鉅大LARGE | 點擊量：584次 | 2022年03月22日
鋰離子電池和鎳氫電池的優缺點是？
使用穩壓電源對鎳氫電池進行充電，充電電壓上限設置為8.4V。使用同時寄送過來的充電器對鋰電池進行充電。充電之后進行分別測試兩種電池的端口電壓：
(1)鎳氫電池：電池1：7.487V；電池2：7.501V
(2)鋰電池：電池1：8.344V;電池2：8.320V
02電池短路放電電流
短路放電電流反映了電池瞬間最大的放電能力。這在驅動電機時也決定了電機的瞬間功率。它越大，說明電池的動力性能越高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1.測試方案
使用一個大功率三相交流接觸器作為控制開關，來控制電路的通斷。將交流接觸器三路觸點并聯，提高控制開關通過電流的能力。
使用HALL傳感器測量電流大小。電流HALL的設置：100mV/A。利用示波器測量HALL電流傳感器的輸出信號，反映出回路中的電流變化情況。
▲測量短路電流方案
2.鎳氫電池
(1)測量短路電流峰值
放電時間大約1秒鐘，測量HALL輸出電壓波形大約2.7V。根據HALL電流傳感器的量程（100mV/A）可以換算出鎳氫電池的短路放電電流大約為27A。
▲鎳氫電池短路放電電流波形
下面使用DS6014示波器獲得電流電壓波形，同時利用HALL電流傳感器的電流比率，得到鎳氫電池在短路下的輸出電流波形。
▲使用DS6014示波器獲得的放電電流波形
(2)測量短路電流輸出時間
持續短路放電，電池經過9.5秒鐘之后，斷開。內部燒斷。
▲持續放電直到電池燒壞
檢查短路電流造成電池損壞內部的情況。打開電池包裝，可以看到鎳氫電池內部金屬連線在斷路電流作用下熔斷了。
▲電池中的引線被燒蝕短
由于鎳氫電池內部沒有輸出斷路保護，所以在外部短路情況下，如果持續時間超過10秒鐘，內部連接就會熔斷。但是如果只是瞬間斷路，電池不會發生爆燃或損壞。
3.鋰電池
使用同樣的方式測量鋰電池的短路電流。在前面開始初步檢查，沒有發現鋰電池內部有電流保護功能的電路板，所以在測試時需要格外的小心。
▲鋰電池短路測試很危險，需要做好安全防護
▲鋰電池、萬用表、交流交出器、HALL電流卡鉗
測試鋰電池斷路電流時，可以看到電池在輸出極短的脈沖電流（峰值在40~60A）之后便截止了。直到接觸器將電路斷開。鋰電池重新恢復輸出電壓。
從這個實驗結果來看，鋰電池內部應該是集成有電流保護電路。最初檢查看到的引線輸出的電路板，應該是在內側（電路板的反面）有相應的電子功率器件完成電池輸出電流保護功能。
▲鋰電池短路放電電流波形
使用幾個1歐姆的功率電阻并聯，測量鋰電池最大輸出電流。
逐步增加電阻并聯的個數，輸出電流也逐步增加。在負載為0.5歐姆時，輸出峰值電流在9A左右。
▲在0.5Ω負載下的電流波形
下圖是在負載電阻為0.25歐姆時，輸出電流達到了24A左右。
▲在0.25Ω負載下的電流波形
在負載電阻為0.2歐姆時，輸出電流達到了27A。此時，鋰電池放電電流就和前面測量的鎳氫電池大體相同了。
▲在0.2Ω負載下的電流波形
▲使用六個1歐姆電阻作為負載進行測試
繼續增加并聯電阻，電池輸出電流則不再增加。此時回路其他寄生電阻也影響了電流的進一步的增加。
▲在0.167Ω負載下的電流波形
在輸出電流27A的情況下，持續放電。在持續10秒鐘左右，電池輸出中斷。但此時電池并沒有損壞。斷開電池之后，電池輸出電壓恢復。這應該是內部保護電路板在大電流下發熱，引起輸出保護。
▲持續放電過程
將鋰電池進一步拆開，漏出接口電路板的內部，可以看到其中的確具有大功率電子線路。
▲打開鋰電池，暴露出其中的電池保護板
鋰電池保護板上使用兩顆MOS管來控制兩個串聯的鋰電池的充電過壓保護以及放電短路保護。這么小的MOS管可以輸出27A，的確令人稱奇。
▲鋰電池內部的電流保護板
如果繞開電池保護板，進行斷路實驗會出現什么情況呢？
下面是直接將鋰電池中的一節電池進行斷路。可以看到，輸出引線瞬間就熔斷，電池也就報廢了。
▲鋰電池無保護狀態下短路過程
下面鋰電池在沒有保護板情況下的放電電流波形，從中可以看到實際上電流的大小也是在27A左右，與具有電流保護板時的短路電流并沒有太多的增加。只是此時電流的功率都消耗在電池的引線上，所以將電池的引線融化。
▲單顆電池無保護放電電流波形
結論
通過測試，這兩款電池的輸出短路電流都在25A以上，對于智能車競賽車模來說，是夠用了。只是對于有四個麥克納姆輪的H車模來說，這個電流相對顯得比較弱一些。
對于這兩款電池的容量本實驗中并沒有進行測試。
