锂电池常用的差分电压DVA和容量增量ICA分析方法

锂电池常用的差分电压DVA和容量增量ICA分析方法

基于电压电流测试数据的锂离子电池老化分析方法为容量增量分析法（ICA）和差分电压分析法（DVA），通过对电池小倍率恒流充放电过程中的 容量-电压 曲线求导即可得到容量增量曲线（ｄQ／ｄV-V，IC曲线），对 电压-容量 曲线求导即可得到微分电压曲线（ｄV／ｄQ-Q，DV曲线），通过分析IC或DV曲线上各种峰谷特征随电池老化的演变规律，即可对电池的老化模式和健康状态进行全面的评价。

正负电极活性材料在锂离子嵌入和脱出过程中依次经历多个不同的相变阶段，每一个相变阶段对应着正负电极OCV曲线上的一个电压平台。全电池OCV曲线等于正负电极OCV曲线之差，因此全电池OCV曲线上的电压平台为正极和负极多个相变阶段综合作用的结果，全电池曲线上的每一个电压平台即对应着一种正极和负极相变阶段的特定组合。随着电池老化，其OCV曲线上的电压平台将出现相应变化。

电压平台的变化可以反映电池的老化模式，但该变化难以从电池OCV曲线上直接捕捉到。对电池的 容量-OCV 曲线求导即可得到其IC曲线，表示单位电压变化对应的充放电容量。经过这种转换后，OCV曲线上的电压平台变为IC曲线上较为突出的峰，电压平台随电池老化的微弱变化也转变为了IC峰较为明显的衰减。IC曲线上各个峰下包络的面积即OCV曲线上各个电压平台对应的容量可以表示参与该相变阶段反应的锂离子数量。因此，IC峰面积随电池衰退的变化可以反映电池的各种老化模式，包括LAMpe、LAMne和LLI，此即ICA分析法。

虽然在IC曲线上可以清晰地看到各个峰随电池老化的变化，但是并不能直接获得各个峰所对应的面积。对电池的 OCV－容量 曲线求导即可得到电池的DV曲线，表示单位容量对应的电压变化。IC曲线上的峰分别对应着DV曲线上的各个谷，由于DV曲线的横坐标为容量，可以更为方便地获取曲线上各个谷所对应容量。

综上所述，IC曲线和DV曲线清晰地建立了电池外部电压电流监测数据与内部反应机理之间的有效联系，通过分析IC曲线和DV曲线的峰谷特征随电池老化的演变规律可以定性辨识电池的老化模式。

文章来源：新能源时代

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内置超41万毫安时电量电池组，百克龙2200W户外电源拆解

前言

百克龙推出了E1500 LFP户外电源，这款户外电源采用通过UL认证的磷酸铁锂电池，电池容量为1536Wh，并具备加电包拓展接口，支持级联大容量加电包扩充容量，支持连接两个3072Wh的加电包，扩展至7680Wh容量。

户外电源内置双向逆变模块，为纯正弦波输出，额定逆变输出功率为2200W，峰值输出功率为4400W。户外电源自充电功率为1100W，50分钟即可充电80%。户外电源具备100W USB-C快充输出，具备18W USB-A快充输出，并具备12V直流输出。

户外电源还支持太阳能电池板充电，机身具备两个太阳能充电输入接口，支持不同的输入电压。可使用百克龙太阳能电池板为户外电源充电，最大充电功率达700W。机身顶部设有无线充电区域，支持15W无线快充输出，在使用户外电源时，可以为手机无线充电。下面充电头网就带来百克龙这款户外电源的拆解，一起看看内部的设计和用料。

百克龙E1500 LFP户外电源开箱

百克龙E1500 LFP户外电源采用牛皮纸箱包装，一面印有产品简图以及注意事项标识。

产品附带一个配件收纳包，黄黑色调设计与户外电源的相同，正面中心印有pecron品牌。

配件包括安德森太阳能充电线、鳄鱼夹12V输出线、车充线、MC4太阳能充电线、电源线。

电源线两端分别为三脚插头和品字插头，有接地处理。

电源线线身规格为300/500V 3x1.5mm²，使用更安全。

百克龙 E1500 LFP户外电源延续家族式黑橙配色设计风格，以黑色为主体，边角采用大块橙色橡胶包裹缓冲，功能接口基本集中设计在正面。

正面左侧上方是两个DC充电口，并有胶塞保护防尘防潮。一旁印有32~95V 700W（最大）、12~18V 100W（最大）两组对应参数，信息一目了然。

两个DC插口分别为GX16MF-5充电口和DC5521充电口，分别可以支持太阳能板充电和车充充电，为用户提供AC充电之外的另外两种选择，户外用电更放心。

下方配置保险丝座以及品字座AC输入口，也同样印有相应参数：210~230V 10A（最大）。

品字座AC输入口同样是采用胶塞保护，细节到位。

保险丝座上设计有取出提示箭头。

通过提示操作可以方便将保险丝取出。

中间区域配置LCD智能显示屏，右侧还设有DC输出（包括12V/USB/无线充）和AC输出（210~230V）的独立开关键，使用更加安全和省电。

DC、AC输出功能通过长按对应按键开启/关闭，LCD智能显示屏可进行UPS功能、无线连接、温度报警、电池电量/电压、AC220V输出过载报警、DC充/放电指示、充/放电功率、DC输出、AC输出功率（W）/电压（V）、AC输出、PF数值/充放电剩余时间（H小时）、时间这些丰富功能显示，让用户对这款户外电源的使用状态一目了然。

显示屏下方是两个AC输出插口，有双脚和三脚插口两种类型，满足不同电源线的使用需求，最大输出功率达2200W，性能强悍。

正面右侧是另外的DC输出口，包括XT60 DC 12V输出口、点烟器DV 12V输出口、5525 DC 12V输出口。

点烟器输出口也有胶塞保护。

右侧下方配置4A2C六个USB接口，每个接口的输出功率一一标注，使用方便。

机身背面无特殊设计，外壳上自上而下设有条状凸起。

顶部中心设有无线充电功能并印有相应提示，一旁贴有户外电源的使用操作和注意事项提示。顶部两侧设有提手，方便用户进行搬运。

底部中心贴有户外电源铭牌贴纸。

产品铭牌特写

容量：1536Wh（51.2V 30Ah）

AC交流输出(x2)：总功率2200W 210V~230V 50Hz/60Hz

USB-A输出(x4)：5V、9V、12V，最大18W

USB-C输出(x1)：5V、9V、12V，最大18W

USB-C输出(x1)：5V、9V、12V、20V，最大100W

12V输出(x3)：DC13.6V，最大30A

AC充电功率：最大1400W

AC充电输入电压：210V~230V，50Hz/60Hz

UPS功率：最大2200W

DC充电输入：12V~18V，最大100W

32V~95V，最大700W

放电温度：-20~45℃

充电温度：0~45°C

机身一侧设有格栅散热窗口，对应的内置两个散热风扇清晰可见，主动散热设计让用户使用大功率设备更放心。

同侧下方设有一个加电包拓展接口，用户可通过此连接额外电池包来获得更长的续航体验，并降低旅行过程中的充电频率。

另一侧也设有格栅散热窗口。

实测百克龙E1500 LFP户外电源机身长度约为37.5cm。

厚度约为23.5cm。

高度约为30cm。

另外测得百克龙E1500 LFP户外电源重量约为20.05kg。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得上排第一个USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC2.0/3.0、FCP、SCP、VOOC/DASH/WARP、PE2.0充电协议。

测得下排第一个USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC2.0/3.0充电协议。

测得最后两个USB-A接口兼容协议相同，均支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0充电协议。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、AFC、QC3+/5、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位，以及3.3-11V3A、3.3-21V3A两组PPS电压档位。

测得USB-C2口支持FCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示USB-C2口具备5V2.4A、9V3A、12V2.25A三组固定电压档位，以及3.3-5.9V3A、3.3-11V3A两组PPS电压档位。

测得户外电源AC输出电压为218.2VAC，与市电220VAC基本一致，符合标称。

百克龙E1500 LFP户外电源拆解

看完了百克龙这款户外电源的开箱和测试，下面就进行拆解，一起来看看内部的设计和用料。

户外电源边角采用醒目的黄色TPU防撞角保护，打开产品外壳，在上盖内部为无线充电模块，通过导线连接供电。

上盖内部一览，壳体采用ABS+PC材质，中间设有无线充电模块。

无线充电模块正面设有三个无线充电线圈。

背面设有无线充电主控，降压电路，全桥MOS管和切换线圈的MOS管。

机身内部的散热铝板上固定MPPT模块，模块通过导线连接到侧面面板。

取出固定PCBA模块的铝板。

将板上的风扇、散热片以及涂有导热胶和导热垫取下。

散热风扇特写。

PCBA模块一览，其中左侧为辅助电源部分，中间位置为MPPT同步升降压电感和开关管，下方设有半桥驱动器和MCU，右侧为同步降压电路，设有同步降压控制器，降压MOS管和降压电感。

辅助电源部分特写，电解电容，变压器等元件全部打胶加固。

MPPT模块背面没有元件，散热片通过螺丝固定，并用方框标出导热垫位置。

两颗15A保险丝并联用于充电输出限流。

12V降压电路降压电感和开关管特写。

同步降压开关管特写。

在MPPT模块下层是双向逆变模块，在PCBA模块上插入麦拉片组成风道。

侧面盖板通过导线连接到双向逆变模块。

快充PCB焊接DC输出接口，USB-C和USB-A母座。

背面焊接自恢复保险丝，用于100W USB-C接口的同步升降压电路，18W USB-C口的降压电路和两路用于USB-A口的降压电路。

两片自恢复保险丝用于点烟器接口过流保护。

USB-C接口升降压控制器采用集成协议功能的同步升降压控制器，在输入电压低于，高于或者等于输出电压时都能正常工作，将传统升降压方案中独立的协议芯片与升降压控制器合二为一，缩短产品开发周期，降低成本。

器件支持100W快充输出，支持USB-A和USB-C双接口，支持华为FCP、SCP，支持三星AFC，支持OPPO的VOOC，支持PD3.0快充协议，支持PPS，输出最高功率20V5A 100W，可实现全接口丰富的快充支持。

100W USB-C接口同步升降压电路采用磁环电感。

18W USB-C接口采用全集成的快充SOC降压芯片，内部集成同步降压转换器，支持USB PD3.0快充，支持QC2.0/3.0，支持华为FCP/SCP快充协议，支持三星AFC快充，支持VOOC快充和SFCP快充。内置上管导阻9毫欧，下管导阻8毫欧，工作频率固定150KHz。

器件支持32V工作电压，输入耐压40V，满足USB PD快充多口降压以及24V车充应用。芯片内置输入过压、输入欠压、输出过流/短路保护，支持过热保护功能。数据引脚内置过压保护，耐压30V，有效防止损坏的数据线造成成品损坏。

两路用于USB-A接口的降压电路特写。

USB-A接口采用集成同步开关的降压转换器、支持10种输出快充协议，为车载充电器、快充适配器、智能排插提供完整的解决方案；芯片输入电压范围是10.5V到28V，输出电压范围是3V到12V，最大能提供24W的输出功率，能够根据识别到的快充协议自动调整输出电压和电流。

器件资料信息。

USB-C和USB-A接口特写，均采用过孔焊接固定。

继续拆解显示面板。

外壳边框内部粘贴缓冲泡棉密封防尘。

显示面板左侧设有导热垫和连接插座，右侧设有显示屏。

背面设有通信模块，降压电路，主控MCU和一路升压电路，在右侧设有散热片和升压电感。

在导热垫下方设有开关管和整流管。

左侧区域设有整流管和开关管。

同步降压转换器是一颗100V输入电压，超低静态电流的同步降压转换器，芯片采用恒定导通时间控制，具备优秀的瞬态响应，芯片内部集成开关管，最大输出电流为3A，采用ESOP8封装。

器件资料信息。

合金降压电感和固态滤波电容打胶加固。

WiFi模组FC41D，是一款高性价比MCU Wi-Fi和蓝牙Combo模块。

双向逆变模块下方为电池组。

散热风扇特写。

双向逆变模块正面一览，左下角为直流输入端，焊接升压开关管，保险丝，滤波电容，变压器和谐振电感，上方焊接LLC开关管和谐振电容。右侧上方焊接高压滤波电容，下方散热片为输出调制管散热。下方焊接PFC升压电感，滤波电容和共模电感，右上角焊接继电器用于输入输出端切换。

背面焊接电流采样芯片，光耦和驱动器芯片，对应低压侧的位置画有白线，用于区分低压和高压区域。

侧面一览，左侧焊接升压开关管，滤波电容，右侧为PFC升压电感，滤波电容，共模电感等。

双向逆变模块低压侧一览。

逆变模块直流端焊接四颗贴片保险丝，规格为20A，用于过流保护。

在散热片上固定八颗开关管。

散热片上固定一颗热敏电阻，用于检测开关管温度。

在两片散热片之间设有变压器和谐振电感。

侧面焊接控制小板和谐振电容等元件。

LLC开关管与谐振电容特写。

两颗用于辅助电源的变压器特写。

在散热片和控制小板之间设有两颗高压滤波电容。

滤波电容后面的散热片上焊接四颗IGBT用于输出调制。

控制小板一面焊接主控芯片，驱动器，存储器等元件。

另一面焊接隔离驱动器芯片，小板通过插接件连接，并打胶固定。

两颗存储器用于存储固件和配置信息。

逆变模块输出侧焊接滤波电感和共模电容，右侧焊接切换输出的继电器。

滤波电容和共模电感等元件特写。

三颗继电器用于输入输出切换。

在底部为电池组，共计32节电池，16串2并连接。电池组型号E1500LFP-16S2P，标称电压51.2V，标称容量30Ah，标准充电电压57.6V。

电池组采用32140磷酸铁锂电池组成，电池能量为48Wh，额定电压为3.2V，单节电池容量为15Ah。

电池组侧面粘贴麦拉片绝缘。

在麦拉片下方设有连接镍带，焊接PCB连接电池平衡线。值得一提的是，百克龙这款户外电源的电池组是业界首个采用激光焊接工艺生产的，领先的工艺带来了更安全可靠的质量水准，让用户用的放心。

取出电池组，在壳体内部设有电木板，电木板一面粘贴泡棉胶带缓冲。

保护板背面焊接导线连接供电。

保护板正面一览，在左上角为电池正极保险丝，左下角十颗MOS管用于电池保护。右侧十二颗MOS管用于外接电池包并机控制。上方MOS管和二极管组成升降压电路，用于户外电源内部电池组与外接电池包电压平衡，右下角设有MCU。

背面设有电池接线端子，上方设有电池保护电路，下方为合金电感，滤波电容，左下角焊接隔离通信芯片。

并机端子采用保险丝进行过流保护。

电池保护芯片采用三颗进行级联，设有插座连接热敏电阻检测电池温度，保护芯片外置均衡MOS和均衡电阻。

图中左侧十二颗MOS管为六并联，对向串联，用于并机连接控制。右侧十颗MOS管为五并联，对向串联，用于电池保护功能。

在并机MOS上方设有电压平衡电路，用于平衡机内电池组和外接电池包电压。

全部拆解一览，来张全家福。

充电头网拆解总结

百克龙E1500 LFP户外电源采用阻燃外壳搭配橙色TPU防撞护角，醒目的提示边缘，并起到保护作用。户外电源侧面设有显示屏，AC充电输入和逆变输出，太阳能充电输入，USB-C和USB-A输出接口。户外电源内置1536Wh磷酸铁锂电池，具备2200W输出功率，USB-C接口支持100W PD快充，输出性能强劲。

充电头网通过拆解了解到，百克龙E1500 LFP户外电源采用独立的腔体设计，内部电池组与双向逆变模块采用独立的腔体设计。MPPT模块，双向逆变模块，显示面板和快充小板，无线充电模块均设置在一个腔体内部，通过风扇散热。电池在底部的腔体中，通过支架固定。

户外电源内置16串2并的32140磷酸铁锂电池，内部绝大多数功率器件和控制芯片均为国产。其中各个功能模块均采用插接件和螺丝接线柱进行连接，便于产品生产组装和售后维护，内部元件打胶填充加固，提升散热性能和可靠性，总体用料可靠，做工扎实。

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