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Battery Charge
By Prof. Hsia
電池 type
充電電池 type
電池的特性簡介
記憶效應( Memory Effect ):表现為充电电池容量减少的现象。
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磷酸鋰鐵(英文: Lithium Iron
Phosphate ),是一種近年來備受矚目的鋰
離子電池的正(陰)極材料,其特色是不含
鈷等貴重元素,原料價格低,而且磷與鐵存
在於地球的資源豐富,不會有供料的問題
磷酸鋰鐵
? 電壓適中( 3.2V ~ 3.3V )、單位重量下
電容量大( 170mAh/g )、高放電功率、
可快速充電(能承受 3~5C 的充放電速率)
,而且循環壽命長(大於 2000 次)。在高
溫環境下的穩定性高,自放電低(少於
1 %/月)
單位重量下電容量大、高放電功率、
可快速充電且循環壽命長,
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電池並聯串聯連接達到所要規格
並聯 : increase current
串聯 : Increase voltage
19V Notebook battery , how to connect?
19/3.7v=5.1, 取 6x3.7=22.2V
Buck
19V22V
2000mAh, x2=4000mAh (2 並 , 提升電流 )
48V 15Ah 電動機車電池模組 ?
https://www.youtube.com/watch?v=mM-jr4r3a0s
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電動載具儲能系統之市場規模
EV : 純电動車
PHEV : 可插電油电動車
HEV: 電油混合电動車
以 1.2C-rate 放電,其放電時間為 2957 s ,
計算其加成效應後之修正後的加成效應電流為 13.2 Ah / 2957 s =
16.070A
1.0 C-rate : 定 流放電1A, 1小時电
各种充电方式的优缺点比较
定电流充电
◎ Driver: S=0 ,讓 PMOS 導通並 生電流產 。
)(C
2
2
1
VVI THGSL
W
OXpD ?= ?
PMOS Driver
Vgs increases, Id increases
=
NMOS Driver
Vdd
PWM
Control
)(C
2
1 2
VV
L
W
I THGSOXnD ?= ?
un=2.5 up
NMOS driver is about double to PMOS
S
D
G
Vgs=Vds, Id is max.
=
定电压充电
Buck
Power
4.2~4.8V
For Li-battery
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混合式壓充電
充電開始時採用定电流充电,充電到某電壓值
之後,再改用定電壓方式進行充電
CV
CC
Control
Need Charge Chip
脉衝充电
Vdd
Buck
Control
正負脉衝充电式
负压产生器
Charge IC design
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Current Sensor
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Wireless Charge
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技術 電磁感應 磁耦共振 微電波轉換 射光感應鐳
原理 法拉第電磁感應定律
利用同一共振頻率的收
發端傳送能量
將電磁波轉換成電流
利用 射及太陽能板鐳
傳送能量
傳輸功率 數 W~ 數百 KW 數 W~ 數百 KW >100mW 數百 KW
傳輸距離 <10cm 5m >10m >100m
轉換效率 70% 50% 1.6% 25%
優點 轉換效率高 充電遠距,無角度限制
無線電波傳送,可自
動且隨時隨地充電
充電距離遠,技術成
熟
缺點
1. 需加裝辨 系統識
, 然會對任何不
屬感應而發熱金
。
2. 有擺設限制,且
距 過短。離
1. 會引發同樣頻率金
屬共振而發熱,產
生安全危害。
2. 調頻技術較難。
轉換效 差,充電時率
間過長,大 能 以量 量
無線電波形式被 費浪
掉。
1. 光線容 被障礙易
物遮蔽。
2. 高強 射光具度雷
高 危險性。度
WPC Methods
Standard
https://www.youtube.com/watch?v=DB_qNqziJPg
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無線電力傳輸
提供給使用者方便及安全電力供給系統
3C 電子產品 - 未 必須超越來 USB 的 性便利
根據國際市調機構預估,
未 無線充電商機相當高來
未來幾年無線充電技術未來 4 年產值年複合成長
性高達 73% ,但認證規格及安規是主要障礙。
> 安培提出了磁針轉動之方向和電流流動方向遵從右手定理
> 法拉第定理磁通量隨時間變化,導線即能產生電流,
可再把磁能轉換成電流
RLC 串聯諧振電路
串聯式耦合架構
並聯式耦合架構
混合式架构
當比值愈大, Q 值愈大,頻寬 BW 可定義,
若 Q 值愈大,諧振頻率 fo 固定,頻寬小,選擇佳,能量較大。
線粗 , Q 大
發射端電感量測波形
08/19/16 無線電力傳輸之晶片及系統整合設計
諧振頻率
40KHz
峰對峰值
51.5V
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Two Output
半桥驱动电路
全桥驱动电路
Chip
WPC for Cell-phone
最新的 Qi 無線充電器可傳送 15W 電力至手機電池,能在 30 分鐘內充飽 60% 電
力
無線充電的概念和技術延伸到電動汽車上,
未來是否可以在等紅綠燈時,就讓你的電動車立即充電
?
邊開車邊充電
無線充電專用道
路
電動車瓶頸:電池的容量及充電站的不足
Nissan 的電動車大約每 100 英里(約 161 公里)就需充電,
特斯拉 S 系列( Model S )則可撐久一點,每 265 英里(約 426 公里)才充電。
無線充電技術延伸到電動車充電,或許可大幅改善充電的問題;
讓車子能更頻繁地充電,不需要大容量的電池,也可進一步降低電動車的成本??
。
除了美、日的電動車廠及研究機構對此技術有極大興趣外,
歐盟也相當關注利用無線充電技術來提升電動車充電的方便性。
Enel 的西班牙子公司 Endesa 宣布已開發 15 分鐘
內
將車子的電力充到 80% 的 50K 瓦無線充電系統
由 WPC ( Wireless Power Consortium )聯盟的 Qi 標準
,
為放置在 Ikea 家具的電器產品充電。
目前 Ikea 推出的無線充電家具種類有檯燈、桌燈和立燈等燈
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