智能车竞赛动力锂电池分析

近期北京科宇公司（智能车竞赛B,E车模提供商）送来他们提供的锂电池以及充电器的样品。电池标称电压7.4V，2AH，最大放电电流20A，从性能上可以替代原来的镍镉电池。

拆开电池绿色包装塑料，可以看到电池是由两节18650锂电池与一块保护电路板组成。

拆卸锂电池

单节锂电池的标称数值为3.7V，2000mAH。因此串联起来就可以达到7.4V的输出。保护板背部标有20A的输出电流容量。

为了检查这款电池是否适合用于车模竞赛，从电池的输出功率、容量以及安全性进行初步测量。

输出功率

电池的输出功率受到端口电压U0以及电池内阻R0的限制。理论上讲，电池的最大输出功率为 (U0)^2/(4R0)，这是在外部负载等于电池内阻R0的情况下获得的。一般情况下，最大输出功率还会受到电池的最大输出保护电流的限制。

动力锂电池组由于内部带有20A的限流板，所以它的最大输出电流不会超过20A。由于限流板是与电池串联，所以整个电池的内阻等于限流板导通电阻+两节锂电池内阻。它的大小会影响电池在输出大电流的时候输出电压的下降。

使用霍尔电流表钳以及电子负载测量电池组在不同电流下的输出电压变化。得到的数据曲线如下图所示。在输出电流为7.68A的时候，输出电压从8.462A降低到7.338V，可以计算出等效的电池内阻约为0.15欧姆。

通过上述计算所得到的等效内阻，当电池输出20A的时候，端口电池的端口电压将会降低3V左右，也就是从7.4V降低到3.4V。此时输出功率大约为68W。

电池容量

电池容量代表着电池可以持续供电的能力。在同样的价格下，希望电池容量越高越好。

对于提供的两个电池，在8.2A（4C）放电电流下，分别进行放电，当放电压下降到6V左右，保护电路板的欠压保护起作用，测量放电容量。由于电池组内两节电池是串联在一起，所以电容放电容量应该等于单节电池的容量。

通过对于电流的积分可以计算出两个电池的容量分别是1.93AH，2.14AH，这与单节电池的容量基本相符。

同时对比一个日本品牌的18650动力锂电池的容量。它的容量居然高达3.25AH，这款电池的容量比起前面的多了50%，价格相对也比较高。