如何挑選霍克鋰電池保護(hù)板

2022-08-19 　來自: 王澤龍 182 1045 0914

　　

　　1：霍克鋰電池類型和容量選擇。

　　首先要根據(jù)自己電機(jī)功率(需要實(shí)際功率，一般騎行速度會對應(yīng)一個相應(yīng)實(shí)際功率)來計(jì)算電池需要提供的持續(xù)電流。比如電機(jī)持續(xù)電流20a(48v下1000w電機(jī))，那么就需要電池可以長時(shí)間提供20a電流而溫升很低(哪怕夏季外面35度溫度，電池溫度也最好控制在50度以下)。另外如果48v下20a電流，超壓一倍(96v，比如ecpu3檔)后持續(xù)電流到50a左右。如果喜歡長時(shí)間超壓使用，那么請選用能持續(xù)提供50a電流的電池(還是注意溫升問題)。這里的電池持續(xù)電流不是商家標(biāo)稱的電池放電能力。商家標(biāo)稱幾C(或幾十幾百安培)都是電池放電能力，而真的在這種電流下放電，電池發(fā)熱很嚴(yán)重的，如果不做好散熱，電池壽命會很短。(而我們電動車使用電池環(huán)境是電池扎堆排放，基本不留空隙，包的很嚴(yán)實(shí)，更別提怎么做好強(qiáng)行風(fēng)冷散熱了)。我們的使用環(huán)境很惡劣。電池放電電流需降額使用。評價(jià)電池放電電流能力就是看這個電流下電池對應(yīng)溫升是多少。

　　這里論述的唯一原則其實(shí)是使用過程中電池的溫升(高溫是鋰電壽命死敵)。最好電池溫度控制在50度以下。(20-30度之間最好)。這也意味著如果是容量型鋰電(控制在0.5C以下放電)，提供20a的持續(xù)放電電流需要40ah以上容量(當(dāng)然最主要是要看電池內(nèi)阻)。如果是動力型鋰電，按照1C持續(xù)放電是正常的。哪怕A123超低內(nèi)阻動力型鋰電，也平時(shí)最好在1C放電(不超過2C為好，2C放電其實(shí)只能放半個小時(shí)就沒電了，沒太大使用價(jià)值)。容量選擇就看車子存放空間大小，個人支出預(yù)算，期望車子活動范圍大小等因素。(小容量的一般必須動力型鋰電)

　　2：霍克電池的篩選組裝

　　串聯(lián)使用鋰電的大忌是電池自放電嚴(yán)重不均衡。只要大家都一樣不均衡沒關(guān)系，問題是這種狀態(tài)是急不穩(wěn)定狀態(tài)，好的電池自放電很小，要壞的電池自放電很大，自放電不小不大的狀態(tài)一般是由好轉(zhuǎn)壞的狀態(tài)，這個過程是不穩(wěn)定的。所以需要把自放電大的電池篩選出來，只留自放電小的電池配組(一般合格品自放電都小，廠家是測量過的，問題是好多不合格品流入市場)。

　　在自放電小的基礎(chǔ)上，挑選容量相近的串聯(lián)。即使容量不相近也不會影響電池壽命，但是會影響整組電池的可用容量，比如15個容量是20ah，只1個是18ah，那么這組電池總?cè)萘恐荒苁?8ah。用到最后會是這個電池沒電了，保護(hù)板要保護(hù)了，整組電池電壓還比較高(因?yàn)槠渌?5個電池電壓是正常的，還有電)。所以整組電池的放電保護(hù)電壓高低能看出整組電池容量是否一致(前提是整組電池滿電的時(shí)候必須每個電芯都充滿電了)?？傊?，容量高低不均衡不影響電池壽命，只是影響整組容量，所以盡量挑選容量相近的組裝。

　　組裝電池必須做到電極間良好的歐姆接觸電阻。就是電線和電極接觸電阻越小越好，否則接觸電阻大電極會發(fā)熱，這個熱量會順著電極傳遞給電芯內(nèi)部影響電池壽命。當(dāng)然組裝電阻大的表現(xiàn)就是同樣放電電流下電池組壓降大。(壓降一部分是電芯內(nèi)阻，一部分是組裝的接觸電阻和電線電阻)

　　3：保護(hù)版選擇及充放電使用事項(xiàng)(數(shù)據(jù)針對磷酸鐵鋰電池，普通3.7v電池原理相同，只是數(shù)據(jù)不同)

　　保護(hù)板目的是用來保護(hù)電池防止過充電和過放電，防止大電流損壞電池，并且滿電時(shí)做電池電壓均衡(均衡能力一般都比較小，所以如果有自放電大的電芯保護(hù)板是很難均衡的，也有任何狀態(tài)都做均衡的保護(hù)板，就是從開始充電就做均衡，好像很少)。

　　為了霍克電池組壽命，建議任何時(shí)候電池充電電壓都不要超過3.6v，意味著保護(hù)板保護(hù)動作電壓不高于3.6v，均衡電壓建議3.4v-3.5v(每個電芯3.4v已經(jīng)充進(jìn)大于99%電量了，指的靜止?fàn)顟B(tài)，大電流充電時(shí)電壓會升高)。電池放電保護(hù)電壓一般2.5v以上就可以(2v以上問題不大，一般很少有機(jī)會用到完全沒電，所以這個要求不高)。

　　充電器建議最高電壓(最后一步充電可以為最高恒壓充電模式)為3.5*串?dāng)?shù)，比如16串的為56v左右。平時(shí)充電可以每節(jié)平均3.4v截止充電(基本充滿了)，這樣電池壽命有保障，但是因?yàn)楸Ｗo(hù)板還沒開始均衡，如果電芯有自放電大的，會隨著時(shí)間推移，表現(xiàn)為整組容量逐漸下降。所以還需要定期(比如每周)把電池每節(jié)充到3.5v-3.6v并保持幾個小時(shí)(只要平均大于均衡啟動電壓就可以了)，自放電越大，均衡需要時(shí)間越長，自放電過大的電芯已經(jīng)很難均衡，需要剔除。所以挑選保護(hù)板的時(shí)候，盡量挑選3.6v過壓保護(hù)的，3.5v左右啟動均衡的。(市場上大部分是3.8v以上過壓保護(hù)，3.6v以上啟動均衡)。其實(shí)選擇合適均衡啟動電壓比保護(hù)電壓還重要，因?yàn)樽罡唠妷嚎梢钥空{(diào)節(jié)充電器最高電壓限制(就是平時(shí)讓保護(hù)板沒機(jī)會做高壓保護(hù))，但如果均衡電壓高了，電池組沒機(jī)會均衡(除非充電電壓大于均衡電壓，但這樣影響電池壽命)，電芯因自放電容量會慢慢下降(自放電為0的理想電芯是不存在的)。

　　保護(hù)板持續(xù)放電電流能力。這個是最不好評論的東西。因?yàn)閱握f保護(hù)板限流能力沒意義。比如一個75nf75管你讓它持續(xù)通過50a電流(這時(shí)發(fā)熱功率大概30w左右，同口板至少2個串聯(lián)60w)，只要有散熱片足夠散熱是沒問題的?？梢砸恢北３衷?0a甚至更高不燒管。但是你不能說這個保護(hù)板能持續(xù)50a電流。因?yàn)榇蠹业谋Ｗo(hù)板大多都放在電池盒里面和電池離的很近，甚至是近靠著。所以這么高溫度會導(dǎo)熱電池升溫，問題來了，高溫是電池的死敵。

　　所以保護(hù)板的使用環(huán)境決定了如何挑選限流大小(而不是保護(hù)板本身電流能力)。如果是把保護(hù)板從電池盒拿出來，那么幾乎隨便一個帶散熱片的保護(hù)板都能搞定50a持續(xù)電流甚至更高(這時(shí)只考慮保護(hù)板能力，不用擔(dān)心溫升給電芯帶來損害)。下面筆者說說大家常用環(huán)境，就是和電池在同一個密閉空間里。這時(shí)保護(hù)板的最大發(fā)熱功率最好控制在10w以下(如果是小保護(hù)板需要5w以下，大體積保護(hù)板可以10w以上，因?yàn)楸旧砩岷?，溫度不會太?，至于多少合適，建議持續(xù)電流時(shí)整個板子最高溫度不超過60度(50度以下最好)。理論上保護(hù)板溫度越低越好，對電芯越?jīng)]影響。

　　同口板因?yàn)槌潆婋妋os串聯(lián)，所以同樣情況比異口板發(fā)熱翻倍，為了相同發(fā)熱，只有管子數(shù)量高4倍(相同型號mos前提下)。我們計(jì)算一下，假如50a持續(xù)電流，那么mos內(nèi)阻為2毫歐姆(需要5個75nf75管才能得到這個等效內(nèi)阻)，發(fā)熱功率是50*50*0.002=5w。這時(shí)是可以的(其實(shí)2毫歐姆內(nèi)阻的mos電流能力100a以上都沒問題，但發(fā)熱大)。如果是同口板，需要4個2毫歐姆內(nèi)阻mos(每2個并聯(lián)內(nèi)阻為1毫歐姆，再串聯(lián)，總內(nèi)阻等于2毫歐姆.如果用75管，需要總數(shù)量20只)。100a持續(xù)電流允許發(fā)熱功率10w的話，需要內(nèi)阻為1毫歐姆的管子(當(dāng)然可以通過mos并聯(lián)得到相同等效內(nèi)阻)，如果異口板數(shù)量仍是4倍，如果100a持續(xù)電流仍最高允許5w發(fā)熱功率，那么只能用0.5毫歐姆管子，相對于50a持續(xù)電流需要數(shù)量4倍mos才能同樣發(fā)熱量)。所以在使用保護(hù)板時(shí)，為了降低溫度，選用內(nèi)阻小的板子，如果內(nèi)阻已經(jīng)確定那么請盡量讓板子和外界散熱好點(diǎn)。挑選保護(hù)板別聽賣家忽悠的持續(xù)多少電流能力，就問保護(hù)板放電回路總內(nèi)阻是多少就可以自己算了(問用的什么型號管子，用了多少數(shù)量，自己查內(nèi)阻計(jì)算)。筆者感覺如果真的在賣家標(biāo)稱持續(xù)電流下放電，保護(hù)板溫升應(yīng)該比較高。所以最好降額挑選保護(hù)板。(說50a持續(xù)，你用到30a就好了，需要50a持續(xù)的，最好買80a標(biāo)稱持續(xù)的)。使用48vecpu的用戶，建議選擇保護(hù)板總內(nèi)阻不大于2毫歐姆。

　　同口板和異口板區(qū)別：同口板是充放電同一根線，充電和放電都受保護(hù)。

　　異口板是充電線和放電線獨(dú)立，充電口只充電時(shí)保護(hù)過充，如果從充電口放電則不保護(hù)(但是完全能放電，不過充電口電流能力一般比較小)。放電口是放電時(shí)保護(hù)過放，如果從放電口充電則不保護(hù)過充(所以ecpu的反充電對異口板來說是完全能用的。并且反充進(jìn)的能量絕對比使用的少，所以不用擔(dān)心因反充電電池過充了。除非剛充滿電出門，立即是幾公里的下坡，這樣一直啟動eabs反充電真有可能把電池搞過充，這種情況基本不存在)，不過正常使用充電絕對不能從放電口充電，除非自己一直監(jiān)控充電電壓(比如臨時(shí)路邊緊急大電流充電，可以從放電口充電，不需要充滿就繼續(xù)騎行，不用擔(dān)心過充)

　　算好你的電機(jī)最大持續(xù)電流，挑選合適容量或動力的電池能滿足這個持續(xù)電流而溫升得到控制，選保護(hù)板內(nèi)阻越小越好。保護(hù)板過流保護(hù)其實(shí)只需要短路保護(hù)等非正常使用保護(hù)就好了(千萬別想通過保護(hù)板限流來限制控制器或電機(jī)需要電流)。因?yàn)槿绻汶姍C(jī)需要50a電流，你非用保護(hù)板限流40a，會導(dǎo)致經(jīng)常保護(hù)，控制器突然斷電反而容易壞控制器。(我的4組電池裝車一年半了，從沒有一次機(jī)會因大電流放電保護(hù)板保護(hù)過，因?yàn)榫€路沒短路過，并且大電流時(shí)往往空開就直接跳掉了，保護(hù)板一般允許瞬間大電流)。

　　總結(jié)：霍克鋰電使用需要控制最高溫度(大電流放電引起的溫升或和環(huán)境共同引起的)，控制最高充電電壓和最低放電電壓(用保護(hù)板和充電器配合完成)。平時(shí)不用時(shí)最好使電池呆在平臺電壓(磷酸鐵鋰3.25-3.3v左右)。

　　保護(hù)板的內(nèi)阻越低越好，越低越不發(fā)熱。保護(hù)板限流大小是靠康銅絲取樣電阻決定的，但持續(xù)電流能力是mos決定的(因?yàn)閙os內(nèi)阻決定溫升)。

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