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锂电池控制器电机之间的匹配问题小解

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卖家[上传人]：pu****.1

文档编号：507011029

上传时间：2022-08-10

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常见问题

1、动力锂电池为电动自行车脱下了沉重的包袱，优越的性能、轻灵的外形，更能吸引消费者的眼球。现在许多整车厂都在推出锂电车新品，以期成为企业经济发展的后续动力。新产品的设计，不光是锂电池与整车外形的整合，更要顾及与相关控制器、电机等部件的匹配，才能充分发挥锂电池的性能。一、根据锂离子电池的特性设置控制器的欠压保护和过流保护值控制器的两个关键功能是欠压保护和过流保护。这两项功能的参数设置对锂电池的正常使用关系重大。目前电动自行车用锂电池，大部分是锰锂电池，常用规格有24V10AH或36V10AH。实际上，这两个规格的电池组，分别由七块电池和十块电池组合而成。按照锰锂单体电池每节3.7V计算，确切的额定电压应为25.9V和37V。依据厂家推荐的单体放电截止电压2.7V计算，理论上控制器的欠压值可以设定为18.9V和27V。电压-容量曲线图实际上，每组电池的电芯不可能做到完全一致，当电池组在放电过程中，总体电压高于欠压点时，某只单体电芯有可能会低于2.7V。此时若继续放电，就会对电池产生损害。因此在控制器具体设定时，必须适当抬高欠压值，建议可设定为22.5V和31.5V。可能有些人会担心，欠压值设

2、定过高，是否会影响到电池输出的能量。进而影响到整车的续行里程。其实，从锂电池的输出特性曲线图上可以看出，锂电池在放电过程中，其电压值下降是很平缓的，只有当电池容量接近放完时，电压才会急剧下降。因此，适当提高控制器的欠压值设定，可以防止电池组深度放电，以延长电池组的寿命。同时，对电池的放出容量几乎没有影响。有关控制器过流保护值的设定，也应该依据锂电池的性能而定。对锂电池产生伤害的不光是深放电，还有大电流放电。对于电动车用锂电池，目前厂家一般推荐的最大放电电流为2C，最大持续放点电流控制在10A以内，即对于10AH容量的电池，最大放电电流不得大于20A。但是由于尖峰电流的存在和实际过流保护的偏差，建议过流保护设定值为15A。在此设定值下，24V和36V规格的电动车最大输出功率可达270W和390W，可以满足电动车的正常骑行。二、为锂电池电动车配置合适的电机目前市场上电动自行车种类较多，如何为锂电池电动车选择电机呢？这要综合考虑电动车的实际使用情况和锂电池的放点特性。电动车平地骑行，当速度达到20km/h时，所需功率大致在120W。此时电池的放电电流在6A(24V时)和4.2A(36V时)左

3、右，电机的转矩约为6N.m。对于24V10AH或36V10AH容量的锂电池，续行里程可达到30km和45km以上。高速电机输出特性图当电动车爬坡或启动时，所需转矩会急速增加，此时电机电流也会同步上升。当电动车在下坡或顺风的情况下，所需转矩相应下降，此时电机电流也会同步下降。因此，电动车骑行时，电机功率、转矩和电流一直在变化中。所以，在选择电机时要充分考虑到以下几点：第一是确定电机功率。通过对电动车骑行时负载变化的分析，电机运行功率多数情况在80W到300W之间。因此，可以选定额定功率为150W200W的电机，即可兼顾电动车多种路况的运行。第二是对电机效率要有要求，其实所有电动车都应有此要求。电动车用电机工作时功率范围很宽，其高效率区间也应是宽范围的。目前高速电机基本能够满足此要求。但低速电机性能相对差些，离开了额定点，电机效率就迅速下降。第三是对电机的转矩要有要求。对于低速电机而言，在功率较低时，转矩随着电流的增大而增大，当功率超过额定功率后，转矩增大的趋势明显放缓，输入的电流相当部分转化成了热量，具体表现为电机发热，效率下降。对于高速电机而言，转矩随着电流的增加而增大，效率不会有明显下降。因此在大电流情况下，高速电机能够提供较大的转矩，使整车显得动力充足。综合上述分析，锂电池电动车用电机，选择功率为150W200W的高速电机为最佳，功率、效率、转矩要求均能够满足整车的使用。但是在此要提醒注意，高速电机在突然启动或加速时的尖峰电流很大，往往会超过限流值的二倍以上，甚至引起锂电池内部电路保护，这对锂电池的寿命影响很大。为此在采用高速电机时，希望在控制器设计时，能够采用延时启动方式，以剥弱尖峰电流。锂电池在电动车上的使用，确实为电动车开创了一个全新的前景。希望同行们了解锂电池的特性，以求与控制器、电机实现最佳匹配，设计出更多新款锂动力电动车。

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