鐵鋰電池優(yōu)越的放電性能給人以青睞，從圖上看75%的放電電壓是平穩(wěn)的。在放電的過程中電壓跌落非常小，放電電壓在3.0V-3.3V之間。還有放電率，能支持10C或更高30C的放電率。這一點(diǎn)非常重要，36V（180瓦）電動(dòng)自行車平穩(wěn)行駛時(shí)的電流大約是5A，啟動(dòng)、爬坡時(shí)是這個(gè)電流的幾倍，要考慮能有20A電流的輸出。如果你用10AH的電池，那么你這個(gè)電池的放電率至少要2C（放電倍率），你用8AH的電池放電率要在3C以上。好在做動(dòng)力型的鐵鋰電池其放電率都比較高，在2C、3C以上的都可做電動(dòng)自行車的動(dòng)力電池。放電倍率在30C以上的可做汽車發(fā)動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電池。

3、充放電循環(huán)次數(shù)（壽命）

傳說中鐵鋰電池的循環(huán)壽命在1000次以上，鐵鋰電池的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)做過這方面的試驗(yàn)，相信他吧。然而這里要說明一個(gè)問題，這個(gè)1000次是充滿到放光的1000次，如果放電50%就充電，那么這個(gè)次數(shù)是多少？2000次？實(shí)際上這個(gè)是不成線性比例的，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)比2000次大得多，對(duì)于鐵鋰電池不要采用充滿榨干的辦法，要勤充電，放電量達(dá)50%（可根據(jù)行駛里程推算）后就可充電，無論對(duì)使用壽命、使用性能都有好處。

4、鐵鋰電池串聯(lián)平衡性能

單體鐵鋰電池有優(yōu)越的充放電性能，那么串聯(lián)起來形成電池組的性能又如何呢？實(shí)驗(yàn)：買了4塊5AH的鐵鋰電池做一個(gè)移動(dòng)電源，只做了一個(gè)外圍的保護(hù)電路，充電電壓大于14.6V、放電時(shí)電壓小于9V關(guān)機(jī)。

 

     這4個(gè)電池用同一個(gè)3.6V充電器進(jìn)行充電，再串把電池聯(lián)起來。原始狀態(tài)應(yīng)該是平衡的，放電到關(guān)機(jī)，用14.4V進(jìn)行串聯(lián)充電，經(jīng)幾次充放電后平衡打破了，放電不到5AH就關(guān)機(jī)了。這種不平衡產(chǎn)生的機(jī)理是由于電池充電末期電勢和內(nèi)阻快速上升造成的，而且放電越深平衡度越差。鐵鋰電池充電平臺(tái)在3.3V左右，如果充電后期有2塊電池已經(jīng)充滿；電壓上升，充電退出恒流區(qū)，改為定壓充電，14.4V減去2塊未充滿的電池電壓6.6V，還有2塊電池上的電壓每塊就是3.9V，此時(shí)電池內(nèi)阻上升、電勢升高充電電流迅速下降至幾十毫安。從表象上看4塊電池的端電壓已經(jīng)到達(dá)預(yù)定設(shè)置電壓14.4V，電流也趨于零了，好像已經(jīng)充滿，其實(shí)還有2塊電池還沒充滿；如果再放電、充電幾次，這種不平衡就會(huì)越來越厲害。未充滿電的電池在放電時(shí)率先放完電進(jìn)入高內(nèi)阻區(qū)，有的人不用充電平衡板裸奔，以至于剛充好電的車騎一會(huì)兒就沒電了。

     怎樣使得充電平衡是電池串聯(lián)運(yùn)用中的關(guān)鍵一個(gè)環(huán)節(jié)。雖然在平衡問題上解決的方法有很多，但有些太復(fù)雜了，自制有困難。復(fù)雜的問題簡單化吧。用耗能分流法來解決?？磮D：

 

 

    電路中有2個(gè)地方要介紹一下：用1W的LED既做指示燈又做放電負(fù)載，且分流電流隨電池端電壓的升高而非線性快速增加，有利于提供較大的串聯(lián)充電電流、有利于快速泄放掉多充的電量；用了AZ431L低基準(zhǔn)電壓1.24V的穩(wěn)壓管，工作電流很小，整個(gè)電路的靜態(tài)電流只有0.1mA（裝在電池上這個(gè)就是放電電流）。

    板子做好以后先不裝電池測試一下，用可調(diào)電源（帶可調(diào)限流）接到應(yīng)接電池的兩端，從3V開始逐步增加電壓，某一點(diǎn)LED 亮了，這點(diǎn)就是起控點(diǎn)。上面電路中0.1uF的電容一定要接，不接電容3.5V以上LED燈就會(huì)有閃爍（抖動(dòng)），接了電容起控分界點(diǎn)會(huì)很明確。由于電阻的精度關(guān)系，起控電壓可能要偏離計(jì)算值，要進(jìn)行修正，在業(yè)余條件下，可用50K精密可調(diào)電阻來調(diào)整。

充放電試驗(yàn)：在放電時(shí)故意把2塊電池多放了點(diǎn)，故意造成電池不平衡。用14.4V1.5A充電，未多放電的2個(gè)電池率先亮燈，電池電壓3.9V，LED燈電流250mA,此時(shí)充電電流只有0.3A，也就是說2塊未充滿的電池是在0.3A充電。這里有一個(gè)平衡充電時(shí)間問題，假設(shè)電池充電后期的容量差異值是0.3AH，用0.3A充電那么就要多用1個(gè)小時(shí)充電。2塊多放電的電池充滿后電壓會(huì)上升到3.59V，此時(shí)充電電流只有幾十毫安，2個(gè)LED燈依然很亮，此時(shí)是在用電池的電在放電，直至燈全部熄滅，充電完成，斷開充電器測量電池電壓都在3.6V以上。再用20W燈泡放電后再充電，充電后期LED燈全部不亮，說明沒有一個(gè)電池的電壓超過3.66V，電池基本平衡。用這種辦法做充電平衡效果還可以，價(jià)格便宜仔細(xì)算算（一個(gè)獨(dú)立單元）零件不到2元錢。這電路是一個(gè)獨(dú)立的單元，可做成4串、12串。。。。重復(fù)即可。

電池平衡充電的2個(gè)參數(shù)：

充電電壓：3.6V （單個(gè)）  14.4V（4串）  43.2V（12串）

保護(hù)板放電起控電壓：3.63V—3.7V 要看保護(hù)板的電阻精度和充電器輸出電壓精度，電壓值取得太高了，就會(huì)形成保護(hù)板自身對(duì)電池產(chǎn)生的人為不平衡。此電壓低了如3.6V到充電后期全部的分流閘門都打開了，是在充電還是在放電都搞不清（充電器亮紅燈）。筆者認(rèn)為3.63V到3.65V為好。

保護(hù)板放電（分流）電流：這個(gè)電流的大小影響了均衡時(shí)間的長短，以及在電池不平衡時(shí)率先充滿的這個(gè)電池上的電壓（前面實(shí)驗(yàn)中這個(gè)電壓已經(jīng)達(dá)到了3.9V）。當(dāng)鐵鋰電池的差異度小的時(shí)候，這個(gè)電流的大小取充電電流的10%-15%即可。當(dāng)鐵鋰電池的差異度大的時(shí)候，不可想象，應(yīng)該提供更大的電流通路，上面這個(gè)電路中的8550及LED都要改變。網(wǎng)上出售的保護(hù)板，均衡電流都設(shè)置在100mA以下，能起平衡作用嗎？

5、一對(duì)一平衡充電法

上述鐵鋰電池的平衡充電辦法覺得平衡問題得不到充分解決，嘗試一對(duì)一充平衡充電法，也就是一塊電池用一個(gè)充電器，36V電動(dòng)自行車用12塊鐵鋰電池相應(yīng)配12塊開關(guān)電源板。此法只要充電器輸出電壓準(zhǔn)確效果是可想而知。原電動(dòng)自行車有三塊鉛酸電池，換12塊鐵鋰電池后有空出一塊鉛酸電池的位置正好放12個(gè)充電器。于是動(dòng)手吧。

二、購買鐵鋰電池和充電器

淘寶網(wǎng)上鐵鋰電池較多，但多為拆機(jī)貨，拆機(jī)貨可以用，但是拆機(jī)貨原來已經(jīng)使用了多久不知道，如賣家標(biāo)10AH，這電池出廠是12AH的那么剩余容量只有原來的83%，按照標(biāo)準(zhǔn)電池容量降到標(biāo)稱容量的80%就算是壽命到了。

淘了塊鐵鋰電池，賣家說是A片：容量9AH、標(biāo)稱電壓3.2V、內(nèi)阻≤6mΩ、最高充電電壓:3.65+-0.05V、持續(xù)放電電流:40A(5C)、最大放電電流:90A(15C)、最低放電電壓:2.00V、重量：250g、價(jià)格23元、尺寸(mm):7.8(厚度) x 88(寬度) x170(長度)，這尺寸正好放入原電池倉2塊鉛酸蓄電池的位置。買回來測試容量（氣溫15度），0.3C放電只有8AH，看來賣家有點(diǎn)虛標(biāo)（在25度時(shí)估計(jì)有8.5AH）。按照36V電動(dòng)自行車行駛里程的估算：1AH可行駛3公里至4公里，8AH可行駛24-32公里，由于電池能支持5C放電而且上下班路程不遠(yuǎn)湊合著用吧。

 

 

淘了塊5V3A的開關(guān)電源：

 

 

 

    這個(gè)開關(guān)電源做工不錯(cuò)4.5元一個(gè)。由于充電器長期與電池接通的要考慮電池通過電源板放電（倒灌電流），這電源板上有LED的指示燈要改，沒有拆掉LED而是把LED接到整流管的前面，這一改有意想不到的效果：空載時(shí)指示燈不亮，有負(fù)載時(shí)指示燈亮正好做充電指示燈用，充電時(shí)指示燈亮，充滿后指示燈微亮或不亮。再改輸出電壓，先拆掉原來431上面的2個(gè)分壓電阻，由于手頭電阻阻值型號(hào)不多，用4.7K和2K的電阻，不接市電接上電池時(shí)的倒灌電流為1.5mA，是電池容量的千分之一以下，長期接在電池上問題不大。接上市電輸出空載電壓變?yōu)?SPAN lang=EN-US>3.56伏（2K電阻上串聯(lián)70歐姆電阻，輸出3.6V），接上20W12V的燈泡，點(diǎn)亮。把6電源板疊起來做成一組，12塊鐵鋰電池按照串聯(lián)接好，裝入電池盒。充電試驗(yàn)，乖乖12個(gè)指示燈都在閃光，市電上接的功率計(jì)從幾十瓦到幾百瓦在跳動(dòng)，充電不穩(wěn)定；在每塊電源上串聯(lián)0.5歐姆的電阻試試也不行。

經(jīng)驗(yàn)：開關(guān)電源能點(diǎn)亮燈泡不等于能給電池充電（電池內(nèi)阻?。荒芙o電池充電不等于能點(diǎn)亮燈泡（電池本身有電，能給恒流電路提供工作電流）。

要使得充電器能穩(wěn)定工作必須要加恒流（限流）措施。方法一：看圖

 

 

 

 

 

 

   一個(gè)典型的限流電路，用0.22歐姆的取樣電阻，充電時(shí)取樣電阻上的電壓達(dá)到0.6伏（實(shí)測）時(shí)，電路穩(wěn)定工作，充電電流應(yīng)該是2.7A。

問題：取樣電阻功耗是1.62W，12個(gè)就是19.44  W。不說效率問題，這樣一個(gè)熱源放在電池盒中行嗎？電池盒成烤箱了。不介意的話可用這個(gè)電路，簡單容易制作。

方法二，用LM358運(yùn)放做恒流，看圖：

 

 

 

 

     由于電池本身有3V以上的電壓，所以LM358能正常工作，此電路效果也非常好。改變2腳的電壓可改變輸出電流的大小，這里取樣電壓沒有做穩(wěn)壓，有一個(gè)充電電流回縮過程。電路中取樣電阻50毫歐，2腳電壓0.1V（0.15V）計(jì)算輸出電流為2A（3A），取樣電阻功耗為0.2W。能滿足要求，充電效果蠻好，但是手工雕刻12塊電路板太麻煩了。

     又看上了一塊電源板5V1.5A。

 

 

 

在輸出的地方有一塊6個(gè)腳的集成塊，賣家說集成塊上印字是G7L，2.5元一塊便宜，買了15塊。還好沒買錯(cuò)。這的確是一塊帶有CC、CV的電源板子。G7L就是AP4306 CC/CV集成塊，恒流部分的基準(zhǔn)電壓70mV、穩(wěn)壓基準(zhǔn)電壓是1.21V。用10K和20K的電阻替換掉原1腳上的2個(gè)分壓電阻后輸出電壓變?yōu)?SPAN lang=EN-US>3.63V。測試倒灌電流2.5mA。

 

 

 

 

   這個(gè)取樣電阻從色環(huán)上讀不通（橙、蘭、白、金、綠），從輸出電流（賣家標(biāo)1.5A實(shí)際是2A）和70mV上推算應(yīng)該是36毫歐。

 

 

 

    6個(gè)串起來做一組，12個(gè)板子做成2組，長度不超過100厘米正好放入電池盒。由于在狹小的空間放入12個(gè)充電器，散熱是個(gè)問題還有充電器之間的相互干擾，好在這款電源有熱保護(hù)，總的來說充電效果不錯(cuò)。

電池和充電器放入盒子后圖：

 

 

 

 

 

     原車上的鉛酸蓄電池充電器經(jīng)改造后也可以用。輸出電壓改成43.2V；去掉原鉛酸蓄電池充電時(shí)的增壓部分電路（開始充電時(shí)抬高電壓的電路），斷開其中一個(gè)元件即可。直充和均衡充電可交替使用。

三、改造后效果

重量輕，電池盒重量只有原來的三分之一多一點(diǎn)，特別適用于要拎到樓上充電的人，充電12個(gè)小時(shí)都沒關(guān)系，不用擔(dān)心充壞電池。雖然這塊鐵鋰電池只有8AH，但啟動(dòng)性能、爬坡性能、騎車的效果比鉛酸蓄電池（10AH）好多了。材料價(jià)格也不貴電池和充電器在內(nèi)只有300元多一點(diǎn)。有動(dòng)手能力的人是很容易制作的。

四、注意事項(xiàng)

1、溫度對(duì)鐵鋰電池容量的影響相當(dāng)敏感，在氣溫零度時(shí)的容量只有25度時(shí)容量的60%-70%?？磥龛F鋰電池在南方比較適用。

2、由于磷酸鐵鋰電池安全性能好，所以沒安裝放電保護(hù)之類的電路，實(shí)際上放電保護(hù)電路也要影響電池的輸出性能，還有電動(dòng)自行車本身有低壓過放電開關(guān)。任何電池都怕短路，在使用中要防止短路，接線要牢靠，大電流的接線要套耐高溫的絕緣管，以防止高溫熔化電線塑料后產(chǎn)生短路。

3、 12串的鐵鋰電池空載時(shí)的端電壓在40V左右(有沒有放過電看不出來),要在行駛（放電）時(shí)看電壓表，在行駛時(shí)電壓為37V-38V時(shí)就要準(zhǔn)備充電了，不然鐵鋰電池說沒電就沒電了。如果電壓表指針晃動(dòng)的厲害，那就是有個(gè)別電池已經(jīng)沒容量了（會(huì)造成電池過放電和反向充電），要立即停止使用迅速充電。

4、充電器長期接在電池上會(huì)放電的，理論計(jì)算這放電電流要3-4個(gè)月才能把電池的電放完，如長時(shí)間不用你也要去充電的。

鐵鋰電池在應(yīng)用中還有許多技術(shù)問題需要改進(jìn)，如一對(duì)一充電可否用4個(gè)或6個(gè)做一個(gè)集成充電器；在輸出電路中控制恒流的這部分電路需單獨(dú)次級(jí)繞組供電，那么倒灌電流就會(huì)很小在微安級(jí)。每個(gè)充電器用金屬盒子屏蔽既散熱又避免相互干擾。

磷酸鐵鋰電池平衡串聯(lián)充電，請(qǐng)閱讀“磷酸鐵鋰電池平衡充電之間歇充電法 ”一文。