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电池选择:需要考虑的一些因素

发布人:电子资料库 时间:2022-09-08 来源:工程师 发布文章
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一、引言

我们每天遇到的几种装置的储能单元都是电池;它们有各种形状、尺寸、参数和形状。它们通常存在于车辆、应急电源、移动设备、平板电脑、iPad和许多其他便携式电子设备中。但并非所有的设备都将使用同一类型的电池;每个设备都有自己的规格和电源要求,要为您的应用选择合适的电池,您需要一份电池选择指南。

因此,在为下一个电子产品设计选择电池时要考虑的因素将在本文中进行研究。如果您对电池完全陌生,那么建议您先阅读这篇关于电池类型及其应用的文章,然后再进一步了解电池选择的基本原理。

目录

一、引言

二、需要考虑的因素

Ⅲ可充电/不可充电电池

四、可用空间

五、系统工作电压

六、工作温度

七、容量电力能源

八、化学

九、成本

十、保质期

Ⅺ如何选择电池

十二、常见问题

二、需要考虑的因素

在为应用程序选择电池时,您必须了解电池活动中涉及的重要参数。电池的真相是,因为没有一种电池是理想的,所以没有一种电池可以用于所有应用。当您选择使用电池的一个参数时,您应该能够管理其他参数的耗尽。

例如,如果你想让你的电池为你的应用提供大量的能量,那么应该降低电池的内阻,这只能通过增加电极的表面积来实现。这样的集热器也被用来交换非活性的能量,因为这也提高了电流的密度。你必须放弃任何东西来获得另一个电池,这样才能在你的应用程序中得到你想要的东西。下图给出了重要的电池参数。

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现在,为了了解其重要性以及在使用过程中对电池效率的影响,让我们简单地看一下每个电池参数。

Ⅲ可充电/不可充电电池

在决定主电池和辅助电池时,可能没有太多的不确定性,您只需决定电池是使用一次还是多次。初级(不可充电)电池可用于偶尔的应用,如玩具、手电筒、烟雾探测器等,也可用于起搏器、手表和助听器等无法充电的产品中。二次(可充电)电池可用于需要标准电源的应用场合,如手机、电脑、汽车等。与原电池相比,二次电池由于具有充电能力,往往具有更高的自放电率,这是一个无知的事实。

四、可用空间

电池,包括纽扣电池,圆柱形电池,袋式电池和棱柱电池,有不同的形状和尺寸。为了使你的电脑舒适便携,电池的大小真的很重要。适用于便携式设备的AA、AAA和9V电池为标准尺寸。在空间较小但需要更多电力的应用中,锂电池(袋装型)是广泛首选的。如果电力需求较低,因为它们是非常轻和最小的电池类型,硬币电池也可以考虑。

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五、系统工作电压

根据所使用的电极和电解液计算得出的电池最重要的特性之一是电池电压(化学反应)。有一种普遍的误解,即在任何设备中,完全放电的电池都不会有0V的电压。事实上,如果电池读数为0V,它可能就没电了。电池的输出电压应始终从其标称电压水平读取。

锌碳电池和镍金属氢化物电池使用水作为电解液,提供1.2V到2V的标称电压,而锂基电池使用的有机电解液可以提供3.2到4V的标称电压。大多数设备的电子部件在3V电压范围内运行。如果你使用锂电池,一个单电池电池就足够给设备供电了。请注意,蓄电池电压将不是恒定的,根据可用的蓄电池功率,蓄电池电压在最小值和最大值之间会有所不同。这是每个电池的最小值和最大值。

如果你的电路以5伏的电压运行,而你用锂电池充电,那么你的标称电压只有3.2伏到4伏。在这些情况下,使用升压转换器电路将电路所需的蓄电池电压转换为5伏。如果你的工作电压很高,如24伏或12伏,你可以使用一个12伏铅酸电池或组合多个锂电池串联,以增加产生的输出电压,如果你需要高功率密度。

六、工作温度

例如,使用水电解液工作的电池不能在0℃以下的温度条件下使用,因为水电解液可能在0℃以下冻结,同样,锂基电池可以在-40℃下工作,但效率可能会降低。电池的性能会因温度而大幅改变。

锂离子电池的最佳充电速率在20°C到45°C的温度范围内。如果您希望在该温度范围之外使用较低的电流/电压,则充电时间会更长。如果电解液温度低于5°C或10°C,则可以在电解液中生成枝晶锂镀层,这必须通过滴流充电来避免。

七、容量电力能源

电池的强度决定了电池的运行时间。电池功率/容量以瓦时(Wh)表示。通过将电池电压(V)乘以电池在给定时间内可以产生的电流量,确定瓦时。电池电压几乎设定好了,电池可以提供的电流写在电池上,以安培小时额定值(Ah或mAh)表示。

考虑一个5V电池,容量为2安培小时(Ah),因此它的功率为10Wh。2Ah电池将产生2安培1小时或0.2A 10小时或0.02A(20mA)持续100小时。在给定的放电速率、温度和截止电压下,电池制造商通常会指定功率,其中容量始终取决于所有三个变量。

电池的容量可以告诉我们它能为应用程序提供多少能量。例如,考虑一个12V,10Ah的汽车电池,电池的实际容量是120Wh(12V x 10Ah),但在一个3.6V笔记本电脑电池中,它的容量将是36Wh,这个电池具有相同的10Ah功耗(3.6Vx10Ah)。你可以从这个例子中看到,一个汽车电池所能容纳的电量是笔记本电脑电池的三倍,尽管它们有相同的啊。

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大功率电池在高放电速度下总是具有快速放电能力,例如电动工具或车辆启动机电池的应用,而大多数大功率电池的能量容量很低。

八、化学

这时你就会明白,电池的所有特性通常都取决于电池中所含的化学成分,所以在选择电池类型时,你应该更加清醒。电池被称为铅酸电池、碱性电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物电池。

九、成本

对于大多数便携式电子设备来说,电池将是物料清单(BOM)中最昂贵的部分之一,因此它将在大多数时间影响您的电子应用程序的总成本。因此,你应该知道你的产品规格和预算,然后为你的产品选择合适的电池。

十、保质期

并非所有的电池都是在开发后直接使用的,但在使用之前,它们会在货架上放置很长时间。电池的保质期决定了电池可以闲置多久。在原电池中,保质期在很大程度上被认为是现实,因为二次电池一旦使用就可以充电。例如,在火警警报器装置中,电池可以闲置多年,直到探测到火灾并启动警报。电池即使长时间不用也能保持输出,所以要小心。

Ⅺ如何选择电池

既然我们已经了解了在为便携式电子应用选择电池之前应该考虑的标准,让我们看看常见的电池选择案例。请记住,这些只是提示,而不是困难的书面指南。

•您可以将铅酸电池用于耗电较多的物品,包括投影仪、大型音响系统和机动化项目。如果你打算使用大量的电池,你可以选择“深海循环”电池。

•如果您的电子产品需要非常小的尺寸,您可以选择锂币电池或小型锂聚合物电池,每侧大约一英寸。

•如果要制造零件,请大量使用普通尺寸的廉价碱性电池。所以客户认为更换它们很容易。

•如果您想让产品便于用户使用,可由客户自行调整电池容量为9V或AA。

•如果电路需要大约5V的输入,则使用3个碱性(4.5V)或4NiMH(4.8V)电池。

•使用当地商店的电池架制作一个可充电电池组,并将其与镍氢电池混合,然后开始为电池充电。

•如果您想用碱性电池更换任何可充电电池,请测试您的系统,以确保它能在较低电压下正常工作。

•如果您希望电池寿命更长,请始终使用带传感器的优质充电器,以确保正确充电和滴流充电,因为使用廉价充电器会损坏电池组中的电池。


如何为你的汽车购买合适的电池

十二、常见问题

1如何选择电池?
选择电池时要考虑的因素
可充电/不可充电电池
空间可用性
操作系统电压
工作温度
电池容量-功率和能量
电池化学
电池成本

2我的车用多大尺寸的电池?
您汽车的电池组大小可以在车主手册的电池部分找到。如果您无法再访问原始用户手册,您也可以参考电池零售商提供的参考指南,以确定适合您汽车的电池组大小。

三。家里需要多少Ah电池?
您需要的电池必须足够强大,以提供至少2小时所需的电力。由于电池电压通常取12伏,这里是如何计算电池容量的。所以,一个容量等于或高于140安的电池就足够你的家了。

4如何选择合适的电池?
要想为您的车辆提供合适的蓄电池电源,您需要考虑冷起动电流(CCA)和备用容量(RC)。起动电流是衡量蓄电池起动功率的指标,应始终符合车辆的标准要求。查阅用户手册了解这些规格。

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