鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1007次 | 2021年07月12日
鋰電池和鎳氫電池的優(yōu)缺點(diǎn)是？
使用穩(wěn)壓電源對(duì)鎳氫電池進(jìn)行充電，充電電壓上限設(shè)置為8.4V。使用同時(shí)寄送過來的充電器對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。充電之后進(jìn)行分別測(cè)試兩種電池的端口電壓：
(1)鎳氫電池：電池1：7.487V；電池2：7.501V
(2)鋰電池：電池1：8.344V;電池2：8.320V
02電池短路放電電流
短路放電電流反映了電池瞬間最大的放電能力。這在驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)也決定了電機(jī)的瞬間功率。它越大，說明電池的動(dòng)力性能越高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
1.測(cè)試方案
使用一個(gè)大功率三相交流接觸器作為控制開關(guān)，來控制電路的通斷。將交流接觸器三路觸點(diǎn)并聯(lián)，提高控制開關(guān)通過電流的能力。
使用HALL傳感器測(cè)量電流大小。電流HALL的設(shè)置：100mV/A。利用示波器測(cè)量HALL電流傳感器的輸出信號(hào)，反映出回路中的電流變化情況。
▲測(cè)量短路電流方案
2.鎳氫電池
IP67防水，充放電分口 安全可靠
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、無人設(shè)備
(1)測(cè)量短路電流峰值
放電時(shí)間大約1秒鐘，測(cè)量HALL輸出電壓波形大約2.7V。根據(jù)HALL電流傳感器的量程（100mV/A）可以換算出鎳氫電池的短路放電電流大約為27A。
▲鎳氫電池短路放電電流波形
下面使用DS6014示波器獲得電流電壓波形，同時(shí)利用HALL電流傳感器的電流比率，得到鎳氫電池在短路下的輸出電流波形。
▲使用DS6014示波器獲得的放電電流波形
(2)測(cè)量短路電流輸出時(shí)間
持續(xù)短路放電，電池經(jīng)過9.5秒鐘之后，斷開。內(nèi)部燒斷。
▲持續(xù)放電直到電池?zé)龎?/p>
檢查短路電流造成電池?fù)p壞內(nèi)部的情況。打開電池包裝，可以看到鎳氫電池內(nèi)部金屬連線在斷路電流作用下熔斷了。
▲電池中的引線被燒蝕短
由于鎳氫電池內(nèi)部沒有輸出斷路保護(hù)，所以在外部短路情況下，如果持續(xù)時(shí)間超過10秒鐘，內(nèi)部連接就會(huì)熔斷。但是如果只是瞬間斷路，電池不會(huì)發(fā)生爆燃或損壞。
3.鋰電池
使用同樣的方式測(cè)量鋰電池的短路電流。在前面開始初步檢查，沒有發(fā)現(xiàn)鋰電池內(nèi)部有電流保護(hù)功能的電路板，所以在測(cè)試時(shí)需要格外的小心。
▲鋰電池短路測(cè)試很危險(xiǎn)，需要做好安全防護(hù)
▲鋰電池、萬用表、交流交出器、HALL電流卡鉗
測(cè)試鋰電池?cái)嗦冯娏鲿r(shí)，可以看到電池在輸出極短的脈沖電流（峰值在40~60A）之后便截止了。直到接觸器將電路斷開。鋰電池重新恢復(fù)輸出電壓。
從這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，鋰電池內(nèi)部應(yīng)該是集成有電流保護(hù)電路。最初檢查看到的引線輸出的電路板，應(yīng)該是在內(nèi)側(cè)（電路板的反面）有相應(yīng)的電子功率器件完成電池輸出電流保護(hù)功能。
▲鋰電池短路放電電流波形
使用幾個(gè)1歐姆的功率電阻并聯(lián)，測(cè)量鋰電池最大輸出電流。
逐步增加電阻并聯(lián)的個(gè)數(shù)，輸出電流也逐步增加。在負(fù)載為0.5歐姆時(shí)，輸出峰值電流在9A左右。
▲在0.5Ω負(fù)載下的電流波形
下圖是在負(fù)載電阻為0.25歐姆時(shí)，輸出電流達(dá)到了24A左右。
▲在0.25Ω負(fù)載下的電流波形
在負(fù)載電阻為0.2歐姆時(shí)，輸出電流達(dá)到了27A。此時(shí)，鋰電池放電電流就和前面測(cè)量的鎳氫電池大體相同了。
▲在0.2Ω負(fù)載下的電流波形
▲使用六個(gè)1歐姆電阻作為負(fù)載進(jìn)行測(cè)試
繼續(xù)增加并聯(lián)電阻，電池輸出電流則不再增加。此時(shí)回路其他寄生電阻也影響了電流的進(jìn)一步的增加。
▲在0.167Ω負(fù)載下的電流波形
在輸出電流27A的情況下，持續(xù)放電。在持續(xù)10秒鐘左右，電池輸出中斷。但此時(shí)電池并沒有損壞。斷開電池之后，電池輸出電壓恢復(fù)。這應(yīng)該是內(nèi)部保護(hù)電路板在大電流下發(fā)熱，引起輸出保護(hù)。
▲持續(xù)放電過程
將鋰電池進(jìn)一步拆開，漏出接口電路板的內(nèi)部，可以看到其中的確具有大功率電子線路。
▲打開鋰電池，暴露出其中的電池保護(hù)板
鋰電池保護(hù)板上使用兩顆MOS管來控制兩個(gè)串聯(lián)的鋰電池的充電過壓保護(hù)以及放電短路保護(hù)。這么小的MOS管可以輸出27A，的確令人稱奇。
▲鋰電池內(nèi)部的電流保護(hù)板
如果繞開電池保護(hù)板，進(jìn)行斷路實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？
下面是直接將鋰電池中的一節(jié)電池進(jìn)行斷路。可以看到，輸出引線瞬間就熔斷，電池也就報(bào)廢了。
▲鋰電池?zé)o保護(hù)狀態(tài)下短路過程
下面鋰電池在沒有保護(hù)板情況下的放電電流波形，從中可以看到實(shí)際上電流的大小也是在27A左右，與具有電流保護(hù)板時(shí)的短路電流并沒有太多的增加。只是此時(shí)電流的功率都消耗在電池的引線上，所以將電池的引線融化。
▲單顆電池?zé)o保護(hù)放電電流波形
結(jié)論
通過測(cè)試，這兩款電池的輸出短路電流都在25A以上，對(duì)于智能車競(jìng)賽車模來說，是夠用了。只是對(duì)于有四個(gè)麥克納姆輪的H車模來說，這個(gè)電流相對(duì)顯得比較弱一些。
對(duì)于這兩款電池的容量本實(shí)驗(yàn)中并沒有進(jìn)行測(cè)試。
