鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:12963次 | 2018年06月14日
磷酸鐵鋰電池要保護(hù)板嗎
磷酸鐵鋰電池單體電壓為3.2V,現(xiàn)在一般用做電動(dòng)車(chē)等的動(dòng)力電源。
電動(dòng)車(chē)用磷酸鐵鋰電池是由很多塊單體電池通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的電壓與容量等級(jí)。由于電池的離散性(每個(gè)不可能做到完全一致),所以在使用一段時(shí)間后,(充電和放電過(guò)程中),會(huì)出現(xiàn)各個(gè)電池電壓越來(lái)越不相同,有些高于3.2V、有些低于3.2V,這對(duì)于整個(gè)電池組影響很大,整體容量變小,壽命縮短。
保護(hù)板電路能分別檢測(cè)串聯(lián)電池組中每只電池的電壓和電流,控制電池組的充放電過(guò)程。電池組中每只電池的電壓均在過(guò)充檢測(cè)電壓和過(guò)放檢測(cè)電壓之間,并且輸出無(wú)短路現(xiàn)象時(shí),MOS管導(dǎo)通,P+、P-輸出電池組電壓,允許電池組進(jìn)行充放電操作。另外保護(hù)板還具有電池組過(guò)放保護(hù)、過(guò)充保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)等功能。
動(dòng)力電池保護(hù)板是為了加強(qiáng)動(dòng)力鋰離子電池的安全性必配的設(shè)備。大多數(shù)情況下,鋰電保護(hù)板應(yīng)具備控制鋰離子電池使用工作條件的功能,這些工作條件包括電壓、電流、溫度等。由于鋰離子電池使用的特殊性,使得動(dòng)力鋰離子電池必須和保護(hù)板一起配套使用才能確保整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。
過(guò)充電壓保護(hù):防止充電電壓高于電池使用電壓上限造成電池失效,引起安全事故過(guò)放電壓保護(hù):防止電池深度放電,避免縮短電池壽命或引起安全事故過(guò)流保護(hù):限制通過(guò)保護(hù)板和電池的電流大小短路保護(hù):避免電池短路造成安全事故溫控開(kāi)關(guān):保護(hù)電池組和保護(hù)板溫度過(guò)高造成安全隱患。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
動(dòng)力電池保護(hù)板有兩個(gè)核心部件:一塊保護(hù)ic,它是由精確的比較器來(lái)獲得可靠的保護(hù)參數(shù);另外是mosfet串在主充放電回路中擔(dān)當(dāng)高速開(kāi)關(guān),執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。電路原理圖如下:1、下面介紹保護(hù)ic個(gè)引腳功能:vdd是ic電源正極,vss是電源負(fù)極,v-是過(guò)流/短路檢測(cè)端,dout是放電保護(hù)執(zhí)行端,cout是充電保護(hù)執(zhí)行端。2、保護(hù)板端口說(shuō)明:b+、b-分別是接電芯正極、負(fù)極;p+、p-分別是保護(hù)板輸出的正極、負(fù)極;t為溫度電阻(ntc)端口,一般需要與用電器的mcu配合產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作,后面會(huì)介紹,這個(gè)端口有時(shí)也標(biāo)為id,意即身份識(shí)別端口,這時(shí),圖上的r3一般為固定阻值的電阻,讓用電器的cpu辨別是否為指定的電池。保護(hù)板工作過(guò)程:1、激活保護(hù)板的方法:當(dāng)保護(hù)板p+、p-沒(méi)有輸出處于保護(hù)狀態(tài),可以短路b-、p-來(lái)激活保護(hù)板,這時(shí),dout、cout均會(huì)處于低電平(保護(hù)ic此兩端口是高電平保護(hù),低電平常態(tài))狀態(tài)打開(kāi)兩個(gè)mos開(kāi)關(guān)。2、充電:p+、p-分別接充電器的正負(fù)極,充電電流經(jīng)過(guò)兩個(gè)mos對(duì)電芯進(jìn)行充電。這時(shí),ic的vdd、vss既是電源端,也是電芯電壓檢測(cè)端(經(jīng)r1)。隨著充電的進(jìn)行,電芯電壓逐漸升高,當(dāng)升高到保護(hù)ic門(mén)限電壓(一般是4.30v,通常稱為過(guò)充保護(hù)電壓)時(shí),cout隨即輸出高電平將對(duì)應(yīng)那個(gè)mos關(guān)斷,充電回路也被斷開(kāi)。過(guò)充保護(hù)后,電芯電壓會(huì)下降,當(dāng)下降到ic門(mén)限電壓(一般為4.10v,通常稱為過(guò)充保護(hù)恢復(fù)電壓)時(shí),cout恢復(fù)低電平狀態(tài)打開(kāi)mos開(kāi)關(guān)。3、放電:同樣,在電池放電時(shí),ic的vdd、vss也會(huì)對(duì)電芯電壓檢測(cè),當(dāng)電芯電壓下降到ic門(mén)限電壓(一般是2.40v,通常稱為過(guò)放保護(hù)電壓)時(shí),dout隨即輸出高電平將對(duì)應(yīng)那個(gè)mos關(guān)斷,放電回路被斷開(kāi)。過(guò)放保護(hù)后,電芯電壓會(huì)上升,當(dāng)上升到ic門(mén)限電壓(一般為3.00v,通常稱為過(guò)放保護(hù)恢復(fù)電壓)時(shí),dout恢復(fù)低電平狀態(tài)打開(kāi)mos開(kāi)關(guān)。mos飽和導(dǎo)通也存在內(nèi)阻,所以電流在流經(jīng)b-、p-之間時(shí)mos兩端會(huì)產(chǎn)生壓降,保護(hù)ic的v-和vss(經(jīng)過(guò)r2)會(huì)隨時(shí)檢測(cè)mos兩端的電壓,當(dāng)電壓上升到ic保護(hù)門(mén)限(一般為0.15v,稱為放電過(guò)流檢測(cè)電壓)時(shí),dout馬上輸出高電平將對(duì)應(yīng)那個(gè)mos關(guān)斷,放電回路被斷開(kāi)??吹竭@里,大概有同學(xué)已經(jīng)悟出,如果選用導(dǎo)通內(nèi)阻低的mos或者放電過(guò)流檢測(cè)電壓高的ic,可以獲得大的輸出電流,但是也要考慮選用的mos的功率和電芯的容量。5、ntc(t端口)的作用:當(dāng)電池工作時(shí),沒(méi)有發(fā)生過(guò)充、過(guò)放或過(guò)流、短路等情況,而是由于工作時(shí)間太長(zhǎng),導(dǎo)致電芯溫度上升(比如平常我們?cè)谟檬謾C(jī)煲電話粥)很快。而ntc電阻緊貼電芯監(jiān)測(cè)電芯溫度,隨著溫度上升ntc阻值逐漸下降,用電器cpu發(fā)現(xiàn)了這個(gè)變化,當(dāng)阻值下降到cpu設(shè)定值時(shí),cpu即發(fā)出關(guān)機(jī)指令,讓電池停止對(duì)其供電,只維持很小的待機(jī)電流,達(dá)到保護(hù)電池的目的。
過(guò)充保護(hù)電壓:4.25±0.05v/4.0v(磷酸鐵鋰電池)過(guò)充延時(shí):80ms過(guò)充解除電壓:4.1±0.05v/3.5v過(guò)放保護(hù)電壓:2.80±0.05v/2.0v(磷酸鐵鋰電池)過(guò)放解除電壓:3.0±0.05v/2.3v過(guò)放延時(shí)時(shí)間:40ms過(guò)放解除方法:斷開(kāi)負(fù)載,各單體電池電壓均高于臨界值時(shí)解除或充電解除;過(guò)流解除:斷開(kāi)負(fù)載釋放充電電流:<5a可特殊訂做每路均衡電流:50ma每路均衡精度:4.20±0.01v/3.65v±0.01(磷酸鐵鋰電池過(guò)流電流保護(hù):40a/80a(可按要求訂做)靜態(tài)功耗<0.5ma電池保護(hù)板系列:3串,4串,7串,8串,10串,12串,13串,16串,可按要求訂做。
1.輸出負(fù)極p-、充電負(fù)極c-、電池負(fù)極b,請(qǐng)按順序接線,請(qǐng)不要接反線路,以免燒壞電路元件。2.充電線,放電線,電池負(fù)極。盡量用粗線,否則會(huì)通不過(guò)大電流,會(huì)起到過(guò)流保護(hù),造成電路不工作。3.電池正極輸出不用經(jīng)過(guò)保護(hù)電路,直接連接輸出。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是:
磷酸鐵鋰電池的壽命長(zhǎng),循環(huán)壽命在2000次以上。在同樣的條件下,磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時(shí)間。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
使用安全。磷酸鐵鋰電池經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試,即使在交通事故中也不會(huì)發(fā)生爆炸。
充電快速。使用專用充電器,1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。
磷酸鐵鋰電池耐高溫,磷酸鐵鋰電池?zé)犸L(fēng)值可以達(dá)到350到500攝氏度。
磷酸鐵鋰電池的容量大。
磷酸鐵鋰電池沒(méi)有記憶效應(yīng)。
磷酸鐵鋰電池綠色環(huán)保,無(wú)毒,無(wú)污染,原材料來(lái)源廣泛,價(jià)格便宜。
磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)是:
磷酸鐵鋰電池正極的振實(shí)密度小,密度一般在0.8到1.3左右。體積大。
導(dǎo)電性能差,鋰離子擴(kuò)散速度慢,高倍充放電時(shí),實(shí)際的比容量低。
磷酸鐵鋰電池的低溫性能差。
磷酸鐵鋰電池單個(gè)電池的壽命長(zhǎng),在2000次左右,但是磷酸鐵鋰電池組的壽命短,一般在500次左右。
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