畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯----燃料電池-其他專業(yè)-資料下載頁
2025-01-19 04:18本頁面
【導(dǎo)讀】Introduction. BatteryCapacity
【正文】 高活性鋰會引起爆炸的危險(xiǎn) ,所以鋰電池不得暴露于高溫。 鋰離子電池的陽極由一個(gè)石墨組成、陰極是由 鋰金屬或鋰合金 組成 。這個(gè)過程被稱為夾層。 因?yàn)殇噺?qiáng)烈地與水起化學(xué)反應(yīng)，鋰電池用有機(jī)鋰鹽的非液體電解物來構(gòu)造 。當(dāng)鋰電池充電時(shí) , 鋰離子原子在陰極和陽極通過電解液的運(yùn)送。 電池容量 一個(gè) 電池組 （除了它的電壓之外）的最重要的特性是它的容量 （ C）指明毫安小時(shí)并作為充電電池可提供最高電荷界定 。 容量為一特定組條件被制造廠商指定 ，但是在電池是制成的之后，它不變地改變。 圖 2。溫度對電池的容量的影響。 如圖 2 所示， 容量與電池溫度成 正比。上面的曲線顯示了在不同溫度下鋰離子電池用恒流，恒壓的過程中的被控。注意該電池在高溫時(shí)會比它可在 20℃時(shí)多消耗大約 20％的電荷。 正如圖 2中的較低的曲線顯示 , 當(dāng)電池正在放電時(shí)溫度就可以具有更大的影響力。圖顯示了電池在兩個(gè)不同的電流降到 時(shí)的放電情況。兩條曲線表現(xiàn)出強(qiáng)烈依賴于溫度以及放電電流。 在一個(gè)給定的溫度和放電率 ,鋰電池的容量是由上下曲線之間的差額決定。因此 ,鋰電池的容量較低的溫度下或被一個(gè) 大電流放電或兩者兼而有之是被大大削弱。經(jīng)過放電電流高低溫后，電池仍具有顯著的剩余電荷，然后可以在在同一溫度低電流放電 自放電 電池通過不必要的化學(xué)反應(yīng)以及雜質(zhì)的電解質(zhì)失去他們的電量。在室溫下 ,普通電池類型的典型自放電率都顯示在表 1。 表 1 普通電池類型的自放電率 化學(xué) 自放電率 /月 鉛酸 4%至 6% NiCd 15%至 30% 鎳氫 30%。 鋰 2%到 3% 化學(xué)反應(yīng)的熱反應(yīng) ,自放對溫度有很高的依賴性 (圖 3)。自放電通過利用并聯(lián)電阻可以模擬不同類型電池的泄露電流。 圖 3 鋰離子電池自放電 老化 電池容量下降作為充電和放電周期的增加 (圖 4)。這種下降被使用壽命所量化 ,被定義為一個(gè)電池充放電循環(huán)的次數(shù) , 電池可提供的容量下降至初始值的 80％。一個(gè)鋰電池的壽命是充放電 300 至 500 次。 鋰電池的老化受時(shí)間影響 , 這會導(dǎo)致它們的容量從出廠的那刻起開始下降，無論是否使用。這種效應(yīng)可能會導(dǎo)致完全充電的鋰離子電池在 25℃詩每年失去其 20％的能力，在 40℃時(shí)每年 35％。對于部分充電電池的老化過程是漸進(jìn)的 : 對于一個(gè)有 40％的剩余充電電池，在 25℃時(shí) ,每年損失約 4％的電量。 圖 4。電池老化。 放電曲線 對于電池的放電特性曲線是在其指定的數(shù)據(jù)表的具體條件。一個(gè)影響電池電壓的因素是負(fù)載電流 (圖 5)。不幸的是 ,負(fù)載電流不能對模型進(jìn)行數(shù)值模擬 ,因?yàn)橐粋€(gè)簡單的電源電阻 ,取決于等參數(shù)的電池的年齡和電荷的水平。 圖 5。電池放電曲線。 二次鋰電池放電曲線展現(xiàn)相比于普通的電池相對平坦。系統(tǒng)開發(fā)商像這樣的行為是因?yàn)楝F(xiàn)有的電壓是相對穩(wěn)定的。然而 ,逐步放電使電池電壓獨(dú)立于的電池的剩余充電水平。 準(zhǔn)確地測量電荷水平 確要確定一個(gè)可充電電池，簡單的監(jiān)測方法是首要條件。他們應(yīng)該耗能少 , 應(yīng)該（最好）允許從電池電壓推斷充電水平。這種電壓唯一的方法會產(chǎn)生不可靠的結(jié)果 ,然而 ,由于電壓和可用的電荷之間沒有明顯的相關(guān)性 (圖 5)。電池電壓也取決于溫度、動態(tài)松弛效果可以減少電流在負(fù)載端電壓在緩慢增長。因此，純粹以電壓為基礎(chǔ)的監(jiān)督是不 可能提供超過 25％的電荷水平精度。 這個(gè)電荷密度的相對水平 , 通常稱為充電狀態(tài)（ SOC），是作為剩余電量的比例，電池的充電定義的能力。于是電荷流量測量和監(jiān)測必須通過一個(gè)被稱為“庫侖計(jì)數(shù)”的程序進(jìn)行。在實(shí)踐中 , 庫侖計(jì)數(shù)是通過集成的電流流入和流出電荷表示。為了用一個(gè)高分辨率 ADC 衡量這些電流，通常使用一系列與陽極連接小電阻。 電量計(jì)學(xué)習(xí) 由于電池 SOC 及以上提到的不能解析相關(guān)參數(shù)功能之間的關(guān)系，導(dǎo)致電池容量和充電必須通過實(shí)踐確定。沒有大量的分析模型可用于計(jì)算（有足夠的準(zhǔn)確度）實(shí)際經(jīng)營狀況的電池容量 如溫度，充電周期，電流，年齡等。理論模型只適用于某些“局部”的條件。確定相對電荷水平，將它們適用于本地和全球范圍內(nèi)校準(zhǔn)。 為了達(dá)到足夠的精度，而電池在使用中，該模型參數(shù)必須不斷校準(zhǔn) ,這個(gè)過程稱為電量計(jì)“學(xué)習(xí)”。結(jié)合庫侖計(jì)數(shù)，這種做法產(chǎn)生的燃料計(jì)精確到百分之幾。 電量計(jì)選擇 現(xiàn)代的集成電路可以決定所有類型的二次電池的 SOC，電池配置和應(yīng)用。盡管他們的低電源電流（約 60μ A 的工作模式和睡眠模式僅為 1μ A），這些 IC 仍能實(shí)現(xiàn)高精確度。電量計(jì)芯片分為三類（見表 2）。由于鋰基電池是許多應(yīng)用的首選，這些例子所示 是基于鋰離子和鋰聚合物電池。 庫侖計(jì)數(shù)器，有時(shí)被稱為電池顯示器也稱為集成電路，用于測量，計(jì)數(shù)，并將上述轉(zhuǎn)換成電池的參數(shù)，包括收費(fèi)，溫度，電壓，負(fù)載周期和時(shí)間。由于庫侖計(jì)數(shù)器不處理標(biāo)準(zhǔn)變量，它們也不聰明。一個(gè)這樣的設(shè)備， DS2762，包括一個(gè)集成的，測量電流的高度準(zhǔn)確的 25m電阻。它監(jiān)視溫度，電池電壓和電流，它具有一個(gè) 1 Wire 174?？偩€，允許所有數(shù)據(jù)通過一個(gè)電池組或主機(jī)系統(tǒng)上微控制器讀取。它還提供了鋰電池中必需的安全電路。其結(jié)果是一個(gè)靈活，高性價(jià)比，需要相當(dāng)?shù)闹R和發(fā)展成就（雖然成本由軟件，模型和 IC 供應(yīng)商所提供）的系統(tǒng)。 另一種庫倫計(jì)算的方法與燃料計(jì)提供。這些一體化設(shè)備進(jìn)行電量及程序與學(xué)習(xí)算法 ,并執(zhí)行所有必要的測量。燃料傳感器通常部署在智能的，自主研發(fā)的智能電池中。由于開發(fā)工作相當(dāng)少運(yùn)用的集成燃油計(jì)，這種做法是很好的并能快速適應(yīng)市場需求。一個(gè)這樣的電量計(jì)， DS2780 電量計(jì)，允許主機(jī)讀取 SOC 的使用 1 Wire總線。 另一種選擇是可編程電量表，其中包括可提供相當(dāng)大靈活性的集成微控制器。例如 MAX1781，包括一個(gè)集成的 RISC 核心， EEPROM 和 RAM。該器件使開發(fā)人員能夠?qū)崿F(xiàn)電池型號， 燃料測量例程，并根據(jù)需要測量。集成 LED 驅(qū)動器支持簡單而準(zhǔn)確的 SOC 的跡象。 摘要 燃料充電電池測量是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，因?yàn)樵S多相互依存的參數(shù)影響電池的能力。因此，如果沒有適當(dāng)?shù)姆顷P(guān)鍵應(yīng)用，簡單的方法測量可以提供準(zhǔn)確的結(jié)果。通過利用現(xiàn)成的電量計(jì)芯片，每個(gè)電池都可以實(shí)現(xiàn)高度精確和可靠的燃油壓力表。
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