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光谷做网站,跨境电商产品开发流程,百度不抓取网站,视频网站开发教程目录 一、电池预充电流与截止电流 1.预充电 2.截止电流 --------------------------------------------------------------------------------- 二、关于电池芯片中电流检测电阻以及SRP和SRN 1. 原理图部分 2.PCB部分 -----------------------------------------…目录一、电池预充电流与截止电流1.预充电2.截止电流---------------------------------------------------------------------------------二、关于电池芯片中电流检测电阻以及SRP和SRN1. 原理图部分2.PCB部分---------------------------------------------------------------------------------三、锂离子电池特性及充电电路设计1. 基础部分2. 为什么需要采用专门的电池管理芯片3.锂电池使用误区4.线性充电与开关式充电---------------------------------------------------------------------------------​​​​​​​四、电池平衡的主动均衡与被动均衡区别​​​​​​​ 1.原理不同​​​​​​​ 2.能量效率不同​​​​​​​ 3.适用场景不同​​​​​​​ 4.均衡效果不同一、电池预充电流与截止电流1.预充电首先预充电是在电池深度放电的情况下(电芯开路电压很低)用小电流充电至安全值后进行正常电流充电那么为什么要有预充电这个操作呢恢复电池电压至安全阈值当深度放电后电芯内部化学活性物质已被极度消耗直接大电流充电可能导致电压升不起来或者充不进去这时候可以用大概为正常充电电流/10进行充电慢慢把电池电压抬起来降低极化与发热风险这里我们要知道在深度放电后电池内阻是会变大的。假如用大电流充电那么极化效应会让温度急剧上升。可能会产生锂金属沉淀或者电解液分解。或者简单来说防止电池过烫对了预充电流值一般为正常充电电流的十分之一。或者是0.01C比如电池8000mAh的预充电流给80mA2.截止电流截止电流是指在恒压充电阶段当电芯电压接近最高充电电压后电流会继续下降并且最终降到一个预设值这时候我们认为它充电结束这个预设值认为是截止电流Iterm很好理解和水管一样当水压较大时水可能是喷出来的。但是在水压很小时一般是涓涓细流。这里水压比作电芯当前电压与充电电压的压差压差较大时你给多少电流它吃多少。当电池慢慢充满电压起来后这个电流会自动下降或者可以用下列公式更直白得看出当然这个I不能很大所以在恒流阶段我们要用充电器对电流进行一个限制。具体值根据电芯手册中的标准充电电流来定一般的电池规格书里把Iterm设置为0.01C。打个比方容量为8000mAh的电池假如它电芯规格书中标准充电电流是0.5C那么标准充电电流为4A。恒流阶段我们就以4A的电流给它充电。当电池快充满时充电电流会慢慢下降当下降至( 8000 * 0.01 80mA)时我们认为这个电池充满二、关于电池芯片中电流检测电阻以及SRP和SRN1. 原理图部分我这里是以BQ76920为例子首先我们看一下上面这个图不是很严谨但只是用于说以下理论蓝色表示充电 PACK这边电流进来说明是给电池充电红色表示放电 电池这边电流流出去说明是电池放电给负载用大家可以把目光转到这里这是个电流检测电阻它的阻值是10mR或者更小充电时电流流过电池再过再到PACK-(为什么不是直接到地去因为我们可以想象充电的时候把电池当作负载那么PACK是充电器正极PACK-是充电器负极假如是PACK - 电池 - GND的流向那么就不构成回路了所以应该是PACK - 电池 - PACK-这样的流向)然后放电的时候把PACK和PACK-这边当负载电池电流从PACK过负载到PACK-到电流检测电阻那么在电流经过检测电阻的时候因为电阻值还是存在的比如这里的10mR那么通过电流SRP和SRN左右会存在一定的压差虽然可能很小...这个压差的正负能反映出充电还是放电比如充电的时候SRP的电压比SRN电压来得大一点放电的时候SRN的电压比SRP来得大一些检测电流机制首先检测到了这个压差然后知道检测电阻阻值从而反推电流2.PCB部分上面原理图部分下来我们知道主要是检测SRP和SRN的压差这个压差很小所以我们在Layout的时候需要注意连接到SRP和SRN的两条线用开尔文接法注意最好从电阻里面拉出来不然容易弄成伪开尔文接法按图里的走线就完事了接着是走线最好走差分差分的话说白了就是两根线收到的外部干扰影响差不多假设对SPN的影响使得电压变化A那么对SPR的影响使得电压的变化也十分趋近于A由于我们主要关注SRP和SRN之间的电压差所以用差分走线的话检测得更准些三、锂离子电池特性及充电电路设计1.基础部分锂电池组成电芯与保护板电芯构成正负极材料、电解液、隔膜、外壳保护板构成保护芯片、阻容、MOS管等锂电池分类按形状圆柱形、方形按电解液分锂离子电池、聚合物电池这里区别就是锂离子一般液态聚合物一般固态锂电池充电方式锂离子蓄电池一般采用恒流恒压充电方法充电过程可以分为预充电、恒流充电、恒压充电三个阶段a.预充电阶段首先检测电池电压是否过低如低于3.0V如果电压过低先采用涓流充电先用小电流把电池电压抬到一个安全电压处因为锂电池电压过低时容易发生不可逆的化学反应这么做也是为了保护电池寿命b.恒流充电阶段最大充电电流取决于电池容量该阶段下有两种方式退出恒流充电阶段最高电压终止法比如单节锂电池达到4.2V则退出恒流充电最高温度终止法比如充电时达到60℃则退出恒流充电c.恒压充电阶段这里对电压精度要求较高可能需要把误差控制在1%之内该阶段下有常用四种退出方式锂电池最高电压比如单节锂电池达到4.25V则退出最高温度终止还是一样的60℃最长充电时间顾名思义最小充电电流在恒压充电过程中电流会不断减小当电流小于某一阈值的时候退出这个阈值一般控制在0.1*恒流电流这样2. 为什么需要采用专门的电池管理芯片a.过充保护防止充电时充电电压超过阈值b.过放保护防止放电时电压低于安全值c.温度控制d.均衡充电应用在多个电池组e.控制充电速率f.用于通信以此来检测各项参数指标3.锂电池使用误区a.电池用尽与充满结合上述过程可以推出这些状态下十分极限b.忽视散热c.充满电接电源继续使用d.不要在保存的时候充满或用尽电池也需要定期激活一般是放电到30%~40%4.线性充电与开关式充电区别我理解的是线性充电多用于我们平时用的设备如手机、笔记本之类的它的特点是体积小成本低然后开关充电的话需要更多阻容Layout空间但是它高效率并且可以在输入火牛火花电压广泛变量下最小化功耗线性充电开关充电四、电池平衡的主动均衡与被动均衡区别1.原理不同被动均衡通过消耗能量实现平衡当某节电池电压过高时利用电阻等元件将其多余电量以热量形式消耗掉使各单体电压趋于一致。主动均衡通过转移能量实现平衡借助电感、电容、变压器等储能元件将电压过高的单体电池中的多余电量转移到电压较低的单体中能量不被浪费。2.能量效率不同被动均衡能量效率低多余能量被消耗尤其在均衡电流较大时会产生大量热量可能影响电池组温度稳定性。主动均衡能量效率高能量在电池间转移利用热量产生少更适合对续航和能效要求高的场景如电动汽车、储能系统。3.适用场景不同被动均衡电路结构简单、成本低、可靠性高适用于小容量电池组如消费电子、小型储能设备或均衡需求较低的场景。主动均衡电路复杂、成本高但均衡速度快、能量利用率高适用于大容量、高串数电池组如大电流动力电池、大型储能系统能更好地延长电池寿命和提升整体性能。4.均衡效果不同被动均衡受限于散热能力均衡电流较小平衡速度较慢且难以完全消除各单体间的容量差异。主动均衡可支持更大的均衡电流平衡速度更快能更精准地消除单体差异尤其在电池组老化后仍能保持较好的均衡效果。