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文檔簡介
#/18定義為電池放出的容量占額定容量的百分比。鋰電池一般放電深度越深,電池壽命越短。停止電壓(Cut-OffVolta)e停止電壓分為充電停止電壓和放電停止電壓,也就是說電池不可以持續充電或放電的電在壓,停止電壓下再持續充電或放電對電池的壽命影響很大。鋰電池的充電停止電壓一般為4.2V,放電停止電壓為3.0V。鋰電池超出停止電壓的深充或深放是嚴格嚴禁的。自放電率(Self-Discharge指電池在寄存時期容量的降落率,用單位時間內容量降落的百分比表示。一般的鋰電池的自放電率為2%~9%/月。SOC(StateofCharge)指電池的節余電量與能夠放出總電量的百分比,0~100%。反應電池節余電量狀況。(五)電池命名規則不同的廠家有不同的命名規則,但通用電池大家都按照一致的標準,依據電池的名稱能夠知道電池的尺寸等。IEC61960規定,圓柱形和方形電池的規則以下:圓柱形電池,3個字母后跟5個數字,3個字母,第一個字母表示負極資料,I表示有內置的鋰離子,表示鋰金屬或鋰合金電極。第二個字母表示正極資料,(表示鉆,N表示鎳,M表示錳,V表示釩。第三個字母為為R表示圓柱形。5個數字,前2個數字表示直徑,后3個數字表示高度,單位都為mm。方形電池,3個字母后更6個數字,3個字母,前兩個字母的意義和圓柱形同樣,后一個字母為P表示為方形。6個數字,前2個數字表示厚度,中間2個表示寬度,后邊2個表示高度(長度),單位也為mm。如:ICR18650就是直徑為18mm,高度為65mm的通用的18650圓柱形電池;ICP053353就是厚度為5mm,寬度為33mm,高度(長度)為53mm的方形電池。
(六)鋰電池工藝不同的電池、不通的廠家工藝流程有必定的差別,詳盡的工藝流程會很復雜,下邊列出基本的工藝流程,電芯制作的工藝流程和PACK制作的工藝流程。電芯生產工藝流程主要為極片制造、電芯制作、電池裝置、注液、化成、分選等工序。從配想到卷繞,是正極、負極分不同的車間同時做的,正負極做好后再一同做后邊的工序。中間會插入不同的質量檢測QA環節。PACK
工藝流暮PACK
工藝流暮(七)電池的成組和串并聯應用在不同的領域中,對電池的要求不同樣,系統對電壓,容量,內阻等都有一些特別的要求。常常單節電池不可以知足要求,需要電池串并聯后才能給外供電。電池串并聯后的性能由最差那一節電池的性能決定,也就是我們常說的“木桶原理”,所以電池成組最重要的一點就是電池性能參數的一致性。像筆錄本,電動自行車,電動汽車,儲能系統等都需要考慮電池的串并聯構成電池包。筆錄本電池電壓一般是11.1V或14.8V,主要采納18650電池,所以一般2串3并或2串4并。AppleiPAD就是3塊聚合物電池并聯,容量25Wh左右。電動自行車和電動摩托車系一致般是24V、36V、48V、60V、72V系統,詳細成組狀況見下表(S代表串連)。純電動汽車和混淆動力(EV/PHEV)電壓更高,250~500V左右,最大會串連到150節以上。此外電池成組串并聯是要考慮好多東西,電池的電壓平臺的一致性,電池的容量的一致性,電池的內阻的一致性等。電池的串并聯后其參數的一致性對電池的性能和壽命有很大的影響。
電池包電壓錳酸鋰三元鋰電池包電壓錳酸鋰三元鋰磷酸鐵鋰12V4S4S18V5S6S24V7S8S36V10S12S48V13S15S/16S60V16S19S64V18S20S72V20S23S(八)各樣動力電池對照動力電池主假如更具其應用來考慮的,主要應用在電動電動汽車、電動自行車、電動工具等。動力電池差別于一般電池又其必定的特別性:電池的串并聯電池的容量較大電池的放電倍率較大(混淆動力和電動工具)電池的安全性要求較高電池的工作溫度范圍較寬電池的使用壽命長,一般要求5~10年因為動力電池的特別性,其工藝和資料的也存在必定的差別,依據正極資料的狀況主要分為錳酸鋰(LiMn204)、三元鋰(LiNixCoyMnz02)、磷酸鐵鋰(LiFeP04)等,其電壓平臺、能量密度、價錢、安全性等都有必定的差別,詳細見下表的對照:(此中鉆酸鋰因為其穩固性較差,價錢較高等原由極少用做動力電池,放在下表一并列出對照)序號參數鉆酸鋰三元鋰錳酸鋰磷酸鐵鋰1振實密度(g/cm3)2.8~3.02.0~2.32.2~2.41.0~1.42比表面積(m2/g)0.4~0.60.2~0.40.4~0.812~2013容量密度(Ah/kg)135~140155~165100~115130~1404電壓平臺(V)3.73.63.63.25循環性能>300>800>500>20006過分金屬困窮困窮豐富特別豐富7原料成本很高高便宜便宜8環保含鉆含鎳、鉆無毒無毒9安全性能差較好優異優異
0合用領域小電池小電池、小型動力電池動力電池0合用領域小電池小電池、小型動力電池動力電池動力電池、超大容量電源(九)鋰電池模型電池內阻在電氣特征上,不完整等效為一個電阻,詳細能夠參照外國的PNGV等效電路模型。以下列圖所示。電池的內阻主要由歐姆內阻R0還有極化內阻R1構成,此中C1為極化電容。電池的內阻丈量業內有2種主流的測試方式,直流放電法和交流注入法,不可以用一般的測電阻的方法丈量獲取,一般用特意的內阻丈量儀測試。快到電池的循環壽命時,電池的內阻快到電池的循環壽命時,電池的內阻C1""Wv~R1C1""Wv~R1(十)鋰電池電氣特征和重點參數1?電池的充放電曲線鋰電池的充放電曲線指的是電池的容量和開路電壓的關系曲線,大略的預計電池的電量,以下列圖所示。依據電池的放電曲線,能夠充電曲線44332oS7放電曲線哇433332.5(十)鋰電池電氣特征和重點參數1?電池的充放電曲線鋰電池的充放電曲線指的是電池的容量和開路電壓的關系曲線,大略的預計電池的電量,以下列圖所示。依據電池的放電曲線,能夠充電曲線44332oS7放電曲線哇433332.5110%25%50%75%100%2.510%25%50%75%100%鋰電池的充放電曲線不單與充電放電電流的大小有關還與溫度有關。以下列圖所示。電壓對照項對照項錳酸鋰/三元鋰磷酸鐵鋰電壓平臺37V/36V32V充電停止電壓42V6V—放由偉止由壓30V20V工作溫度范圍-20~60°C-10~65C最大放電倍率nc2?電池的重點參數鋰電池因為其自己特征決定不可以過充、不可以過不可以過流、不可以過溫,所以考慮安全放、性和電池壽命,電池要做好有關保護。有幾個參數是常常遇到的,一并列出來。電壓狀況不同廠商差別不大,工作溫度和放電倍率不同的電池或不同的廠家會有一些差別。(十一)鋰電池保護和管理要乞降系統因為鋰電池自己的特征決定必定要加電池保護板(PCM)或電池管理系統(BMS),沒有保護板或管理系統的電池是嚴禁使用的,會存在巨大的安全隱患。對電池系統來說安全永久是第一位的。電池假如沒有很好的保護或管理,可能存在壽命變短、破壞或爆炸的風險。電池保護板(PCM:PowerCircuitModule)主要應用在像手機、筆錄本等花費類產品。電池管理系統(BMS:BatteryManagementSystem)主要應用在動力電池,像電動汽車、電動自行車、儲能等大型系統。電池保護(PCM)主要功能,電池過充保護(OVP)、過放保護(UVP)、過溫保護(OTP)、過流保護(OCP)等。一旦出現異樣狀況,系統自動切斷,保證系統安全。電池保護系統技術已特別成熟,有關的板廠好多,主要集中在華南地域,而且有特意的IC廠商供給特意的鋰電池保護芯片,這一塊已經相對照較成熟,國內有好多成熟的保護IC芯片已經出來。鋰電池保護系統PCMbkq.£iriakcQiri.cei^ihzqDI電池管理系統(BMS)的主要功能除了保護系統的有關基本保護功能外,還有電池電壓、溫度及電流丈量、能量平衡、電量(SOC)計算及顯示、異樣報警、充放電管理、通訊等,有些BMS系統還集成熱量管理、電池加熱、電池健康狀況(SOH)剖析、絕緣電阻丈量等。
_-4-ti電巾sociifir異常摞警毗h溫度電流能it均衡電池保護
_-4-ti電巾sociifir異常摞警毗h溫度電流能it均衡電池保護
(OVP/UVP
(OTP/OCP
/SCP)低功耗骨理電池管理系鮎鷄沁皿昨BMS功能介紹及剖析:電池保護,和PCM差不多,過充、過放、過溫、過流,還有短路保護。像一般的鋰錳電池和三元鋰電池,一旦檢測就任何一節電池電壓超出4.2V或任何一節電池電壓低于3.0V系統就會自動切斷充電或放電回路。假如電池溫度超出電池的工作溫度或電流大于電池的放電電流,系統會自動切斷電流通路,保障電池和系統安全。能量平衡,整個電池包,因為好多節電池串連,工作一準時間后,因為其電芯自己的不一致性、工作溫度的不一致性等原由的影響,最后會表現出很大的差別,對電池的壽命和系統的使用有巨大的影響,能量平衡就是填補電芯個體之間的差別去做一些主動或被動的充電或放電的管理,保證電池的一致性,延伸電池的壽命。業內一般有被動平衡和主動平衡兩類方式,此中被動平衡主假如把電量多的電量經過電阻消耗達到平衡,主動平衡主假如把電量多的電池的電量經過電容、電感或變壓器轉移到電量少的電池達到平衡。被動和主動平衡對照見下表。因為主動平衡系統相對復雜,成真相對較高,主流依舊仍是被動平衡。對照項被動平衡主動平衡平衡方式電阻耗費電感等轉移平衡效率低高方案成熟度成熟較成熟系統復雜度低高系統成本低高SOC計算,電池的電量計算是BMS很重要的一塊,好多系統都需要比較精準知道剩余電量的狀況。因為技術的發展,SOC的計算累積的好多的方法,精度要求不高的能夠根據電池電壓判斷節余電量,精準的方法主要的是電流積分法(又叫Ah法),Q=/idt還有內阻法、神經網絡法、卡爾曼濾波法等。業內主流依舊是電流計分法。通訊,不同的系統對通訊接口的要求不同樣,主流的通訊接口有SPI、I2C、CAN、RS485等。此中汽車和儲能系統主假如CAN和RS485。(十二)電池充電要乞降系統鋰電池主流的充電方式是恒流恒壓(CC/CV:ConstantCurrent-ConstantVoltag),先恒流充電,到必定的電位后再恒壓充電,好的充電器還能夠依據電池的電壓狀態涓流充,有些系統在后邊還增添了脈沖充電方式,此外依據時間設置充電結束。一般的充電器都集成有限流、限壓,過壓保護,過流保護,過溫保護,防反接等功能。詳細充電系統以下列圖所示。像一般的鉆酸鋰電池,檢測到電池電壓低于3.0V,充電器啟動涓流充電(0.1C左右),以免破壞電池,當電池電壓充到3.0V后改為恒流充電(1C左右,電流大小依照系統來定),檢測到電池電壓到4.1V變換為恒壓充電,當電池電流降到0.1C左右,充電結束,封閉充電系統和充電回路。先涓流再恒流最后恒壓,充電曲線以下列圖所示。充電電壓充業電流時何大功率主充電器依據功率大小的不同,采納不同的控制技術,小功率的主假如線性電源的方案,假如開關電源的方案。充電器技術已經相當作熟,充電器性能和效率都基本能夠達到一大功率主email交流。email交流。希望在充電器和充電機上對技術、產品和廠家有一些詳盡認識的能夠
(十三)鋰電池應用領域電池主要應用在花費類產品、數碼類產品、動力產品、醫療和安防等。動力類花費類數碼類醫療保健類安防類電熱類其余電動汽車手機數碼相機掌上心電圖機消防燈保暖衣電子菜譜電動自行車筆錄本數碼攝像機多參數監護儀安防攝像發熱服電動剃須刀電動摩托車平板電腦藍牙耳機便攜超聲診療儀POS機暖手寶1無線充電儲能系統上網本無線鼠標便攜血氧儀無線呼喊發熱鞋墊-軍用設施丁后備電源UPSMID藍牙鍵盤便攜胎音監護儀無線對講門鈴保暖手套油井探測電動工具GPS車載免提激光治療儀門禁系統探照燈航模電子書LED手電筒無線電子醫療指紋辨別LED顯示屏無線音箱內窺鏡RFID監控熱敏打印警告燈眼部護理ZigBee防盜考勤機擴音器足底按摩挪動備用電源理療產品(十四)鋰電池有關標準電池方面歐洲、美國、日本、中國有不同的標準,一些有關標準整理以下表。國際國內代號描繪ULUL1642電芯安全標準ULUL2054商用或家用電池標準ULUL2054便攜式一次、二次電池標準ULUL60950IT產品安全標準IEEEIEEE1725北美挪動電話用充電電池標準IEEEIEEE1625挪動計算機多電芯可充電電池標準IEC/ENIEC/EN60086-1~5原電池標準IEC/ENIEC/EN61960鋰電池標準IEC/ENIEC/EN62133二次電池IEC/ENIEC/EN61809便攜式二次電池IEC/ENIEC/EN61959便攜式二次電池IEC/ENIEC/EN61429二次電池國際表記IEC/ENIEC/EN
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