3.7V鋰電池保護板原理-鋰電池原色及電壓標準分析

電池用途廣泛

發展高科技的目的是為了讓它更好地服務人類。 自1990年推出以來，鋰離子電池因其優異的性能而不斷增加，並在社會上廣泛應用。 鋰離子電池以其他電池無法比擬的優勢迅速佔領了許多領域，如眾所周知的手機、筆記型電腦、小型攝影機等，越來越多的國家將這種電池用於軍事用途。 應用表明，鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。

二、鋰離子電池主要成分

（1）電池蓋

(2)正極活性物質為鈷酸鋰

(3)隔膜－一種特殊的複合膜

(4)負極－活性物質為碳

(5)有機電解質

(6) 電池盒

三、鋰離子電池的優越性能

(1)工作電壓高

(2)比能量較大

(3)循環壽命長

(4)自放電率低

(5)無記憶效應

(6) 無污染

四、鋰電池類型及容量選擇

首先根據你的馬達功率計算出電池需要提供的持續電流（需要實際功率，一般騎行速度對應有相應的實際功率）。 例如，假設引擎的持續電流為 20a（1000w 電機，48v）。 在這種情況下，電池需要長期提供20A的電流。 溫度升溫（即使夏天室外溫度35度，電池溫度最好控制在50度以下）。 另外，如果20v時電流為48a，超壓一倍（96v，如CPU 3），持續電流將達到50a左右。 如果喜歡長時間過壓使用，請選擇能持續提供50A電流的電池（仍要注意溫升）。 這裡的暴風持續電流並不是商家標稱的電池放電容量。 商家聲稱幾C（或幾百安培）就是電池的放電能力，如果以此電流放電，電池會產生劇烈的熱量。 如果熱量無法充分散發，電池的壽命就會縮短。 （而我們電動車的電池環境就是電池堆放放電，基本上不留任何縫隙，而且包裝的很嚴實，更不用說如何強制風冷散熱了）。 我們的使用環境非常惡劣。 電池放電電流需要降額使用。 評價電池的放電電流能力就是看在這個電流下電池對應的溫升是多少。

這裡討論的唯一原理是電池在使用過程中的溫度升高（高溫是鋰電池壽命的死敵）。 最好將電池溫度控制在50度以下。 （20-30度之間最好）。 這也意味著，如果是容量型鋰電池（0.5C以下放電），20A的持續放電電流需要40Ah以上的容量（當然，最關鍵的還是要看電池的內阻）。 如果是動力型鋰電池，習慣上是依照1C持續放電。 即使是A123超低內阻動力型鋰電池，通常最好以1C放電（不超過2C為佳，2C放電只能使用半小時，而且用處不大）。 容量的選擇取決於汽車儲存空間的大小、個人支出預算以及預期的汽車活動範圍。 （能力小的一般需要動力型鋰電池）

5。 電池的篩選與組裝

串聯使用鋰電池的大忌就是電池自放電嚴重不平衡。 只要每個人的不平衡程度都一樣，就沒問題。 問題是這種狀態突然不穩定。 好的電池自放電小，壞的電池自放電大，自放電不小或不小的情況一般由好變壞。 狀態，這個過程是不穩定的。 所以，要篩選掉自放電大的電池，只留下自放電小的電池（一般合格產品的自放電都小，廠家都測量過，問題是許多不合格產品流入市場）。

依自放電小，選擇容量相近的系列。 即使功率不相同，也不會影響電池壽命，但會影響整個電池組的功能能力。 例如15顆電池容量為20ah，只有一顆電池為18ah，那麼這組電池的總容量只能是18ah。 使用結束，電池就沒電了，保護板受到保護。 整個電池的電壓還是比較高的（因為其他15節電池的電壓是標準的，還有電力）。 因此，整個電池組的放電保護電壓可以判斷整個電池組的容量是否相同（前提是整個電池組充滿電時每個電芯必須充滿電）。 總之，容量不平衡不會影響電池壽命，只會影響整個組的能力，所以盡量選擇程度相近的組件。

組裝好的電池必須在電極之間達到良好的歐姆接觸電阻。 導線與電極的接觸電阻越小越好； 否則，接觸電阻較大的電極會發熱。 這些熱量會沿著電極傳遞到電池內部，影響電池壽命。 當然，相當大的組裝電阻的表現是在相同的放電電流下，電池組的壓力降明顯。 （壓降一部分是電芯內阻，一部分是組裝後的接觸電阻和導線電阻）

六、保護板選用及充放電使用事項

（數據是針對 磷酸鐵鋰電池，與普通3.7v電池的原理是一樣的，只是資訊不同）

保護板的作用是保護電池不被過度充電和過度放電，防止大電流損壞風暴以及在電池充滿電時平衡電池電壓（平衡能力一般比較小，所以如果有自放電的電池保護板，它的平衡是非常有挑戰性的，也有在任何狀態下都平衡的保護板，即從充電開始就進行補償，這似乎是很少見的）。

為了電池組的壽命，建議任何時候電池充電電壓不超過3.6v，也就是說保護板的保護動作電壓不高於3.6v，平衡電壓建議為3.4v-3.5v（每節電池3.4v已充電99 %以上電池，指靜態，大電流充電時電壓會升高）。 電池放電保護電壓通常在2.5v以上（2v以上問題不大，通常完全沒電使用的機會很少，所以這個要求不高）。

充電器建議最高電壓（最後一步充電可以是最高恆壓充電模式）為3.5*，串數，例如56排16v左右。 通常情況下，平均每節電池電壓為3.4V（基本上充滿電）即可切斷充電，以確保電池壽命。 不過，由於保護板還沒有開始平衡，如果電芯自放電較大，時間一長就會表現為一個整體； 容量逐漸減少。 因此，需要定期將每節電池充電至3.5v-3.6v（如每週一次）並保持幾個小時（只要平均值大於均衡起始電壓即可），自放電越大，均衡所需的時間越長。 自放電超大電池難以平衡，需要淘汰。 所以選擇保護板時盡量選擇3.6v過壓保護，並在3.5v左右啟動均衡。 （市面上的過壓保護大多在3.8v以上，3.6v以上形成均衡）。 選擇合適的平衡啟動電壓比保護電壓更重要，因為可以透過調節充電器的最大電壓限制來調節最大電壓（即保護板通常沒有機會做高壓保護）。 儘管如此，假設平衡電壓很高。 在這種情況下，電池組沒有機會達到平衡（除非充電電壓大於平衡電壓，但這會影響電池壽命），電芯會因自放電能力而逐漸下降（理想的電芯具有自放電能力）。0的自放電不存在）。

保護板的持續放電電流能力。 這是最不值得評論的事。 因為保護板的限流能力是沒有意義的。 例如讓75nf75管繼續通過50a電流（此時發熱功率在30w左右，同口板至少串聯兩個60w），只要有足夠的散熱片就可以散熱熱，沒有問題。 可保持在50a甚至更高而不燒管。 但你不能說這個保護板可以承受50a的電流，因為大家的保護板大部分都是放在電池盒裡離電池很近甚至很近的。 因此，如此高的溫度會使電池發熱而發熱。 問題是，高溫是暴風雨的死敵。

因此，保護板的使用環境決定如何選擇限流值（而不是保護板本身的電流容量）。 假設將保護板從電池盒中取出。 這樣的話，幾乎任何帶有散熱片的保護板都可以承受50A甚至更高的持續電流（此時只考慮保護板容量，不用擔心溫升導致裝置損壞）電池）。 接下來筆者就來談談大家平常使用的環境，跟電池一樣的密閉空間。 此時保護板的最大發熱功率最好控制在10w以下（如果是小型保護板則需要5w以下，大體積的保護板可以在10w以上，因為其散熱性好）並且溫度不會太高）。 至於多少合適，建議繼續。 通電時整板最高溫度不超過60度（最好50度）。 理論上來說，保護板的溫度越低越好，對電芯的影響也越小。

由於同一口板與充電MOS串聯，相同情況下發熱量是不同口板的兩倍。 同等發熱量下，僅管數多了四倍（同型號mos的前提下）。 讓我們來計算一下，如果50A持續電流，那麼mos內阻為5毫歐（需要75個75nf50管才能得到這個等效內阻），加熱功率為50*0.002*5=2w。 這時候是可以的（其實100毫歐內阻的mos電流容量4A以上是沒問題的，只是發熱量大）。 如果是同一個口板，需要2個2毫歐內阻mos（每兩個並聯內阻為75毫歐，然後串聯起來，總內阻等於20萬個，共使用100個管子，總數為10） 。 假設1a連續電流允許加熱功率為100w。 這種情況就需要內阻為5毫歐的線路（當然可以透過MOS並聯得到精確的等效內阻）。 如果不同連接埠的數量仍然是四倍，如果0.5a連續電流仍然允許最大50w加熱功率，那麼只需要使用50毫歐管，這需要比30a連續電流四倍的mos數量才能產生相同的功率熱量）。 因此，在使用保護板時，應選擇內阻可忽略不計的板子，以降低溫度。 如果內阻已經確定，請讓板子和外部散熱得更好。 選擇保護板不要聽賣家的持續電流容量。 就問保護板放電迴路的總內阻，自己算一下（問一下用什麼型號的管子，用多少數量，自己查一下內阻計算）。 筆者覺得如果在賣家標稱的持續電流下放電，保護板的溫升應該比較高。 因此，最好選擇具有降額功能的保護板。 （說50a連續，可以用80a，需要48a恆定，最好買XNUMXa標稱連續）。 對於使用XNUMXv CPU的用戶，建議保護板的總內阻不超過XNUMX毫歐姆。

同口板與異口板的差別：同口板充放電是同一條線，充放電皆受保護。

不同連接埠板的充放電線獨立。 充電口僅在充電時保護過充，從充電口拔下則不保護（但可以完全放電，但充電口的電流容量一般比較小）。 放電口可防止放電過程中過度放電。 如果從放電口充電，則過充不被涵蓋（所以CPU的反向充電完全可以用於不同的連接埠板。並且反向充電比使用的能量更小，所以不用擔心過充電池因反向充電而損壞。除非你全額付款出去，否則立即下坡幾公里。如果一直啟動eabs反向充電，有可能對電池過度充電，這種情況不存在），但經常使用充電時切勿充電從放電口，除非你不斷監測充電電壓（例如臨時路邊緊急大電流充電，你可以信任從放電口，在沒有充滿電的情況下繼續騎行，不用擔心過度充電）

計算你的馬達的最大持續電流，選擇容量或功率適當的電池，能滿足這個恆流，溫升得到控制。 保護板的內阻越小越好。 保護板的過電流保護只需要短路保護和其他異常使用保護（不要試圖透過限制保護板的吃水來限制控制器或馬達所需的電流）。 因為如果你的引擎需要50a電流，你沒有用保護板來判斷電流40a，這樣就會造成頻繁保護。 控制器突然斷電很容易損壞控制器。

七、鋰離子電池的電壓標準分析

(1)開路電壓：指鋰離子電池在非工作狀態的電壓。 此時，沒有電流流過。 電池充滿電時，電池正負極之間的電位差通常在3.7V左右，高的可達3.8V；

(2)與開路電壓對應的是工作電壓，即鋰離子電池在活性狀態下的電壓。 這時就有電流流過。 由於要克服電流流過時的內阻，所以工作電壓始終低於通電時的總電壓；

(3)終止電壓：即電池置於特定電壓值後不應繼續放電，這是由鋰離子電池的結構決定的，通常由於保護板的原因​​，電池在放電時的電壓放電終止約為2.95V；

(4)標準電壓：標準電壓原則上又稱為額定電壓，是指電池正負極材料發生化學反應所產生的電位差的預期值。 鋰離子電池的額定電壓為3.7V。 可以看出，標準電壓為標準工作電壓；

從上述四種鋰離子電池的電壓來看，工作狀態所涉及的鋰離子電池的電壓有標準電壓和工作電壓。 在非工作狀態下，由於鋰離子電池的原因，鋰離子電池的電壓在開路電壓和終止電壓之間。 離子電池的化學反應可以重複使用。 因此，當鋰離子電池的電壓達到終止電壓時，必須對電池進行充電。 如果電池長時間不充電，電池的壽命會減少甚至報廢。