如何有效保護鋰電池的安全與壽命
6.自耗電量, 這個參數(shù)是越小越好,最理想的狀態(tài)是為零,但不可能做到這一點。就是因為人人都想把這個參數(shù)做小,有很多人的要求更低,甚至離譜,我們想想,保護板上有芯片,它們是要工作的,可以做到很低,但是可靠性呢?應(yīng)該是在性能可靠完全OK的情況下再來考量自耗電的問題。有些朋友也許進入了誤區(qū),自耗電分為整體的自耗電和每一串的自耗電。
整體自耗電,如果在100~500uA都是沒什么問題的,因為動力電池的容量本身就很大。當然電動工具的另外分析。如5AH的電池,放電500uA,要放多久,因此對整個電池組來講是很微弱的。
每串自耗電才最關(guān)鍵的,這個也不可能為零,當然也是在性能完全可行情況下進行,但有一點,每一串的自耗電量一定要一致,一般每一串的差別不能超過5uA。這點大家應(yīng)該知道,如果每一串的自耗電不一時,那么在長時間擱置下,電池的容量一定會產(chǎn)生變化的。
7.均衡:均衡這一塊是此文章的論述的重點。目前最通用的均衡方式分為兩種,一種就是耗能式的,另一種就是轉(zhuǎn)能式的。
A耗能式均衡,主要是把多串電池中某節(jié)電池的電量或電壓高的用電阻把多余的電能損耗掉。它也分如下三種。
一,充電時時均衡,它主要是在充電時任何一顆電池的電壓高出所有電池平均電壓時,它就啟動均衡,無論電池的電壓在什么范圍,它主要是應(yīng)用在智能軟件方案上。當然如何定義可以由軟件任意調(diào)整。此方案的優(yōu)點它能有更多的時間去做電池的電壓均衡。
二,電壓定點均衡,就是把均衡啟動定在一個電壓點上,如錳鋰電池,很多就定在4.2V開始均衡。這種方式只是在電池充電的末端進行,所以均衡時間較短,用處可想而知。
三,靜態(tài)自動均衡,它也可以在充電的過程中進行,也可以在放電時進行,更有特點的是,電池在靜態(tài)擱置時,如果電壓不一致時,它也在均衡著,直到電池的電壓達到一致。但有人認為,電池都沒工作了,為什么保護板還是在發(fā)熱呢?
以上三種方式都以是參考電壓來實現(xiàn)均衡的。但是,電池電壓高不一定代表容量就高,也許截然相反。以下論述。
其優(yōu)點就是成本低,設(shè)計簡單,在電池電壓不一致時能起到一定的作用,主要體現(xiàn)在電池長時間擱置自耗引起的電壓不一致。理論上是有微弱的可行性。
缺點,電路復(fù)雜,元件多,溫度高,防靜電差,故障率高?! 【唧w探討如下。
當新單體電池分容分壓分內(nèi)阻過后組成PACK,總會有各別的單體容量偏低,而往往容量最低的那顆單體,在充電的過程中電壓一定是上升最快的,也是它最先到達啟動均衡電壓的,此時,大容量的單體還沒達到電壓點而沒有啟動均衡,小容量的確開始均衡了,這樣每一次的循環(huán)工作,這顆小容量的單體一直處于飽充飽放的狀態(tài)下工作,而它也是衰老最快的,同時內(nèi)阻自然也會慢慢的比其它的單體增高,從而形成一個惡性循環(huán)。這是一個極大的弊端。
元件越多,故障率自然就高了。
溫度,可想而知,耗能式的,是想把所謂多余的電量用電阻以發(fā)熱的形式來耗掉多余的電能,它確成了名副其實發(fā)熱源。而高溫對電芯本身來講是非常致命的一個相當因素,它可能會讓電池燃燒,也可能會引起電池爆炸。本來我們是在想盡一切辦法去減少整個電池包的溫度產(chǎn)生,而耗能均衡呢?同時它的溫度高得驚人,大家可以去測試一下,當然是在全封閉的環(huán)境下??偟膩碚f,它是一個發(fā)熱體,熱是電池的致命天敵。
靜電,我個人設(shè)計保護板時,從來不用小功率的MOS管,哪怕一顆都不用。因為本人在這一塊吃過太多的虧了。就是MOS管的靜電問題。先不說小MOS在工作的環(huán)境,就說在生產(chǎn)加工PCBA貼片時,如果車間的濕度低于60%,小MOS生產(chǎn)出來的不良率都會超過10%以上,然后再濕度調(diào)到80%。小MOS的不良率為零??梢栽囋?。這要表明一個什么問題呢?如果我們的產(chǎn)品在北方的冬天,小MOS是否能通過,這需要時間來驗證的。再有,MOS管的損壞只有短路,如果短路那可想而知,就意味著這組電池馬上要損壞。更何況我們的均衡上的小MOS用得還不少呢。這時有人會恍然,難怪退回來的貨,都是因為均衡壞掉而引起單體電池損壞,而且都是MOS壞掉了。這時電芯廠與保護板廠開始扯皮了。是誰的錯呢?
B能量轉(zhuǎn)移式均衡,它是讓大容量的電池以儲能的方式轉(zhuǎn)移到小容量的電池,聽起來感覺很智能很實用。它也分容量時時均衡與容量定點均衡。它是以檢測電池的容量來做均衡的,但是好像沒考慮到電池的電壓。可以想想,以10AH的電池組為例,假如電池組中有一顆容量在10.1AH,一顆容量小點的在9.8AH,充電電流為2A,能量均衡電流為0.5A。這時10.1AH的要給小容量9.8AH的轉(zhuǎn)能充電,而9.8AH的電池充電電流就是2A+0.5A=2.5A,這時9.8AH電池的充電電流就是2.5A,這時9.8AH的容量是補進去了,可是9.8AH電池的電壓會是多少呢?顯然會比其它電池的上升得更快,如果到了充電末端,9.8AH的一定會大大提前過充保護,在每一次的充放電循環(huán),小容量電池一直處在深充深放的狀態(tài)。而其它電池是否有充飽,不確定因素太多。
熱保護器相關(guān)文章:熱保護器原理
評論