragingo die zelulei.

Portu-plaka bera kargatzeko mos elektrikoarekin seriean konektatzen denez, egoera bereko bero-sorkuntza portuko plakaren bikoitza da. Bero-sorkuntza berdinerako, hodi kopurua lau aldiz handiagoa da (mos eredu beraren premisaren arabera). Kalkula dezagun, 50a korronte jarraitua bada, orduan mos barne-erresistentzia bi miliohm-koa da (5 75nf75 hodi behar dira barne-erresistentzia baliokide hori lortzeko), eta berokuntza-potentzia 50*50*0.002=5w-koa da. Une honetan, posible da (izan ere, 2 miliohms barne-erresistentziaren mos korrontearen ahalmena 100a baino gehiago da, ez da arazorik, baina beroa handia da). Ataka-plaka bera bada, 4 2 miliohm barne-erresistentzia mos behar dira (bi barne-erresistentzia paralelo bakoitza miliohm bat da, eta gero seriean konektatuta, barne-erresistentzia osoa 2 milioi 75 hodi erabiltzen dira, guztira kopurua da. 20). Demagun 100a-ko korronte jarraituak berokuntza-potentzia 10w-koa izatea ahalbidetzen duela. Kasu horretan, 1 miliohm-ko barne-erresistentzia duen linea bat behar da (noski, barne-erresistentzia baliokide zehatza lor daiteke MOS konexio paraleloaren bidez). Ataka desberdinen kopurua lau aldiz bada oraindik, 100a-ko korronte etengabeak 5w-ko berokuntza-potentzia maximoa ahalbidetzen badu, orduan 0.5 miliohm-ko hodi bakarrik erabil daiteke, eta horrek 50a-ko korronte jarraituarekin alderatuta lau aldiz gehiago behar du berdina sortzeko. bero kantitatea). Hori dela eta, babes-plaka erabiltzean, aukeratu barne-erresistentzia arbuiagarria duen taula bat tenperatura murrizteko. Barne erresistentzia zehaztu bada, mesedez utzi taula eta kanpoko beroa hobeto xahutzen. Aukeratu babes-taula eta ez entzun saltzailearen etengabeko korronte-ahalmena. Besterik gabe, galdetu babes-taularen deskarga-zirkuituaren barne-erresistentzia osoa eta kalkula ezazu zuk zeuk (galdetu zer hodi mota erabiltzen den, zenbat kantitate erabiltzen den eta egiaztatu barne-erresistentzia kalkulua zuk zeuk). Egileak uste du saltzailearen etengabeko korronte nominalaren azpian deskargatzen bada, babes-taularen tenperatura igoera nahiko handia izan behar dela. Hori dela eta, hobe da babes-taula bat hautatzea. (Esan 50a jarraitua, 30a erabil dezakezu, 50a konstantea behar duzu, hobe da 80a nominala jarraia erostea). 48v CPU bat erabiltzen duten erabiltzaileentzat, gomendatzen da babes-plakaren barne-erresistentzia osoa bi miliohm baino gehiago ez izatea.

Portu-taula beraren eta portu-taula ezberdinaren arteko aldea: ataka-plaka bera kargatzeko eta deskargatzeko lerro bera da, eta kargatzea eta deskargatzea babestuta daude.

Portu taula ezberdina kargatzeko eta deskargatzeko lerroetatik independentea da. Kargatzeko atakak kargatzean gainkargatik soilik babesten du eta ez du babesten kargatze atakatik kentzen bada (baina guztiz deskargatu daiteke, baina kargatzeko atakaren egungo ahalmena nahiko txikia da, oro har). Deskarga-ataka deskargak zehar deskargatzen direnean babesten du. Deskarga atakatik kargatzen bada, gehiegizko karga ez dago estaltzen (beraz, PUZaren alderantzizko karga guztiz erabil daiteke ataka ezberdinetarako. Eta alderantzizko karga txikiagoa da erabilitako energia baino, beraz, ez kezkatu gehiegi kargatzeaz. alderantzizko kargagatik bateria. Ordainketa osoa eginda irten ezean, kilometro batzuk berehala egingo dira maldan behera. Eabs alderantzizko kargatzen jarraitzen baduzu, posible da bateria gehiegi kargatzea, existitzen ez dena), baina kargaren ohiko erabilera Inoiz ez kargatu deskargako atakatik, kargatzeko tentsioa etengabe kontrolatzen ez baduzu (esaterako, errepideko aldi baterako larrialdiko korronte handiko kargatzea, deskargako atakatik fida zaitezke eta ibiltzen jarraitu guztiz kargatu gabe, ez kezkatu gehiegizko kargagatik)

Kalkulatu zure motorraren gehienezko korronte etengabea, hautatu korronte konstante hori bete dezakeen ahalmen edo potentzia egokia duen bateria eta tenperatura igoera kontrolatzen da. Babes-taularen barne-erresistentzia ahalik eta txikiena da. Babes-taularen gehiegizko korrontearen babesak zirkuitu laburren babesa eta erabilera anormaleko beste babes batzuk baino ez ditu behar (ez saiatu kontrolagailuak edo motorrak behar duen korrontea mugatzen babes-taularen zirriborroa mugatuz). Zure motorrak 50a-ko korrontea behar badu, ez duzu babes-taula erabiltzen 40a-ko korrontea zehazteko, eta horrek maiz babesa eragingo du. Kontrolagailuaren bat-bateko korronte-hutsegiteak kontrolagailua erraz kaltetuko du.

Zazpi, litio-ioizko baterien tentsio estandarraren analisia

(1) Zirkuitu irekiko tentsioa: litio-ioizko bateria baten tentsioari dagokio funtzionatzen ez duen egoeran. Une honetan, ez dago korronterik. Bateria guztiz kargatuta dagoenean, bateriaren elektrodo positibo eta negatiboen arteko potentzial-diferentzia 3.7 V ingurukoa izan ohi da, eta altua 3.8 V-ra irits daiteke;

(2) Zirkuitu irekiko tentsioari dagokiona laneko tentsioa da, hau da, litio-ioizko bateriaren tentsioa egoera aktiboan. Une honetan, korrontea dabil. Korrontea igarotzen denean barne-erresistentzia gainditu nahi denez, funtzionamendu-tentsioa elektrizitatearen unean tentsio osoa baino txikiagoa da beti;

(3) Amaierako tentsioa: hau da, bateriak ez luke deskargatzen jarraitu behar tentsio-balio zehatz batean jarri ondoren, litio-ioizko bateriaren egiturak zehazten duena, normalean babes-plaka dela eta, bateria-tentsioa denean. deskarga amaitzen da 2.95V ingurukoa da;

(4) Tentsio estandarra: Printzipioz, tentsio estandarrari tentsio nominala ere deitzen zaio, bateriaren material positibo eta negatiboen erreakzio kimikoak eragindako potentzial-diferentziaren espero den balioari. Litio-ioizko bateriaren tentsio nominala 3.7 V-koa da. Tentsio estandarra laneko tentsio estandarra dela ikus daiteke;

Goian aipatutako litio-ioizko lau baterien tentsioa ikusita, lan-egoeran parte hartzen duen litio-ioizko bateriaren tentsioak tentsio eta lan-tentsio estandarrak ditu. Funtzionatzen ez den egoeran, litio-ioizko bateriaren tentsioa zirkuitu irekiko tentsioaren eta amaierako tentsioaren artean dago litio-ioizko bateria dela eta. Ioi bateriaren erreakzio kimikoa behin eta berriz erabil daiteke. Hori dela eta, litio-ioizko bateriaren tentsioa amaierako tentsioan dagoenean, bateria kargatu behar da. Bateria denbora luzez kargatzen ez bada, bateriaren iraupena murriztuko da edo baita hondatu ere.