钜大LARGE | 点击量：573次 | 2022年03月22日
锂离子电池和镍氢电池的优缺点是？
使用稳压电源对镍氢电池进行充电，充电电压上限设置为8.4V。使用同时寄送过来的充电器对锂电池进行充电。充电之后进行分别测试两种电池的端口电压：
(1)镍氢电池：电池1：7.487V；电池2：7.501V
(2)锂电池：电池1：8.344V;电池2：8.320V
02电池短路放电电流
短路放电电流反映了电池瞬间最大的放电能力。这在驱动电机时也决定了电机的瞬间功率。它越大，说明电池的动力性能越高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1.测试方案
使用一个大功率三相交流接触器作为控制开关，来控制电路的通断。将交流接触器三路触点并联，提高控制开关通过电流的能力。
使用HALL传感器测量电流大小。电流HALL的设置：100mV/A。利用示波器测量HALL电流传感器的输出信号，反映出回路中的电流变化情况。
▲测量短路电流方案
2.镍氢电池
(1)测量短路电流峰值
放电时间大约1秒钟，测量HALL输出电压波形大约2.7V。根据HALL电流传感器的量程（100mV/A）可以换算出镍氢电池的短路放电电流大约为27A。
▲镍氢电池短路放电电流波形
下面使用DS6014示波器获得电流电压波形，同时利用HALL电流传感器的电流比率，得到镍氢电池在短路下的输出电流波形。
▲使用DS6014示波器获得的放电电流波形
(2)测量短路电流输出时间
持续短路放电，电池经过9.5秒钟之后，断开。内部烧断。
▲持续放电直到电池烧坏
检查短路电流造成电池损坏内部的情况。打开电池包装，可以看到镍氢电池内部金属连线在断路电流作用下熔断了。
▲电池中的引线被烧蚀短
由于镍氢电池内部没有输出断路保护，所以在外部短路情况下，如果持续时间超过10秒钟，内部连接就会熔断。但是如果只是瞬间断路，电池不会发生爆燃或损坏。
3.锂电池
使用同样的方式测量锂电池的短路电流。在前面开始初步检查，没有发现锂电池内部有电流保护功能的电路板，所以在测试时需要格外的小心。
▲锂电池短路测试很危险，需要做好安全防护
▲锂电池、万用表、交流交出器、HALL电流卡钳
测试锂电池断路电流时，可以看到电池在输出极短的脉冲电流（峰值在40~60A）之后便截止了。直到接触器将电路断开。锂电池重新恢复输出电压。
从这个实验结果来看，锂电池内部应该是集成有电流保护电路。最初检查看到的引线输出的电路板，应该是在内侧（电路板的反面）有相应的电子功率器件完成电池输出电流保护功能。
▲锂电池短路放电电流波形
使用几个1欧姆的功率电阻并联，测量锂电池最大输出电流。
逐步增加电阻并联的个数，输出电流也逐步增加。在负载为0.5欧姆时，输出峰值电流在9A左右。
▲在0.5Ω负载下的电流波形
下图是在负载电阻为0.25欧姆时，输出电流达到了24A左右。
▲在0.25Ω负载下的电流波形
在负载电阻为0.2欧姆时，输出电流达到了27A。此时，锂电池放电电流就和前面测量的镍氢电池大体相同了。
▲在0.2Ω负载下的电流波形
▲使用六个1欧姆电阻作为负载进行测试
继续增加并联电阻，电池输出电流则不再增加。此时回路其他寄生电阻也影响了电流的进一步的增加。
▲在0.167Ω负载下的电流波形
在输出电流27A的情况下，持续放电。在持续10秒钟左右，电池输出中断。但此时电池并没有损坏。断开电池之后，电池输出电压恢复。这应该是内部保护电路板在大电流下发热，引起输出保护。
▲持续放电过程
将锂电池进一步拆开，漏出接口电路板的内部，可以看到其中的确具有大功率电子线路。
▲打开锂电池，暴露出其中的电池保护板
锂电池保护板上使用两颗MOS管来控制两个串联的锂电池的充电过压保护以及放电短路保护。这么小的MOS管可以输出27A，的确令人称奇。
▲锂电池内部的电流保护板
如果绕开电池保护板，进行断路实验会出现什么情况呢？
下面是直接将锂电池中的一节电池进行断路。可以看到，输出引线瞬间就熔断，电池也就报废了。
▲锂电池无保护状态下短路过程
下面锂电池在没有保护板情况下的放电电流波形，从中可以看到实际上电流的大小也是在27A左右，与具有电流保护板时的短路电流并没有太多的增加。只是此时电流的功率都消耗在电池的引线上，所以将电池的引线融化。
▲单颗电池无保护放电电流波形
结论
通过测试，这两款电池的输出短路电流都在25A以上，对于智能车竞赛车模来说，是够用了。只是对于有四个麦克纳姆轮的H车模来说，这个电流相对显得比较弱一些。
对于这两款电池的容量本实验中并没有进行测试。
