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3.7V锂电池保护板原理-锂电池的主要和电压标准分析-pinnacle平博体育开户8

信息来源：本站日期：2018-03-06

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发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。

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（1）电池盖

（2）正极----活性物质为氧化钴锂

（3）隔膜----一种特殊的复合膜

（4）负极----活性物质为碳

（5）有机电解液

（6）电池壳

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（1）工作电压高

（2）比能量大

（3）循环寿命长

（4）自放电率低

（5）无记忆效应

（6）无污染

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首先要根据自己电机功率（需要实际功率，一般骑行速度会对应一个相应实际功率）来计算电池需要提供的持续电流。比如电机持续电流20a（48v下1000w电机），那么就需要电池可以长时间提供20a电流而温升很低（哪怕夏季外面35度温度，电池温度也最好控制在50度以下）。另外如果48v下20a电流，超压一倍（96v，比如ecpu3档）后持续电流到50a左右。如果喜欢长时间超压使用，那么请选用能持续提供50a电流的电池（还是注意温升问题）。这里的电池持续电流不是商家标称的电池放电能力。商家标称几C（或几十几百安培）都是电池放电能力，而真的在这种电流下放电，电池发热很严重的，如果不做好散热，电池寿命会很短。（而我们电动车使用电池环境是电池扎堆排放，基本不留空隙，包的很严实，更别提怎么做好强行风冷散热了）。我们的使用环境很恶劣。电池放电电流需降额使用。评价电池放电电流能力就是看这个电流下电池对应温升是多少。

这里论述的唯一原则其实是使用过程中电池的温升（高温是锂电寿命死敌）。最好电池温度控制在50度以下。（20-30度之间最好）。这也意味着如果是容量型锂电（控制在0.5C以下放电），提供20a的持续放电电流需要40ah以上容量（当然最主要是要看电池内阻）。如果是动力型锂电，按照1C持续放电是正常的。哪怕A123超低内阻动力型锂电，也平时最好在1C放电（不超过2C为好，2C放电其实只能放半个小时就没电了，没太大使用价值）。容量选择就看车子存放空间大小，个人支出预算，期望车子活动范围大小等因素。（小容量的一般必须动力型锂电）

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串联使用锂电的大忌是电池自放电严重不均衡。只要大家都一样不均衡没关系，问题是这种状态是急不稳定状态，好的电池自放电很小，要坏的电池自放电很大，自放电不小不大的状态一般是由好转坏的状态，这个过程是不稳定的。所以需要把自放电大的电池筛选出来，只留自放电小的电池配组（一般合格品自放电都小，厂家是测量过的，问题是好多不合格品流入市场）。

在自放电小的基础上，挑选容量相近的串联。即使容量不相近也不会影响电池寿命，但是会影响整组电池的可用容量，比如15个容量是20ah，只1个是18ah，那么这组电池总容量只能是18ah。用到最后会是这个电池没电了，保护板要保护了，整组电池电压还比较高（因为其它15个电池电压是正常的，还有电）。所以整组电池的放电保护电压高低能看出整组电池容量是否一致（前提是整组电池满电的时候必须每个电芯都充满电了）。总之，容量高低不均衡不影响电池寿命，只是影响整组容量，所以尽量挑选容量相近的组装。

组装电池必须做到电极间良好的欧姆接触电阻。就是电线和电极接触电阻越小越好，否则接触电阻大电极会发热，这个热量会顺着电极传递给电芯内部影响电池寿命。当然组装电阻大的表现就是同样放电电流下电池组压降大。（压降一部分是电芯内阻，一部分是组装的接触电阻和电线电阻）

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（数据针对磷酸铁锂电池，普通3.7v电池原理相同，只是数据不同）

保护板目的是用来保护电池防止过充电和过放电，防止大电流损坏电池，并且满电时做电池电压均衡（均衡能力一般都比较小，所以如果有自放电大的电芯保护板是很难均衡的，也有任何状态都做均衡的保护板，就是从开始充电就做均衡，好像很少）。

为了电池组寿命，建议任何时候电池充电电压都不要超过3.6v，意味着保护板保护动作电压不高于3.6v，均衡电压建议3.4v-3.5v（每个电芯3.4v已经充进大于99%电量了，指的静止状态，大电流充电时电压会升高）。电池放电保护电压一般2.5v以上就可以（2v以上问题不大，一般很少有机会用到完全没电，所以这个要求不高）。

充电器建议最高电压（最后一步充电可以为最高恒压充电模式）为3.5*串数，比如16串的为56v左右。平时充电可以每节平均3.4v截止充电（基本充满了），这样电池寿命有保障，但是因为保护板还没开始均衡，如果电芯有自放电大的，会随着时间推移，表现为整组容量逐渐下降。所以还需要定期（比如每周）把电池每节充到3.5v-3.6v并保持几个小时（只要平均大于均衡启动电压就可以了），自放电越大，均衡需要时间越长，自放电过大的电芯已经很难均衡，需要剔除。所以挑选保护板的时候，尽量挑选3.6v过压保护的，3.5v左右启动均衡的。（市场上大部分是3.8v以上过压保护，3.6v以上启动均衡）。其实选择合适均衡启动电压比保护电压还重要，因为最高电压可以靠调节充电器最高电压限制（就是平时让保护板没机会做高压保护），但如果均衡电压高了，电池组没机会均衡（除非充电电压大于均衡电压，但这样影响电池寿命），电芯因自放电容量会慢慢下降（自放电为0的理想电芯是不存在的）。

保护板持续放电电流能力。这个是最不好评论的东西。因为单说保护板限流能力没意义。比如一个75nf75管你让它持续通过50a电流（这时发热功率大概30w左右，同口板至少2个串联60w），只要有散热片足够散热是没问题的。可以一直保持在50a甚至更高不烧管。但是你不能说这个保护板能持续50a电流。因为大家的保护板大多都放在电池盒里面和电池离的很近，甚至是近靠着。所以这么高温度会导热电池升温，问题来了，高温是电池的死敌。

所以保护板的使用环境决定了如何挑选限流大小（而不是保护板本身电流能力）。如果是把保护板从电池盒拿出来，那么几乎随便一个带散热片的保护板都能搞定50a持续电流甚至更高（这时只考虑保护板能力，不用担心温升给电芯带来损害）。下面笔者说说大家常用环境，就是和电池在同一个密闭空间里。这时保护板的最大发热功率最好控制在10w以下（如果是小保护板需要5w以下，大体积保护板可以10w以上，因为本身散热好，温度不会太高），至于多少合适，建议持续电流时整个板子最高温度不超过60度（50度以下最好）。理论上保护板温度越低越好，对电芯越没影响。

同口板因为充电电mos串联，所以同样情况比异口板发热翻倍，为了相同发热，只有管子数量高4倍（相同型号mos前提下）。我们计算一下，假如50a持续电流，那么mos内阻为2毫欧姆（需要5个75nf75管才能得到这个等效内阻），发热功率是50*50*0.002=5w。这时是可以的（其实2毫欧姆内阻的mos电流能力100a以上都没问题，但发热大）。如果是同口板，需要4个2毫欧姆内阻mos（每2个并联内阻为1毫欧姆，再串联，总内阻等于2毫欧姆.如果用75管，需要总数量20只）。100a持续电流允许发热功率10w的话，需要内阻为1毫欧姆的管子（当然可以通过mos并联得到相同等效内阻），如果异口板数量仍是4倍，如果100a持续电流仍最高允许5w发热功率，那么只能用0.5毫欧姆管子，相对于50a持续电流需要数量4倍mos才能同样发热量）。所以在使用保护板时，为了降低温度，选用内阻小的板子，如果内阻已经确定那么请尽量让板子和外界散热好点。挑选保护板别听卖家忽悠的持续多少电流能力，就问保护板放电回路总内阻是多少就可以自己算了（问用的什么型号管子，用了多少数量，自己查内阻计算）。笔者感觉如果真的在卖家标称持续电流下放电，保护板温升应该比较高。所以最好降额挑选保护板。（说50a持续，你用到30a就好了，需要50a持续的，最好买80a标称持续的）。使用48v ecpu的用户，建议选择保护板总内阻不大于2毫欧姆。

同口板和异口板区别：同口板是充放电同一根线，充电和放电都受保护。

异口板是充电线和放电线独立，充电口只充电时保护过充，如果从充电口放电则不保护（但是完全能放电，不过充电口电流能力一般比较小）。放电口是放电时保护过放，如果从放电口充电则不保护过充（所以ecpu的反充电对异口板来说是完全能用的。并且反充进的能量绝对比使用的少，所以不用担心因反充电电池过充了。除非刚充满电出门，立即是几公里的下坡，这样一直启动eabs反充电真有可能把电池搞过充，这种情况基本不存在），不过正常使用充电绝对不能从放电口充电，除非自己一直监控充电电压（比如临时路边紧急大电流充电，可以从放电口充电，不需要充满就继续骑行，不用担心过充）

算好你的电机最大持续电流，挑选合适容量或动力的电池能满足这个持续电流而温升得到控制，选保护板内阻越小越好。保护板过流保护其实只需要短路保护等非正常使用保护就好了（千万别想通过保护板限流来限制控制器或电机需要电流）。因为如果你电机需要50a电流，你非用保护板限流40a，会导致经常保护，控制器突然断电反而容易坏控制器。