应用于汽车上的两种充电机充电化学蓄电池介绍
2017-10-8 13:56:09 点击：
轿车行业正快速朝着愈加电气化的方向开展。启停体系、轿车主动紧迫呼叫体系(eCall)和混合动力轿车的布置对先进的充电机充电蓄电池办理体系提出了更多要求，不只要安全地为充电机充电蓄电池充电，还要延伸其运用寿数。目前市场上有许多充电机充电化学蓄电池，这使得为特定运用挑选合适的充电机充电蓄电池和充电解决方案变得愈加困难。
本文介绍了锂离子(Li-ion)和磷酸铁锂(LFP或LiFePO4)充电机充电蓄电池的特色和充电曲线， 以及能够从充电机充电蓄电池取得最多电量、一起最大极限延伸充电机充电蓄电池寿数和进步可靠性的充电解决方案。
充电机充电锂离子蓄电池
充电机充电锂离子蓄电池是一种可充电充电机充电蓄电池，锂离子在放电时从负极向正极移动，充电时反之。这种充电机充电蓄电池运用嵌锂化合物作为电极资料，答应离子移动的电解质和两个电极是充电机充电锂离子蓄电池电芯的根本组成部分。充电机充电锂离子蓄电池一般能量高，但功率低。
图1显现了一种充电机充电锂离子蓄电池的充电曲线。该充电机充电蓄电池的额外电压为3.6V，充电截止电压上限为4.1V，下限为2.2V。充电机充电锂离子蓄电池充电必须严厉遵从厂家主张，以保证可靠性和安全性。一般状况下都不答应在规则电压规模和主张温度规模之外对充电机充电蓄电池进行充电。
在充电电压低于充电截止电压的状况下，应以十分低的电流进行充电，一般为正常充电电流的10%或更低。这种状况一般被称为预充电，主张在充电机充电蓄电池电量深度耗尽时运用。充电机充电蓄电池中的有些资料在经过长期深度放电时可能退化。这种状况下主张进行预充电，以便这些资料康复。预充电还能够避免因充电机充电蓄电池内部短路导致电芯电压低而形成过热。
以超越最大限额的电压为充电机充电蓄电池充电，也会有损充电机充电蓄电池寿数。短时间过度充电会使充电机充电蓄电池中的资料退化，并导致电能容量削减和寿数缩短。长期过度充电会形成金属锂堆积于阳极，一起阴极开释CO2。这个进程会最终导致充电机充电蓄电池毛病和灾难性的焚烧事情。
别的，为使充电机充电蓄电池寿数最大化，充电机充电蓄电池制作商一般规则要在必定温度规模内为充电机充电蓄电池充电。大多数充电机充电锂离子蓄电池在冰点以下充电时，会使阳极上呈现金属锂堆积。而因为锂镀层无法去除，所以会缩短充电机充电蓄电池寿数。在高温环境中充电也会缩短充电机充电蓄电池寿数。依据batteryuniversity.com上发布的研究报告“BU-410：高温文低温充电”，充电机充电锂离子蓄电池在高温环境中从0%到100%重复充放电几次后容量会大幅减小，某些状况下乃至减小90%以上。
到达厂商主张充电曲线的一种简略方法是运用专用充电器，如ISL78692锂离子/锂聚合物充电机充电蓄电池充电器，它能以最安全的方式进行最快速充电。ISL78692支撑可编程安稳充电电流，并预编程了合适大多数传统充电机充电锂离子蓄电池的上限和下限充电截止电压。别的它还包含一个电芯温度监测器，以保证只在必定的温度规模内为充电机充电蓄电池充电，而这个温度规模能够用NTC热敏电阻器编程。
充电机充电磷酸铁锂蓄电池
充电机充电磷酸铁锂(LFP)蓄电池是一种运用纳米级LiFePO4资料作为阴极的可充电充电机充电蓄电池。充电机充电LFP蓄电池的能量密度低于消费电子产品所用的其它充电机充电锂离子蓄电池，但它们具有更长的运用寿数、更高的功率密度，并且愈加安全。其阴极运用的纳米磷酸盐技能有助于添加阴极与电解质的触摸面积，有助于完成更快的锂嵌入，然后完成更大的功率和更高的额外电流。这个特性使LFP成为轿车启动器充电机充电蓄电池(需求高峰值功率)的遍及挑选。
充电机充电LFP蓄电池资料自身和相关化学反应比其它充电机充电锂离子蓄电池更安稳，所以即就是操作不当或胡乱运用，充电机充电LFP蓄电池也不易损坏。其充电机充电蓄电池资料的化学键更强壮，使它们更安稳和更耐受极点条件。别的，它们在过度充电时开释气体的可能性较小，因此发作起火现象的可能性也小。关于十分重视安全考虑的运用，充电机充电LFP蓄电池固有的稳健性使它们成为小型后备充电机充电蓄电池的抱负挑选。许多轿车零部件制作商表明这是轿车运用中频频选用充电机充电LFP蓄电池的一个主要原因。
图2显现了一种充电机充电LFP蓄电池的主张充电曲线，它与充电机充电锂离子蓄电池的充电曲线十分类似，但其安全充电规模对应于不同的电芯电压。该充电机充电蓄电池的标称浮充电压为3.2V，充电截止电压上限为3.65V，下限为2.5V。和充电机充电锂离子蓄电池一样，在厂家规则的充电电压阈值上限和下限之外对充电机充电LFP蓄电池充电也会缩短充电机充电蓄电池寿数，尽管程度要小许多。在此电压规模内，充电电流应坚持安稳并在特定充电机充电蓄电池的主张规模之内。在此例中，厂家的主张充电电流为400mA - 500mA，以保证充电机充电蓄电池寿数最大化。与充电机充电锂离子蓄电池类似，其充电也应在规则温度规模内进行。
与ISL78692类似，ISL78693充电器材也支撑可编程充电电流，并预装备了针对充电机充电LFP蓄电池的上限和下限充电截止电压。它还包含一个可与NTC热敏电阻器配对的输入，以保证在约束温度窗口内为充电机充电蓄电池充电。ISL78692和ISL78693引脚兼容，答应将充电机充电锂离子蓄电池充电解决方案快速迁移到充电机充电LFP蓄电池，无需从头规划电路板。
总结
轿车电气化趋势使规划工程师面对一套全新的挑选规范，充电机充电蓄电池运用就是一个开端。尽管充电机充电LFP蓄电池的充电曲线与充电机充电锂离子蓄电池的充电曲线十分类似，但其安全充电规模对应了不同的电芯电压。因为充电机充电LFP蓄电池的固有稳健性，它们关于十分重视安全的小型后备充电机充电蓄电池eCall运用极具吸引力。许多轿车零部件制作商都表明这是此运用频频选用充电机充电LFP蓄电池的主要原因。现在，全球的轿车制作商纷繁在车对基础设施(V2I)体系中配备eCall功能。在发作磕碰事端时，eCall体系可通过GPS主动播送其方位，并联络间隔最近的24小时紧迫呼叫中心寻求协助。
本文介绍了锂离子(Li-ion)和磷酸铁锂(LFP或LiFePO4)充电机充电蓄电池的特色和充电曲线， 以及能够从充电机充电蓄电池取得最多电量、一起最大极限延伸充电机充电蓄电池寿数和进步可靠性的充电解决方案。
充电机充电锂离子蓄电池
充电机充电锂离子蓄电池是一种可充电充电机充电蓄电池，锂离子在放电时从负极向正极移动，充电时反之。这种充电机充电蓄电池运用嵌锂化合物作为电极资料，答应离子移动的电解质和两个电极是充电机充电锂离子蓄电池电芯的根本组成部分。充电机充电锂离子蓄电池一般能量高，但功率低。
图1显现了一种充电机充电锂离子蓄电池的充电曲线。该充电机充电蓄电池的额外电压为3.6V，充电截止电压上限为4.1V，下限为2.2V。充电机充电锂离子蓄电池充电必须严厉遵从厂家主张，以保证可靠性和安全性。一般状况下都不答应在规则电压规模和主张温度规模之外对充电机充电蓄电池进行充电。
图1 充电机充电锂离子蓄电池充电曲线
在充电电压下限和上限之间，一般主张充电电流坚持安稳并遵从厂家主张水平，以防充电机充电蓄电池受损。在充电电压低于充电截止电压的状况下，应以十分低的电流进行充电，一般为正常充电电流的10%或更低。这种状况一般被称为预充电，主张在充电机充电蓄电池电量深度耗尽时运用。充电机充电蓄电池中的有些资料在经过长期深度放电时可能退化。这种状况下主张进行预充电，以便这些资料康复。预充电还能够避免因充电机充电蓄电池内部短路导致电芯电压低而形成过热。
以超越最大限额的电压为充电机充电蓄电池充电，也会有损充电机充电蓄电池寿数。短时间过度充电会使充电机充电蓄电池中的资料退化，并导致电能容量削减和寿数缩短。长期过度充电会形成金属锂堆积于阳极，一起阴极开释CO2。这个进程会最终导致充电机充电蓄电池毛病和灾难性的焚烧事情。
别的，为使充电机充电蓄电池寿数最大化，充电机充电蓄电池制作商一般规则要在必定温度规模内为充电机充电蓄电池充电。大多数充电机充电锂离子蓄电池在冰点以下充电时，会使阳极上呈现金属锂堆积。而因为锂镀层无法去除，所以会缩短充电机充电蓄电池寿数。在高温环境中充电也会缩短充电机充电蓄电池寿数。依据batteryuniversity.com上发布的研究报告“BU-410：高温文低温充电”，充电机充电锂离子蓄电池在高温环境中从0%到100%重复充放电几次后容量会大幅减小，某些状况下乃至减小90%以上。
到达厂商主张充电曲线的一种简略方法是运用专用充电器，如ISL78692锂离子/锂聚合物充电机充电蓄电池充电器，它能以最安全的方式进行最快速充电。ISL78692支撑可编程安稳充电电流，并预编程了合适大多数传统充电机充电锂离子蓄电池的上限和下限充电截止电压。别的它还包含一个电芯温度监测器，以保证只在必定的温度规模内为充电机充电蓄电池充电，而这个温度规模能够用NTC热敏电阻器编程。
充电机充电磷酸铁锂蓄电池
充电机充电磷酸铁锂(LFP)蓄电池是一种运用纳米级LiFePO4资料作为阴极的可充电充电机充电蓄电池。充电机充电LFP蓄电池的能量密度低于消费电子产品所用的其它充电机充电锂离子蓄电池，但它们具有更长的运用寿数、更高的功率密度，并且愈加安全。其阴极运用的纳米磷酸盐技能有助于添加阴极与电解质的触摸面积，有助于完成更快的锂嵌入，然后完成更大的功率和更高的额外电流。这个特性使LFP成为轿车启动器充电机充电蓄电池(需求高峰值功率)的遍及挑选。
充电机充电LFP蓄电池资料自身和相关化学反应比其它充电机充电锂离子蓄电池更安稳，所以即就是操作不当或胡乱运用，充电机充电LFP蓄电池也不易损坏。其充电机充电蓄电池资料的化学键更强壮，使它们更安稳和更耐受极点条件。别的，它们在过度充电时开释气体的可能性较小，因此发作起火现象的可能性也小。关于十分重视安全考虑的运用，充电机充电LFP蓄电池固有的稳健性使它们成为小型后备充电机充电蓄电池的抱负挑选。许多轿车零部件制作商表明这是轿车运用中频频选用充电机充电LFP蓄电池的一个主要原因。
图2显现了一种充电机充电LFP蓄电池的主张充电曲线，它与充电机充电锂离子蓄电池的充电曲线十分类似，但其安全充电规模对应于不同的电芯电压。该充电机充电蓄电池的标称浮充电压为3.2V，充电截止电压上限为3.65V，下限为2.5V。和充电机充电锂离子蓄电池一样，在厂家规则的充电电压阈值上限和下限之外对充电机充电LFP蓄电池充电也会缩短充电机充电蓄电池寿数，尽管程度要小许多。在此电压规模内，充电电流应坚持安稳并在特定充电机充电蓄电池的主张规模之内。在此例中，厂家的主张充电电流为400mA - 500mA，以保证充电机充电蓄电池寿数最大化。与充电机充电锂离子蓄电池类似，其充电也应在规则温度规模内进行。
图2 充电机充电磷酸铁锂蓄电池充电曲线
在充电机充电锂离子蓄电池和充电机充电LFP蓄电池中，消费电子产品一般更倾向于挑选能量密度更高的充电机充电锂离子蓄电池，所以传统来讲，用于充电机充电LFP蓄电池的专用充电解决方案较少。不过，因为LFP最近在轿车中的运用，市场上开端呈现新的LFP充电器。这些产品为完成充电机充电LFP蓄电池的主张充电曲线供给了一种简略的途径。例如，用于轿车主动紧迫呼叫体系(eCall)的Intersil ISL78693单芯LiFePO4充电机充电蓄电池充电器可进行装备，供给图2所示的充电曲线，它能够保证充电机充电蓄电池安全充电。与ISL78692类似，ISL78693充电器材也支撑可编程充电电流，并预装备了针对充电机充电LFP蓄电池的上限和下限充电截止电压。它还包含一个可与NTC热敏电阻器配对的输入，以保证在约束温度窗口内为充电机充电蓄电池充电。ISL78692和ISL78693引脚兼容，答应将充电机充电锂离子蓄电池充电解决方案快速迁移到充电机充电LFP蓄电池，无需从头规划电路板。
总结
轿车电气化趋势使规划工程师面对一套全新的挑选规范，充电机充电蓄电池运用就是一个开端。尽管充电机充电LFP蓄电池的充电曲线与充电机充电锂离子蓄电池的充电曲线十分类似，但其安全充电规模对应了不同的电芯电压。因为充电机充电LFP蓄电池的固有稳健性，它们关于十分重视安全的小型后备充电机充电蓄电池eCall运用极具吸引力。许多轿车零部件制作商都表明这是此运用频频选用充电机充电LFP蓄电池的主要原因。现在，全球的轿车制作商纷繁在车对基础设施(V2I)体系中配备eCall功能。在发作磕碰事端时，eCall体系可通过GPS主动播送其方位，并联络间隔最近的24小时紧迫呼叫中心寻求协助。
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