LiPo vs Li-ion Discharge Rate: C-Rating, Peak Current & Voltage Sag Explained

LiPo батерии с висок разрядчесто са предназначени за приложения с голям ток, новисокомощни литиево-йонни клеткиможе също да достави значителен непрекъснат и пиков ток. Форматът на батерията сам по себе си не определя ефективността на разреждането.

Долен ред:Високият C-рейтинг означава малко, ако пакетът не може да поддържа минималното работно напрежение на вашето оборудване по време на пиково потребление.

Купувачите трябва да проверят непрекъснатия ток, продължителността на импулса, натовареното напрежение и повишаването на температурата при идентични условия на изпитване.

За по-широко технологично сравнение вижтеРъководство за литиево-йонна батерия срещу литиево-йонна батерия на Blumoti. [1]

1. LiPo срещу Li-ion C-оценка: Колко ток всъщност може да достави батерията?

C-оценка на разреждане на батериятапоказва ток спрямо номиналния капацитет.

Ток на разреждане (A)=Капацитет (Ah) × C-номинал

За а2200 mAh (2,2 Ah) LiPo батериярекламиран при 50C непрекъснато:

2,2 Ah × 50C=110 A

Етикетът твърди 110 A непрекъснат ток. Това не доказва, че пакетът може да издържи това натоварване без прекомерно падане на напрежението, прегряване или задействане на защитна схема. [2]

► Непрекъснат спрямо пиков ток на разреждане: Какво трябва да проверят купувачите?

• Непрекъснат ток на разрежданее токът, който батерията може да издържи в рамките на определени електрически и термични граници.
• Пиков ток (разрушителен ток)се разрешава за ограничен период от време при определени условия.

Например, a100C рейтинг на разрушаванеозначава малко без определена продължителност на импулса, започвайкисъстояние на зареждане (SoC), температура и интервал на възстановяване.

Импулс от 5 секунди не може да се използва автоматично за 10-секундно натоварване.

Проверка на поръчката:Поискайте номинални стойности на постоянен и пиков ток в ампери, с поддържащи измервания на напрежение и температура.

2. LiPo с голям разряд срещу Li-ion с висока мощност: Какво определя текущата способност?

Характеристики на разреждане на LiPo срещу Li-ionзависи основно от конструкцията на електрода, токоприемниците,вътрешно съпротивление (IR)и топлинни граници.

Специално построенLiPo пауч клетки с висока C-скоростможе да използва електродни структури с ниско съпротивление и множество раздели за събиране на ток.

Фокусиран върху енергията18650 и 21700 литиево-йонни клеткиможе да даде приоритет на капацитета, но цилиндричните конструкции с висока мощност могат да поддържат взискателни натоварвания при разреждане.

Например, наМолицел INR-21700-P45Bуточнява:

Типичен капацитет: 4.5 Ah

Непрекъснат ток на разреждане:45 A, с условие за изключване от 80 градуса

Типично DC вътрешно съпротивление:15 mΩ при 50% SoC

Това са публикувани от производителя спецификации на клетката, а не гаранции за производителност на готовата опаковка. Посоченото термично прекъсване не установява приемлива работна температура за всяко приложение. [3]

LiPo срещу Li-ion разрядна производителност: Какво трябва да докажат доставчиците?

Нито една конфигурация не печели автоматично.

Проверка на поръчката:Сравнете готовите пакети при същото номинално напрежение, токов профил, SoC и температура. Не сравнявайте оценката на ниво опаковка на един доставчик със спецификацията на ниво клетка на друг доставчик.

3. Пиков ток: Колко дълго трябва една батерия да издържа натоварването?

 

 

Доставчик може да рекламира150 A пиков разряден ток, но това число е непълно без условията на пулса.

За снабдяване,възможност за пиков токтрябва да включва:
 

• Продължителност на импулса:Колко секунди трябва пакетът да поддържа определения ток?
• повторение:Колко често ще се случва този пик?
• Стартиране на SoC:Батерията все още ли отговаря на изискванията към края на нейния използваем заряд?
• температура:Може ли пакетът да достави импулса при минималната работна температура на оборудването?
• Ограничение на напрежението:Зареденото напрежение ще остане ли над минималното входно изискване на оборудването?

 

► Пример: Как да определите тест за приемане на пиков ток

Помислете за хипотетично OEM устройство, използващо пакет литиева батерия 4S.

Предложените изисквания за натоварване са:
 

Тестови параметър	Примерно изискване
Непрекъснат работен ток	10 A
Пиков ток на разреждане	30 A
Пикова продължителност	5 секунди
Повтаряне на пулса	3 импулса, разделени от 30 секунди при 10 A
Стартиране на SoC	20%
Околна температура	25 градуса
Минимално натоварено напрежение на пакета	13.0 V
Реакция на защита	Няма неочаквано прекъсване на BMS

Тези стойности са илюстративни изисквания за RFQ, а не универсални работни ограничения за литиева батерия. Производителят на клетките трябва също да разреши посочените токове, напрежения и температури.

 

Критерий за приемане:Предложеният пакет трябва да изпълни дефинираната импулсна последователност без падане под 13,0 V, задействане на защита или превишаване на договорените термични граници.

Батерия, която доставя 30 A за една секунда, но се повреди по време на петата секунда, не отговаря на тази спецификация.

 

Проверка на поръчката:Изисквайте измерени следи на ток, напрежение и температура за пълната импулсна последователност - а не едно число на пиков ток.

4. LiPo срещу Li-ion Намаляване на напрежението: Как определяте дали е успешно или не?

Пропадане на напрежениетое спадът на напрежението на клемите, когато батерията доставя ток.

Неговият резистивен компонент може да бъде оценен с помощта на:

Провисване на напрежението (V) ≈ Ток на натоварване (A) × Ефективно постояннотоково съпротивление (Ω)

Това е изчисление от първи ред. Действителното натоварено напрежение също зависи от електрохимичната поляризация, SoC, температурата и продължителността на импулса. [4]

► Изчисляване на спада на напрежението: два пакета батерии под еднакъв товар

Да приемем, че две хипотетични предложения за 4S батерии са оценени при една и съща SoC и температура.

И двата започват с напрежение на пакета в покой от 14,0 V.

Оборудването изисква най-малко13,0 V при 30 A товар.

Резистивните топлинни загуби се оценяват с помощта на:

P = I² × R

При 30 A изчислената резистивна загуба на Pack B е три пъти тази на Pack A.

Това са моделирани стойности, а не действителни резултати от теста за разреждане. Приема се, че стойностите на ефективното съпротивление представляват определените импулсни условия. Изчисленото напрежение на Pack A не установява пълно съответствие с теста; повторението на импулса, поляризацията, температурата и защитното поведение също трябва да преминат.

► Защо пропадането на напрежението има значение за снабдяването с батерии?

Прекомернопадане на напрежението на батерията под товарможе да причини:

• Преждевременноизключване при ниско напрежение (LVC).
• Намалена мощност на двигателя или нестабилна работа на оборудването.
• Неочаквано изключване на BMS по време на текущи пикове.

 

Проверка на поръчката:Първо определете минималното натоварено напрежение. След това изисквайте от доставчиците да докажат, че целият пакет остава над него през целия определен профил на натоварване.

5. Защо падането на напрежението се променя с SoC, температура и дизайн на опаковката?

Батерия, която преминава тест за пиков ток при пълно зареждане, може да се провали на същия тест към края на разреждането.

Проверка на поръчката:ИзмеретеDC вътрешно съпротивление и натоварено напрежение на клемите на готовата опаковка, използвайки същия SoC, температура, продължителност на импулса и метод на измерване.

Не сравнявайте директно стойностите на AC импеданса и DC съпротивлението, сякаш са взаимозаменяеми. [4]

6. Какви данни от теста за изхвърляне трябва да поискат купувачите преди одобрението на доставчика?

За аперсонализирана LiPo батерия с висок разрядилилитиево-йонна батерия с голям разход, превърнете необходимия работен профил в измерими критерии за приемане на RFQ.

Ефективност при разреждане на батерията на OEM: Таблица за проверка на RFQ

Всички тестове трябва да използват определената конфигурация на батерията, работна температура и профил на натоварване. Плановете за вземане на проби и праговете за приемане трябва да бъдат съгласувани преди квалификацията на производството.

Одобрението на доставчика трябва да зависи от проверената производителност на изпускане - не от най-високия рекламиран C-рейтинг.