11.1V 20Ah 石油勘探設備用鋰電池設計方案

前言：石油危機成為全球關(guān)注的話(huà)題，隨著(zhù)現代社會(huì )的飛速發(fā)展，人類(lèi)對石油能源的需求及依賴(lài)愈來(lái)愈強，尋找儲備更多更豐富的石油能源資源已經(jīng)成為全球關(guān)注的共同話(huà)題。高精密進(jìn)口便攜式石油勘探設備的發(fā)明成為工作人員進(jìn)行野外長(cháng)期科研勘探測試的重要工具，而為高精密石油勘探設備提供高效、便攜、輕便、充足的后備電源解決方案則是科研人員進(jìn)行長(cháng)期野外工作的重要保證。

 

18650鋰電池組因其自身所具備的特有優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為此類(lèi)高科技測試儀器后備電源解決方案的首選。

 

方案要求

 

一、石油勘探設備用鋰電池設計方案要求：   

石油勘探設備是一種便攜式野外石油地質(zhì)及石油儲備源的勘探設備，可對地表層面的相關(guān)地質(zhì)層進(jìn)行檢測，通過(guò)先進(jìn)的核磁共振巖心分析，利用石油和水中的氫原子核在磁場(chǎng)中具有共振并產(chǎn)生信號的特性來(lái)探測巖石物性，以發(fā)現地下相關(guān)石油源并判定石油儲備的含量。傳統的戶(hù)外供電裝置均采用鉛酸電池，其低能量密度、大體積、高質(zhì)量等缺點(diǎn)給勘探人員戶(hù)外工作增加了負擔，新型石油勘探設備用鋰電池具備高能量比、輕質(zhì)量、小體積、高循環(huán)壽命、高安全、高電壓、一致性好等優(yōu)點(diǎn)。鋰電池組設計方案通過(guò)進(jìn)口大容量的三洋電芯、防水外殼，防水航空插頭及LED數顯屏進(jìn)行組合而成，該方案輸出過(guò)流保護值為20A，最大設計容量為40Ah，采用過(guò)溫70℃自動(dòng)保護裝置，可以長(cháng)時(shí)間滿(mǎn)足儀器用電需求，正被廣泛應用到石油勘探設備領(lǐng)域。

具體設計要求參數如下：

1）鋰電池組型號設計要求：18650-3S8P/20Ah/11.1V。

2）電路部分設計要求：

    1、單節過(guò)充保護電壓：4.35±0.25V

    2、單節過(guò)充恢復電壓：4.15±0.50V

    3、單節過(guò)放保護電壓：2.40±0.08V

    4、單節過(guò)放恢復電壓：3.00±0.10V

    5、組合電池過(guò)流保護值（10ms）：30~35A

    6、組合電池過(guò)溫保護值（可恢復）：70±5℃

    7、成品電池還具備短路、反充保護。

3）電池循環(huán)壽命設計要求：300~500次（國標充放電標準）

4）池外型尺寸設計要求： 200*120*75mm

二、石油勘探設備用鋰電池設計方案：

 

1）保護板（PCM）：主要是對可充電鋰電池組進(jìn)行設計的保護線(xiàn)路，由于鋰電池本身的化學(xué)特性，需要提供智能電量計算、過(guò)充、過(guò)放、短路、過(guò)流等保護功能，以避免引起燃燒、爆炸等危險。

 

2）保護IC（Protection IC）：設計方案的主要保護功能芯片，對電芯進(jìn)行過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、短路等功能的在線(xiàn)時(shí)時(shí)監測，使電芯在安全穩定高效的范圍內工作。

 

3）溫度開(kāi)關(guān)：主要針對溫度保護功能設計。當電池本身的溫度因其它異常問(wèn)題達到70±5℃范圍時(shí)，溫度開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，進(jìn)行溫度保護。

 

4）18650鋰離子電芯/18650/2500mAh/3.7V Li-ion cell（SANYO）。

 

5）場(chǎng)效應管（MOSFET）：MOSFET管，在保護電路中起開(kāi)關(guān)作用，永遠使負載兩端的電壓不會(huì )升高也不會(huì )降低，保證電壓穩定。

 

6）LED電壓顯示表：對電池模塊的電壓指示，方便對電池電壓和電量進(jìn)行監測。

 

7）防水模式：真空防水輸入輸出插頭、防水開(kāi)關(guān)、電池防水白盒，使整體電池處于防水模式。

 

見(jiàn)下圖。