鋰電池要配什麼控制器（如何解決鋰電池）

2023-05-14 13:39:40 1

動力鋰電池為電動自行車脫下了沉重的包袱，優越的性能、輕靈的外形，更能吸引消費者的眼球。現在許多整車廠都在推出鋰電車新品，以期成為企業經濟發展的後續動力。

新產品的設計，不光是鋰電池與整車外形的整合，更要顧及與相關控制器、電機等部件的匹配，才能充分發揮鋰電池的性能。

一、根據鋰離子電池的特性設置控制器的欠壓保護和過流保護值

控制器的兩個關鍵功能是欠壓保護和過流保護。這兩項功能的參數設置對鋰電池的正常使用關係重大。

目前電動自行車用鋰電池，大部分是錳鋰電池，常用規格有24V10AH或36V10AH。實際上，這兩個規格的電池組，分別由七塊電池和十塊電池組合而成。按照錳鋰單體電池每節3.7V計算，確切的額定電壓應為25.9V和37V。依據廠家推薦的單體放電截止電壓2.7V計算，理論上控制器的欠壓值可以設定為18.9V和27V。

電壓-容量曲線圖

實際上，每組電池的電芯不可能做到完全一致，當電池組在放電過程中，總體電壓高於欠壓點時，某隻單體電芯有可能會低於2.7V。此時若繼續放電，就會對電池產生損害。因此在控制器具體設定時，必須適當抬高欠壓值，建議可設定為22.5V和31.5V。

可能有些人會擔心，欠壓值設定過高，是否會影響到電池輸出的能量。進而影響到整車的續行裡程。其實，從鋰電池的輸出特性曲線圖上可以看出，鋰電池在放電過程中，其電壓值下降是很平緩的，只有當電池容量接近放完時，電壓才會急劇下降。因此，適當提高控制器的欠壓值設定，可以防止電池組深度放電，以延長電池組的壽命。同時，對電池的放出容量幾乎沒有影響。

有關控制器過流保護值的設定，也應該依據鋰電池的性能而定。

對鋰電池產生傷害的不光是深放電，還有大電流放電。對於電動車用鋰電池，目前廠家一般推薦的最大放電電流為2C，最大持續放點電流控制在10A以內，即對於10AH容量的電池，最大放電電流不得大於20A。但是由於尖峰電流的存在和實際過流保護的偏差，建議過流保護設定值為15A。在此設定值下，24V和36V規格的電動車最大輸出功率可達270W和390W，可以滿足電動車的正常騎行。

二、為鋰電池電動車配置合適的電機

目前市場上電動自行車種類較多，如何為鋰電池電動車選擇電機呢？這要綜合考慮電動車的實際使用情況和鋰電池的放點特性。

電動車平地騎行，當速度達到20km/h時，所需功率大致在120W。此時電池的放電電流在6A(24V時)和4.2A(36V時)左右，電機的轉矩約為6N.m。對於24V10AH或36V10AH容量的鋰電池，續行裡程可達到30km和45km以上。

高速電機輸出特性圖

當電動車爬坡或啟動時，所需轉矩會急速增加，此時電機電流也會同步上升。當電動車在下坡或順風的情況下，所需轉矩相應下降，此時電機電流也會同步下降。因此，電動車騎行時，電機功率、轉矩和電流一直在變化中。

所以，在選擇電機時要充分考慮到以下幾點：

第一是確定電機功率。通過對電動車騎行時負載變化的分析，電機運行功率多數情況在80W到300W之間。因此，可以選定額定功率為150W~200W的電機，即可兼顧電動車多種路況的運行。

第二是對電機效率要有要求，其實所有電動車都應有此要求。電動車用電機工作時功率範圍很寬，其高效率區間也應是寬範圍的。目前高速電機基本能夠滿足此要求。但低速電機性能相對差些，離開了額定點，電機效率就迅速下降。

第三是對電機的轉矩要有要求。對於低速電機而言，在功率較低時，轉矩隨著電流的增大而增大，當功率超過額定功率後，轉矩增大的趨勢明顯放緩，輸入的電流相當部分轉化成了熱量，具體表現為電機發熱，效率下降。對於高速電機而言，轉矩隨著電流的增加而增大，效率不會有明顯下降。因此在大電流情況下，高速電機能夠提供較大的轉矩，使整車顯得動力充足。

綜合上述分析，鋰電池電動車用電機，選擇功率為150W~200W的高速電機為最佳，功率、效率、轉矩要求均能夠滿足整車的使用。

但是在此要提醒注意，高速電機在突然啟動或加速時的尖峰電流很大，往往會超過限流值的二倍以上，甚至引起鋰電池內部電路保護，這對鋰電池的壽命影響很大。為此在採用高速電機時，希望在控制器設計時，能夠採用延時啟動方式，以剝弱尖峰電流。

鋰電池在電動車上的使用，確實為電動車開創了一個全新的前景。希望同行們了解鋰電池的特性，以求與控制器、電機實現最佳匹配，設計出更多新款鋰動力電動車。