智能車競賽動力鋰電池分析
近期北京科宇公司(智能車競賽B,E車模提供商)送來他們提供的鋰電池以及充電器的樣品。電池標稱電壓7.4V,2AH,最大放電電流20A,從性能上可以替代原來的鎳鎘電池。
拆開電池綠色包裝塑料,可以看到電池是由兩節(jié)18650鋰電池與一塊保護電路板組成。
拆卸鋰電池
單節(jié)鋰電池的標稱數(shù)值為3.7V,2000mAH。因此串聯(lián)起來就可以達到7.4V的輸出。保護板背部標有20A的輸出電流容量。
為了檢查這款電池是否適合用于車模競賽,從電池的輸出功率、容量以及安全性進行初步測量。
輸出功率
電池的輸出功率受到端口電壓U0以及電池內阻R0的限制。理論上講,電池的最大輸出功率為 (U0)^2/(4R0),這是在外部負載等于電池內阻R0的情況下獲得的。一般情況下,最大輸出功率還會受到電池的最大輸出保護電流的限制。
動力鋰電池組由于內部帶有20A的限流板,所以它的最大輸出電流不會超過20A。由于限流板是與電池串聯(lián),所以整個電池的內阻等于限流板導通電阻+兩節(jié)鋰電池內阻。它的大小會影響電池在輸出大電流的時候輸出電壓的下降。
使用霍爾電流表鉗以及電子負載測量電池組在不同電流下的輸出電壓變化。得到的數(shù)據(jù)曲線如下圖所示。在輸出電流為7.68A的時候,輸出電壓從8.462A降低到7.338V,可以計算出等效的電池內阻約為0.15歐姆。
通過上述計算所得到的等效內阻,當電池輸出20A的時候,端口電池的端口電壓將會降低3V左右,也就是從7.4V降低到3.4V。此時輸出功率大約為68W。
電池容量
電池容量代表著電池可以持續(xù)供電的能力。在同樣的價格下,希望電池容量越高越好。
對于提供的兩個電池,在8.2A(4C)放電電流下,分別進行放電,當放電壓下降到6V左右,保護電路板的欠壓保護起作用,測量放電容量。由于電池組內兩節(jié)電池是串聯(lián)在一起,所以電容放電容量應該等于單節(jié)電池的容量。
通過對于電流的積分可以計算出兩個電池的容量分別是1.93AH,2.14AH,這與單節(jié)電池的容量基本相符。
同時對比一個日本品牌的18650動力鋰電池的容量。它的容量居然高達3.25AH,這款電池的容量比起前面的多了50%,價格相對也比較高。
















