Prensîba panela parastina battera lîtium 3.7V-analîzkirina standardên bingehîn û voltaja pîlê lîtium

Berfirehiya karanîna bataryayên

Armanca pêşxistina teknolojiya bilind ew e ku ew çêtir xizmeta mirovahiyê bike. Ji danasîna wê di sala 1990 de, bataryayên lîtium-ion ji ber performansa xwe ya hêja zêde bûne û di civakê de bi berfirehî hatine bikar anîn. Pîlên lîtium-ion bi lez û bez gelek qadan bi avantajên bêhempa li ser bataryayên din dagir kirin, wek têlefonên desta yên naskirî, komputerên notebook, kamerayên piçûk ên vîdyoyê, hwd. Her ku diçe zêdetir welat vê pîlê ji bo armancên leşkerî bikar tînin. Serlêdan destnîşan dike ku pîlê lîtium-ion çavkaniyek hêza kesk a piçûk a îdeal e.

Ya duyemîn, hêmanên sereke yên bataryayên lîtium-ion

(1) Bergirtina bataryayê

(2) Materyalên elektrod-aktîf ên erênî oksîdê kobalt lîtium e

(3) Diafragm - membranek pêkhatî ya taybetî

(4) Elektroda neyînî - materyalê çalak karbon e

(5) Elektrolît organîk

(6) Doza pîlê

Ya sêyemîn, performansa bilind a bataryayên lîtium-ion

(1) Voltaja xebatê ya bilind

(2) Enerjiya taybetî ya mezintir

(3) Jiyana çerxa dirêj

(4) Rêjeya xwe-derxistina kêm

(5) Bandora bîranînê tune

(6) Qirêjî tune

Çar, bijartina celeb û kapasîteya pîlê lithium

Pêşîn, heyama domdar a ku pîlê hewce dike ku li ser bingeha hêza motora we peyda bike hesab bikin (hêza rastîn hewce dike, û bi gelemperî, leza siwarbûnê bi hêzek rastîn a têkildar re têkildar e). Mînakî, bihesibînin ku motora 20a domdar heye (motora 1000w li 48v). Di wê rewşê de, pêdivî ye ku pîlê ji bo demek dirêj ve 20a niha peyda bike. Zêdebûna germahiyê kêm e (her çend germahiya havînê li derve 35 derece be jî, germahiya pîlê herî baş di binê 50 pileyî de tê kontrol kirin). Wekî din, heke heya 20a li 48v be, tansiyona zêde ducar dibe (96v, wek CPU 3), û herikîna domdar dê bigihîje nêzîkê 50a. Heke hûn dixwazin ji bo demek dirêj zêde voltaja bikar bînin, ji kerema xwe pîlêyek hilbijêrin ku bi domdarî dikare 50a niha peyda bike (hîn jî bala xwe bidin bilindbûna germahiyê). Herikîna domdar a bahozê li vir ne kapasîteya dakêşana bataryayê ya navgîn a bazirgan e. Bazirgan îddîa dike ku çend C (an bi sedan amper) kapasîteya dakêşana pîlê ye, û heke ew di vê heyamê de were derxistin, dê pîlê germek giran çêbike. Ger germ bi têra xwe belav nebe, dê jiyana bateriyê kurt be. (Û hawîrdora bataryayên wesayitên me yên elektrîkê ew e ku batar li hev kom dibin û dadiqurtînin. Di esasê xwe de tu valahî namîne, û ambalaja pir teng e, ka meriv çawa bi zorê sarbûna hewayê ji bo belavbûna germê bi zorê bide sekinandin). Jîngeha karanîna me pir dijwar e. Pêdivî ye ku tîrêja dakêşana batterê ji bo karanîna were kêm kirin. Nirxandina kapasîteya niha ya dakêşana pîlê ev e ku hûn bibînin ka bilindbûna germahiya têkildar a pîlê di vê heyamê de çiqas e.

Yekane prensîba ku li vir tê nîqaş kirin zêdebûna germahiya pîlê di dema karanîna de ye (germahiya bilind dijminê kujer ê jiyana bateriya lîtiumê ye). Çêtir e ku meriv germahiya bataryayê di binê 50 dereceyan de kontrol bike. (Di navbera 20-30 derece de çêtirîn e). Ev jî tê vê wateyê ku heke ew pîlê lîtiumek celebê kapasîteyê be (ji binê 0.5C tê dakêşandin), herikîna dakêşana domdar a 20a pêdivî bi kapasîteya ji 40ah zêdetir heye (bê guman, tiştê herî girîng bi berxwedana navxweyî ya pîlê ve girêdayî ye). Ger ew bataryayek lîtiumê ya hêzdar be, adetî ye ku li gorî 1C bi domdarî were dakêşandin. Tewra pîlê lîtiumê ya hêza berxwedana hundurîn a ultra-kêm A123 bi gelemperî çêtirîn e ku meriv di 1C de jê bibe (ji 2C zêdetir ne çêtir e, dakêşana 2C tenê nîv saetê dikare were bikar anîn, û ew ne pir bikêr e). Hilbijartina kapasîteyê bi mezinahiya cîhê hilanîna gerîdeyê, budceya lêçûnên kesane, û rêza bendewar a çalakiyên gerîdeyê ve girêdayî ye. (Qanûna piçûk bi gelemperî hewceyê bateriya lîtiumê ya hêzê ye)

5. Screening û komkirina bataryayên

Tabûya mezin a bikaranîna bataryayên lîtiumê di rêzê de nehevsengiya giran a xwe-derxistina pîlê ye. Heya ku her kes bi heman rengî bêhevseng be, baş e. Pirsgirêk ev e ku ev dewlet ji nişka ve bêîstîkrar e. Pîleke baş xwedî xwe-vekêşaneke piçûk e, bahoza xirab xwedî xwe-derxistina mezin e, û rewşek ku xwe-dakêşandin ne hindik be an ne hindik be bi gelemperî ji baş berbi xirab tê guheztin. Dewlet, ev pêvajo ne aram e. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku meriv bataryayên bi xwe-vekêşana mezin veşêre û tenê pîlê bi xwe-vekêşana piçûk bihêle (bi gelemperî, xwe-dakêşana hilberên jêhatî piçûk e, û çêker ew pîvan kiriye, û pirsgirêk ev e ku gelek hilberên bêkalîte diherikin sûkê).

Li ser bingeha xwe-vekêşana piçûk, rêzikên bi kapasîteya wekhev hilbijêrin. Tewra ku hêz ne yek be jî, ew ê bandorê li jiyana bateriyê neke, lê ew ê bandorê li kapasîteya fonksiyonel a tevahî pakêta pîlê bike. Mînakî, 15 bataryayên xwedan kapasîteya 20 ah e, ​​û tenê yek pîlê 18 ah e, ​​ji ber vê yekê kapasîteya giştî ya vê koma bataryayê tenê dikare 18 ah be. Di dawiya karanînê de, dê pîlê mirî be, û panela parastinê dê were parastin. Voltaja tevaya pîlê hîn jî bi nisbet bilind e (ji ber ku voltaja 15 bataryayên din standard e, û hîn jî elektrîk heye). Ji ber vê yekê, voltaja parastina dakêşanê ya tevahiya pakêta pîlê dikare bibêje ka kapasîteya tevahî pakêta pîlê yek e (bi şertê ku her şaneyek pîlê bi tevahî were şarjkirin dema ku pakêta tevahiyê bi tevahî were barkirin). Bi kurtasî, kapasîteya nehevseng bandorê li ser jiyana bateriyê nake lê tenê bandorê li ser kapasîteya tevahiya komê dike, ji ber vê yekê hewl bidin ku meclîsek bi derecek wekhev hilbijêrin.

Pêdivî ye ku pîlê berhevkirî di navbera elektrodê de berxwedana pêwendiya ohmîkî ya baş bi dest bixe. Berxwedana pêwendiya di navbera têl û elektrodê de piçûktir, çêtir e; Wekî din, elektrodê bi berxwedanek têkiliyek girîng dê germ bibe. Ev germahî dê li hundurê pîlê bi elektrodê ve were veguheztin û bandorê li jiyana pîlê bike. Bê guman, diyardeya berxwedana mezin a kombûnê ketina voltaja girîng a pakêta batterê di bin heman heyama dakêşanê de ye. (Beşek ji daketina voltajê berxwedana navxweyî ya hucreyê ye, û beşek jî berxwedana pêwendiya berhevkirî û berxwedana têlê ye)

Şeş, hilbijartina panela parastinê û karanîna barkirin û dakêşandinê girîng e

(Daneyên ji bo pîlê fosfatê hesin lîtium, prensîba pîlê normal 3.7v yek e, lê agahdarî cûda ye)

Armanca panela parastinê ew e ku pîlê biparêze ji barkirin û zêde daxistinê, pêşî li tansiyona bilind ku zirarê bide bahozê û hevsengkirina voltaja pîlê ye dema ku pîlê bi tevahî dagirtî ye (qabiliyeta hevsengiyê bi gelemperî hindik e, lewra heke hebe Tabloya parastina bataryayê ya xwe-dakêşandî, ew bi taybetî hevsengî dijwar e, û di heman demê de panelên parastinê jî hene ku di her rewşekê de hevseng dikin, ango, tezmînat ji destpêka barkirinê ve tête kirin, ku ew pir kêm xuya dike).

Ji bo jiyana pakêta pîlê, tê pêşniyar kirin ku voltaja barkirina pîlê di her kêliyê de ji 3.6v derbas nebe, ku tê vê wateyê ku voltaja çalakiya parastinê ya panela parastinê ji 3.6v ne bilindtir e, û voltaja hevseng tê pêşniyar kirin ku bibe 3.4v-3.5v (her hucreyek 3.4v ji% 99% Pîl hatiye barkirin, ji rewşa statîk re vedibêje, voltaj dê dema ku bi herikîna bilind ve tê barkirin zêde bibe). Voltaja parastina dakêşana batterê bi gelemperî ji 2.5v jor e (ji jor 2v ne pirsgirêkek mezin e, bi gelemperî şansek hindik e ku meriv wê bi tevahî ji hêzê bikar bîne, ji ber vê yekê ev hewcedarî ne zêde ye).

Voltaja herî zêde ya barkirinê ya pêşniyarkirî (gava dawîn a barkirinê dikare moda barkirina voltaja domdar a herî bilind be) 3.5* e, hejmara têlan, wek mînak 56v ji bo 16 rêzan. Bi gelemperî, şarjkirin dikare bi navînî 3.4v serê hucreyê were qut kirin (bi bingehîn bi tevahî barkirî) da ku jiyana bateriyê garantî bike. Dîsa jî, ji ber ku panela parastinê hîna dest bi hevsengiyê nekiriye ger bingeha bataryayê xwe-vekêşandinek mezin hebe, ew ê bi demê re wekî grûpek tevde tevbigere; kapasîteya gav bi gav kêm dibe. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku meriv bi rêkûpêk her bataryayê bi 3.5v-3.6v (wek her hefte) bar bike û çend demjimêran bihêle (heya ku navînî ji voltaja destpêkê ya wekhevkirinê mezintir be), xwe-vekêşana mezintir. , wekhevî dê dirêjtir bibe. Pîlên xwe-vekêşandî yên pir mezin hevsengkirina wan dijwar e û pêdivî ye ku werin rakirin. Ji ber vê yekê dema ku panelek parastinê hilbijêrin, hewl bidin ku parastina voltaja 3.6v hilbijêrin û li dora 3.5v wekhevkirinê dest pê bikin. (Piraniya parastina voltaja li ser sûkê li jor 3.8v e, û hevsengî li jor 3.6v pêk tê). Hilbijartina voltaja destpêkê ya hevseng a maqûl ji voltaja parastinê girîngtir e ji ber ku voltaja herî zêde dikare bi verastkirina sînorê voltaja herî zêde ya barkerê ve were sererast kirin (ango, panela parastinê bi gelemperî şansek tune ku parastina voltaja bilind bike). Dîsa jî, bifikirin ku voltaja hevseng bilind e. Di wê rewşê de, pakêta pîlê şensê hevsengkirinê tune ye (heta ku voltaja barkirinê ji voltaja hevsengiyê mezintir nebe, lê ev bandorê li jiyana pîlê dike), dê şaneyek hêdî hêdî ji ber kapasîteya xwe-vekêşandinê kêm bibe (hucreya îdeal a bi xwe-derxistina 0 tune).

Kapasîteya heyî ya dakêşana domdar a panela parastinê. Ev tişta herî xirab e ku meriv li ser şîrove bike. Ji ber ku şiyana sînorkirina heyî ya panela parastinê bêwate ye. Mînakî, heke hûn bihêlin ku lûleyek 75nf75 berdewam bike ku 50a herek derbas bike (di vê demê de, hêza germkirinê bi qasî 30w e, bi kêmî ve du 60w di rêzê de bi heman panelê portê re), heya ku germiyek têra xwe belav bike hebe. germ, pirsgirêk tune. Ew dikare li 50a an jî hêj bêtir bêyî şewitandina boriyê were girtin. Lê hûn nekarin bibêjin ku ev panela parastinê dikare 50a niha bidomîne ji ber ku piraniya panelên parastinê yên her kesî di qutiya pîlê de pir nêzikî pîlê an jî nêzik têne danîn. Ji ber vê yekê, germek wusa bilind dê batterê germ bike û germ bike. Pirsgirêk ev e ku germahiya bilind dijminê kujer ê bahozê ye.

Ji ber vê yekê, hawîrdora karanîna panela parastinê diyar dike ka meriv çawa sînorê heyî (ne kapasîteya heyî ya panela parastinê bixwe) hilbijêrin. Bifikirin ku panela parastinê ji qutiya pîlê tê derxistin. Di wê rewşê de, hema hema her panelek parastinê ya ku bi germahiyek germê heye dikare herikîna domdar a 50a an jî hêj bêtir bi rê ve bibe (di vê demê de, tenê kapasîteya panela parastinê tête hesibandin, û ne hewce ye ku meriv ji bilindbûna germahiyê xeman bibe ku zirarê dide tîrêjê. hucreya pîlê). Dûv re, nivîskar li ser jîngeha ku her kes bi gelemperî bikar tîne, di heman cîhê girtî de wekî pîlê diaxive. Di vê demê de, hêza germkirinê ya herî zêde ya panela parastinê çêtirîn di binê 10w de tê kontrol kirin (heke ew panelek parastinê ya piçûk be, jê re 5w an kêmtir hewce dike, û panelek parastinê ya mezin dikare ji 10w zêdetir be ji ber ku ew xwedan belavbûna germa baş e. û germahî dê pir zêde nebe). Ji bo ku çiqas guncan e, tê pêşniyar kirin ku berdewam bikin. Germahiya herî zêde ya tevahiya panelê dema ku niha tê sepandin ji 60 pileyî derbas nabe (50 derece çêtirîn e). Ji hêla teorîkî ve, germahiya panela parastinê çiqas kêmtir be, ew çêtir e, û ew ê kêmtir bandorê li hucreyan bike.

Ji ber ku heman panela portê di rêzê de bi moza elektrîkê ya barkirinê ve girêdayî ye, hilberîna germê ya heman rewşê du qat ji panela portê ya cûda ye. Ji bo heman hilberîna germê, tenê hejmara boriyan çar qat zêde ye (di bin pêşgotina heman modela mos). Ka em bihesibînin, heke 50a herikîna domdar, wê hingê berxwedana hundurê mos du miliohms e (5 lûleyên 75nf75 hewce ne ku vê berxwedana hundurîn a wekhev bistînin), û hêza germkirinê 50*50*0.002=5w e. Di vê demê de, ew gengaz e (bi rastî, kapasîteya mozîkî ya 2 miliohms berxwedana navxweyî ji 100a zêdetir e, ne pirsgirêk e, lê germ mezin e). Ger ew heman panela portê be, 4 2 miliyohm mos berxwedana hundurîn hewce ne (her du berxwedana navxweyî ya paralel yek milyohm e, û dûv re bi rêzê ve girêdayî ye, tevahî berxwedana hundurîn bi qasî 2 mîlyon 75 lûle têne bikar anîn, hêjmara giştî ye 20). Bifikirin ku herikîna domdar 100a dihêle ku hêza germkirinê 10w be. Di wê rewşê de, xêzek bi berxwedana navxweyî ya 1 miliyohm hewce ye (bê guman, berxwedana hundurîn a rastîn dikare bi girêdana paralel a MOS-ê were bidestxistin). Ger hêjmara portên cihêreng hîn çar carî be, heke 100a herikîna domdar hîn jî destûrê dide hêza germkirinê ya herî zêde 5w, wê hingê tenê lûleya 0.5 miliyohm dikare were bikar anîn, ku çar carî mîqdara mos li gorî 50a domdar hewce dike ku heman tiştî biafirîne. mîqdara germê). Ji ber vê yekê, dema ku panela parastinê bikar bînin, panelek bi berxwedana navxweyî ya neguhêz hilbijêrin da ku germahî kêm bikin. Ger berxwedana navxweyî hate destnîşankirin, ji kerema xwe bila panel û germa derve çêtir belav bibin. Tabloya parastinê hilbijêrin û guh nedin kapasîteya heyî ya domdar a firoşker. Tenê tevahî berxwedana hundurîn a dorhêla dakêşana panela parastinê bipirsin û wê bi xwe bihesibînin (bipirsin ka çi celeb boriyek tê bikar anîn, çend hejmar tê bikar anîn, û hesabê berxwedana hundurîn bi xwe kontrol bikin). Nivîskar hîs dike ku ger ew di bin herikîna domdar a binavkirî ya firoşker de were derxistin, divê germahiya tabloya parastinê nisbeten bilind be. Ji ber vê yekê, çêtirîn e ku meriv panelek parastinê ya bi derating hilbijêrin. (Bêje 50a domdar, hûn dikarin 30a bikar bînin, hûn 50a domdar hewce ne, çêtirîn e ku meriv 80a domdar bikire). Ji bo bikarhênerên ku CPU-ya 48v bikar tînin, tê pêşniyar kirin ku berxwedana hundurê tevahî ya panela parastinê ji du mîlyonohm ne zêdetir be.

Cûdahiya di navbera heman panela portê û panela portê ya cûda de: heman panela portê ji bo barkirin û dakêşanê heman rêz e, û hem barkirin û hem jî dakêşandin têne parastin.

Destûra portê ya cihêreng ji xetên barkirin û dakêşandinê serbixwe ye. Porta barkirinê tenê dema barkirinê ji zêdebarkirinê diparêze û heke ew ji porta barkirinê were derxistin naparêze (lê ew dikare bi tevahî dakêşe, lê kapasîteya heyî ya porta barkirinê bi gelemperî bi gelemperî piçûk e). Porta dakêşanê di dema dakêşanê de ji zêde-dakêşanê diparêze. Ger şarjkirina ji porta dakêşanê, zêde-barkirin nayê vegirtin (ji ber vê yekê şarjkirina berevajî ya CPU bi tevahî ji bo panela portê ya cihêreng tê bikar anîn. Û lêçûna berevajî ji enerjiya ku tê bikar anîn hindiktir e, ji ber vê yekê ji barkirina zêde xeman mekin. pîlê ji ber şarjkirina berevajî. Heya ku hûn bi dravê tam dernekevin derve, ew tavilê çend kîlometran daket jêr. Ger hûn dest bi şarjkirina berevajî ya eabs bikin, mimkun e ku bataryayê zêde şarj bikin, ku tune), lê karanîna birêkûpêk a şarjê Qet şarj neke ji bendera dakêşanê, heya ku hûn bi berdewamî voltaja barkirinê bişopînin (wek şarjkirina bilez a demkî ya li kêleka rê, hûn dikarin ji bendera dakêşanê bawer bikin, û bêyî ku bi tevahî were barkirin, siwarbûnê bidomînin, ji barkirina zêde xem nekin)

Herikîna domdar a herî zêde ya motora xwe bihejmêre, bataryek bi kapasîteya an hêzek maqûl hilbijêrin ku dikare vê herika domdar bicîh bîne, û bilindbûna germahiyê tê kontrol kirin. Berxwedana navxweyî ya panela parastinê bi qasî ku pêkan piçûk e. Parastina zêde-herikê ya panela parastinê tenê hewceyê parastina dorhêla kurt û parastina karanîna nenormalî ya din hewce dike (hewl nekin ku nihaya ku ji hêla kontrolker an motorê ve tê xwestin bi sînorkirina pêşnûmeya panela parastinê sînordar bikin). Ji ber ku ger motora we hewceyê 50a niha be, hûn panela parastinê bikar neynin da ku 40a heyî diyar bikin, ku dê bibe sedema parastina pir caran. Têkçûna hêza ji nişka ve ya kontrolker dê bi hêsanî zirarê bide kontrolkerê.

Heft, analîzên standard ên voltaja yên bataryayên lîtium-ion

(1) Voltaja dorhêla vekirî: voltaja pîlê lîtium-ion di rewşek nexebitî de vedibêje. Di vê demê de, herik tune. Dema ku pîlê bi tevahî dagirtî ye, cûdahiya potansiyelê di navbera elektrodên erênî û neyînî yên pîlê de bi gelemperî li dora 3.7V e, û bilind dikare bigihîje 3.8V;

(2) Têkildarî voltaja dorhêla vekirî voltaja xebatê ye, ango voltaja pîlê litium-ion di rewşa çalak de ye. Di vê demê de, herikînek heye. Ji ber ku berxwedana hundurîn dema ku herik diherike divê were derbas kirin, voltaja xebitandinê di dema elektrîkê de her dem ji voltaja giştî kêmtir e;

(3) Voltaja qedandinê: ango, pêdivî ye ku pîlê piştî ku li nirxek voltaja taybetî tête danîn, ku ji hêla strukturên pîlê lîtium-ion ve hatî destnîşankirin, bi gelemperî ji ber plakaya parastinê, voltaja pîlê dema ku tê destnîşan kirin, berdewam neke. dakêşana ku bi dawî bûye bi qasî 2.95V e;

(4) Voltaja standard: Di prensîbê de, voltaja standard jî jê re voltaja binavkirî jî tê gotin, ku ji nirxa bendewar a cûdahiya potansiyelê ya ku ji ber reaksiyona kîmyewî ya materyalên erênî û neyînî yên pîlê ve hatî çêkirin vedibêje. Voltaja binavkirî ya pîlê lithium-ion 3.7V e. Tê dîtin ku voltaja standard voltaja xebatê ya standard e;

Li gorî voltaja çar bataryayên lîtium-ionê yên ku li jor hatine destnîşan kirin, voltaja pîlê lîtium-ionê ya ku di rewşa xebatê de têkildar e xwedan voltaja standard û voltaja xebatê ye. Di rewşa ne-xebatê de, voltaja pîlê lîtium-ion di navbera voltaja dorhêla vekirî û voltaja paşîn de ji ber battera lîtium-ion e. Reaksiyona kîmyewî ya pîlê ion dikare gelek caran were bikar anîn. Ji ber vê yekê, dema ku voltaja pîlê lîtium-ion di voltaja bidawîbûnê de ye, pêdivî ye ku pîlê were barkirin. Ger pîlê ji bo demek dirêj neyê şarjkirin, jiyana pîlê dê kêm bibe an jî ji holê rabe.