电池以5C充电是什么意思

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看到一个关于电动汽车的短视频,发布会上说以5C的超快充给电池充电:

电池以5C充电是什么意思

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本文不是广告,大家忽略汽车品牌本身,这里说下什么是5C充电。

记得当年大学刚毕业时,公司让设计一款电纸书阅读器。

电池以5C充电是什么意思

电纸书阅读器内置锂电池,其充电电流要求设计为0.4C。

电池以5C充电是什么意思

当时傻傻地不知道什么是0.4C,困惑了一小段时间,所以看到短视频里的5C有感而发,同时感概5C充电还是很厉害的。

5C中的C是单词“Capacity(容量)”的缩写。

5C充电是指以5倍于电池容量数值大小的电流进行充电。比如,一个电池容量为2000mAh,5C充电电流就是10000mA,即10A的电流。

如果电池容量为100Ah(安时),那么以5C充电的电流大小就是5×100=500A。

电池以5C充电是什么意思

理想汽车的麒麟5C电池,在测试环境下,5C充电倍率电流能超过700A;其配套的5C超充桩,单桩峰值输出电流为740A。

5C充电速度非常快,对电池的性能和安全性要求极高。这种高倍率充电可能会导致电池发热严重,对电池的材料、结构设计以及充电管理系统都提出了巨大挑战。如果控制不当,可能会影响电池寿命甚至带来安全风险。

值得一提的是:

以5C充电,就能以0.2小时把电池充满吗?

以0.4C充电,就能以2.5小时把电池充满吗?

答案都是否定的。

下面以电纸书阅读器为例进行说明。(注意电动车电池的充电可能有一些区别)

0.4C充电意味着充电电流大小是电池容量的0.4倍。在理想状态下,以这样的电流充电,2.5小时正好可以将电池充满。但在实际情况中,由于存在充电过程中的能量损耗等因素,无法在严格的1小时内将电池完全充满。

同时,电纸书阅读器使用的充电管理芯片(具体型号为MP26028)给锂电池充电时有涓流充电、恒流充电、恒压充电、充电结束四个过程,只有在恒流充电过程中是以0.4C在充电:

电池以5C充电是什么意思

一、涓流充电

当电池电压低于一定值时,充电器会采用较小的恒定电流对锂电池进行预充。这是为了避免电池因过度放电而损坏,同时也能慢慢恢复电池的性能。

二、恒流充电

当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,充电器进入恒流充电模式。在这个阶段,充电电流保持恒定。随着充电的进行,电池电压会不断上升,直到达到设定的电压值(如4.2V)。

三、恒压充电

当电池电压达到设定值(如4.2V)后,充电器转为恒压充电模式。此时,充电电压保持恒定,充电电流会逐渐减小。随着电池电量的逐渐充满,电池内部的化学反应使得其能够接受的充电电流越来越小,直到充电电流降至设定值以下(通常为恒流充电电流的1/10),充电过程结束。

四、充电结束(终止)

当恒压充电阶段的充电电流降低到足够低的水平时,充电管理芯片停止充电,以防止过充对电池造成不可逆的损害,甚至引发安全事故。此外,为了确保安全,充电管理芯片还可能会采用其他的充电终止条件,如达到最长充电时间、电池温度过高(如达到 60℃)等。

以上的电池充电知识是硬件工程师需要掌握的,应届毕业生如果在面试时可以回答上来,说明不仅掌握了一般的充电电路设计,并且理论功底不错。

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