Для зарядки аккумуляторов: Зарядное устройство PATRIOT BCI-4D 650301904 — цена, отзывы, характеристики, 1 видео, фото

Содержание

Выпрямитель для зарядки аккумуляторов! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва

Большинство изготавливаемых сегодня аккумуляторных батарей относятся к необслуживаемым. То есть, если такое устройство вышло из строя, его просто заменяют аналогичным. Однако стоят аккумуляторные батареи довольно дорого, поэтому их срок службы стараются продлить по-максимуму с помощью специальных устройств называемых выпрямителями для зарядки аккумулятора.

Выпрямитель для зарядки аккумулятора преобразует переменный ток из основных линий электропитания в постоянный, пригодный для заряда АКБ. Однако на этом функции устройства не заканчиваются. Хорошие выпрямители позволяют производить десульфатацию, то есть очищать пластины аккумуляторной батареи от кристаллов сульфата свинца. Налет образуется даже в неиспользуемых АКБ. Правильный уход за аккумулятором позволяет уменьшить скорость протекания этого процесса. Неправильная же эксплуатация батареи способна значительно его ускорить.

Выпавший осадок значительно уменьшает площадь соприкосновения электролита и металла, что приводит к снижению емкости батареи. В обычном режиме эксплуатации АКБ избавиться от кристаллов свинца на пластинах практически невозможно. Рассмотрим для примера использование обыкновенной автомобильной аккумуляторной батареи. При запущенном двигателе генератор автомобиля выступает в роли источника питания. Однако вырабатываемого им напряжения для десульфатации недостаточно.

Избавиться от кристаллов можно только при помощи специальных повышенных величин напряжения электрического тока. Для каждого вида батарей они имеют свои оптимальные значения, позволяющие добиваться наилучших результатов. Именно для преобразования сетевого напряжения к оптимальным значениям а также переменного тока к постоянному и предназначены выпрямители для зарядки аккумуляторов.

При регулярном использовании выпрямители для зарядки аккумуляторов позволяют существенно продлить срок службы батареи. Также стоит отметить что параметры тока, вырабатываемое выпрямителями отличаются высоким качеством, что тоже благотворно сказывается на продолжительности эксплуатации АКБ.

На сегодняшний день на рынке представлен довольно широкий выбор различных выпрямителей для зарядки аккумуляторов. Правда, следует отметить, что большая часть из всего предлагаемого ассортимента — это зарядные устройства для автомобилей. Как правило, такие аппараты не позволяют пользователю самостоятельно задавать и контролировать величину тока или напряжения, что существенно сужает область их применения. Лишь немногие компании занимаются выпуском выпрямителей для АКБ специализированного транспорта и военной техники и уж тем более изготавливают универсальные устройства.

Компания «KRONVUZ» предлагает своим клиентам огромную линейку выпрямителей для зарядки аккумуляторов собственного производства. В отличии от аналогичных устройств других производителей, наши ВЗА позволяют оператору самостоятельно задавать требуемую величину напряжения и контролировать весь процесс заряда. Они отличаются высоким качеством входных параметров и высоким КПД. Использование

импульсных преобразователей, объединенных в группы позволяет увеличить надежность изделия и продлить срок его службы: при выходе одного или нескольких преобразователей устройство сохраняет работоспособность, уменьшается только максимальное напряжение, которое оно способно вырабатывать.


Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Основные правила зарядки аккумуляторов, изготовленных по технологии AGM?

Что советует по этому поводу журнал «За рулем»?
«Производители настаивают только на одном условии: напряжение на клеммах батареи не должно превышать 14,8 В. В этом случае сработают защитные клапаны, а это, конечно же, нежелательно.Удачи!» — такую максимальную консультацию вы можете получить на сайте издания от Михаила Колодочкина, автора многочисленных скандальных тестов аккумуляторных батарей. Но нам этого мало. Давайте посмотрим глубже.

Внимание!!! ДЛЯ ЗАРЯДКИ ПОДОБНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ТОЛЬКО СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ПО ВЫХОДНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ!!!

Есть много различных мнений о том, как правильно заряжать аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat), что приводит к путанице и затрудняет выбор подходящего зарядного устройства для таких батарей. Большинство мнений и слухов базируются на том, что AGM аккумуляторы зачастую путают с гелевыми (Gel), которые действительно довольно чувствительны к напряжению заряда. Надеемся, что данная статья поможет прояснить ситуацию и развеять мифы об особой сложности зарядки AGM аккумуляторов.

Данные, приведенные в статье, основаны на результатах изучения рекомендаций изготовителей аккумуляторов, а также на многочисленных тестах, проведенных в собственной лаборатории.

Рекомендованные производителями AGM аккумуляторов алгоритмы зарядки можно разделить на многоступенчатые (2 или 3 ступени) и одноступенчатые. 

1) Зарядка в 3 ступени:

Основной заряд 14.2 – 14.8 В током 0.1 — 0.3С («С» — емкость батареи в Ач)
Накопление 14.2 – 14.8 В
Плавающий заряд (хранение) 13.2 – 13.8 В

Хотя этот алгоритм часто описывается как наилучший, сами производители аккумуляторов его упоминают редко. Видимо, это связано со сложностью его реализации в зарядных устройствах из-за того, что для разных емкостей длительность ступеней зарядки очень отличается и существует большая вероятность скорее повредить аккумулятор, чем качественно его зарядить.
———————————————————————————————————————————
2) Зарядка в 2 ступени (Наиболее рекомендованный большинством производителей алгоритм)

Основной заряд 14.2 – 14.8 В током 0.1 — 0.3С
Плавающий заряд (хранение) 13.2 – 13.8 В
———————————————————————————————————————————

3) Зарядка в 1 ступень, вариант 1 (рекомендуется для быстрой подзарядки, не рекомендуется в качестве основного, нужно следить за временем заряда) :

Основной заряд 14.2 – 14.8 В током 0.1 — 0.3С
———————————————————————————————————————————

4) Зарядка в 1 ступень, вариант 2 (часто рекомендуется в качестве основного для батарей, используемых в системах бесперебойного питания или при длительном хранении батарей):

Плавающий заряд (хранение) 13.2 – 13.8 В (ток в начале зарядки не должен превышать 0.3С).
Данные рекомендации предоставляет производитель зарядных устройств «Мастер Ватт», перечень продукции которого (в том числе и для зарядки AGM-батарей) выложена на его сайте.

И еще об одном: начитанные люди могут попытаться попрекнуть нас, что уважаемая компания «Optima» допускает верхнюю границу напряжения ЗУ 15.0 В. Однако мы настоятельно не рекомендуем использовать данный верхний предел при зарядке АКБ, изготовленных по технологии AGM..

Шкаф для зарядки аккумуляторов с створчатыми дверцами со стеклом 2000/DE мм

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 500 МПа

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 750 Мпа

Предназначено для обработки натурального и искусственного камня

Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 55 HRC

Предназначено для обработки титана и титановых сплавов

Рекомендуется использование СОЖ

Предназначено для обработки коррозионно-стойких сталей

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 900 МПа

Предназначено для обработки древесины

Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 60 HRC

Предназначено для обработки алюминиевых и магниевых сплавов

Универсальное применение

Предназначено для обработки твердых сплавов

Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 67 HRC

Рекомендуется обработка без СОЖ

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 1400 Мпа

Предназначено для обработки полимеров

Предназначено для обработки серых чугунов и высокопрочных чугунов

Предназначено для обработки поверхностей покрытых лаками и красками

Предназначено для обработки латуни и бронзы

Предназначено для обработки меди

Рекомендуется охлаждение сжатым воздухом

Предназначено для обработки латуни

Предназначено для обработки латуни и медно-никелевых сплавов

Предназначено для обработки сотовых материалов Honeycomb

Предназначено для обработки металломатричных композитных материалов (MMC)

Предназначено для обработки обработки полиметилметакрилата

Предназначено для обработки закаленных сталей с твердостью до 65 HRC

Предназначено для обработки жаропрочных никелевых сплавов

Предназначено для обработки инструментальных сталей Toolox твердостью 33 HRC

Предназначено для обработки полиэфирэфиркетона с 30%-ым содержанием стекловолокна

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 500 МПа

Предназначено для обработки оловянной бронзы

Предназначено для обработки низколегированных медных сплавов

Предназначено для обработки сталей Hardox 500 с пределом прочности до 1600 Мпа

Предназначено для обработки чугуна с пределом прочности более 800 Мпа

Предназначено для обработки бериллиевой бронзы

Предназначено для обработки углепластика

Допускается обработка цветных металлов, термопластов, длинная сливная стружка

Предназначено для обработки стекло- и углепластика

Допускается обработка полиамида

Предназначено для обработки инструментальных сталей Toolox твердостью 44 HRC

Предназначено для обработки медно-свинцово-цинковых сплавов

Предназначено для обработки медно-никель-цинковых сплавов

Предназначено для обработки литейных алюминиевых сплавов

Предназначено для обработки коррозионно-стойких сталей с пределом прочности более 900 МПа

Предназначено для обработки поливинилиденфторида с 20%-ым содержанием стекловолокна

Предназначено для обработки полиэфирэфиркетона с 30%-ым содержанием углеволокна

Рекомендуется обработка с применением СОЖ мелкодисперсного разбрызгивания

Предназначено для обработки низколегированных медно-кремниевых сплавов

Предназначено для обработки стеклопластика

Предназначено для обработки вольфрамово-медных сплавов

Предназначено для обработки полиэтилена высокой плотности

Предназначено для обработки литейной бронзы

Предназначено для обработки закаленных сталей с твердостью до 50 HRC

Предназначено для обработки полиамида с 30%-ым содержанием стекловолокна

Предназначено для обработки графита, стекло- и углепластика

Предназначено для обработки титановых сплавов с пределом прочности более 850 МПа

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 750 Мпа

Предназначено для обработки графита

Предназначено для обработки оловянной бронзы

Предназначено для обработки алюминиевых сплавов дающих короткую стружку

Предназначено для обработки коррозионно-стойких сталей с пределом прочности до 900 МАа

Предназначено для обработки бронз повышенной прочности

Предназначено для обработки свинцовых бронз

Предназначено для обработки высокопрочных чугунов

Предназначено для обработки углеродистых и легированных сталей с пределом прочности до 1100 МПа

Предназначено для обработки полиэфирэфиркетона

Предназначено для обработки композитных материалов

Предназначено для обработки арамида

Предназначено для обработки алюминиево-медных сплавов

Предназначено для обработки полиметиленоксида с 25%-ым содержанием стекловолокна

Предназначено для обработки фенолформальдегидной смолы

Предназначено для обработки закаленных сталей твердостью до 70 HRC

Предназначено для обработки алюминиево-никелевых бронз

Предназначено для обработки серых чугунов

Предназначено для обработки меди и медных сплавов

Рекомендуется использование масел или эмульсии

Предназначено для обработки алюминиевых сплавов, дающих длинную (сливную) стружку

Предназначено для обработки политетрафторэтилена с 25%-ым содержанием углеволокна

Рекомендуется использовать в условиях непрерывного резания

Рекомендуется использовать в условиях на удар

Рекомендуется использовать в нестабильных условиях резания

Зарядные характеристики аккумулятора.


Характеристика зарядки аккумуляторной батареи




Характеристикой зарядки аккумуляторной батареи называют зависимости изменения плотности электролита, ЭДС и напряжения батареи от времени зарядки при постоянной силе зарядного тока (рис. 1).

Характеристики зарядки снимают при зарядке аккумулятора постоянной силой тока, соответствующего 10 % номинальной емкости аккумулятора. Для зарядки аккумулятора необходимо, чтобы напряжение зарядного устройства превышало ЭДС аккумулятора (Еаб). В процессе зарядки силу зарядного тока с помощью реостата поддерживают постоянной. Через равные промежутки времени измеряют напряжение UЗ на зажимах аккумулятора, а также плотность электролита ρ.
ЭДС аккумулятора измеряют при разомкнутой внешней цепи, а ЭДС покоя (Е0) подсчитывают по формуле.

Причины изменения величин ρ, Е0, Еаб и UЗ аккумуляторной батареи следующие.

Вследствие того, что в процессе зарядки постоянной силой тока в порах активной массы пластин в единицу времени выделяется одинаковое количество серной кислоты и уменьшается количество воды, плотность электролита ρ, а вместе с ней и ЭДС покоя (Е0) аккумулятора будут прямо пропорционально расти (рис. 1б).

В начале зарядки плотность электролита в порах пластин быстро увеличивается, а вместе с тем растет ЭДС аккумулятора Еаб. При дальнейшей зарядке из-за растворения кристаллов PbSO4 увеличиваются проходные сечения пор в активной массе, что способствует свободному доступу менее плотного электролита в поры пластин.

Когда установится равновесие между образованием серной кислоты в порах пластин и притоком в поры электролита с меньшей плотностью, то в течение длительного времени зарядки разность плотностей электролита в порах активной массы и вокруг пластин будет оставаться почти неизменной. В течение этого времени рост ЭДС тоже почти прекратится.

Постепенное повышение плотности электролита в баке аккумуляторной батареи сопровождается увеличением его вязкости, что замедляет процесс диффузии в поры активной массы пластин, поэтому в порах несколько повысится плотность электролита, а вместе с тем увеличится и ЭДС.

В конце зарядки аккумулятора большая часть активной массы пластин превратится в двуокись свинца (PbO2) и чистый свинец (Pb), при этом часть ионов кислорода и водорода, выделяющаяся на пластинах не вступит в химическую реакцию с массой пластин и нейтрализуется, что характеризуется «кипением» электролита и означает окончание процесса зарядки.

***



Газообразование начинается при напряжении аккумулятора 2,4 В, интенсивно увеличивается до напряжения 2,7 В, после чего продолжается до момента прекращения зарядки.

В период газообразования положительные ионы водорода, выделяющиеся на отрицательных пластинах, присоединяют к себе недостающие электроны с некоторым запаздыванием, поэтому в конце зарядки аккумулятора вокруг отрицательных пластин будет сосредоточиваться большое количество положительных ионов водорода, в следствие чего между отрицательными пластинами и электролитом создается дополнительная разность потенциалов (около 0,33 В), увеличивающая напряжение аккумуляторов до 2,7 В.

Напряжение UЗ на зажимах заряжаемого аккумулятора будет больше ЭДС покоя Е0 на величину прироста ЭДС (ΔЕ) и величину падения напряжения внутри аккумулятора IЗRаб:

UЗ = Е0 + IЗRаб + ΔЕ.

При достижении напряжения аккумулятора 2,7 В и в целях более полного использования активной массы пластин зарядку аккумулятора продолжают при сильном газообразовании, пока напряжение и плотность электролита будут оставаться постоянными в течение 2 часов, что служит признаком окончания зарядки аккумулятора.

При зарядке исправного аккумулятора электричества затрачивается на 10…15 % больше, чем он отдает при разрядке.

После выключения цепи напряжение на зажимах аккумулятора резко падает на величину IЗRаб, затем ЭДС снижается на 0,33 В вследствие нейтрализации ионов водорода и кислорода на пластинах. В дальнейшем ЭДС аккумулятора снижается несколько медленнее до значения Е0 по мере выравнивания плотности электролита, находящегося в порах пластин и между пластинами.

***

Что такое «емкость аккумулятора»?


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Зарядка аккумуляторов энергоемких переносных устройств

Введение

Сотовые телефоны являются хорошим примером того, насколько значительно за последние десятилетия улучшились их функциональные возможности и эксплуатационные характеристики. Устройства стали сложнее и, подобно любому компьютеру, теперь способны решать множество базовых задач. Дополнительный функционал, превративший смартфон из простого телефона в многофункциональный гаджет, делает его как никогда энергозатратным.

Внутренний блок аккумуляторов — это основной источник, в котором энергия хранится и откуда она поступает в электрические цепи переносного устройства. За безопасную и эффективную зарядку аккумуляторов отвечают микросхемы зарядников. Они также должны контролировать подачу питания в систему для поддержания нормальной работы, когда устройство подключено к розетке электросети. От аккумуляторного блока требуется хранить большое количество энергии, быстро заряжаться и при этом оставаться легким и компактным. Увеличившиеся зарядные и разрядные токи, а также меньший физический размер делают эти блоки менее стойкими к физическим и тепловым нагрузкам. Поэтому сегодня от таких приборов требуется, чтобы они работали не только как простое автономное зарядное устройство.

 

Обзор решений для зарядки одноэлементных аккумуляторов

Перезаряжаемые аккумуляторы жизненно необходимы переносным электронным устройствам, таким как сотовые телефоны и другая носимая электроника. Схемы зарядных устройств необходимо тщательно проектировать, а их структура в значительной степени зависит от следующих факторов: химические процессы в аккумуляторе, уровни мощности и нагрузка системы. Разные химические процессы в аккумуляторах предусматривают разные способы зарядки. Требования к питанию системы напрямую влияют на размер и стоимость подобной системы. Наконец, в ее питании следует учитывать и то, должна ли система управлять направлениями потоков мощности, или нет.

Для многих переносных прикладных систем литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы становятся тем вариантом, на котором по ряду причин разработчики останавливают свой выбор. Данные источники питания обеспечивают высокое отношение емкости к размеру и весу и имеют низкий ток саморазряда. Кроме того, отличаются высоким напряжением (обычно 3,6 В), что позволяет использовать аккумуляторы, состоящие всего из одного элемента. Несмотря на все эти преимущества, литий-ионные аккумуляторы не обладают стойкостью к перегрузкам. Они требуют учета многих особых аспектов, касающихся зарядного тока, регулирования напряжения, режима непрерывного подзаряда, контроля температуры и так далее.

Существует два основных типа зарядных устройств: линейные и импульсные. Импульсная зарядка сводит к минимуму рассеивание мощности в широком диапазоне напряжений адаптеров переменного тока, но предполагает больше места на плате и усложняет устройство. К тому же импульсные решения обычно дороже, чем эквивалентные линейные системы.

Линейные зарядные устройства компактнее и лучше для оборудования, чувствительного к шумам. Но они не столь эффективны на протяжении всего цикла зарядки, как их импульсные аналоги. Выбирая способ зарядки, разработчик принимает решение, исходя из себестоимости, занимаемого места, количества необходимых дополнительных элементов схемы и эффективности (теплового режима).

Разнообразие требований к системам приводит к появлению множества разных решений для зарядных устройств аккумуляторов: от простого автономного до встроенного зарядного устройства, обеспечивающего и питание системы. Поэтому при проектировании системы разработчикам приходится соблюдать следующие условия:

  • необходимость динамического управления потоком мощности (ДУПМ), которое гарантирует мгновенное включение системы при разрядке или отсоединении аккумулятора.
  • низкое сопротивление Rсток-исток(вкл.) полевых транзисторов как в тракте аккумулятора, так и в тракте системы, чтобы гарантировать приемлемый общий КПД системы и тепловую защиту.
  • высокий зарядный ток для поддержки аккумуляторов с высокой емкостью и ускорения зарядки;
  • динамическое управление питанием (ДУП) по входному напряжению, которое поддерживает ограничение тока, обусловленное характеристиками адаптеров и/или USB-портов.

 

Компактные зарядные устройства одноэлементных аккумуляторов

Требования к питанию (ограничение, обусловленное адаптером)

В настоящее время большинство адаптеров смартфонов рассчитано на максимальную выходную мощность 5–10 Вт. На рис. 1 показана входная мощность, которая требуется от USB-порта или адаптера для различных уровней зарядного тока. Для зарядного тока 1,5 А необходимая мощность увеличивается линейно на 3– 5 Вт по мере возрастания напряжения аккумулятора от 3 В до напряжения полного заряда. Для зарядного тока 3 А следует подавать до 12 Вт со входа в течение цикла зарядки. При таком сценарии, в зависимости от состояния заряда аккумулятора, 5- или 10-Вт адаптер может выйти из строя, и система откажет. Чтобы этого не произошло, зарядное устройство должно иметь какую-либо защиту для снижения мощности, потребляемой со входа.

Рис. 1. Входная мощность, которая требуется для различных зарядных токов

Зарядное устройство аккумуляторов, например bq24250 производства Texas Instruments, имеет функцию динамического управления питанием (ДУП), контролирующую входное напряжение (VВХ_ДУП). Во время обычного процесса зарядки, если источник входного питания не способен поддерживать запрограммированный или принятый по умолчанию зарядный ток, входное напряжение уменьшается. Если входное напряжение падает до порогового значения VВХ_ДУП, заданного разработчиком, зарядный ток снижается. Это ограничивает мощность, потребляемую от входного источника питания, и предотвращает дальнейшее падение входного напряжения. Данная функция обеспечивает совместимость микросхем с адаптерами, которые имеют разные возможности с точки зрения выдаваемых токов, без какого-либо изменения аппаратной части.

Время зарядки

Как известно, время зарядки зависит от емкости аккумулятора и скорости зарядки. Самый простой способ сократить данную процедуру — заряжать быстрее. Но зарядка аккумулятора, уже имеющего более 80% от полной емкости (0,8  C), создает перегрузку источника питания. Это уменьшает его срок службы, может привести к повреждениям аккумуляторного блока и вызвать катастрофические последствия. Корпорация TI оптимизировала циклы зарядки по времени с целью сокращения периода зарядки (для данной скорости заряда) в сравнении с другими решениями.

Цикл зарядки литий-ионных аккумуляторов в основном состоит из трех этапов: предварительная зарядка (непрерывная подзарядка), быстрая зарядка (с постоянным значением тока) и зарядка падающим током (при постоянном напряжении). Во многих импульсных зарядных устройствах переход от одного этапа к другому не идеален. На рис. 2 показан переход от этапа зарядки с постоянным значением тока к этапу с постоянным напряжением в традиционной схеме зарядного устройства. И для напряжения, и для тока переход не является резким. Такая динамика вызывает потери как времени, так и мощности в течение цикла зарядки.

Рис. 2. Цикл зарядки традиционного зарядного устройства без применения технологии оптимизации времени зарядки

Зарядное устройство литий-ионных аккумуляторов корпорации TI [4–7] улучшает этот переход с помощью технологии оптимизации времени зарядки. На рис. 3 отображен цикл зарядки того же аккумулятора при тех же условиях зарядки, что и на рис. 2.

Рис. 3. Оптимизированный по времени цикл зарядки для импульсного зарядного устройства литий-ионных аккумулляторов

Время зарядки сократилось более чем на 15%. Данный переход в новом зарядном устройстве намного резче, что увеличивает продолжительность этапа быстрой зарядки (с постоянным током) перед переходом к этапу зарядки падающим током (с постоянным напряжением). В результате при высокой скорости зарядки в аккумулятор попадает больший заряд, за счет чего уменьшается время зарядки без увеличения скорости заряда.

Размер платы и стоимость материалов и комплектующих

При более высоких скоростях зарядки линейные зарядные устройства теряют свою привлекательность. Их меньший КПД в течение данного цикла увеличивает тепловую нагрузку на систему. Это особенно актуально для плат, имеющих ограничения по размерам, а также для энергоемких систем. Все это диктует необходимость создания полностью интегрированного импульсного зарядного устройства.

Такие поставщики компонентов, как Texas Instruments, создают инновационные решения, чтобы удовлетворить потребность рынка в снижении стоимости комплектующих и материалов и уменьшении размеров платы, не принося в жертву эксплуатационные характеристики устройства. Например, bq24250 — высокоинтегрированная микросхема зарядного устройства для одноэлементных литий-ионных аккумуляторов и управления потоками мощности в системе, рассчитанная на применение в переносных устройствах, имеющих ограничения по размеру, но с аккумуляторами высокой емкости. На рис. 4 показан ряд решений с реальными размерами площади, занимаемой ими. В частности, семейство зарядных устройств bq2425x может обеспечить зарядный ток до 2 A, минимум внешних комплектующих изделий и занимаемую площадь 42 мм2.

Рис. 4. Площадь, занимаемая зарядным устройством с ДУПМ, при применении в различных системах

Тепловые характеристики и КПД

Уменьшение площади, занимаемой зарядным устройством, влияет на тепловые характеристики всей платы. Меньшая площадь приводит к сокращению пространства для отвода тепла, выделяющегося при рассеивании мощности в ходе зарядки. При данной площади платы единственным способом снижения тепловой нагрузки становится повышение КПД зарядного устройства в процессе преобразования энергии. Более высокий КПД означает меньшее рассеивание мощности. Таким образом, микросхема и плата выделяют меньше тепла.

Сравнение рассеивания мощности линейных и импульсных зарядных устройств в энергоемких системах показывает, что линейное зарядное устройство проигрывает импульсному, поскольку его рассеиваемая мощность может быть очень высока, особенно при низких напряжениях аккумулятора. Это происходит потому, что в линейных зарядных устройствах для преобразования энергии используется линейный регулятор. Одновременно импульсная зарядка гораздо эффективнее во всем диапазоне напряжения аккумулятора и дает меньшее рассеивание мощности. На рис. 5 проиллюстрировано сравнение линейных и импульсных зарядных устройств с точки зрения рассеивания мощности.

Рис. 5. Сравнение рассеивания мощности линейного и импульсного зарядных устройств

Выбор между импульсным и линейным зарядным устройством в пользу импульсного логичен в отношении совершенствования тепловых характеристик платы. Снижение RСТОК-ИСТОКS(вкл.) встроенного полевого транзистора в импульсном зарядном устройстве помогает повысить КПД зарядного устройства при высоких токах. Это объясняется тем, что большую часть рассеивания мощности импульсного зарядного устройства при высоких токах вызывает именно сопротивление транзистора. Зарядное устройство литий-ионных аккумуляторов bq24250 имеет встроенные силовые полевые транзисторы с низким RСТОК-ИСТОК(вкл.). Внутренние МОП-транзисторы на стороне высокого и низкого напряжения обладают сопротивлением всего 100 мОм каждый.

Это помогает уменьшить рассеивание мощности между входом и выходом системы. RСТОК-ИСТОК(вкл.)ключа на полевых транзисторах, подсоединяемого к аккумулятору, составляет лишь 20 мОм, что также снижает потери во время зарядки и разрядки аккумулятора. На рис. 6 представлены данные по КПД системы для зарядного устройства bq24250, достигающего 95%.

Рис. 6. КПД системы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов bq24250 — регулирование напряжения 4,2 В

Защита аккумулятора и увеличение срока его службы

Главной проблемой энергоемких переносных электронных устройств остается срок службы аккумулятора. Уменьшение емкости аккумулятора со временем сильно влияет на восприятие устройства пользователем, поскольку сокращает время работы от источника питания. Основной путь увеличения срока службы аккумулятора — снижение нагрузки, которую он испытывает при зарядке и разрядке. Литий-ионные аккумуляторы очень чувствительны к перегрузкам, создаваемым чрезмерными токами и напряжениями.

Такие микросхемы зарядных устройств для аккумуляторов, как bq24250, способны регулировать напряжение аккумулятора с точностью ±0,5% при комнатной температуре. Для зарядного тока эта микросхема обеспечивает точность ±0,75% при силе зарядного тока до 2 А в диапазоне температур 0…+125 °C. Это позволяет разработчикам точно программировать уровень напряжения и тока согласно потребностям системы. При подобной точности параметров зарядки аккумуляторы можно заряжать «агрессивнее», без сокращения срока их службы. Соответственно, время зарядки сокращается, а зарядка остается безопасной.

На рис. 7 показана точность трех зарядных токов в диапазоне температур 0…+125 °C. Для зарядных токов до 1,5 A точность составляет 2% от типового значения, указываемого в технической спецификации.

Рис. 7. Зависимость зарядного тока от температуры

Режим отключения от системы (SYSOFF)

Во время перевозки и предпродажного хранения аккумулятор должен быть отключен от остальной системы, чтобы не допустить его истощения. Зарядное устройство для аккумуляторов bq24250 имеет режим SYSOFF, который можно настроить на выключение аккумуляторного полевого транзистора и отсоединение аккумулятора от системы. Когда используется режим SYSOFF, ток утечки от аккумулятора в микросхему снижается  менее чем до 1 мкА (рис. 8). Разработчик программирует систему на автоматический выход из режима SYSOFF, когда конечный пользователь подключает к зарядному устройству источник питания.

Рис. 8. Ток утечки аккумулятора в режиме SYSOFF

Функциональная гибкость

На современном рынке с его острой конкуренцией большинство производителей постоянно стремятся снизить стоимость, что может принести более высокие прибыли и укрепить позиции игроков в конкурентной среде. Способность переориентировать одну и ту же микросхему на использование в различных изделиях или в нескольких поколениях продуктов дает прямую экономию при разработках различных систем. Это сокращает и период освоения новых систем и снимает ненужный риск за счет применения уже известного работающего решения.

Рынок требует семейства зарядных устройств для аккумуляторов, которые объединяют функциональные возможности, позволяющие применять их в различных системах. Одним из примеров является зарядное устройство с широким диапазоном входного напряжения, предназначенное для широкой линейки адаптеров, что сокращает стоимость комплектующих. Универсальность с точки зрения зарядных токов может обеспечить поддержку более высокого тока для эксплуатации в таких устройствах, как смартфоны и дополнительные внешние аккумуляторы (PowerBank), или для низкоуровневой зарядки, например, в гарнитурах Bluetooth.

Обычно зарядные устройства имеют микросхемы с одной из двух схем управления: со связью по шине I2C или автономную схему. Таким образом, можно настраивать систему в соответствии с потребностями. В режиме связи по шине I2C специалисты программируют различные параметры — порог VВХ_ДУП, зарядный ток, ограничение входного тока, напряжение регулирования и уровень отключения. При работе автономной схемы, когда управление со стороны главной системы не используется, разработчики применяют внешние элементы для настройки, чтобы программировать вышеуказанные параметры и задействовать внешние выводы микросхемы для выбора различных уровней ограничения входного тока и включения/отключения микросхемы.

Совместимая со спецификацией BC1.2 функция определения состояния линий D+/D– интерфейса USB обеспечивает большую гибкость, позволяя организовать более надежную зарядку по каналам USB. В прошлом USB-зарядка осуществлялась весьма незатейливо, когда устройство получало энергию непосредственно от порта USB в аккумулятор при минимальном управлении. В современных энергоемких системах устройствам требуется намного больше энергии от USB-порта, что приводит к внедрению более сложных стандартов и протоколов. Более того, если обычной является ситуация, когда в одном и том же разъеме USB реализованы различные стандарты USB, способность распознавать тип подключенного устройства оказывается очень полезной функцией, повышающей конкурентоспособность разработок.

 

Заключение

Существует много вариантов зарядки энергоемких переносных гаджетов. Доступные в настоящее время микросхемы для зарядных устройств, которые поддерживают управление потоком мощности и высокие зарядные токи при улучшенном КПД, могут сократить время заряда, тепловые нагрузки и физические размеры решения. Низкая стоимость комплектующих изделий и материалов, а также малый размер решения снижают себестоимость устройств, но не за счет увеличения размеров или урезания функциональных возможностей.

Как заряжать АКБ, способы зарядки

Для зарядки автомобильного аккумулятора (аккумуляторной батареи, АКБ) необходимо использовать зарядное устройство (ЗУ), которое будет понижать сетевое напряжение в 220 В до требуемого порогового значения. Одновременно с работой в режиме трансформатора, т.е. с понижением напряжения, зарядное устройство работает и как выпрямитель. В течение всего времени своей работы, в зависимости от уровня зарядки аккумулятора, ЗУ должно регулировать напряжение через силу тока. Имеются всего три способа зарядки аккумулятора. Далее они будут рассмотрены.

Независимо от способа зарядки, необходимо время от времени контролировать температуру электролита – она не должна повышаться выше 45°С.

Способ №1 (метод постоянного тока)

В течение всего времени зарядки АКБ величина тока остаётся неизменной. Ток, который используется для зарядки аккумулятора, не должен превышать 0,12 числового значения номинальной ёмкости батареи. Например, если у батареи номинальная ёмкость равняется 70 А•ч, то наилучшим током для зарядки будет 7 А. Зарядное устройство должно иметь в своём составе регулятор, который позволит выдерживать постоянное значение тока во время зарядки АКБ.

Признаки полной зарядки:

  1. электролит сохраняет постоянную плотность на протяжении 3 часов;
  2. ток и напряжение заряда не меняются на протяжении не менее 1 часа.

За счёт постоянства тока поддерживается и постоянство напряжения. Это наиболее быстрый способ зарядки аккумуляторной батареи.

Отрицательная сторона этого способа – быстрое старение аккумулятора, т.е. снижение его ёмкости. Определённые неудобства доставляет необходимость постоянного контроля величины зарядного тока. По завершении зарядки происходит обильное выделение газообразных продуктов – это тоже нежелательное явление. Чтобы исключить газообразование, силу тока необходимо снижать ступенчато, увеличивая одновременно зарядное напряжение. Например, в батарее из ряда новых разработок (без отверстий для добавления воды) и ёмкостью в 60 А•ч, силу тока в 1,5 А можно установить при значении напряжения 15 В. В более старых вариантах, с доливкой воды, при той же ёмкости, силу тока следует установить в 3 А для уровня напряжения 14,4 В.

Способ №2 (метод постоянного напряжения)

Чаще всего используется при зарядке герметичных необслуживаемых свинцовых аккумуляторов, в которых нет возможности контролировать плотность электролита. По мере зарядки аккумулятора, повышается его внутреннее сопротивление, и зарядный ток уменьшается. Первоначальное значение силы зарядного тока зависит от следующих параметров:

  1. напряжения на выходе источника питания;
  2. количества последовательно включённых батарей и уровня их заряженности;
  3. температуры электролита.

Величина зарядного тока для герметичных необслуживаемых свинцовых аккумуляторов допускается до значений 0,15 числового значения номинальной ёмкости батареи. Такие АКБ, при постоянном напряжении, будучи полностью разряженными, заряжаются довольно быстро: в течение 14 – 16 часов. Для сравнения: обычный свинцово-сурьмяный аккумулятор будет заряжаться не менее 24 часов.

При постоянном напряжении АКБ заряжаются в автоматическом режиме, участие человека не требуется.

Способ №3 (комбинированный метод)

Этот способ самый оптимальный, но в то же время непростой в плане практической реализации. Он совмещает в себе два предыдущих метода. В начале аккумулятор заряжается при постоянном токе, а в конце – при постоянном напряжении. Наиболее стабильные и надёжные АКБ работают именно по такому методу. При этом они на 100% автоматизированы, т.е. участие человека в зарядном процессе не требуется. Многие такие аккумуляторы даже сами отключаются при полной зарядке.

Стационарные зарядные устройства для любых аккумуляторов

Jungheinrich производит зарядные устройства для классических свинцово-кислотных аккумуляторов, а также для высокоэффективных литий-ионных АКБ . Для работы в одну, две или три смены, в легких, обычных или тяжелых условиях эксплуатации и, если это необходимо, с промежуточной зарядкой. Мы предлагаем зарядные устройства практически для любых аккумуляторных батарей и для любых дополнительных устройств в соответствии с Вашими потребностями. Они обеспечат максимальный срок службы и мощность вашей батареи, а также минимизируют простои вашей техники. Высокочастотное зарядное устройство аккумулятора Jungheinrich SLH 300/300i и зарядное устройство SLT 150 с трансформатором могут использоваться для зарядки батарей 24, 48 и 80 Вольт.

Циркуляция электролита (опция)

Циркуляция электролита будет полезна везде в условиях интенсивной работы только с промежуточной зарядкой свинцово-кислотной батареи, а также там, где требуется максимально короткое время зарядки.

Зарядные устройства с функцией уравнительного заряда

Зарядные устройства SLH 300 и SLT 150 в базовой комплектации имеют функцию уравнительного заряда: она выравнивает различные уровни заряда отдельных ячеек аккумулятора, обеспечивая однородную плотность электролита, а также одинакового заряда во всех секциях электрода.

Автоматическое поддержание заряда батареи

Любая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея со временем разряжается. Если при продолжительных перерывах в работе погрузчик остается подключен к зарядному устройству SLH 300 или SLT 150, то они автоматически обеспечат регулярные фазы подзарядки. Поэтому даже после длительного простоя, например в период отпусков, аккумулятор будет полностью заряжен и готов к работе.

SLH 300/300i

Высокочастотное зарядное устройство Jungheinrich

  • Для тяговых аккумуляторных батарей 24, 48 и 80 В
  • Подходит для свинцово-кислотных и гелевых необслуживаемых АКБ любого производителя
  • Модификация SLH 300i для заряда литий-ионных АКБ от Jungheinrich
  • Высокая гибкость благодаря модульной конструкции
  • Сверхбыстрая зарядка обеспечивает максимальную эксплуатационную готовность аккумуляторов и складской техники (для SLH 300i)
  • Экономия 20–30 % энергии по сравнению с обычными зарядными устройствами
  • Опции для заряда свинцово-кислотных батарей:
    • циркуляция электролита для повышения срока службы батареи
    • автоматический долив воды по сигналу от датчика уровня

SLT 150

Трансформаторное зарядное устройство Jungheinrich

  • Для любых стандартных свинцово-кислотных батарей 24, 48 и 80 В
  • Меньшая стоимость и хорошее соотношение цены и качества
  • Удобство эксплуатации, одна встроенная программа заряда под конкретный тип АКБ
  • На 10% меньший расход энергии по сравнению с другими трансформаторными ЗУ
  • Долговечность и надежность, возможность длительного применения даже в пыльной среде
  • Дополнительно: Циркуляция электролита (EUW)

Солнечные зарядные устройства для промышленных, жилых и морских аккумуляторов | Солнечные зарядные устройства

Наши солнечные зарядные устройства предназначены для зарядки домашних устройств и аккумуляторов транспортных средств, таких как автомобили, лодки, жилые дома и многое другое. BatteryStuff.com с гордостью предлагает конкурентоспособные цены на небольшие зарядные устройства для солнечных батарей с внешними панелями, которые обеспечат вам питание. Воспользуйтесь преимуществами солнечной энергии сегодня и никогда не попадайтесь без заряда.

Просмотрите наш широкий выбор аккумуляторов для солнечных зарядных устройств и различных типов систем солнечной зарядки.Нужна солнечная панель для аккумулятора 12 В, для аккумулятора лодки, зарядного устройства или тендера для мотоцикла? Мы можем помочь вам найти лучшее зарядное устройство для солнечных батарей.

Выберите приложение для зарядки солнечных батарей ниже или воспользуйтесь следующей ссылкой, чтобы узнать больше о солнечной зарядке.

Солнечные панели 12 В

Панели зарядных устройств для солнечных батарей мощностью 4 Вт и менее

104,95 $ 84,95 $

Деталь № SP-3

Размер (Д×Ш×В)

9.45 × 4,7 × 0,25 дюйма

35,00 $ 29,95 $

Деталь № SLP003-12U

Размер (Д×Ш×В)

7,40 × 7,68 × 0,71 дюйма

Панели зарядных устройств для солнечных батарей от 5 до 10 Вт

39,95 $ 31,95 $

Деталь № SLP005-12U-W

Размер (Д×Ш×В)

10,63 × 8,74 × 0,71 дюйма

74 доллара.99 69,95 $

Деталь № SC-05

Размер (Д×Ш×В)

8,03 × 11,22 × 0,52 дюйма

169,00 $ 131,84 $

Деталь № SCC005

Размер (Д×Ш×В)

18 ½ × 12 ½ × 1 дюйм

179,95 $ 137,95 $

Деталь № SP-7

Размер (Д×Ш×В)

10,25 × 8,85 × 0,25 дюйма

179 долларов.95 174,95 $

Деталь № 12V-ERV-UNIT

Размер (Д×Ш×В)

16 × 4,93 × 0,25 дюйма

81,00 $ 46,95 $

Деталь № SLP010-12U-W

Размер (Д×Ш×В)

11,89 × 14,06 × 1,18 дюйма

$108,00

Деталь № BSP1012-LSS

Размер (Д×Ш×В)

17,5 × 10,5 × 0,3 дюйма

125 долларов.80 108,95 $

Деталь № SC-10

Размер (Д×Ш×В)

14,11 × 11,22 × 0,52 дюйма

Панели зарядных устройств для солнечных батарей мощностью 11 Вт и выше

249,95 $ 184,95 $

Деталь № SP-12

Размер (Д×Ш×В)

12,41 × 9,85 × 0,2 дюйма

209,00 $ 189,95 $

Деталь № SCC015

Размер (Д×Ш×В)

36 × 12 ½ × 1.5 из

$109,00

Деталь № SLP020-12U-W

Размер (Д×Ш×В)

22,68 × 14,06 × 1,18 дюйма

695,00 $ 464,95 $

Деталь № 735×790

Размер (Д×Ш×В)

18,69 × 16,13 × 0,02 дюйма

140,00 $ 116,45 $

Деталь № SLP030-12U-W

Размер (Д×Ш×В)

21.30 × 20,08 × 1,18 дюйма

269,00 $

Деталь № BSP3012LSS

Размер (Д×Ш×В)

17,44 × 24,64 × 0,2 дюйма

181,00 $ 153,45 $

Деталь № SLP060-12U-W

Размер (Д×Ш×В)

26,57 × 25,24 × 1,18 дюйма

249,00 $ 199,95 $

Деталь № SLP090-12U

Размер (Д×Ш×В)

37.01 × 26,57 × 1,18 дюйма

569,90 $ 374,95 $

Деталь № MSK-90

398,00 $ 255,80 $

Деталь № SSP-100-KIT

Размер (Д×Ш×В)

21,73 × 47,25 дюйма × 1,39 дюйма

760,50 $ 492,95 $

Деталь № MSK-135

580 долларов.00 344,60 $

Деталь № SSP-150-KIT

Размер (Д×Ш×В)

26 × 58,03 дюйма × 1,39 дюйма

329,95 $

Деталь № SLP180S-12

Размер (Д×Ш×В)

59,06 × 26,57 × 1,38 дюйма

Солнечные панели 24 В | BatteryStuff.com

325,00 $ 274,95 $

Деталь № SP-24-6

Размер (Д×Ш×В)

11 × 9 × 2 ¼ дюйма

279 долларов.00 247,95 $

Деталь № SP-24PSC

Размер (Д×Ш×В)

11 × 9 × 0,125 дюйма

114,00 $

Деталь № BSP1024LSS

Размер (Д×Ш×В)

17,5 × 10,5 × 0,3 дюйма

149,00 $ 126,95 $

Деталь № SLP030-24U

Размер (Д×Ш×В)

21,30 × 20,08 × 1,18 дюйма

Солнечные панели RV и морские комплекты для зарядки аккумуляторов от солнечной энергии

569 долларов.90 374,95 $

Деталь № MSK-90

398,00 $ 255,80 $

Деталь № SSP-100-KIT

Размер (Д×Ш×В)

21,73 × 47,25 дюйма × 1,39 дюйма

760,50 $ 492,95 $

Деталь № MSK-135

580,00 $ 344,60 $

Деталь № SSP-150-KIT

Размер (Д×Ш×В)

26 × 58.03 дюйма × 1,39 дюйма

Портативные складные панели зарядного устройства для солнечных батарей

399,95 $ 329,95 $

Деталь № P3-20W-18061

Размер (Д×Ш×В)

22 × 25 × 0,05 дюйма

625,00 $ 475,95 $

Деталь № Sunlinq-6

Размер (Д×Ш×В)

44 × 21 × 0,1 дюйма

899 долларов.00 799,95 $

Деталь № Sunlinq-7-KIT

Размер (Д×Ш×В)

55 × 32 × 0,1 дюйма

995,00 $ 795,00 $

Деталь № P3-75W-18047-KIT

Размер (Д×Ш×В)

61 × 24 × 0,04 дюйма

569,90 $ 374,95 $

Деталь № MSK-90

760,50 долл. США 492 долл. США.95

Деталь № MSK-135

Солнечные контроллеры заряда для зарядки аккумуляторов с помощью солнечной энергии | BatteryStuff.com

46,00 $ 39,00 $

Деталь № SG-4

Размер (Д×Ш×В)

2 × 2 × 1,5 дюйма

84,00 $ 76,00 $

Деталь № SS-6L-12V

Размер (Д×Ш×В)

6 × 2.2 × 1,3 дюйма

46,95 $ 34,95 $

Деталь № SOLSUM-0606

Размер (Д×Ш×В)

5,71 × 3,94 × 1,2 дюйма

41,00 $

Деталь № GS12V7A

Размер (Д×Ш×В)

3,7 × 2,7 × 1 дюйм

75,00 $ 56,95 $

Деталь № SCC-1208L

Размер (Д×Ш×В)

6 ¼ × 1 ¾ × 1 дюйм

91 доллар.00

Деталь № SS-10L-12V

Размер (Д×Ш×В)

6 × 2,2 × 1,3 дюйма

100,70 $ 82,95 $

Деталь № PRS-1010

Размер (Д×Ш×В)

7,36 × 3,78 × 1,78 дюйма

144,40 $ 111,72 $

Деталь № PR-1010

Размер (Д×Ш×В)

7,4 × 3,8 × 2,0 дюйма

138 долларов.00 112,55 $

Деталь № SCC-180

Размер (Д×Ш×В)

3,5 × 2,5 × 2,25 дюйма

114,00 $ 103,00 $

Деталь № SS-10L-24V

Размер (Д×Ш×В)

6 × 2,2 × 1,3 дюйма

139,00 $ 114,95 $

Деталь № MPPT-75/15

Размер (Д×Ш×В)

4,44 × 3,93 × 1,58 дюйма

339 долларов.00 271,00 $

Деталь № SS-MPPT-15L

Размер (Д×Ш×В)

6,6 × 2,5 × 2,9 дюйма

121,60 $ 114,20 $

Деталь № SMC-20

Размер (Д×Ш×В)

7,36 × 3,78 × 1,77 дюйма

201,00 $ 157,95 $

Деталь № PR-2020

Размер (Д×Ш×В)

7,4 × 3,8 × 2,0 дюйма

225 долларов.00 165,95 $

Деталь № MPPT-100/20-48V

Размер (Д×Ш×В)

4,44 × 3,93 × 2,37 дюйма

222,00 $ 167,00 $

Деталь № SSD-25RM

Размер (Д×Ш×В)

6,7 × 2,2 × 1,6 дюйма

546,00 $ 410,00 $

Деталь № PS-MPPT-25M

Размер (Д×Ш×В)

6,6 × 2,5 × 2,9 дюйма

132 доллара.99 129,95 $

Деталь № SCC-30AB

Размер (Д×Ш×В)

7 ½ × 4 ¼ × 1 ¼ дюйма

145,00 $ 118,95 $

Деталь № PRS-3030

Размер (Д×Ш×В)

7,36 × 3,78 × 1,77 дюйма

273,80 $ 219,95 $

Деталь № PR-3030

Размер (Д×Ш×В)

7,36 × 3,78 × 4,4 дюйма

532 доллара.00 426,00 $

Деталь № TS-MPPT-30

Размер (Д×Ш×В)

11,4 × 5,1 × 5,6 дюйма

777,00 $ 665,00 $

Деталь № TS-MPPT-60

Размер (Д×Ш×В)

11,4 × 5,1 × 5,6 дюйма

Аксессуары для солнечных панелей и контроллеров заряда от солнечных батарей

9,00 $

Деталь № 735X834

19 долларов.50

Деталь № SLBRKT-17

Размер (Д×Ш×В)

1 15 16 × 1 × 1 ⅛ дюйма

17,00 $

Деталь № SLB-0119

Размер (Д×Ш)

3,94 × 3 ⅜ дюйма

20,00 $

Деталь № SLB-0102

Размер (Д×Ш×В)

3 15 16 × 3 ⅜ × 1 1 16 в

133 доллара.30 106,60 $

Деталь № SM5-KIT

Размер (Д×Ш×В)

3 15 16 × 3 ⅜ × 1 1 16 в

43,00 $

Деталь № SLB-0120

Размер (Д×Ш×В)

18 ⅞ × 3 × 3 5 16 в

49,00 $

Деталь № SLB-0112

81 доллар.00

Деталь № 30LTHPM

Размер (Д×Ш×В)

21 ⅝ × 3 × 3 ¼ дюйма

64,95 $

Деталь № SLB-0113

Размер (Д×Ш×В)

26 × 4 5 16 × 1 дюйм

76,00 $

Деталь № SLB-0103

Размер (Д×Ш×В)

27 15 16 × 2 ⅛ × 1 дюйм

120 долларов.00 106,95 $

Деталь № SLB-0114

Размер (Д×Ш×В)

31 ½ × 4 5 16 × 1 дюйм

112,00 $ 84,00 $

Деталь № RM-1

Размер (Д×Ш×В)

4,5 × 4,5 × 1,4 дюйма

62,99 $ 51,95 $

Деталь № SBC-2

Размер (Д×Ш×В)

4 3 16 × 1 9 16 × ¾ дюйма

48 долларов.30 35,95 $

Деталь № MC4-2

Размер (Д×Ш×В)

2 1⅓2 × 23/32 × 23/32 дюйма

$19,95

Деталь № 28003RC

14,95 $

Деталь № 22700-1RC

14,95 $

Деталь № 22700-3RC

14,95 $

Артикул №28001RC

14,95 $

Деталь № 22700-2RC

14,95 $

Деталь № 22700-4RC

104,99 долл. США 98,95 долл. США

Деталь № SCW-20-2

47,30 $ 31,95 $

Деталь № DC-BTS-A-C

44 доллара.00 33,00 $

Деталь № RTS

Как использовать автомобильное зарядное устройство на солнечной батарее?

Просто поместите его на приборную панель автомобиля и подключите к автомобильному адаптеру постоянного тока. Затем он будет использовать солнечный свет для создания аккумулятора, необходимого для вашего автомобиля. Чтобы убедиться, что заряд присутствует, зарядное устройство для автомобильных солнечных батарей оснащено светодиодом. свет, который указывает, когда он включен. Это так просто.

Ознакомьтесь с нашими продуктами выше, чтобы найти автомобильное зарядное устройство на солнечных батареях, которое соответствует вашим потребностям.

Контроллеры заряда

Зачем использовать контроллер заряда? Мы рекомендуем вам использовать солнечный контроллер заряда в любой фотогальванической системе, когда общая выходная мощность ваших панелей составляет 5 Вт или выше. Проще говоря, эти устройства действуют как выключатель для вашей солнечной панели. Это предотвращает перезарядку батареи или батарей, когда они полностью заряжены. Контроллер измеряет напряжение в батарее и выключается при полной зарядке, и снова включается, когда напряжение батареи падает.Это позволяет вашей панели действовать как интеллектуальное зарядное устройство для солнечных батарей, обеспечивая беспроблемную зарядку солнечной батареи.

Полезные советы

Контроллеры обычно измеряются в амперах, при этом номиналы означают, насколько большой ток в амперах он может безопасно пропускать. Солнечные батареи оцениваются в ваттах. Типичная 15-ваттная солнечная панель будет производить около 1 ампер-часа в час солнечной энергии. Имейте в виду, что при тестировании вашего солнечного контроллера заряда он НЕ пропускает питание, когда не подключен к батарее.Пожалуйста, прочтите наше руководство по работе с солнечными батареями или воспользуйтесь нашим калькулятором солнечной энергии для получения дополнительной информации. Если у вас застрял аккумулятор или вам нужна дополнительная информация, позвоните нашим дружелюбным техническим специалистам.

Страницы, перечисленные выше, предназначены для лучшего понимания конкретных применений, в которых чаще всего используются панели. Существуют и другие, более уникальные области применения, которые не показаны и которые могут прекрасно подойти для использования с одной из перечисленных там панелей. . Если вы не можете найти свое конкретное приложение, позвоните в нашу техническую команду по телефону 541-474-4421 или пообщайтесь с ними в чате в рабочее время.С другой стороны, если вы просто хотите просмотреть нашу полную коллекцию солнечных продуктов, вы можете найти их здесь.

 

Новый метод зарядки собирает разваливающиеся батареи обратно

Чтобы электромобили могли работать как можно дольше между зарядками, их батареи должны быть мощными. Одним из вариантов могут быть литий-металлические батареи, ключевой компонент которых изготовлен из этого легкого элемента. Это дает им большую емкость, чем широко используемые литий-ионные батареи с тем же компонентом, сделанным из графита.Хотя литий-металлические батареи могут хранить больше энергии, чем литий-ионные батареи того же размера, они также быстрее разлагаются, ограничивая количество раз, которое они могут заряжать и разряжать. Но исследователи нашли новый метод зарядки, который может восстановить поврежденный материал, значительно продлив срок службы батареи.

При зарядке и разрядке перезаряжаемой литиевой батареи ионы лития перемещаются между положительно заряженным катодом и отрицательно заряженным анодом.Но со временем маленькие кусочки реактивного материала перестают прикрепляться к корпусу анода. Внутри батареи потерянные куски образуют крошечные литиевые «островки», которые большинство исследователей считали неактивными — до сих пор. Исследователи из Стэнфордского университета обнаружили, что эти изолированные биты все еще могут реагировать электрически, физически перемещаясь вперед и назад по мере зарядки и разрядки батареи. Их открытие было опубликовано в журнале Nature .

Ученые обнаружили, что островки могут раскачиваться достаточно, чтобы восстановить электрическую связь между изолированным литием и анодом.Они поняли, что могут собрать материал обратно, немедленно разрядив небольшое количество электричества после того, как батарея будет полностью заряжена. «Вот как мы способствуем росту [потерянного лития] к аноду, чтобы восстановить электрическое соединение», — говорит ведущий автор исследования и материаловед из Стэнфордского университета Фанг Лю. Когда литий-металлический тестовый аккумулятор был заряжен с использованием этого протокола, он мог выполнить больше циклов зарядки, проработав на 29 процентов дольше, чем аккумулятор, который подвергался стандартной зарядке.

Келси Хатцелл, ученый-электрохимик и материаловед из Принстонского университета, не участвовавшая в исследовании, говорит, что открытие способствует фундаментальному пониманию литий-металлических батарей. «Наблюдение за динамикой изолированного металлического лития очень сложно», — говорит она, добавляя, что исследователи «разработали множество очень интригующих экспериментов, чтобы начать разбирать механизмы». Однако она отмечает, что практическое применение может быть далеко; этим батареям все еще не хватает тысяч циклов зарядки, которые должны выдерживать перезаряжаемые батареи.

Исследователи из Стэнфорда надеются продолжить разработку своего метода зарядки, чтобы максимально увеличить срок службы литий-металлических батарей. Они также работают над протоколом зарядки, который расширит возможности использования литий-ионных аккумуляторов. «Я буду рассматривать [это исследование] как крупное открытие в области батарей — литий-ионных, литий-металлических», — говорит старший автор и материаловед из Стэнфорда И Цуй. «Я думаю, это можно обобщить на всю область аккумуляторов».

Введение в беспроводную зарядку аккумуляторов

Беспроводная зарядка позволяет отказаться от кабеля, который обычно требуется для зарядки мобильных телефонов, беспроводных приборов и т. д.С помощью беспроводного зарядного устройства аккумулятор внутри любого устройства с батарейным питанием можно зарядить, просто поместив устройство рядом с беспроводным передатчиком мощности или специальной зарядной станцией. В результате корпус прибора можно сделать полностью герметичным, даже водонепроницаемым. Помимо неотъемлемого удобства, беспроводная зарядка также может значительно повысить надежность, поскольку разъем для зарядки на боковой стороне устройства может быть легко поврежден механически или просто кем-то, кто непреднамеренно подключит неправильный адаптер.В основе беспроводной зарядки лежит хорошо известный закон Фарадея о наведенном напряжении, обычно используемый в двигателях и трансформаторах.

Применение беспроводной зарядки аккумуляторов

  • Смартфоны, портативные медиаплееры, цифровые камеры, планшеты и носимые устройства: Потребители требуют простых в использовании решений, большей свободы позиционирования и более короткого времени зарядки. Для этих приложений обычно требуется мощность от 2 до 15 Вт. Предпочтение отдается совместимости с несколькими стандартами.Беспроводная зарядка может сосуществовать с NFC (коммуникация ближнего поля) и Bluetooth, что позволяет создавать очень креативные решения. Например, сопряженные телефоны могут заряжать друг друга, если их поставить спиной к спине, после того как они договорятся о соответствующем хосте и клиенте.
     
  • Аксессуары: Гарнитуры, беспроводные динамики, мыши, клавиатуры и многие другие устройства могут использовать беспроводную передачу энергии. Подключение зарядных кабелей к крошечным разъемам постоянно сжимающихся устройств является препятствием для надежной конструкции.Например, Bluetooth-гарнитуры должны быть защищены от пота, чтобы выжить в спортзале. Только беспроводная зарядка может дать такую ​​возможность.
     
  • Зарядный терминал общего доступа: Размещение зарядных панелей (передатчиков) в открытом доступе требует, чтобы системы были безопасными и надежными. Но интеллектуальные системы зарядки могут выходить далеко за рамки автономных решений для зарядки. При желании они могут обеспечить быстрое подключение к сети и создать оплачиваемые зарядные станции. Многие кофейни, киоски в аэропортах и ​​отели поддерживают эти сценарии.Производители мебели также встраивают незаметные беспроводные передатчики энергии в свои торцевые и боковые столики.
     
  • Компьютерные системы: Ноутбуки, портативные компьютеры, ультракниги и планшетные ПК — все это кандидаты на беспроводную зарядку в качестве хостов или клиентов. Возможности безграничны.
     
  • Автомобильное применение в салоне: Беспроводное зарядное устройство идеально подходит для зарядки мобильных телефонов и брелоков, размещая их либо на приборной панели, либо на центральной консоли автомобиля, без неудобных проводов, идущих к гнезду прикуривателя.Более того, поскольку Bluetooth и Wi-Fi требуют аутентификации для подключения телефонов к автомобильной электронике, сочетание NFC с беспроводной зарядкой может позволить пользователю не только заряжать телефон, но и автоматически подключать его к автомобильным сетям Wi-Fi и Bluetooth, не проходя через любой конкретный процесс установки.
     
  • Электромобили: Умные зарядные станции для электромобилей (электромобилей) также появляются, но требуют гораздо большей мощности. Стандарты находятся в стадии разработки.
     
  • Разное: Беспроводные зарядные устройства проникают во все, что содержит батарею. Сюда входят игровые и телевизионные пульты, беспроводные электроинструменты, беспроводные пылесосы, дозаторы мыла, слуховые аппараты и даже кардиостимуляторы. Беспроводные зарядные устройства также способны заряжать суперконденсаторы (суперконденсаторы) или любые устройства, которые традиционно питаются от низковольтного силового кабеля.
     

Стандарты беспроводной зарядки для беспроводной передачи энергии

За последние несколько лет появилось три основных конкурирующих стандарта беспроводной зарядки, включая Qi, PMA и Airfuel TM , как описано ниже.Все три по существу основаны на законе Фарадея о наведенном напряжении и используют катушки индуктивности для беспроводной передачи энергии, но предназначены для работы на разных частотах с разными схемами управления. Таким образом, каждый стандарт беспроводной мощности предлагает уникальные технологические преимущества с различными уровнями отраслевой поддержки и доли рынка.

В традиционной китайской культуре Ци (произносится как «чи») часто переводится как «природная энергия», «жизненная сила» или «энергетический поток». Это также название отраслевого стандарта, созданного консорциумом Wireless Power Consortium (WPC).Qi в настоящее время поддерживает беспроводную передачу мощности до 5 Вт на расстояние до 5 мм, но быстро расширяется для передачи до 15 Вт, а затем до 120 Вт на гораздо большие расстояния.

Основной целью создания любого отраслевого стандарта является совместимость. Например, любой приемник с логотипом Qi можно разместить на любой панели передатчика с логотипом Qi. Возможно, даже на планшете, основанном на другом стандарте, при условии, что чип беспроводного приемника поддерживает совместимость с несколькими стандартами.Скоро в дальних поездках больше не будет необходимости носить фирменные зарядные устройства.

В то время как стандарт Qi работает примерно в диапазоне частот 100–200 кГц, стандарт PMA (Power Matters Alliance) обеспечивает мощность до 5 Вт на почти вдвое большей частоте. Стандарты PMA и Qi на самом деле очень похожи, поскольку основаны на принципах «магнитной индукции» («MI»). Они используют довольно разные методы связи между беспроводным приемником энергии и передатчиком.

Недавно PMA достигла соглашения с A4WP о создании объединенного стандарта (теперь Airfuel Alliance).Это основано на немного другом принципе, называемом «MR», что означает магнитный резонанс. Ранние версии стандарта допускали подачу мощности 3,5 Вт и 6,5 Вт, но недавно она была увеличена до 50 Вт. Хотя MR также основан на основном законе индукции, он состоит из гораздо более слабо связанного, но более точно настроенного приемника. и катушки передатчика с очень высокой добротностью, чтобы обеспечить резонансную передачу на частоте около 7 МГц. Таким образом, Airfuel предлагает большую пространственную гибкость в отношении физического размещения передатчика и приемника.

Основные компоненты беспроводной системы зарядки аккумуляторов

  1. Беспроводной зарядный передатчик питается от входной шины постоянного тока от 5 В до 19 В, обычно получаемой от порта USB или адаптера переменного/постоянного тока.
     
  2. Мост на переключаемых транзисторах с двумя или четырьмя полевыми транзисторами приводит в действие катушку и последовательный конденсатор. Резонансная частота задается внутри с помощью последовательно включенного конденсатора.
     
  3. Передатчик имеет катушку для передачи энергии за счет электромагнитной индукции.Некоторые передатчики поддерживают массивы с несколькими катушками, управляемые отдельными мостами, которые автоматически выбираются для подачи наибольшей связанной мощности в беспроводной приемник энергии.
     
  4. Наведенная мощность подается на беспроводной приемник энергии, который имеет аналогичную катушку для сбора поступающей энергии.
     
  5. Приемник выпрямляет питание с помощью диодных выпрямителей, обычно изготовленных из полевых транзисторов для повышения эффективности. Он также фильтрует мощность с помощью керамических выходных конденсаторов, а затем подает ее на аккумулятор, который необходимо зарядить, либо через линейный каскад, либо через импульсный регулятор.
     
  6. Аккумулятор внутри портативного устройства получает питание и заряжается. Приемник может дать команду передатчику отрегулировать зарядный ток или напряжение, а также полностью прекратить передачу мощности, когда указан конец заряда.
     

Основные аспекты проектирования

Беспроводное электричество, безусловно, является сложной областью, и именно в этом Renesas преуспевает. При интеграции системы беспроводной зарядки в устройство необходимо сначала решить, какой стандарт беспроводной связи наиболее подходит для приложения.В некоторых случаях Renesas предлагает двухрежимные решения для обеспечения максимальной совместимости и удобства.

Выбор катушки определяется стандартами. Все основные поставщики магнитных катушек предоставляют одни и те же стандартные катушки (согласно определению). Затем инженер обычно выбирает катушки в зависимости от применения, в зависимости от входного постоянного напряжения и выходных требований. Однако подходящая геометрия и тип катушки обычно точно такие же, как и в оценочном наборе конкретного приемника или передатчика.

Обычно внутри приемника требуется всего несколько миллиметров пространства для размещения катушки и соответствующей электроники. Некоторое экранирование может быть необходимо для предотвращения шума и электромагнитных помех внутри устройства. Датчик уровня топлива обычно не встроен в беспроводные зарядные устройства, поэтому эта функция может нуждаться в отдельной поддержке

Еще одно соображение при интеграции заключается в том, что питание не может передаваться через металлический корпус, так как металл эффективно экранирует приемник от передатчика.Поэтому разработчику систем необходимо иметь относительно плоский пластиковый интерфейс на корпусе приемника, чтобы катушки беспроводной зарядки были обращены друг к другу. Кроме того, пластиковая стенка не может быть толще пары миллиметров, так как это также может повлиять на передачу энергии.

Наконец, некоторые инженеры осознают необходимость точного обнаружения постороннего металлического предмета, если он присутствует на пути передачи энергии, чтобы избежать перегрева. Чтобы удовлетворить эту потребность, все решения Renesas оснащены надежной схемой обнаружения и контроля посторонних предметов, что делает решения совместимыми со всеми основными правилами техники безопасности.

Renesas — лидер отрасли в области беспроводных зарядных устройств

Компания Renesas заняла лидирующие позиции в области беспроводной зарядки благодаря сотрудничеству с тремя ключевыми группами стандартов — WPC, PMA и Alliance for Wireless Power. Эти отношения позволяют компании тесно сотрудничать с другими ведущими новаторами для разработки решений, решающих проблемы беспроводной подачи энергии.

В результате Renesas предлагает ряд совместимых с WPC, PMA и WPC/PMA (двухрежимных) микросхем беспроводных приемников энергии.Двухрежимные приемники компании обеспечивают мощность 5 Вт при напряжении 5 В либо с понижающим импульсным регулятором постоянного тока, либо со следящим LDO (регулятор с малым падением напряжения).

Renesas также предлагает несколько преобразователей, совместимых с WPC, с различными требованиями к входному напряжению от 19 В до 12 В или работающих от адаптера 5 В или портов USB 2 А. Все продукты для беспроводной зарядки поддерживаются мощными программными инструментами и руководствами по проектированию, которые помогают в процессе проектирования.

Узнайте больше о решениях Renesas Wireless Power Solutions

Могу ли я использовать зарядное устройство для аккумуляторов AGM?

Что такое аккумулятор без зарядки? Для того, чтобы ваша батарея работала в отличном состоянии, MK Battery предлагает различные зарядные устройства.Но что, если у вас уже есть зарядное устройство? Вам нужно купить новый только потому, что вы купили новый аккумулятор?

Правда в том, что это будет зависеть от ряда факторов, от использования вашей батареи до типа батареи и необходимой зарядки. При этом есть одно правило, которое вы должны помнить: зарядное устройство, специально предназначенное только для аккумуляторов с заливными ячейками, НЕ должно использоваться с аккумуляторами VRLA (включая гелевые и AGM-аккумуляторы).

Разница между батареями VRLA и затопленной ячейкой

Существует две основные категории свинцово-кислотных аккумуляторов: залитые элементы и свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием (или аккумуляторы VRLA).В залитых элементах используется сыпучий жидкий электролит, в то время как в батареях VRLA используется стабилизированный электролит — либо за счет суспендирования его в форме геля (гелевая батарея), либо путем его абсорбции стеклянным матом (абсорбированный стеклянный мат или батарея AGM). По этой причине батареи VRLA также иногда называют герметичными свинцово-кислотными батареями. Хотя аккумуляторы с залитыми ячейками все еще широко используются сегодня из-за их доступности и способности обеспечивать большой первоначальный заряд, они также требуют большего обслуживания, большей вентиляции и, как правило, быстрее разряжаются.

Как AGM, так и гелевые аккумуляторы, естественно, более стабильны и имеют гораздо меньшую скорость разряда, чем аккумуляторы с залитыми ячейками. У них также другие потребности, чем у аккумуляторов с заливными ячейками, и зарядное устройство, настроенное для аккумуляторов с заливными ячейками, может сжечь батареи VRLA и привести к их выходу из строя.

Как эффективно заряжать AGM и гелевые аккумуляторы

Аккумуляторы

VRLA, такие как AGM и гелевые аккумуляторы, были разработаны для постепенного и медленного поглощения заряда и точного разряда.Вот почему они реже используются в ситуациях, требующих высоких пусковых токов (например, для запуска лодки), и чаще используются при глубоком цикле, когда требуется устойчивая и надежная мощность (например, для питания моторизованной инвалидной коляски).

Перезаряд батареи AGM может привести к сокращению срока службы батареи. Многие современные зарядные устройства позволяют вам выбрать, заряжаете ли вы аккумулятор AGM или вариант с заполненными ячейками. Однако, как указано выше, важно не использовать старое зарядное устройство, специально разработанное для удовлетворения потребностей аккумуляторов с жидкостными элементами, если у вас есть аккумулятор VRLA.

Как насчет зарядных устройств?

Подзарядные устройства

полезны для поддержания работоспособности аккумулятора во время хранения. Если батарея бездействует в течение длительного времени и существует высокий риск ее чрезмерной разрядки, зарядное устройство будет заряжать ее по мере необходимости.

Это чаще всего требуется для аккумуляторов с залитыми или жидкостными элементами, которые, как правило, имеют более высокую скорость разряда, чем новые батареи VRLA. Наши продукты MK Battery имеют одни из самых низких скоростей разрядки в состоянии покоя в отрасли, что делает устаревшими зарядные устройства.Однако, если у вас возникла особая ситуация, вы всегда можете позвонить нашим специалистам по аккумуляторам по телефону 800.372.9253, и мы будем рады ответить на любые ваши вопросы.

Li-Ion Battery Charging » Li-Ion Charging » Electronics Notes

Для правильной работы литий-ионных, литий-ионных аккумуляторов их необходимо правильно заряжать, в противном случае они не будут работать должным образом.


Литий-ионный аккумулятор Включает:
Литий-ионная технология Типы литий-ионных аккумуляторов Литий-полимерный аккумулятор литий-ионная зарядка Преимущества и недостатки литий-ионных аккумуляторов Как продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов

Аккумуляторная технология Включает: Обзор аккумуляторных технологий Определения и термины батареи Цинк-углерод щелочной Цинковые воздушные ячейки NiCad NiMH литий-ион Свинцово-кислотный


Литий-ионные, литий-ионные аккумуляторы обеспечивают превосходный уровень производительности.Чтобы получить от них максимальную пользу, их необходимо правильно заряжать.

Если зарядка ионно-литиевых аккумуляторов не производится надлежащим образом, это может привести к нарушению работы аккумуляторов и даже к их разрушению, поэтому следует соблюдать осторожность.

Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов обеспечивает наилучшую производительность и максимальный срок службы. В результате зарядка литий-ионных аккумуляторов обычно осуществляется в сочетании с системой управления батареями. Это контролирует уровень заряда, разряда и скорость, с которой они могут происходить.

Зарядка литий-ионного аккумулятора электроинструмента

Химия заряда/разряда литий-ионного аккумулятора

Говоря простыми словами, процесс зарядки и разрядки ионно-литиевой батареи объяснить относительно легко.

Когда литий-ионный элемент или аккумулятор разряжаются, он подает ток во внешнюю цепь. Внутри анода в процессе окисления выделяются ионы лития, которые переходят к катоду. Электроны из созданных ионов текут в противоположном направлении, вытекая в электрическую или электронную цепь, на которую подается питание.Затем ионы и электроны воссоединяются на катоде.

Этот процесс высвобождает химическую энергию, которая хранится в клетке в виде электрической энергии.

Во время цикла заряда реакции протекают в обратном направлении с переходом ионов лития от катода через электролит к аноду. Электроны, обеспечиваемые внешней цепью, затем объединяются с ионами лития, чтобы обеспечить накопленную электрическую энергию.

Следует помнить, что процесс зарядки не является полностью эффективным — часть энергии теряется в виде тепла, хотя типичными являются уровни эффективности около 95% или чуть меньше.

Электронные условия для зарядки ионно-литиевых аккумуляторов

С точки зрения электроники процесса зарядка ионно-литиевых аккумуляторов сильно отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлогидридных аккумуляторов. Использовать одни и те же электронные схемы для их зарядки невозможно по разным причинам.

Зарядка ионно-литиевых аккумуляторов зависит от напряжения, а не от тока. Таким образом, зарядка литий-ионных аккумуляторов больше похожа на зарядку свинцово-кислотных аккумуляторов.

Одно из отличий от зарядки ионно-литиевых аккумуляторов заключается в том, что они имеют более высокое напряжение на элемент — от 3,7 до 4 вольт на элемент по сравнению с 1,2 вольта.l

Литий-ионные элементы

также требуют гораздо более жесткого допуска по напряжению при обнаружении полного заряда, и после полной зарядки они не допускают и не требуют непрерывного или плавающего заряда. Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полного заряда, потому что ионно-литиевые батареи не терпят перезарядки.Они перегреваются, и это сокращает срок их службы, но в экстремальных условиях это может привести к возгоранию или даже взрыву.

Типичная кривая разряда потребительского ионно-литиевого элемента

. Большинство литий-ионных аккумуляторов, ориентированных на потребителя, заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент с допуском около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого значения вызывает нагрузку на элемент и приводит к окислению, что сокращает срок службы и емкость. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Кривая разряда, показанная выше, является типичной для литий-ионного элемента в форме оксида кобальта.Различные типы ионно-литиевых элементов имеют немного разные напряжения, но все они будут иметь одинаковую форму разрядных кривых.

Зарядку ионно-литиевых аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

  • Заряд постоянным током:   На первом этапе зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента контролируется ток заряда. Как правило, это будет от 0,5 до 1,0 C. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость заряда будет составлять 2000 мА при скорости заряда C).

    Для потребительских элементов и батарей LCO рекомендуется скорость заряда не более 0,8C.

    На этом этапе напряжение на литий-ионном элементе увеличивается для заряда постоянным током. На этом этапе время зарядки может составлять около часа.

  • Заряд насыщения:   Через некоторое время напряжение достигает максимума около 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны войти во вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения.Поддерживается постоянное напряжение 4,2 вольта, а ток будет неуклонно падать.

    Конец цикла заряда достигается, когда ток падает примерно до 10 % от номинального тока. Время зарядки на этом этапе может составлять около двух часов в зависимости от типа элемента, производителя и т. д.

Эффективность заряда, т. е. количество заряда, сохраняемого аккумулятором или элементом, по сравнению с количеством заряда, поступающего в элемент, является высоким. Может быть достигнута эффективность заряда от 95 до 99%.Это отражается в относительно низких уровнях повышения температуры клеток.

Многие элементы в настоящее время предназначены для быстрой зарядки, хотя в пределах рейтинга для элемента этот процесс может сократить срок службы батареи, и необходимо найти баланс между удобством и сроком службы.

Меры предосторожности при зарядке ионно-литиевых аккумуляторов

Ввиду количества энергии, хранящейся в ионно-литиевых батареях, природы их химического состава и т. д., необходимо обеспечить, чтобы батареи заряжались надлежащим образом и с использованием соответствующего зарядного устройства и оборудования.

Зарядные устройства для ионно-литиевых аккумуляторов или аккумуляторные блоки включают в себя различные механизмы для предотвращения повреждений и опасностей. Часто эти механизмы предусмотрены внутри аккумуляторной батареи, которую затем можно использовать с простым зарядным устройством.

Механизм, необходимый для зарядки и разрядки литий-ионной батареи, включает:

  • Ток заряда:  Для литий-ионных аккумуляторов ток заряда должен быть ограничен. Обычно максимальное значение составляет 0,8°C, но чаще устанавливаются более низкие значения, чтобы дать некоторый запас.Для некоторых аккумуляторов возможна более быстрая зарядка.

    Даже для батарей или элементов, которые могут выдерживать зарядку более высоким током, это влияет на срок службы. Если есть возможность снизить скорость заряда и не использовать быструю зарядку, это увеличит срок службы элемента.

  • Температура заряда:   Необходимо контролировать температуру заряда литий-ионного аккумулятора. Элемент или аккумулятор нельзя заряжать при температуре ниже 0°C или выше 45°C.

    Ионно-литиевые элементы и батареи

    лучше всего работают при комнатной температуре, поэтому зарядка в указанных температурных пределах обеспечивает наилучшую зарядку, а также продлевает срок службы батареи.

  • Ток разряда:   Требуется защита от тока разряда для предотвращения повреждения или взрыва в результате короткого замыкания. Для конкретного аккумуляторного блока существует ограничение, которое не следует превышать. Ввиду огромного запаса энергии превышение пределов может привести к пожару или даже к впечатляющему взрыву.

    Обычно аккумуляторные блоки имеют схему управления зарядом/разрядом, чтобы гарантировать, что допустимый ток не будет превышен, но всегда лучше не перенапрягать их.

    Различные типы технологии литий-ионных аккумуляторов могут обеспечивать разные возможности — в результате фактический выбор технологии ионно-литиевых аккумуляторов будет зависеть от области применения и необходимого тока/разрядной способности.

  • Перенапряжение:   Защита от перенапряжения при зарядке необходима для предотвращения подачи слишком высокого напряжения на клеммы аккумулятора.если зарядному напряжению будет позволено подняться слишком высоко, это может привести к повреждению.

  • Защита от перезарядки:   Схема защиты от перезарядки необходима для остановки процесса зарядки Li-ion, когда напряжение на элемент превышает 4,30 В. Чрезвычайно важно не перезаряжать литий в аккумуляторе. Система управления батареями должна обеспечивать защиту от перезарядки.
  • Защита от обратной полярности:   Защита от обратной полярности литий-ионного аккумулятора необходима, чтобы убедиться, что аккумулятор не заряжается в неправильном направлении, поскольку это может привести к серьезному повреждению или даже к взрыву.
  • Переразряд Li-Ion: Защита от переразряда необходима для предотвращения падения напряжения аккумулятора ниже 2,3 В в зависимости от производителя.
  • Перегрев:   Часто используется защита от перегрева, чтобы предотвратить работу батареи, если температура поднимается слишком высоко. Температуры выше 100°C могут привести к непоправимым повреждениям.

При использовании ионно-литиевой батареи обязательно используйте зарядное устройство производителя, поскольку в зарядном устройстве и аккумуляторной батарее могут использоваться различные элементы защиты в зависимости от конструкции.

циклов заряда-разряда Li-ion

Срок службы ионно-литиевых элементов и батарей часто выражается количеством циклов заряда-разряда, которые они выдерживают до того, как их емкость удержания заряда упадет.

Несмотря на то, что литий-ионные элементы имеют так называемый календарный срок службы — их срок службы с точки зрения прошедшего времени, даже если они не используются, еще одним важным фактором является количество циклов заряда-разряда, которые они могут выдержать. Обычно это, а не календарный срок службы, означает конец срока службы литий-ионного элемента.

Другие характеристики литий-ионного элемента свидетельствуют об улучшении по сравнению с конкурентами. Было показано, что он способен выдержать около 1000 циклов заряда/разряда при очень осторожном использовании и при этом сохранять 80% своей начальной емкости.

Ni-Cad выдерживают около 500 циклов, хотя это сильно зависит от способа их использования. Плохо обработанная ячейка может дать только 50 или 100. Ячейки NiMH еще хуже, и это одно из основных направлений развития. Они способны дать в лучшем случае 500 циклов, прежде чем их емкость упадет до 80% от начального заряда.

Также было обнаружено, что ионно-литиевые элементы и батареи не страдают от эффекта памяти, который был очевиден для Ni-Cad. Эффект памяти становился очевидным, если при каждом использовании элементы разряжались лишь частично. Со временем они «запоминали» уровень разрядки и их емкость соответственно уменьшалась. В результате было целесообразно периодически производить полную разрядку элементов. Для литий-ионных аккумуляторов это не так.

Зарядка и разрядка ионно-литиевых аккумуляторов являются ключом к их работе и длительному сроку службы.Обычно микросхемы управления батареями встроены в блоки батарей. Он управляет зарядкой и разрядкой литий-ионной батареи. Таким образом, пользователь может подключить аккумулятор к зарядному устройству и оставить его заряжаться, зная, что его не нужно отключать через определенное время. Чип управления батареей также гарантирует, что батарея не разрядится слишком сильно. Проблема заключается в том, чтобы убедиться, что управление батареями понимает точное состояние заряда батареи.

Другие электронные компоненты:
Резисторы конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор полевой транзистор Типы памяти Тиристор Соединители ВЧ-разъемы Клапаны/трубки Батареи Переключатели Реле Технология поверхностного монтажа
    Вернуться в меню «Компоненты».. .

Методы зарядки литий-ионных аккумуляторов

Для большинства электронных продуктов, работающих от батарей, предпочтительным типом батареи является литий-ионная батарея. Узнайте, что нужно для их правильной зарядки.

Литий-ионный аккумулятор

чаще всего используется в бытовой электронике. Из других типов, которые использовались ранее, никель-кадмиевые батареи для использования в электронном оборудовании были запрещены в ЕС, поэтому общий спрос на эти типы упал.

Батареи

NiMH все еще используются, но их более низкая плотность энергии и соотношение цены и качества делают их непривлекательными.

Работа и конструкция литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные батареи

считаются вторичными батареями , что означает, что они перезаряжаемые. Наиболее распространенный тип состоит из анода, выполненного из графитового слоя, нанесенного на медную подложку, или токосъемника, и катода, покрытого литий-кобальтовым оксидом, на алюминиевой подложке.

Сепаратор обычно представляет собой тонкую полиэтиленовую или полипропиленовую пленку, которая электрически разделяет два электрода, но позволяет проходить через нее ионам лития.Такое расположение показано на рисунке 1.

Также используются различные другие типы анодных и катодных материалов, названия наиболее распространенных катодов обычно соответствуют описанию типа батареи.

Таким образом, катодные элементы из оксида лития-кобальта известны как элементы LCO. Типы оксида лития, никеля, марганца и кобальта называются типами NMC, а элементы с катодами из литий-железо-фосфата известны как элементы LFP.

Рисунок 1 – Основные компоненты типичного литий-ионного аккумулятора

В реальном литий-ионном элементе эти слои, как правило, плотно намотаны друг на друга, а электролита, хотя и жидкого, едва хватает для смачивания электродов, и жидкость не плещется внутри.

Такое расположение показано на рис. 2, на котором изображена фактическая внутренняя конструкция призматической или прямоугольной металлической ячейки. Другими популярными типами корпусов являются цилиндрические и мешочные (обычно называемые полимерными ячейками).

На этом рисунке не показаны металлические выступы, прикрепленные к каждому токосъемнику. Эти вкладки представляют собой электрические соединения с аккумулятором, по сути, клеммы аккумулятора.

Рисунок 2 – Типичная внутренняя конструкция призматического литий-ионного аккумулятора

Зарядка литий-ионного элемента включает использование внешнего источника энергии для перемещения положительно заряженных ионов лития от катода к анодному электроду.Таким образом, катод становится отрицательно заряженным, а анод – положительно заряженным.

Внешне зарядка включает движение электронов со стороны анода к источнику зарядки, и такое же количество электронов выталкивается на катод. Это направление противоположно внутреннему потоку литий-ионов.

Во время разрядки к клеммам аккумулятора подключается внешняя нагрузка. Ионы лития, которые были сохранены в аноде, возвращаются к катоду. Внешне это связано с движением электронов от катода к аноду.Таким образом, через нагрузку протекает электрический ток.

Вкратце, то, что происходит внутри элемента во время зарядки, например, заключается в том, что на стороне катода оксид лития-кобальта отдает часть своих ионов лития, превращаясь в соединение с меньшим содержанием лития, которое все еще химически стабильно.

Со стороны анода эти ионы лития внедряются или интеркалируют в междоузлиях молекулярной решетки графита.

Во время зарядки и разрядки необходимо учитывать несколько факторов.Внутри литий-ионы должны пересекать несколько интерфейсов во время зарядки и разрядки. Например, во время зарядки ионы лития должны транспортироваться из объема катода к катоду и границе электролита.

Оттуда он должен пройти через электролит, через сепаратор к границе между электролитом и анодом. Наконец, он должен диффундировать от этой границы к объему материала анода.

Скорость переноса заряда через каждую из этих различных сред определяется ее ионной подвижностью.На это, в свою очередь, влияют такие факторы, как температура и концентрация ионов.

На практике это означает, что во время зарядки и разрядки необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы не допустить превышения этих ограничений.

Рекомендации по зарядке литий-ионных аккумуляторов

Зарядка литий-ионных аккумуляторов требует специального алгоритма зарядки. Это осуществляется в несколько этапов, описанных ниже:

Подзарядка (предварительная зарядка)

Если уровень заряда батареи очень низкий, то она заряжается с пониженным постоянным током, который обычно составляет около 1/10 полной скорости зарядки, описанной далее.

В течение этого времени напряжение батареи увеличивается, и когда оно достигает заданного порога, скорость заряда увеличивается до скорости полного заряда.

Обратите внимание, что некоторые зарядные устройства разбивают этот этап непрерывной подзарядки на две стадии: предварительная зарядка и непрерывная зарядка, в зависимости от того, насколько низкое напряжение батареи изначально.

Плата за полную ставку

Если напряжение батареи изначально достаточно высокое или если батарея была заряжена до этого момента, то инициируется стадия полного заряда.

Это также этап зарядки постоянным током, и на этом этапе напряжение батареи продолжает медленно расти.

Конический заряд

Когда напряжение батареи поднимается до максимального зарядного напряжения, начинается этап постепенного заряда. На этом этапе зарядное напряжение поддерживается постоянным.

Это важно, так как литий-ионные аккумуляторы могут катастрофически выйти из строя, если их заряжать при более высоком напряжении, чем их максимальное напряжение. Если это зарядное напряжение поддерживается постоянным на этом максимальном значении, то зарядный ток будет медленно уменьшаться.

Отключение/прекращение

Когда зарядный ток снижается до достаточно низкого значения, зарядное устройство отключается от аккумулятора. Это значение обычно составляет 1/10 или 1/20 полного зарядного тока.

Важно не выполнять подзарядку литий-ионных аккумуляторов, так как это снизит производительность и надежность аккумулятора в долгосрочной перспективе.

Хотя в предыдущем разделе описаны различные этапы зарядки, конкретные пороговые значения для различных этапов не указаны.Начиная с напряжения, каждый тип литий-ионного аккумулятора имеет свое собственное напряжение на клеммах полного заряда.

Для наиболее распространенных типов LCO и NCM это 4,20 В. Есть также модели с 4,35 В и 4,45 В.

Для типов LFP это 3,65 В. Пороговое значение непрерывного заряда до полного заряда составляет около 3,0 и 2,6 для типов LCO/NMC и LFP соответственно.

Зарядное устройство, предназначенное для зарядки одного типа литий-ионных аккумуляторов, например LCO, нельзя использовать для зарядки другого типа, например, LFP-аккумулятора.

Обратите внимание, однако, что существуют зарядные устройства, которые можно настроить для зарядки нескольких типов. Как правило, они требуют различных номиналов компонентов в конструкции зарядного устройства для каждого типа аккумуляторов.

Что касается зарядного тока, требуется небольшое пояснение. Емкость литий-ионного аккумулятора традиционно указывается как мАч, или миллиампер-час, или Ач. Эта единица сама по себе на самом деле не является единицей емкости накопления энергии. Чтобы получить фактическую энергоемкость, необходимо учитывать напряжение батареи.

На рис. 3 показана типичная кривая разряда литий-ионной батареи типа LCO. Поскольку напряжение разряда имеет наклон, среднее напряжение батареи на всей кривой разряда принимается за напряжение батареи.

Обычно это значение составляет от 3,7 до 3,85 В для типов LCO и 2,6 В для типов LFP. Умножение значения мАч на среднее напряжение батареи дает мВтч или емкость аккумулятора для данной батареи.

Ток заряда батареи выражается в C-скорости, где 1C численно соответствует емкости батареи в мА.Таким образом, батарея емкостью 1000 мАч имеет значение C, равное 1000 мА. По разным причинам максимально допустимая скорость зарядки литий-ионных аккумуляторов обычно составляет от 0,5C до 1C для типов LCO и 3C и выше для типов LFP.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов по разработке нового электронного оборудования .

Батарея может, конечно, состоять как минимум из одного элемента, но может состоять из многих элементов в виде комбинации последовательно соединенных групп параллельно соединенных элементов.

Приведенный выше сценарий относится к одноэлементным батареям. В случаях, когда батарея состоит из нескольких элементов, зарядное напряжение и зарядный ток должны быть согласованы.

Таким образом, зарядное напряжение умножается на количество последовательно соединенных элементов или группы элементов и, аналогично, зарядный ток умножается на число параллельно соединенных элементов в каждой последовательно соединенной группе.

Рисунок 3 – Типичная кривая разряда батареи типа LCO

Одним очень важным дополнительным фактором, который необходимо учитывать при зарядке литий-ионных аккумуляторов, является температура.Литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать при низких или высоких температурах.

При низких температурах ионы лития движутся медленно. Это может привести к скоплению ионов лития на поверхности анода, где они в конечном итоге превратятся в металлический литий. Поскольку это образование металлического лития принимает форму дендритов, оно может пробить сепаратор, вызывая внутренние короткие замыкания.

В верхней части температурного диапазона проблема заключается в избыточном выделении тепла. Зарядка аккумулятора не на 100% эффективна, и во время зарядки выделяется тепло.Если внутренняя температура активной зоны становится слишком высокой, электролит может частично разлагаться и превращаться в газообразные побочные продукты. Это вызывает необратимое снижение емкости аккумулятора, а также вздутие.

Типичный диапазон температур для зарядки литий-ионных аккумуляторов составляет от 0°C до 45°C для высококачественных аккумуляторов или от 8°C до 45°C для более дешевых аккумуляторов. Некоторые батареи также допускают зарядку при более высоких температурах, примерно до 60°C, но с меньшей скоростью зарядки.

Все эти соображения обычно выполняются с помощью специальных микросхем зарядного устройства, и настоятельно рекомендуется использовать такие микросхемы независимо от фактического источника зарядки.

Зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов

Зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов

можно разделить на две основные категории: линейные и импульсные зарядные устройства. Оба типа могут соответствовать ранее заявленным требованиям относительно надлежащей зарядки литий-ионных аккумуляторов. Однако каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Преимуществом линейного зарядного устройства является его относительная простота. Однако его главный недостаток — неэффективность. Например, если напряжение питания 5 В, напряжение аккумулятора 3 В, а зарядный ток 1 А, линейное зарядное устройство будет рассеивать 2 Вт.

Если это зарядное устройство будет встроено в изделие, придется рассеивать много тепла. Именно поэтому линейные зарядные устройства в основном используются в тех случаях, когда максимальный зарядный ток составляет около 1А.

Для больших аккумуляторов предпочтительны импульсные зарядные устройства. В некоторых случаях они могут иметь уровень эффективности до 90%. Недостатками являются его более высокая стоимость и несколько большие требования к площади схемы из-за использования катушек индуктивности в его конструкции.

Рассмотрение источника зарядки

Различные приложения могут запрашивать разные источники зарядки.Например, это может быть обычный адаптер переменного тока с выходом постоянного тока или блок питания. Это также может быть порт USB от настольного компьютера или подобных устройств. Это также может быть из-за сборки солнечной панели.

Из-за возможностей передачи энергии от этих различных источников необходимо дополнительно рассмотреть конструкцию фактической схемы зарядного устройства, помимо простого выбора линейного или импульсного зарядного устройства.

Самый простой случай — когда источник зарядки обеспечивает регулируемый выход постоянного тока, такой как адаптер переменного тока или блок питания.Единственным требованием является выбор зарядного тока, который не превышает максимальную скорость зарядки аккумулятора или мощность источника питания.

Зарядка от источника USB требует немного большего внимания. Если порт USB относится к типу USB 2.0, то он будет соответствовать стандарту USB для зарядки аккумуляторов 1.2 или BC 1.2.

Это требует, чтобы любая нагрузка, в данном случае зарядное устройство, не потребляла более 100 мА, если только нагрузка не связана с источником. При этом допускается брать 500мА на 5В.

Если USB-порт — USB 3.1, то он может следовать USB BC1.2, или в конструкцию может быть включена схема активного контроллера для согласования большей мощности в соответствии с протоколом USB Power Delivery или USB PD.

Солнечные элементы в качестве источника зарядки представляют собой еще один набор проблем. Напряжение-ток солнечного элемента, или VI, чем-то похож на обычный диод. Обычный диод не будет проводить заметный ток ниже своего минимального значения прямого напряжения, а затем может пропускать гораздо больший ток лишь при небольшом увеличении прямого напряжения.

Солнечная батарея, с другой стороны, может обеспечивать ток до определенного максимума при относительно неизменном напряжении. За пределами этого значения тока напряжение резко падает.

Таким образом, солнечное зарядное устройство должно иметь схему управления питанием, которая модулирует ток, потребляемый солнечным элементом, чтобы не вызвать слишком низкое выходное напряжение.

К счастью, существуют микросхемы, такие как TI BQ2407x, BQ24295 и другие, которые могут вмещать один или несколько из вышеперечисленных источников.

Настоятельно рекомендуется потратить время на поиск подходящего зарядного чипа, а не разрабатывать зарядное устройство с нуля.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатное руководство в формате PDF : Ultimate Guide to Develop and Sell Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать наш еженедельный информационный бюллетень, в котором мы делимся премиальным контентом, недоступным в нашем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

Зарядка литий-ионных аккумуляторов: 5 советов экспертов для продления срока службы | Сафт

Литий-ионные аккумуляторы промышленного класса , питающие ваши удаленные или портативные устройства, имеют прочную конструкцию и высокую плотность энергии для длительного срока службы даже при экстремальных температурах.Их долговечность напрямую связана с тем, как батарея заряжается, разряжается, а также с рабочей температурой.

В этой статье мы объясним, как работают эти аккумуляторы, и поделимся пятью главными советами о том, как заряжать промышленные литий-ионные аккумуляторы, чтобы продлить срок их службы. Вы узнаете , как баланс скорости и скорости зарядки является ключевым для промышленных приложений , так же как и для ваших мобильных телефонов, ноутбуков или электровелосипедов.
Читать дальше…
 

Полезный совет 1. Изучите язык батареи

Литий-ионные аккумуляторы

состоят из двух электродов: положительного и отрицательного.Когда вы заряжаете или разряжаете аккумулятор, электроны выходят из аккумулятора под действием электрического тока, а ионы перетекают от одного электрода к другому. Как будто оба электрода дышат, обмениваясь ионами.
 
Когда батарея обеспечивает ток, электроны перемещаются от анода к катоду вне батареи. Подача обратного тока позволяет аккумулятору перезаряжаться: электроны возвращаются к аноду, а ионы лития повторно внедряются в катод. Восстанавливает емкость аккумулятора . Весь процесс зарядки/разрядки определяется как цикл. Количество циклов, которые может выполнить ваша батарея, зависит от производственного процесса, химических компонентов и фактического использования.

Емкость аккумуляторной батареи измеряется в Ач. Например, Saft MP 176065 xtd может похвастаться емкостью 5,6 Ач, что означает, что 5,6 А могут быть выданы за час при 25°C в течение цикла.

На эту емкость напрямую влияют: 

  1. Скорость зарядки и разрядки аккумулятора называется скоростью C. Токи заряда и разряда обычно выражаются в долях или кратных значениям C: Зарядка/разрядка C означает, что вы будете заряжать или разряжать батарею в течение часа. Зарядка/разрядка C/2 занимает два часа, зарядка/разрядка 2C — 30 минут и т. д. Норма Saft MP 176065 xtd C составляет 5,6 А. Зарядка C / 2 при 2,8 А займет ок. два часа.
  2. Уровень напряжения, отражающий уровень заряда: в нашем примере MP 176065 xtd выше, 4,2 В указывает на полный заряд, а 2.7В указывает на то, что батарея полностью разряжена (напряжение отсечки).
  3. Температура зарядки, разрядки и рабочая температура.
  4. Несколько циклов: со временем батарея теряет емкость из-за физической и химической деградации электродов и электролита.

Надлежащее управление глубиной разрядки (DoD — процент емкости, которая была удалена из полностью заряженной батареи) и максимальным зарядным напряжением также может увеличить количество циклов, в течение которых батарея будет работать. работоспособность и, следовательно, срок службы.

В этой статье основное внимание уделяется передовым методам зарядки, но мы рассмотрим методы разрядки в нашей следующей статье.
 

Главный совет 2. Уважайте процесс зарядки CCCV, особенно в плавающем режиме (зарядное устройство — ваш лучший друг)

Зарядить литий-ионный аккумулятор не так-то просто. Зарядное устройство, которое вы выберете, играет здесь ключевую роль, поскольку способ настройки параметров влияет на срок службы батареи. Не подключайте его просто к любому блоку питания и не используйте зарядное устройство, предназначенное для другой технологии (никель-кадмиевое или свинцовое), если вы не хотите столкнуться с проблемами безопасности.

Для правильной зарядки литий-ионного аккумулятора требуется 2 этапа: постоянный ток (CC) с последующей зарядкой постоянным напряжением (CV) . Сначала применяется заряд CC, чтобы довести напряжение до уровня напряжения окончания заряда. Вы даже можете решить уменьшить целевое напряжение, чтобы сохранить электрод. Как только желаемое напряжение достигнуто, начинается зарядка CV и ток уменьшается. Когда ток слишком низкий, зарядка завершается, и ток необходимо отключить.
Например, чтобы вернуть вашему MP 176065 xtd значение 4.Напряжение 2 В в конце заряда, вы можете подать ток 5,6 А. При достижении 4,2 В вы поддерживаете этот уровень напряжения, медленно уменьшая ток до 100 мА или меньше, а затем останавливаете его. Вы также можете выбрать только 4,1 В, тем самым сохранив эластичность электродов и увеличив срок службы батареи.

Емкость аккумулятора напрямую зависит от конечного напряжения заряда , поэтому снижение напряжения снижает емкость аккумулятора. Вам придется найти правильный компромисс между необходимой автономностью, минимальным напряжением, при котором может работать ваше устройство, и долговечностью батареи.
Оставление батареи на постоянном заряде плавающим током после режима CV в процессе зарядки называется плавающим режимом . Солнечная панель — типичный пример приложения с плавающим режимом.

Большинство производителей не рекомендуют плавающий режим, так как он со временем повреждает батарею. Литий-ионный аккумулятор не нуждается в обслуживании благодаря низкому уровню саморазряда. Более того, , если в конструкции батареи не предусмотрены надлежащие меры предосторожности, поддержание скорости заряда в полностью заряженной ячейке может привести к ее перезарядке и взрыву.
Серия Saft xtd специально разработана для работы в плавающем режиме в безопасных условиях с ограниченным старением в широком диапазоне температур.
 

Главный совет 3: Тщательно спроектируйте свою BMS (другого вашего лучшего друга)

Независимо от области применения литий-ионные аккумуляторы должны быть связаны с электроникой. Этот ключевой электронный компонент называется системой управления батареями (BMS). Обязательные функции безопасности прерывают разрядку/зарядку для защиты аккумулятора от перенапряжения или пониженного напряжения.BMS проверяет температуру и отключает аккумулятор во избежание перегрева.

BMS также может включать в себя электронику, оптимизирующую однородный заряд между каждой ячейкой аккумуляторной батареи ( балансировка ). В батарее, объединяющей несколько последовательно соединенных элементов, через некоторое время в полевых условиях элементы из пакета будут стареть по-разному. Без этой функции балансировки в BMS самая устаревшая ячейка пакета будет стареть быстрее, чем другая. Поскольку продолжительность жизни батареи напрямую связана с самой старой ячейкой, хорошая система балансировки продлит срок службы батареи.

BMS можно адаптировать к вашему варианту использования. Некоторые из них могут отображать состояние заряда и состояние здоровья (например, 85% состояния здоровья означает, что емкость батареи уменьшилась на 15% с начала ее срока службы — интересный показатель, поскольку понимается как что 30-процентная потеря первоначальной емкости означает, что химический срок службы батареи подходит к концу и время замены приближается ).
 

Главный совет 4: понизьте уровень зарядки C

При низкой скорости зарядки (C/2, C/5 или даже меньше) ионы лития плавно внедряются в графитовые листы, не повреждая электроды.
Когда скорость заряда увеличивается, эта интеркаляция становится все труднее и труднее. Если скорость слишком высокая, ионы лития не успевают должным образом проникнуть в электрод и просто осаждаются на его поверхности, что приводит к преждевременному старению батареи.

Возможны быстрые скорости зарядки, такие как 4C или 10C, например, для аккумуляторов мобильных или электрических транспортных средств, но конструкции электродов отличаются, и ожидаемый срок службы короче.

В зависимости от того, сколько времени ваше приложение должно быть перезаряжено, и вашего варианта использования, вам нужно будет найти правильный компромисс между необходимым временем и скоростью зарядки и старением батареи.Скорость зарядки A C/50 лучше для электродов, но не каждое приложение может позволить себе более 50 часов зарядки! Время зарядки 2C (30 минут) возможно, но ускорит старение батареи.
Поэтому Saft рекомендует ограничивать скорость зарядки своего диапазона MP до C или ниже.

 

Совет 5. Контролируйте температуру зарядки

В большинстве литий-ионных аккумуляторов в одном электроде используется материал графитового типа. Повышенная температура зарядки провоцирует отслоение графитовых листов, что ускоряет необратимую потерю емкости аккумулятора.Это явление может усугубляться, если оно связано с высокой скоростью зарядки: зарядный ток повышает температуру и вызывает ускорение явления отслоения.

Высокий уровень напряжения в сочетании с высокой температурой заставляет электрохимию генерировать газы внутри ячейки, что ускоряет старение химии. В зависимости от конструкции клетки высокие температуры также могут вызывать набухание клеток. Такая деформация может представлять угрозу безопасности, если корпус батареи или расположение устройства не рассчитаны на ее поддержку. Следите за тем, чтобы не превышались пределы, установленные производителем аккумуляторов, или, например, не ставьте аккумулятор на полную зарядку на продолжительное время в перегретой машине в разгар лета!

Если в конструкции батареи не предусмотрены обязательные меры защиты от перезарядки, чрезмерной разрядки и перегрева, внутренняя температура элемента выше 130°C может привести к тепловому выходу из строя.

Большинство литий-ионных аккумуляторов могут выдерживать максимальную температуру 60°C, и их рекомендуется заряжать при максимальной температуре 45°C при скорости заряда C/2, в то время как аккумуляторы Saft MP могут поддерживать скорость заряда C до 60°C и даже C/5 до +85°C для продуктов xtd благодаря уникальному дизайну.

Очень немногие аккумуляторы можно заряжать при температуре ниже 0°C. Электродные листы сжимаются, и электронная проводимость электролита снижается, что затрудняет интеркаляцию ионов в графит. Могут образовываться отложения лития, вызывающие необратимую потерю мощности. Чтобы компенсировать и обеспечить правильную интеркалацию иона, некоторые производители рекомендуют заряжать батарею очень медленно (C/20) при работе при температуре ниже 0°C.
Ассортимент Saft MP может работать с заправками при очень низких температурах — до -30°C! — при использовании скоростей C/8 и даже C/5.

 

Давайте обобщим наши 5 основных советов о том, как заряжать литий-ионные аккумуляторы промышленного класса, чтобы продлить срок их службы: 

  • Полезный совет 1. Изучите язык батареи. Знание того, как работает батарея, поможет вам оптимизировать способ зарядки и разрядки, чтобы максимально использовать возможности вашей перезаряжаемой батареи
  • Главный совет 2: Уважайте процесс зарядки CCCV, особенно в плавающем режиме (зарядное устройство — ваш лучший друг).
  • Главный совет 3. Тщательно спроектируйте свою BMS (другого вашего лучшего друга) , особенно при использовании многоячеечной аккумуляторной батареи.
  • Полезный совет 4: Уменьшите время зарядки. Коэффициент C: При низкой скорости зарядки ионы плавно внедряются в электрод, что продлевает срок службы батареи.
  • Полезный совет 5. Контролируйте температуру зарядки: Аккумуляторы лучше всего работают при зарядке при температуре окружающей среды. Высокие или низкие температуры приводят к преждевременному старению аккумулятора.

См. нашу следующую статью, предлагающую дополнительные советы по оптимизации работы литий-ионной батареи!

Для получения дополнительной информации о серии аккумуляторов Saft MP посетите страницу продукта: https://www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.