如何更好的设计锂离子电池充电器

在制造过程中形成锂离子电池，或者在测试大量电池进行评估时，重要的是要选择合适尺寸的充放电系统。在制造过程中，你可能一次充电和放电数千个电池，必须考虑总功耗和热产生。为了获得利润而对系统进行过大的规模调整似乎是一个好主意，但是您必须考虑到额外的资本成本、系统规模和运营费用。

充电电路的最大电压和放电电路的最小电压是两大关键因素。电池本身是决定电池充电电压的决定性因素。例如，最大充电电压为4.2V，当然，这个电压是电池端子上必须出现的最大电压，但这并不是充电系统的最大电压。

充电器必须能够提供更多的电压，以克服电线中的电压下降和与电池的接触。可用的终端电压的充电器需要最大电压之和在电池(在我们的示例4.2V)加上电压降的电线,将电线的电阻乘以最大电流流过电线。

1、充电时电线上的电压下降。

你的第一反应可能是指定一个充电器电压是2或3V比电池的最大充电电压高。

这将大大提高你在接线和触点中的电阻，通过调整高阻线路，可以使用较长的电线或较细的电线，简化夹具设计。然而，虽然在充电器上有额外的电压以适应更高的阻力路径似乎是一种好处，但它的成本很高。首先，考虑充电器需要的额外功率，电线中的电源，即vdropiinwire，必须添加到充电器所提供的电源中。你还需要购买一个更大的充电器，可以提供更多的电力，以供应电线丢失的东西。你将为增加的电力消耗支付这笔费用。

接下来，你必须考虑到电线中的能量会以热量的形式消失。正常情况下，电线会被捆在一起，热量会积聚起来。最后,所有的余热产生的更强大的充电电路和电线的损失将增加更大的热环境系统/空调,负担本身必须大小的大,将花费更多奋勇,以及需要更多的电力操作(增加运行费用)。

三种可能的场景：

场景1：将一个3-AH18650个圆柱形电池充电到4.2伏，使用18根6米长的awg导线(包括正向和回程)和0.02Ω的接触电阻。

场景2：将100-AH袋状电池装到4.2伏，使用4根6米长的AWG电线(包括正向和回程)和0.02Ω的接触电阻。

场景3：将100-AH袋状电池装到4.2伏，使用总长度为2.5米的AWG电线(包括正的和返回的路径)和0.05Ω的接触电阻。

因此，正如你所看到的，简单地决定在布线设计上提供更多的电压裕度，以使设计更容易，而电线的阻力增加，对运营费用和成本有许多影响。你必须考虑权衡。

什么是放电？

现在，让我们来看看电池的释放。在这种情况下，虽然当放电电流流动时，导线的电阻仍然会引起电压下降，但是当电压下降到放电电路的端子时，电池上的电压就会降低。这意味着充电器电路的功率可以降低，因为在电池到达放电器之前，部分来自电池的能量会在电线中丢失。

2、放电时，电线的电压也会下降。

一般来说，充电器电路是电子负载。所有的电子负载都有一个最小的工作电压，通常是1到3v。这意味着你可以将全电流拉入放电器(负载)，直到达到最低工作电压。然后，当放电端电压降低时，可用电流将线性降低。

3、显示的是KeysightBT2200单元充电器/放电器系统中单个通道的工作电压和电流，用于制造单元。

当最大充电电压可以达到6v时，需要考虑导线的跌落。注意放电时的最小工作电压，并从1.9V降至1.2V。

所以，如果你想把你的电池放电到3.0V，电线有2.5V的下降(如上面的情况2)，那么这个充电器输入的电压只有0.5V。这可能低于放电器的最低电压;因此，可用的电流也将被降低。

你可能无法拉动足够的放电电流来满足你的测试要求。这将导致你必须指定一个更大的放电器在最大电流方面，即使你不会使用那个最大电流。一个更大的放电器会增加你的设备成本。

就像充电一样，热量会存在于电线中，它们会被捆绑在一起，导致热量积聚。

因此，再一次地，一个简单的决定，给予更多的电压裕度在布线设计，以允许更容易的设计与增加电阻的电线有许多分歧。你必须考虑权衡。

如果你的充放电操作一次只有几个单元，那么可能对操作成本和资本成本的影响并不大。然而，当测试许多电池或在制造过程中形成电池时，你将有许多需要同时测试的电池，每个单元都需要自己的充电器、放电器、夹具和电线。浪费的能源、多余的热量和增加的设备成本将成倍地增加。