低温18650 3500
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简述锂离子电池管理系统

钜大LARGE  |  点击量:1751次  |  2018年05月07日  

  1.1命名规则

  单体电池(CELL):电池最基础的组成元素,单电芯,提供3V-4V。

  电池块(BLOCK):单体电池并联组成,提供3V-4V的电压。

  电池(BATTARY):由一系列单体电池或电池块串联组成的独立的物理模块,可以提供较高的电压。

  电池组(pack):由许多电池通过串联或并联组成的电池集合。

  1.2安全运行区

  锂离子电池的安全运行区由电流、温度、电压确定。

  ●若超过电压阀值过充,那么电池将会迅速被损毁,严重时会发生爆炸。

  ●大部分锂离子单体电池在低于电压阀值时继续放电将会损毁。

  ●若锂离子单体电池在某个特定的温度范围之外放电,又或者在一个相比之下更小的温度范围充电,那么将会导致锂离子单体电池的寿命严重受损。

  ●长期工作于允许温度范围外的锂离子单体电池容易产生热失控和自燃想象,即使是不易产生热失控现象的单体电池,其含有的有机电解质也会助燃。

  ●锂离子单体电池在高脉冲电流下工作几秒就会损毁。

  1.3能量

  输出功率:P=2.3Ax3.3V=7.59w

  功率损耗:P=2.3Ax2.3Ax0.01R=0.053w

  转化率:(7.59-0.053)/7.59=99.3%

  充电功率:P=2.3x(3.3+0.01x2.3)=7.6429w

  双向充电功率:(7.59-0.053)/7.6429=98.6%

  电流增大时,能量效率会相应的降低。更多的能量将会以热能的形式在单体电池内部被浪费掉,单体电池能量也相应的减少。

  1.4电荷

  尽管充放电的电荷量相等,放电释放的能量要少于充电存储的能量。

  1.5日历寿命

  标准锂离子单体电池在满充状态电压高于4.0V时内部发生的化学反应。

  1.6循环寿命

  单体电池的容量随着充放电循环次数的增加呈现线性衰减趋势,速率与单体电池放电电流大小相关。

  一部分容量损失归因于单体电池内部的活性物质损耗,另一部分容量并未损失,而是没有被使;单体电池充放电不足是由内阻的增加和厂商设定的固定截止电压决定的。

  1.7建模

  动态内阻定义定义为电压变化量与电流变化量的比值

  R=dV/dI

  SOC:内阻在soc较高和较低时均较大。

  温度:内阻在温度较低是较大。

  电流:内阻在较大电流放电时较大。

  使用:内阻随着使用次数的增加而增大。

  1.8串联组串的均压问题

  2.1锂离子电池管理系统

  电池管理系统的作用就是保证被管理电池内部单体电池均工作在自身的安全工作区域之内。

  ●相对于其他化学电池而言,锂离子电池更不能容忍电池滥用。

  ●大量的单体电池串联组成的大规模电池组更容易因为内部单体电池电压不均衡导致过充及过放。锂离子单体电池决不允许过充和过放。

  定义:

  ●电池监控

  ●电池保护

  ●电池状态估计

  ●电池性能最大化

  ●用户或外部设备进行反馈

  功能:

  ●通过主动停止充电电流或反馈停止充电信息来防止任何锂离子单体电池电压越限。

  ●通过直接停止电池电流、反馈停止运行信息或启动冷却装置的手段防止任何锂离子单体电池温度越限。

  ●通过停止充电电流或反馈停止运行信息的手段防止锂离子单体电池电压过低。

  ●通过反馈减小电流或切断电流信息或直接切断电流的方式防止电池的充电电流越限。

  ●防止电池放电电流越限。

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