电池充放电管理

1、12 蓄电池工作原理蓄电池工作原理蓄电池的参数及选择原则13 蓄电池的充放电流程4 典型蓄电池充放电管理芯片22242( ) Pb H SO PbO ( )22442 Pb + PbO +2H SO2PbSO +2H O12 蓄电池工作原理蓄电池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则33 蓄电池的充放电流程4 典型蓄电池充放电管理芯片4蓄电池的基本参数：蓄电池的基本参数：单节电池电压：单节电池电压：2V2V额定电压：额定电压：6V/12V/24V/36V/48V6V/12V/24V/36V/48V容量容量C C：mAhmAh、AhAhN N小时放电率：小时放电率：最大充电电流：最大充电电流：x

2、CxC放电电流：放电电流：过充电压过充电压浮充电压浮充电压5电池参数的选择：电池参数的选择：额定电压的选择：额定电压的选择：容量容量C C的选择：的选择：其中：其中：CC蓄电池额定容量（蓄电池额定容量（1010小时率容量），单位：安时（小时率容量），单位：安时（AhAh） W W设备功率，单位：瓦特（设备功率，单位：瓦特（W W） T T备用时间，单位：小时（备用时间，单位：小时（h h） Vf Vf电池组放电终止保护电压，单位：伏特（电池组放电终止保护电压，单位：伏特（V V） I I负载工作电流，单位：安培（负载工作电流，单位：安培（A A ） K K蓄电池放电效率，当备用时间：蓄电池放电

3、效率，当备用时间： T=1-3h T=1-3h时，时，K=0.5-0.6K=0.5-0.6 T=3-5h T=3-5h时，时，K=0.75-0.8K=0.75-0.8 T T5 510h10h时，时，K=0.85K=0.85 T10h T10h时，时，K=1K=125. 1 25. 1IKTKVTWCCf或62.2.蓄电池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则放电容量与放电时间的关系：放电容量与放电时间的关系： 容量（容量（2525） 20 20小时率小时率(0.75A) 15.0Ah(0.75A) 15.0Ah 10 10小时率小时率(1.42A) 14.2Ah(1.42A) 14.2Ah

4、6 6小时率小时率(2.20A) 13.2Ah(2.20A) 13.2Ah 1 1小时率小时率(8.50A) 8.50Ah(8.50A) 8.50Ah 15 15分钟率分钟率(25.0A) 6.25Ah(25.0A) 6.25Ah放电容量与温度的关系放电容量与温度的关系 （2020小时率）小时率） 40 40 102% 102% 25 25 100% 100% 0 0 85% 85% -15 -15 65% 65%72.2.蓄电池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则电池参数的选择：电池参数的选择：容量容量C C的选择（考虑温度的影响）：的选择（考虑温度的影响）：其中：其中：t t 放电时的环

5、境温度放电时的环境温度 k1 k1温度系数，温度系数， 10 10小时率放电时，小时率放电时，k1=0.006/k1=0.006/ 5 5小时率放电时，小时率放电时，k1=0.007/k1=0.007/ 3 3小时率放电时，小时率放电时，k1=0.008/k1=0.008/ 1 1小时率放电时，小时率放电时，k1=0.01/k1=0.01/)25(1 1tkCC实际82.2.蓄电池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则电池参数的选择：电池参数的选择：最大充电电流的设定：最大充电电流的设定：0.05C-0.3C0.05C-0.3C 充电电流过大，蓄电池内产生热量的速度超过了在环境中散热充电电流过

6、大，蓄电池内产生热量的速度超过了在环境中散热的速度，蓄电池的寿命会缩短。在此境况下，蓄电池的温度如果继的速度，蓄电池的寿命会缩短。在此境况下，蓄电池的温度如果继续上升，形成续上升，形成“热失控热失控”，最后导致灾难性的结果。另一最后导致灾难性的结果。另一方面，充电电流过大会产生电方面，充电电流过大会产生电解槽内的极板硫化。硫化的蓄解槽内的极板硫化。硫化的蓄电池在充电和放电时都会使内电池在充电和放电时都会使内部的温度上升，而温度上升又部的温度上升，而温度上升又会加剧硫化，形成恶性循环。会加剧硫化，形成恶性循环。硫化是导致铅酸蓄电池死亡的硫化是导致铅酸蓄电池死亡的首要原因。首要原因。92.2.蓄电

7、池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则电池参数的选择：电池参数的选择：放电电流的设定：放电电流的设定： 放电电流越大，放电深度放电电流越大，放电深度会越浅，终止电压会越低会越浅，终止电压会越低 放电深度不能单纯用电压放电深度不能单纯用电压的高低来衡量的高低来衡量额定放电电流：额定放电电流： 15Ah(20HR),15Ah(20HR),意味着额定放意味着额定放电电流为电电流为15/20=0.75A15/20=0.75A 经验值：放电时间在经验值：放电时间在2020小时以上，电压小时以上，电压降到降到1.8V/1.8V/单格应终止放电；放电时间单格应终止放电；放电时间在在2-202-20小时，电

8、压降到小时，电压降到1.7V/1.7V/单格应终单格应终止放电，放电时间在止放电，放电时间在2 2小时以内，电压小时以内，电压降到降到1.6V/1.6V/单格时应终止放电，否则电单格时应终止放电，否则电池将受到损坏，放电完毕应立即充电池将受到损坏，放电完毕应立即充电102.2.蓄电池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则电池参数的选择：电池参数的选择：过充过充( (均充均充) )电压与浮充电电压与浮充电压：压： 过充：以定电流和定时间的方过充：以定电流和定时间的方式对电池充电，充电较快。式对电池充电，充电较快。 浮充：当电池处于充满状态时，浮充：当电池处于充满状态时，充电器不会停止充电，仍会提

9、充电器不会停止充电，仍会提供恒定的浮充电压与很小浮充供恒定的浮充电压与很小浮充电流供给电池，因为，一旦充电流供给电池，因为，一旦充电器停止充电，电池会自然地电器停止充电，电池会自然地释放电能，所以利用浮充的方释放电能，所以利用浮充的方式，平衡这种自然放电。式，平衡这种自然放电。112.2.蓄电池的参数及选择原则蓄电池的参数及选择原则蓄电池寿命的影响蓄电池寿命的影响因素因素温度温度压力压力放电深度放电深度充电电压充电电压 目目 录录12 蓄电池工作原理蓄电池的参数及选择原则123 蓄电池的充放电流程蓄电池的充放电流程4 典型蓄电池充放电管理芯片13三段式充电三段式充电( (恒流充恒流充- -恒压

10、充恒压充- -浮充浮充) )四段式充电四段式充电( (涓流充涓流充- -恒流充恒流充- -恒压充恒压充- -浮充浮充) )目目 录录12 蓄电池工作原理蓄电池的参数及选择原则143 蓄电池的充放电流程4 典型蓄电池充放电管理芯片典型蓄电池充放电管理芯片15CN3717(CN3717(国产，如韵公司国产，如韵公司) )PWM PWM 降压模式铅酸电池充电管理集成电路降压模式铅酸电池充电管理集成电路宽输入电压范围：宽输入电压范围：7.5V 7.5V 到到28V28V对铅酸电池进行完整的充电管理对铅酸电池进行完整的充电管理( (四段式四段式) )充电电流达充电电流达5A5APWMPWM开关频率：开关

11、频率：300KHz300KHz164.4.典型的蓄电池充放电管理芯片典型的蓄电池充放电管理芯片CN3717(CN3717(国产，如韵公司国产，如韵公司) )过充电压的设置：过充电压的设置：VBAT3.6(1R7R6)IBR7 其中，其中，IB是是FB管脚的偏置电流，其典型值管脚的偏置电流，其典型值为为40nAVf=93.1%Vo，Vre=81.8%Vo最大充电电流的设置：最大充电电流的设置：过充结束电流的设置：过充结束电流的设置：温度监控：温度监控：TEMP管脚的上拉电流为管脚的上拉电流为50uA，低电，低电压阈值为压阈值为175mV，高压为，高压为1.6V174.4.典型的蓄电池充放电管理芯

12、片典型的蓄电池充放电管理芯片BQ24450(TI)BQ24450(TI)降压模式铅酸电池充电管理集成电路降压模式铅酸电池充电管理集成电路宽输入电压范围：宽输入电压范围：5V 5V 到到40V40V可设置成三段式或四段式充电模式可设置成三段式或四段式充电模式最大充电电流由外部电路决定最大充电电流由外部电路决定内部参考具备精密的温度补偿内部参考具备精密的温度补偿184.4.典型的蓄电池充放电管理芯片典型的蓄电池充放电管理芯片LT3652(Linear Technology)LT3652(Linear Technology)开关降压式铅酸电池充电管理集成电路开关降压式铅酸电池充电管理集成电路宽输入电压范围：宽输入电压范围：4.95V 4.95V 到到32V32V四段式充电模式四段式充电模式最大充电电流为最大充电电流为2A2A内部具备定时器内部具备定时器可用于光伏电池的蓄能管理可用于光伏电池的蓄能管理194.4.典型的蓄电池充放电管理芯片典型的蓄电池充放电管理芯片LT3652(Linear Technology)LT3652(Linear Technology)内部定时器：内部定时器：Teoc = Ctimer Teoc = Ctimer 4.4