Аккумулятор. Виды и применение. Как выбрать. Плюсы и минусы

Аккумулятор — это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно. Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.

Виды аккумуляторов

Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Этот аккумулятор выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчив к низким температурам и у него большой допустимый ток разряда. Одними из основных его достоинств является низкая цена и большой срок службы. Недостатки указанного вида в том, что он быстро саморазряжается и имеет низкую плотность энергии.

Основным недостатком такого оборудования является «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи. Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство. Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку. Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.

Никель-металлогидридные (NiMh)

Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными. Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.

Литий-ионные (LiIon)

Такой аккумулятор чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах он уже используюется редко, так как вытесняется более прогрессивным типом батарей. Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.

Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства, основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими. Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры. Так как такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя. Если нарушается герметичность также нельзя эксплуатировать такую батарею.

Устройство

Раньше аккумуляторные батареи для бытовой техники и телефонов по своему строению были точной копией тех, что используются в автомобилях. Современные технологии позволили разработать литий-ионные батареи, у которых катод покрыт алюминиевой, а анод медной фольгой. В литий-полимерных моделях в качестве банок используются мягкие пакеты, которые заполняются гелеобразным раствором лития в полимере.

Чтобы контролировать заряд, такая аккумуляторная батарея обязательно имеет устройство, которое выполнено в виде электронной платы. Вместо привычных двух контактов, такие батареи с платой телефона соединяются при помощи конвектора — многополюсного соединения.

Принцип работы

Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.

Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность. Во время заряда ток пропускают в противоположном направлении, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.

Основной характеристикой является емкость, то есть величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения. Для ее измерения обычно используются Ач.

Области применения

Аккумулятор используется в различных отраслях и имеет широкое применение. Аккумуляторные батареи применяют для освещения вагонов, питания различной апертуры на автомобилях, в мобильных телефонах, в бытовой технике и электронике.

Для того чтобы обезопасить компьютер и имеющуюся информацию при внезапном исчезновении питания, используются ИБП. Основным его элементом является АКБ. Первоначальный запуск любого автомобиля не возможет без заряженной аккумуляторной батареи.

Как выбрать аккумулятор

Рассмотрим особенности выбора АКБ для мобильного телефона. Сначала надо разобраться, какая батарея установлена в вашем телефоне, так как она может быть съемной или несъемной.

Если ее можно снять, то открывают заднюю крышку телефона и внимательно изучают характеристики батареи:

• Емкость.
• Модель.
• Напряжение.

При наличии и несъемной АКБ, ее данные можно узнать из паспорта телефона или на сайте производителя. Современный рынок предлагает оригинальные аккумуляторы, аналогичные и «ноунейм». На последний вариант лучше вообще не обращать внимания, так как такая батарея может не только вывести из строя телефон, а даже взорваться.

Между собой оригинальные и аналоговые изделия практически ничем не отличаются по своим характеристикам, но оригинальные батареи будут намного дороже. Учтите, что некоторые производители не делают оригинальные запчасти, поэтому в таком случае придется приобретать аналогичный источник питания.

Аккумулятор для автомобиля

В этом случае надо обращать внимание на такие характеристики как емкость, пусковой ток и габариты изделия. Важно, чтобы емкость и величина пускового тока не очень отличались от той аккумуляторной батареи, что была установлена на заводе-производителе, так как генератор и другое оборудование рассчитаны на определенные их значения.

Кроме описанных характеристик, обращают внимание на наличие дополнительных элементов: ручка для удобной транспортировки, защита клемм, наличие встроенного индикатора заряда.

Достоинства и недостатки

Рассмотрим, какие есть преимущества и недостатки у разных типов батарей.

Преимущества NiCd устройств:

• Быстрая зарядка, можно использовать ток, который равен и даже превышает емкость батареи, злоупотреблять часто большим зарядным током нельзя и если требуется быстрый заряд, то используют устройства, определяющие полный заряд батареи, после чего они должны отключаться.
• Могут давать в нагрузку ток большого значения.
• Если соблюдаются правила эксплуатации, то срок службы будет большим.
• Возможность восстановления при понижении емкости.
• Доступная стоимость.

Недостатки будут такие:

• Наличие «эффекта памяти».
• Высокий уровень саморазряда.
• Большой вес и размеры.
• Требуется специальная утилизация из-за наличия кадмия.

Особенности NiMh батарей:

• Больше плотность электроэнергии, поэтому они имеют меньший вес и размеры.
• Срок службы зависит от глубины разряда, чтобы батарея дольше служила, лучше ее эксплуатировать не с полным, а с поверхностным разрядом.
• Зарядка не может проводиться так быстро, как в предыдущем варианте.
• «Эффект памяти» выражен намного меньше.
• У них небольшое количество рабочих циклов.
• Высокий саморазряд, который достигает 30% в месяц.

LiIon батареи имеют следующие достоинства:

• Небольшой вес и размеры, достигается это за счет высокой плотности электроэнергии.
• Незначительный саморазряд.
• На протяжении всего срока службы не требуют никакого обслуживания.

Недостатки таких АКБ следующие:

• Высокая цена.
• Хранить такие батареи надо только заряженными.
• Даже если они не используются, происходит процесс старения, уже через два года, если ими не пользоваться, они обычно выходят из строя.

LiPol устройства являются самыми современными, но пока массово они не применяются, поэтому объективно оценить их преимущества и недостатки пока нельзя.

Если сравнивать их с другими типами, то в таких устройствах меньше рабочих циклов, и они рассчитаны на небольшой ток нагрузки. Технология их изготовления позволяет создавать тонкие и пластичные геометрические формы, что нехарактерно для других типов батарей. Как и у всего нового, стоимость таких батарей пока высокая.

Сейчас в электронных устройствах в основном используются NiMh и LiIon аккумуляторы. У первых будет больше срок службы при умеренных нагрузках и ниже стоимость, у вторых простое обслуживание и большой срок службы при интенсивных нагрузках. Никель-кадмиевые устройства уже практически не используются, а литий-полимерные только завоевывают рынок.

Похожие темы:

Аккумуляторный ликбез: общее знакомство с автомобильными аккумуляторами

Аккумуляторный ликбез: общее знакомство с автомобильными аккумуляторами

18.11.13 | Рубрика: Аккумуляторный ликбез, Эксплуатация аккумуляторов. Просмотры: 6 992

Загрузка…

При поддержке крупнейшего японского производителя аккумуляторов GS Yuasa мы начинаем публикацию цикла статей под названием «Аккумуляторный ликбез», охватывающих многие аспекты работы и обращения с автомобильными аккумуляторными батареями. Попутно мы развенчаем некоторые популярные мифы, распространенные в аккумуляторной сфере. Мы надеемся, что эта информация, изложенная в доступной форме, будет полезна как обычным автовладельцам, так и профессиональным участникам аккумуляторного рынка.

Что такое аккумулятор?

Во-первых, распространенное среди автовладельцев название «аккумулятор» — не совсем верно. Правильнее говорить «аккумуляторная батарея» или АКБ (профессиональная аббревиатура).

Аккумуляторная батарея – это устройство из нескольких электрических аккумуляторов (в 12В батарее их шесть), объединенных перемычками в единую цепь, предназначенное для хранения электроэнергии в химической форме и дальнейшей ее передачи в виде постоянного тока контролируемым способом.

Все типы электрических аккумуляторов содержат положительные и отрицательные электроды, погруженные в электролит, вся конструкция при этом помещена в контейнер. Наиболее распространенный на сегодняшний день тип батарей, применяемых в автомобилях — свинцово-кислотный. Именно о нем и пойдет речь в наших публикациях.

Свинцово-кислотные АКБ – это тип батарей, у которых положительные и отрицательные электроды произведены из сплава свинца и размещены в растворе серной кислоты (электролите).

Свинцово-кислотные батареи являются перезаряжаемыми АКБ. Это означает, что их можно заряжать снова и снова после того, как они разрядятся. Первичные элементы, напротив, заряжаются всего один раз, а потом выбрасываются (например, — батарейки для фонариков и радиоприемников).

Каков принцип работы АКБ?

Положительный электрод аккумулятора изготавливается из диоксида свинца, отрицательный электрод — из пористого свинца. Когда электрическая нагрузка подается на АКБ (например, при включении фар или вращении стартера), электроток протекает через электролит батареи и внешнюю нагрузку. В результате АКБ разряжается, химический состав электродов меняется, превращаясь в сульфат свинца.

Батарея может быть заряжена при пропускании через нее тока от внешнего источника питания, такого как генератор, динамомашина или зарядное устройство. При этом сульфат свинца превращается в исходный материал – диоксид свинца и пористый свинец.

По мере зарядки АКБ происходит процесс гидролиза, — электричество расщепляет воду в электролите на две составляющие – водород и кислород. Вот почему батарея выделяет газ при ее зарядке.

Из чего изготовлена АКБ?

Решетки

Так как положительные и отрицательные электроды изготовлены из мягких материалов, им нужна связующая механическая опора, в качестве которой служит решетка из сплава свинца. Применение сплавов обусловлено тем, что чистый без примесей свинец имеет также мягкую структуру.

Помимо удержания активной массы электродов решетка выполняет функцию проводника электричества от электродов к внешним потребителям.

Электроды

На первом этапе производства электроды изготавливаются из смеси оксида и сульфата свинца. Затем во время первой зарядки АКБ эта смесь превращается в диоксид свинца в положительном электроде и в пористый свинец в отрицательном. Отрицательный электрод также содержит некоторое количество добавок, улучшающих стартерные характеристики батареи при низких температурах.

Комбинация решетки и электрода обычно называется пластиной.

Электролит

Электролит – это водный раствор серной кислоты. Он служит проводником электрических ионов между положительными и отрицательными пластинами при заряде и разряде АКБ. Кислота также принимает участие в саморазряде батареи, так как сульфат-ионы вступают в химическую реакцию на электродах и образуют сульфат свинца.

Сепаратор

Сепаратор – это изолятор, помещенный между положительным и отрицательным электродом с целью предупреждения короткого замыкания. Сепаратор должен быть микропористым, т.е. иметь маленькие отверстия, для того чтобы ионы могли пройти через сепаратор от одной пластины к другой. Он также должен выдерживать высокие температуры и кислотную среду внутри АКБ.

Большинство современных сепараторов изготавливают из микропористого полиэтилена, свойства которого наиболее подходят для работы в агрессивной среде свинцово-кислотных батарей.

Корпус и крышка

Обычно они изготавливаются из сополимера полипропилена (PP), который легок, но в то же время очень прочен. В отличие от других видов пластика полипропилен не становится хрупким при низких температурах и имеет высокую ударопрочность. Он не разрушается при соприкосновении с кислотой и другими жидкостями, которые используются в автомобиле (бензин, дизельное топливо, тормозная жидкость, антифриз).

1 — решетка положительного электрода; 2 — положительный электрод; 3 — сепаратор; 4 — решетка отрицательного электрода; 5 — отрицательный электрод; 6 — блок отрицательных электродов; 7 — секция аккумуляторной батареи; 8 — блок положительных электродов.

Что такое необслуживаемая АКБ?

30 лет назад аккумуляторы очень быстро теряли воду, и автомобилистам рекомендовалось проверять уровень кислоты в батарее каждую неделю! Современные необслуживаемые АКБ не требуют доливки воды в течение всего срока службы при их эксплуатации в нормальных условиях. В связи с этим срок службы АКБ более чем удвоился – с 2 лет до 4-5 лет.

В прошлом решетки АКБ изготавливали из сплава свинца с добавлением 10% сурьмы. Сурьма увеличивала прочность решетки, так как чистый свинец очень мягок. К сожалению, часть сурьмы растворялась в кислоте, и батарея теряла воду.

По мере усовершенствования аккумуляторных технологий содержание сурьмы снизилось с 10% до 1,5%, такое снижение сделало АКБ малообслуживаемыми, теперь они требовали внимания лишь один раз в год.

Последним усовершенствованием стало добавление вместо сурьмы 0,1% кальция для придания прочности решеткам (так называемые «кальциевые» аккумуляторы). В результате, электролит теперь меньше загрязняется, а потери воды значительно снизились. Такие аккумуляторы получили название необслуживаемые, так как долив воды в них не требуется на протяжении всего срока службы.

МИФ: Необслуживаемый аккумулятор — это аккумулятор, у которого нет заливочных пробок на крышке.

На самом деле, термин «необслуживаемый» относится к отсутствию необходимости доливки воды во время эксплуатации батареи, при этом конструкция крышки может разной — как с пробками, так и без них.

Почему аккумуляторы «умирают»?

Избыточный заряд

Исправная система зарядки современных машин подзаряжает полностью заряженную батарею только малым током. Когда же генератор дает сбой, гораздо больший ток проходит через АКБ при работе автомобиля. Этот ток заставляет АКБ быстро терять воду (это относится даже к необслуживаемым АКБ), ухудшая ее характеристики, а также снижает срок ее службы, повреждая положительные решетки.

Темно-коричневый или черный налет на нижней части вентиляционных пробок – верный признак избыточного заряда.

Если генератор имеет напряжение выше 14,8В при нормальной температуре, это указывает на то, что система зарядки автомобиля неисправна. При широко распространенной неисправности диода в выпрямителе, зарядное напряжение в АКБ будет составлять 16В. В этом случае генератор должен быть незамедлительно отремонтирован, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение АКБ.

Примечание: В новейших автомобилях с системой Start-Stop и рекуперацией энергии торможения используется более высокое напряжение (15,2В), чтобы увеличить эффективность и сократить  время зарядки от генератора.

Эксплуатация в режиме «глубокого разряда–заряда»

Современные зарядные системы сохраняют АКБ в высокой степени заряженности (SOC) в большинстве случаев обычной эксплуатации автомобиля. Однако, батарея может разрядиться в сложных условиях или если автомобиль будет простаивать с электрической нагрузкой, например с включенными фарами. В современных автомобилях всегда есть постоянная утечка тока из АКБ, благодаря компьютерам, сигнализациям, часам и другим постоянным потребителям энергии. В зависимости от автомобиля на это могут понадобиться недели или месяцы.

Автомобильные АКБ созданы с возможностью принимать ограниченное количество циклов заряда и разряда, но они не созданы для работы в условиях непрерывных циклов заряда и разряда (режим глубокого разряда-заряда). Для таких условий используются специальные «тяговые» батареи.

Продолжительная эксплуатация в условиях глубокого разряда-заряда автомобильных АКБ приведет к выходу их из строя, так как активная масса положительного электрода будет осыпаться на дно АКБ, снижая способность пластин сохранять электричество.

Большое количество маленьких черных и коричневых частиц в электролите указывает на то, что АКБ работает в условиях глубокого разряда-заряда.

Сульфатация

Сульфатация – это неотъемлемая часть в процессе работы АКБ, — она происходит всегда при разряде АКБ. Когда батарея подзаряжается, сульфат свинца снова превращается в активный материал.

Если же АКБ долго хранится разряженной, сульфатация постепенно переходит в такую стадию, когда при зарядке она уже не может быть обращена полностью в активный материал. Поэтому после зарядки батарея не будет иметь своих первоначальных характеристик. При глубокой сульфатации электродов батареи, автомобиль может не завестись.

Недозаряд

Недозаряд происходит, когда АКБ не получает достаточного заряда от генератора. Состояние постоянного недозаряда постепенно приведет к глубокой сульфатации. Эта неисправность может быть вызвана тем, что автомобиль используется редко, часто используется в режиме езды на короткие дистанции или если автомобиль эксплуатируется в режиме Start-Stop в городских условиях. Недозаряд может быть также вызван напряжением генератора ниже рекомендованного уровня в 13,6-13,8 В.

Читайте также:

Источник: GS Yuasa

Метки:: GS Yuasa, start-stop, автомобильный аккумулятор, Аккумуляторный ликбез, система Start-Stop, система старт/стоп, Старт-стоп, устройство аккумулятора, эксплуатация аккумулятора

Что такое аккумуляторные батарейки. Особенности и правила зарядки

Сегодня мы узнаем, что называется аккумуляторной батарейкой, чем она отличаются от обычных элементов питания, какими особенностями обладает, а также, как правильно ее заряжать

ЧТО ТАКОЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕЙКИ. ОСОБЕННОСТИ И ПРАВИЛА ЗАРЯДКИ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется аккумуляторной батарейкой, чем она отличаются от обычных элементов питания, какими особенностями обладает, а также, как правильно ее заряжать. Кроме того, расскажем про длительность зарядки аккумуляторных батареек, их сроке службы, а также, для каких устройств лучше всего подойдут элементы питания такого типа. В заключении мы поговорим о том, как максимально продлить жизнь аккумуляторных батареек, что в первую очередь влияет на этот момент и почему так важно правильно выбрать качественное зарядное устройство.

Аккумуляторные батарейки являются прекрасной альтернативой классическим элементам питания, которые по окончанию срока своей службы просто выбрасываются. Главное отличие аккумуляторов заключается в том, что их можно использовать многократно, так как срок службы некоторых моделей просто не ограничен временем и все зависит от правил их использования. Поэтому, если правильно обращаться, своевременно заряжать аккумуляторные батарейки, они могут проработать длительное время, даже несмотря на то, что они относятся к тому или иному типу или размеру.

 

Как подключить смартфон или планшет к телевизору  

  

 

 

В первую очередь на срок службы аккумуляторных батареек, а следовательно на отдачу устройства, в котором они находятся влияет правильный и своевременный заряд, причем это касается любого типа аккумуляторов (от маленьких батареек в бытовой технике до промышленный с большой емкостью питания). Справочно заметим, чтобы постоянно не покупать новые аккумуляторы, так как качественные оцениваются не дешево, а использовать ранее приобретенные максимально долгое время, необходимо их правильно заряжать. Однако не все про это знают и используют элементы питания, как им вздумается, а потом возникает вопрос: “Почему они так быстро садятся и выходят из строя?”.

1. Правила зарядки аккумуляторных батареек

Чтобы знать, как правильно заряжать аккумуляторные батарейки, нужно понимать, что каждому виду элементов питания свойственны свои определенные особенности заряда, а также условия эксплуатации. Данная информация должна в обязательном порядке предоставляться производителем в инструкции к элементам питания. Как правило, эту информацию у нас нет времени искать, да и найти ее порой сложно, так как она написана мелким шрифтом или на иностранном языке. Если все же информацию по правилам эксплуатации аккумуляторов нам повезло найти, то довольно часто она идет в обобщенном виде и не все нюансы там могут быть описаны. Заметим, что уважающие себя производители, всегда указывают данные правила в развернутом виде, на примере компании “GP“.

Самое главное, после покупки аккумуляторных батареек, необходимо сделать их проверку или тестирование. Суть этой процедуры заключается в полном разряде и заряде элемента питания. Желательно осуществлять эту процедуру около 3-4 раз. Для чего это нужно? Это позволить продлить срок работы элементов питания на определенное количество времени. Происходит это благодаря увеличению потенциальной емкости аккумуляторов. Эта процедура другими словами формирует так называемый эффект “памяти” батарейки, так как эти элементы питания умеют запоминать эксплуатационные емкости.

В том случае, когда мы заряжаем не полностью заряженные аккумуляторные батарейки, то будет формироваться определенный предел, который может стать причиной сокращения объема физической емкости элемента питания. Таким образом, это может привести к тому, что батарейка просто станет не долговечной и прибор, в котором она будет находится быстро перестанет работать, так как заряд элемента питания иссякнет. Кроме того, крайне не рекомендуется производить зарядку аккумуляторов при определенных температурных режимах, например при ниже -5 или выше +50 градусов по Цельсию.
Также стоит помнить, что период зарядки аккумуляторных батареек не может длиться сутками на пролет. В том случае, если нам не удалось произвести зарядку элементов питания через сутки, то дальше ждать просто нет смысла, так как быстрее всего произошел какой то сбой в процедуре и необходимо искать причины. Дело в том, что причины могут скрываться не только в зарядном устройстве, а также в самих аккумуляторах. Кроме того, если элементы питания аккумуляторного типа будут долгое время находится в зарядном устройстве, то это может привести к тому, что наша зарядка просто сгорит и перестанет работать. Вот поэтому, необходимо придерживаться рекомендованных временных границ, которые не позволят нам нанести вред элементам питания и устройству по зарядке.

2. Как происходит зарядка аккумуляторных батареек

Сами по себе батарейки являются источником тока для большинства приборов. На сегодняшний день источники питания подразделяются на дешевые (разовые) и дорогие (заряжаемые) аккумуляторные батарейки. Самый распространенный тип размера или формы батареек – пальчиковые “AA“, а также “AAA“. Благодаря универсальному размеру и оптимальному объему эти источники питания по всему миру завоевали всеобщую популярность.

Заметим, что обычные пальчиковые батарейки с типом действия “AA” также допускается заряжать, однако их срок службы может сразу уменьшиться примерно на 1/3. Кроме того, существует вероятность того, что после первой зарядки они просто потекут. Справочно отметим, что дополнительное время рыботы батарейки может обеспечить ее нагревание, например в духовке, но не более, чем на 2-3 минуты. Эта процедура незначительно увеличит срок работы элемента питания, однако существует риск разрыва батареи и даже ее возгорания. На наш взгляд лучше не продлевать таким способом жизнь обычной батарейки, слишком рискованно и проще купить новую.

Кроме того существует еще вариант продления работоспособности элементов питания на определенное время при помощи физического воздействия на них. Например, при помощи ударов молотком или другим тяжелым инструментом можно обеспечить небольшую оптимизацию внутри находящегося источника питания батарейки, что позволит немного продлить ее срок службы. Однако такие способы применимы только для щелочных и солевых батареек. Заряжать же источники питания можно только те, которые относятся к классу многократного использования. Кроме того, особое значение в этом деле играет зарядное устройство. Зарядка должна подбираться только по типу, размеру и мощности аккумуляторных батареек.
Перед тем, как приступать к процессу зарядки аккумуляторных батареек, необходимо первоначально посмотреть маркировку на источниках питания. В том случае, если они предназначены для многоразового использования, то на них должна быть в обязательном порядке нанесена надпись “Многоразового использования” или “Rechargeable” – это будет означать, что они допустимы к перезарядке. Кроме того, на упаковке или на самих батарейках должна быть специальная информация об объеме или емкости источника питания, а также данные о его напряжении.

3. Как долго нужно заряжать аккумуляторные батарейки

Если мы сможем точно рассчитать время подзарядки аккумуляторной батарейки, то это поможет нам правильно ее зарядить. Чтобы вычислить этот показатель, нам поможет простой алгоритм или формула. Итак, время заряда батарейки равняется коэффициенту источника питания (он может быть 1,4 или 1,5 – указывается на батарейки) умноженный на емкость батарейки (указывается на источнике питания в mAh) полученный результат делиться на ток зарядного устройства. 

Формулой эта выглядит следующим образом:

 Х (время) = 1,4 (1,5) (коэффициент) х Y (емкость, в mAh) / Z (ток зарядки в mA)

Справочно заметим, что коэффициент в 1,4 или 1,5 пункта применяется в расчете из-за того, что не весь ток может перейти в заряд. Как правило, при зарядке его часть уходит в тепло. Вот поэтому в результате процесса зарядки батарейки иногда нагреваются. Благодаря вышеописанной формуле или алгоритму, мы сможем зная все переменные, без труда рассчитать время, которое потребуется для осуществления оптимального заряда источника питания.

Для того, чтобы максимально продлить срок службы аккумуляторных источников питания, нужно обязательно покупать качественное зарядное устройство. Зарядное устройство – это прибор, который в процессе работы выделяет тепло и обладает специальным индикатором в виде лампочки указывающей на уровень заряда батарейки. 

Видео обзор: “Зарядное устройство для аккумуляторов//АлиЭкспресс//Распаковка и тестирование”

Кроме того, в каждой современной зарядке в комплекте идет специальная таблица, которая информирует пользователя о напряжении заряда, о показателях тока в сети и критериях заряженности, которые, как правило, обозначаются в миллиамперах.

Видео обзор: “Что такое аккумуляторные батарейки. Особенности и правила зарядки”

В заключении отметим, чтобы максимально продлить срок службы эксплуатации аккумуляторных батареек, которые установлены например в фотоаппарате или видеокамере, необходимо правильно производить их зарядку. В особенности это касается того случая, если мы используем качественные и надежные зарядные устройства. Благодаря правильной эксплуатации аккумуляторных батареек, на примере пальчиковых (тип “AA”) или мизинчиковых (тип “AAA”) мы сможем примерно на 20 процентов продлить их срок работы. Самое главное в этом процессе является правильный выбор зарядного устройства и конечно же источников питания, то есть самих батареек аккумуляторного типа.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. 
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

Автомобильная аккумуляторная батарея (АКБ) — это… :: SYL.ru

Автомобиль не может работать без электрической энергии. Ее потребляет непосредственно стартер, который служит для запуска мотора. Также в энергии нуждаются и другие потребители. Автомобильная энергосистема способна производить электрический ток самостоятельно, но для этого двигатель должен работать. Значит, ток для запуска двигателя нужно где-то хранить. А хранится он в аккумуляторной батарее (она же АКБ). Это источник энергии для всех потребителей электричества в авто. АКБ является одним из самых важных узлов.

Назначение

Аккумулятор необходим для обеспечения электричеством всего оборудования автомобиля, пока мотор не работает или работает на низких оборотах. Кроме того, аккумулятор – это резервный источник тока, если генератор выйдет из строя.

Как устроена АКБ?

Выше мы коротко рассмотрели, что такое и для чего нужна АКБ — это устройство для запасания и отдачи электричества, пока мотор не работает. Далее познакомимся с устройством аккумуляторных батарей.

Конструктивно батарея представляет собой несколько блоков электродов, имеющих разный электрический потенциал. Электроды помещены в герметичную емкость с жидким электролитом. В зависимости от необходимой силы тока и напряжения, этих блоков может быть несколько. В стандартном автомобильном аккумуляторе для легковых машин этих блоков 6 – по 2 Вольта в каждом. В грузовых аккумуляторах 12 блоков-ячеек.

Электроды АКБ

Электрод изготовлен в виде пластины-решетки. Каждая решетка смазывается специальной смесью – активной массой. Это пористая смесь, а поры в ней нужны для того, чтобы максимально большее количество активного вещества могло участвовать в химической реакции. Это важно, если нужен большой ток от батареи.

Решетка также состоит из рамки, вертикальных ребер, горизонтальных жилок, токоотводящих ушей для соединения с мостом. Имеются и специальные ножки, с помощью которых электрод устанавливается на дно корпуса-блока. Решетка изготавливается в промышленных масштабах из покрытой свинцом металлической сетки.

Деталь служит не только каркасом для повышения прочности электродов. Она призвана также удержать активную массу и соединять электроды внутри аккумулятора между собой. Толщина решеток выбирается производителем аккумулятора по режиму работы и характеристикам батареи. Тонкая решетка всегда отрицательная. Более толстая – положительная. В процессе эксплуатации, активная масса решеток уменьшается в результате химических процессов.

Мы уже знаем, что такое АКБ. Это источник энергии для авто. Существуют обслуживаемые и необслуживаемые батареи. В необслуживаемых аккумуляторах решетка может быть изготовлена из сурьмянистых или кальциево-оловянистых сплавов. Использование именно таких материалов снижает газообразование в процессе эксплуатации.

Сепаратор

В АКБ имеется и сепараторы. Они нужны, чтобы разделить электроды в общем блоке. Сепаратор представляет собой пористую перегородку из полимерных материалов. Элемент должен защитить внутренние детали от короткого замыкания. Также при помощи сепаратора обеспечивается определенный запас электролита между электродами.

Как работает аккумулятор?

Автомобильная аккумуляторная батарея работает следующим образом. Внутри герметичного корпуса находятся электролит и две пластины-электрода. В качестве электролита используют раствор дистиллированной воды с серной кислотой. В качестве активных веществ выступают двуокись свинца и губчатый свинец. В процессе подключения тока к клеммам батареи, происходит химическая реакция и эти вещества выделяются.

Принцип действия в двойном преобразовании. Вначале при помощи зарядного устройства электричество преобразуется в химическую реакцию с выделением двуокиси свинца и пористого свинца. Затем при разряде уже химическая энергия будет преобразована в электрический ток. АКБ – это не самостоятельный источник электричества. Он может только накопить определенную порцию энергию и затем преобразовать ее в электрический ток.

В процессе воздействия на контакты аккумулятора тока, кислота распадается на водород и кислород. После соединения двух веществ образуется вода. Свинец соединится с тем, что осталось после распада кислоты и в результате реакции образуется сернокислый свинец. Это принцип работы классической свинцово-кислотной батареи. АКБ – это расшифровка аккумуляторной батареи. Существуют и другие виды. Об этом расскажем ниже.

Виды аккумуляторов

В современных автомобилях применяют не только классические батареи. Среди классических можно выделить необслуживаемые, обслуживаемые, малообслуживаемые, гелевые.

VLRA

Это классическая, полностью необслуживаемая батарея. Чаще это недорогие модели, в герметичном корпусе. Их можно использовать в жилых помещениях. При работе с ними нет необходимости в устройстве дополнительной вентиляции.

AGM

Это более современные батареи. Здесь в качестве электролита применяется не раствор кислоты с водой, а абсорбирующее вещество, не жидкое. Сепараторы выполнены из стекловолокна. Есть мнение, что AGM надежнее, так как пластины лучше сохраняются и не разрушаются. Батареи этого вида имеют массу модификаций для разных режимов работы. Многие из них, в отличие от обычных, не боятся глубоких разрядов. Из недостатков технологии стоит отметить ее стоимость. Цена таких аккумуляторов всегда в разы выше, чем стоимость классических, с жидким электролитом.

Гелевые АКБ

Гелевые АКБ – это батарея с гелеобразным электролитом. При помощи геля разработчикам удалось получить максимальный контакт с отрицательными и положительными электродами. Гель сохраняет однородную густоту во всем объеме. Единственный недостаток заключается в том, что для нормальной эксплуатации данных батарей нужно специальное зарядное устройство.

Заключение

Вот что значит АКБ в автомобиле. Аккумулятор очень необходим для нормальной работы всех электрических систем. Без него не получится завести двигатель. Важно постоянно следить за состоянием аккумулятора и всей электрической системы автомобиля, чтобы она не подвела в нужный момент.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Аккумуляторная батарея (АКБ)  –  составной элемент электрооборудования транспортного средства. Автомобильная аккумуляторная батарея позволяет осуществить пуск двигателя, а также обеспечивает подачу электричества в бортовую сеть.

Единая цепь электрических аккумуляторов представляет собой аккумуляторную батарею. АКБ состоит из нескольких таких блоков аккумуляторов. Аккумулятор — химический источник электрического тока. Особенностью данного источника является его многоразовое действие, что позволяет активно эксплуатировать батарею для запусков ДВС.

Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него. Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора. АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля.

Аккумуляторная батарея имеет корпус. В данном корпусе расположены перегородки, разделяющие батарею на ячейки (банки). Аккумулятор на 12 вольт, который чаще всего устанавливается на легковых автомобилях, включает в себя 6 ячеек. В каждой банке имеются небольшие блоки, которые соединены друг с другом.

В отдельном блоке имеются положительные и отрицательные электроды. Указанные электроды представляют собой пластины (решетки), которые изготовлены из свинца (на примере свинцового аккумулятора). Данные пластины покрыты особым активным составом. Между пластинами с положительными и отрицательными полюсами также находится разделитель (сепаратор). Сепараторы изготовлены из материалов, которые не пропускают электрический ток.

Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды. Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита. Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.

Автомобильный аккумулятор зачастую представляет собой свинцово-кислотную АКБ. Работает такая батарея на основе электрохимических реакций свинца и диоксида свинца, которые помещены в смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Также встречаются гелевые, щелочные и гибридные автомобильные аккумуляторы, которые дополнительно делятся на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые.

Читайте также

Выбираем аккумулятор: ток холодного пуска – что это за параметр и почему он так важен

Что такое «ток холодного пуска»?

Ток холодного пуска (или, как его еще называют – «ток холодной прокрутки») — это гарантируемый производителем аккумулятора максимальный ток, который охлажденная до -18 градусов новая исправная батарея способна отдать потребителю, под которым имеется в виду, разумеется, стартер. Эта величина всегда присутствует в характеристиках любой автомобильной батареи и на нее надо ориентироваться при покупке.

В мире существует несколько стандартов измерения величины холодного пуска батарей, которые отличаются друг от друга. Европейский, азиатский, американский и еще несколько локальных – российский, немецкий и т.п. И что по одному стандарту – хорошо, по другому – так себе. Для того, чтобы обычному автовладельцу не вникать в особенности стандартов и, тем более – в методики конвертации цифр одного в другой, в подавляющем большинстве случаев используется европейский стандарт – EN. В нем измеряют ток и пишут его на этикетке в том числе и практически все российские производители батарей. Надпись, типа «500 А (EN)» – это как раз тот самый параметр, который нам нужен! Иногда эта цифра изображается на этикетке аккумулятора огромным шрифтом (что заставляет задуматься – соответствует ли он реальности?), иногда – достаточно мелким:

Сколько есть и сколько нужно?

500 ампер, 550, 600 и т.п. – это ток, который может отдать аккумулятор. Ток огромный. Причем, речь идет о приличном (-18 С) морозе – в теплое время года величину тока можно еще и смело увеличивать раза в полтора! Ключевые слова — МОЖЕТ ОТДАТЬ. Но реально батарея отдает столько, сколько БЕРЕТ стартер. А вот сколько он берет?

 Стартеры большинства бензиновых легковых автомобилей потребляют даже в мороз, с учетом загустевшего в картере масла, гораздо меньший ток – не более 300 ампер, а чаще всего – до 200-250. А аккумуляторы этих автомобилей способны отдать 500-600 ампер. У дизельных и многолитровых бензиновых моторов – все пропорционально: и потребляемый стартерами ток выше, и ток холодного пуска батарей. Возникает вопрос — зачем аккумуляторам способность выдавать пусковые токи с таким большим запасом – в два-три раза?

Объясняется все весьма просто. Производитель автомобиля, определяя параметры штатного аккумулятора, учитывает ряд очевидных, но важных моментов. Во-первых, минус 18 градусов, при которых замеряется ток холодного пуска АКБ – это, как мы понимаем, далеко не предел холода. А холод снижает токоотдачу аккумулятора. Если в минус 18 батарея выдаст 500 ампер, то в минус 25 – уже 400 (цифры условные, просто для понимания). От этих четырехсот ампер что-то отнимет неоптимальный уровень заряженности батареи (что повсеместно бывает на машинах, эксплуатирующихся в городских условиях), еще что-то будет потеряно из-за общего уровня износа аккумулятора, если он не новый – зашлакованности, засульфатированности. И вот по факту батарея оказывается способна дать стартеру лишь на самую малость больше того, что ему требуется… Иногда почти впритык. На это и рассчитан такой запас, и никаких «лишних амперов» нет!

Скажем больше – такая характеристика аккумулятора, как максимальный пусковой ток, на самом деле важнее емкости! В мороз нам ценнее умение батареи сделать одну (максимум, пару) попыток отдать стартеру большой ток, а не возможность пять-десять раз выдавать в полтора раза меньший. 

Впрочем, ситуации, в которых именно емкость имеет большее значение – тоже бывают. К примеру, неисправность в системе зарядки, при которой генератор отказывает, и вы едете «на аккумуляторе». Но на деле вопрос холодного пуска – куда актуальнее. Внезапный и непредсказуемый отказ генератора на регулярно обслуживаемой машине – случай все же редкий. А холода длятся полгода… 

Берем с запасом!

Недавно мы рассказывали, почему весьма полезно и совершенно безопасно установить в автомобиль аккумуляторную батарею емкостью больше штатной. Запас по току холодного пуска – еще более полезен. Главным ограничением по батареям в большинстве современных автомобилей являются фиксированные размеры отсека под аккумулятор под капотом, и если при выборе новой батареи для своего авто вы увидите на прилавке магазина несколько моделей в нужной размерности, но с разным током холодной прокрутки, предпочтение (при наличии средств) следует отдать той, у которой максимальный ток выше.

— У аккумуляторов, имеющих одни и те же установочные габариты длины, ширины и высоты, емкость, как правило, различается незначительно, а вот пусковой ток может различаться существенно – говорит Александр Казунин, заведующий аккумуляторной лабораторией автомобильной электроники и электрооборудования ФГУП НИИАЭ:

— У недорогих моделей с жидким электролитом в диапазоне 55-65 ампер-часов ток холодной прокрутки составляет 480-550 Ампер, у дорогих, в которых гораздо более сложная и продвинутся «химия» составов намазки пластин, — 620-650 ампер.

Взглянем на любой из популярных типоразмеров батарей. Ну, скажем, на 242x175x190 мм. Аккумуляторы с такими габаритами стоят на десятках моделей машин самых разных производителей. Придя в магазин, покупатель увидит среди ассортимента батарей в данной размерности некоторый разброс емкости (как правило, от 55 до 65 ампер-часов) и гораздо больший разброс по току холодной прокрутки. Берем распространенную емкость 60 ампер-часов – и пожалуйста, разброс по току холодной прокрутки от 500 ампер до 600! Разница от минимума до максимума – 100 ампер, что, на минуточку, практически близко к потреблению стартера на многих моторах до полутора литров в летнее время!

Предположим, что штатная батарея автомобиля, установленная на заводе, имеет емкость 60 ампер-часов и ток холодного пуска 550 ампер.

Если вопрос экономии денег не стоит остро, то для замены, помимо точно такой же, мы можем приобрести батарею и с более высокими электрическими параметрами. Допустим, перед нами две батареи с той же геометрической размерностью по длине, ширине и высоте, но одна – с повышенной емкостью 65 ампер-часов и пусковым током, как у штатной — 550 ампер, а вторая — с емкостью, как у штатной (60 ампер-часов), но с повышенным пусковым током — 600 ампер. В такой ситуации имеет смысл предпочесть именно второй вариант. Зимой он может вас сильно выручить!

Каков токовый максимум?

Подбирая новый аккумулятор, из двух одинаковых по размеру батарей целесообразно выбрать модель с более высоким током холодной прокрутки. А каков предел этого тока? Может, и эти две – не лучший выбор и стоит поискать еще?

Если говорить о классических свинцово-кислотных батареях с жидким электролитом для массовых легковых автомобилей (без удорожающих технологий AFB и AGM), то максимальный ток холодного пуска, встречающийся среди подавляющего большинства батарей емкостью 55 ампер-часов – 560 ампер. Максимум для батарей 60 ампер-часов – 640 ампер. В категории 65-амперных батарей (это, как правило, предел, который укладывается в габариты аккумуляторных отсеков большинства легковых машин и кроссоверов) на сегодняшний день технологический потолок по току холодной прокрутки дошел до величины в 650-660 ампер. Это отличный показатель – на 5-10% выше он только у AFB и AGM-батарей в тех же размерах и с аналогичной емкостью, которые, впрочем, обычно заметно дороже.

Характерный представитель батарей высшей категории мощности – южнокорейская линейка аккумуляторов CENE от одного из мировых аккумуляторных лидеров, компании JCI Delkor. К примеру, модель CENE 56513 при стандартных габаритах 242x175x190 мм имеет максимальный в классе пусковой ток 650 ампер и одновременно обладает емкостью в 65 ампер-часов (то есть, отлично переносит типичный для городской зимы перманентный недозаряд). Ну и честная гарантия в три года – как вишенка на торте!

CENE 56513 представлена в версиях с прямой и обратной полярностью, и, как и все батареи этого бренда, оснащена удобной рукояткой и индикатором-ареометром. 

Компания DELKOR, выпускающая аккумуляторы CENE, основана в 1985 г. фирмами General Motors и Daewoo. Сегодня она входит в состав Clarios — одного из крупнейших аккумуляторных концернов в мире, и поставляет батареи на конвейеры Toyota, Honda, Nissan, Hyundai и Kia.

Battery (преступность) — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Шкала баланса, обычно ассоциируемая с законом и правосудием.

Батарея — умышленный и оскорбительный или вредный контакт с другим человеком. ^[1] Точное определение зависит от юрисдикции. В уголовном праве элементами побоев являются физический контакт с причинением вреда или оскорбительный контакт без согласия этого человека. ^[2] Батарея часто путают с нападением, которое угрожает батарее.Батарея — это когда угроза (нападение) осуществляется и человеку каким-либо образом причинен вред. ^[3] Уголовное и гражданское побои могут быть одинаковыми или незначительно отличаться в зависимости от юрисдикции. Во многих случаях акт побоев может повлечь как уголовную, так и гражданскую ответственность. ^[3]

Гражданская батарея — это деликт. Это преступление, совершенное против другого человека, которое приводит к ущербу. ^[3] Это также называется умышленным деликтным правом. В большинстве случаев они являются результатом небрежности, вызванной небрежностью или опрометчивостью. ^[3] Лицо, в отношении которого было нанесено поражение, потерпевшее, может подать иск в суд о взыскании денежной компенсации. ^[4]

Преступное избиение является результатом нарушения закона о причинении вреда другому человеку. Уголовные дела возбуждаются государством. ^[3] Преступное побоище имеет четыре элемента: ^[4]

Если все четыре элемента могут быть доказаны, существует уголовное дело prima facie , позволяющее возбудить уголовное преследование преступника.

В большинстве случаев гражданский иск следует за уголовным процессом.Признание невиновным по уголовному делу не препятствует подаче потерпевшим гражданского иска. Бремя доказывания в гражданском суде обычно меньше, чем в уголовном. ^[3]

Аккумулятор с отягчающими обстоятельствами и простой аккумулятор [изменить | изменить источник]

Когда суд обращается к «батарее», обычно подразумевают просто батарею. ^[5] Простая батарейка — чаще проступок. К элементам простой батареи относятся: ^[5]

• Несанкционированное или незаконное применение силы.
• Батарея в лицо другому.
• Имеется физическая травма или прикосновение оскорбительного характера.

Обостренный аккумулятор серьезнее простой аккумулятор. В большинстве юрисдикций избиение при отягчающих обстоятельствах является уголовным преступлением. Что определяет аккумуляторную батарею с отягощением, может варьироваться, но чаще всего это: ^[6]

Что такое солнечная батарея

Описание и оптимальное использование	Аккумулятор «мокрый элемент», заполненный электролитом.Оптимально для автономного использования со средней и высокой мощностью.	Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, в котором используется силикагель, в котором взвешен электролит. Оптимален для большинства приложений глубокого цикла.	Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, в котором электролит удерживается в тонких стеклянных матах вместо того, чтобы свободно заливать пластины. Лучше всего подходит для резервных приложений с нечастыми глубокими разрядами, но технологии улучшаются для использования DoD.	Самая распространенная технология хранения энергии для всех видов использования на сегодняшний день. Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи можно использовать для хранения солнечной энергии.	Состоит из реакционных блоков, разделенных электролитами в резервуарах для хранения. Оптимально для хранения большого количества энергии.
Размер	По размеру мало чем отличается от автомобильных аккумуляторов, но полный набор аккумуляторов может занимать много места.	Зависит от емкости, но мало чем отличается от морского или автомобильного аккумулятора. Домашний банк будет состоять из нескольких батарей.	Аналогично свинцово-кислотным и гелевым аккумуляторным батареям.	Меньше и легче свинцово-кислотных аккумуляторов из-за большей емкости. Домашняя аккумуляторная система размером с одну-две стиральные машины или небольшой холодильник.	Зависит.Может быть очень большим.
Время зарядки	Сильно различается из-за многих факторов. Для 100% заряда может потребоваться от нескольких часов до суток или дольше.	От нескольких до нескольких часов в зависимости от множества факторов.	До пяти раз быстрее, чем у аккумуляторных батарей.	В значительной степени зависит от нескольких факторов.Для полной зарядки подождите три часа или дольше.	«Заряжается» заменой электролита, аналогично заполнению автомобильного бензобака.
Срок службы	Зависит от многих факторов, включая езду на велосипеде. Правильно обслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи могут прослужить до 15 лет и более, но более вероятно, что они будут работать от четырех до восьми лет.	Восемь лет при надлежащем техническом обслуживании и DoD менее 20%.В большинстве случаев срок службы батареи составляет от двух до пяти лет.	Восемь лет при надлежащем техническом обслуживании и DoD менее 20%. Хорошая оценка — четыре-семь лет.	Качественный аккумулятор рассчитан на срок службы до 10 лет.	Длительный срок службы. 25 лет или более для ванадиевых окислительно-восстановительных батарей. Может заряжаться и разряжаться без ущерба для срока службы.
Велоспорт	Сильно зависит от глубины разряда (DoD) в течение срока службы батареи.Ожидайте от 200 до 300 циклов разрядки / зарядки.	Значительно зависит от снятой емкости. 1100 циклов при 50% отведенной мощности.	Значительно зависит от снятой емкости. Ожидайте приблизительно от 700 до 800 циклов при нормальном использовании.	Существенно зависит от нескольких факторов, включая снятую мощность. Для качественного аккумулятора возможно от 5000 до 7000 циклов.	Нет ограничений для езды на велосипеде.
Техническое обслуживание	Требует регулярного обслуживания, включая добавление воды, очистку терминалов и удаление воздуха.	Не требует обслуживания.	Не требует обслуживания.	Не требует обслуживания. Твердый, не требует заполнения водой или доливки.	Низкие эксплуатационные расходы.
Температурная чувствительность	Да. Более низкие температуры уменьшают емкость аккумулятора. Более высокие температуры увеличивают емкость, но снижают срок службы всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов.	Да. Более низкие температуры уменьшают емкость аккумулятора. Более высокие температуры увеличивают емкость, но снижают срок службы всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов.	Да. Более низкие температуры уменьшают емкость аккумулятора. Более высокие температуры увеличивают емкость, но снижают срок службы всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов.	Да. Более высокие температуры могут вызвать снижение производительности.	Да.
Безопасность	Содержит токсичный и едкий свинец и серную кислоту.При заправке и подзарядке необходимо соблюдать осторожность. Газообразный водород может вызвать взрыв.	Содержит токсичный и едкий свинец и серную кислоту. Газообразный водород может вызвать взрыв. При подзарядке следует соблюдать осторожность.	Содержит токсичный и едкий свинец и серную кислоту. Газообразный водород может вызвать взрыв. При подзарядке следует соблюдать осторожность.	Несмотря на сообщения в СМИ о пожарах и взрывах, литий-ионные батареи относительно безопасны при правильном использовании.	По своей сути безопасно. Электролит не может нагреваться или загореться.
Стоимость	Самая низкая первоначальная стоимость из всех типов для солнечных фотоэлектрических систем.	Немного дороже AGM-аккумулятора аналогичной емкости.	Значительно ниже первоначальная стоимость, чем у литий-ионных, и дешевле, чем у гелевых элементов, но дороже, чем у заливных свинцово-кислотных аккумуляторов.	Дорогое, часто вдвое дороже свинцово-кислотных аккумуляторов. Высокие первоначальные затраты компенсируются долгосрочной экономической эффективностью.	Дорого, хотя достижения в области органических водных технологий могут привести к существенному снижению затрат в будущем.
Экологический фактор	Низкий. Свинцово-кислотные батареи токсичны, и свинцово-кислотные аккумуляторы могут протекать.	Низкий. Свинцово-кислотные батареи токсичны, хотя компоненты могут быть переработаны.	Низкий. Свинцово-кислотные батареи токсичны, хотя компоненты могут быть переработаны.	Зависит. Некоторые используют органические материалы, не содержащие токсинов. Однако неорганический литий-ионный аккумулятор токсичен и требует осторожной утилизации.	Хорошо. Длительный жизненный цикл, высокая доступность необходимых ресурсов и хорошая способность к переработке.

Основные сведения о Lipo Battery

Обладая привлекательными характеристиками, такими как малый вес, высокая плотность энергии и еще большая скорость разряда, литий-полимерные (LiPo) батареи преобразили все аспекты RC. Появление и постоянное совершенствование этих батарей привело к значительному увеличению производительности радиоуправляемых машин, лодок, самолетов и вертолетов, а также проложило путь для новых транспортных средств, таких как мультироторные. Lipo батареи могут быстро выйти из строя или даже загореться. Сегодня я поделюсь базовыми знаниями о литий-полимерных батареях, чтобы вы могли безопасно и эффективно использовать их в своих будущих проектах.

Что такое липо-аккумулятор?

Литий-полимерные батареи

(далее именуемые «LiPo») представляют собой батареи нового типа, которые в настоящее время используются во многих устройствах бытовой электроники. Они набирают популярность в индустрии радиоуправления за последние несколько лет и сейчас являются самым популярным выбором для тех, кто ищет длительное время работы и высокую мощность.

Батареи

Lipo — это тип перезаряжаемых батарей, который штурмом покорил мир радиоуправляемых устройств. По сравнению со старыми NiCd / NiHm батареями, есть 3 основных момента, которые делают их лучшим вариантом:

1. Имеют почти вдвое большую емкость при вдвое меньшем весе аккумуляторов NiCd или NiMH
2. Сохраняют заряд значительно дольше, чем никель-кадмиевые или никель-металлогидридные батареи, когда они не используются
3. Не развивают «память», как никель-кадмиевые батареи.
4. С LiPo-элементами в сочетании с последовательным и параллельным подключением, LiPo-блоки могут быть созданы для питания большинства радиоуправляемых самолетов

Но, как у монеты две стороны, у LiPo аккумуляторов есть и недостатки.

1. Очень короткий срок хранения от двух до трех лет
2. Очень чувствительна к высоким температурам
3. Очень чувствителен к высоким и низким напряжениям. Превышение любого значения приведет к повреждению аккумулятора
4. Склонен к взрыву при нагревании или неправильной зарядке / разряде

Подробнее о LiPo и NiMH: сравнение двух самых популярных типов батарей на рынке

Что такое рейтинг аккумуляторов Lipo?

Есть три вещи, на которые следует обратить внимание при покупке аккумулятора.Напряжение, емкость (мАч) и рейтинг C (C). Вот краткий обзор того, как каждый из них обозначен.

Напряжение / количество ячеек

Элемент LiPo имеет стандартное напряжение 3,7 В. Для батареи 7,4 В Lipo , описанной выше, это означает, что есть два последовательно соединенных элемента (что означает, что напряжение складывается). Иногда можно услышать, что люди говорят о батарейном блоке «2S» — это означает, что в серию входят 2-элементные липоаккумуляторы . Таким образом, двухэлементный (2S) пакет равен 7.4 В, трехэлементный (3S) — 11,1 В и так далее.

Напряжение аккумуляторной батареи, по сути, определяет, насколько быстро ваш автомобиль будет двигаться. Напряжение напрямую влияет на число оборотов электродвигателя (бесщеточные двигатели рассчитаны на кВ, что означает «число оборотов на вольт»). Итак, если у вас есть бесщеточный двигатель с номиналом 3500 кВ, он будет вращать 3500 оборотов в минуту на каждое приложенное к нему напряжение. На батарее 2S LiPo этот двигатель вращается со скоростью около 25900 об / мин. На 3S он будет вращаться со скоростью 38 850 об / мин.Итак, чем больше у вас напряжение, тем быстрее вы будете двигаться.

Вот список Lipo RC battery с указанием количества ячеек, которые будут использовать большинство новичков;

Батарея 3,7 В = 1 элемент x 3,7 В (1S) Батарея 7,4 В = 2 элемента x 3,7 В (2S) Батарея 11,1 В = 3 элемента x 3,7 В (3S) Батарея 14,8 В = 4 элемента x 3,7 В (4S) Батарея 18,5 В = 5 ячеек x 3,7 В (5S) Батарея 22,2 В = 6 ячеек x 3,7 В (6S)

Если вам интересно, что означает число в скобках, это способ, с помощью которого производители батарей указывают, сколько ячеек, соединенных серией «S», содержит аккумуляторный блок.

Аккумуляторные блоки также можно подключать параллельно для увеличения емкости. Это обозначается числом, за которым следует буква «P». Пример: 3S2P будет означать, что 2 трехъядерных блока питания подключены параллельно, чтобы удвоить емкость.

Вместимость

Емкость показывает, сколько энергии может держать аккумулятор, и указывается в миллиамперных часах (мАч). Это просто причудливый способ сказать, сколько нагрузки или разряда (измеряется в миллиамперах) можно поставить на батарею в течение 1 часа, когда батарея будет полностью разряжена.

В качестве примера, аккумулятор RC Lipo, рассчитанный на 1000 мАч, будет полностью разряжен за один час с нагрузкой в ​​1000 миллиампер. Если бы эта же батарея имела нагрузку 500 миллиампер, то потребовалось бы 2 часа, чтобы разрядиться. Если бы нагрузку увеличили примерно до 15000 мА (15 ампер), что является очень распространенным потреблением тока в вертолете RC размером 400 во время зависания, время разрядки батареи составит всего около 4 минут.

Номинальная разрядка (рейтинг «C»)

Почти все литий-полимерные батареи, которые вы покупаете сегодня, имеют рейтинг «C».«C» в рейтинге C обозначает емкость. Рейтинг C — это максимальная, безопасная, непрерывная скорость разряда упаковки, указанная производителем, поэтому, когда вы видите 20C, напечатанное на вашей этикетке, это означает, что она может быть разряжена в 20 раз больше емкости, «непрерывно». Емкость обычно измеряется в мАч, а популярный размер ячейки — 2200 мАч. Итак, например:

2200 мАч 20C Cell = 2.2A x 20 = 44A непрерывный разряд

Наряду с непрерывной скоростью разряда, некоторые батареи показывают скорость «взрывной» разрядки.Обычно это в два раза превышает скорость непрерывного разряда. Обычно это означает, что аккумулятор способен пропускать удвоенный ток, но только в течение нескольких секунд за раз.

Литий-полимерные батареи

поставляются частично заряженными и значительно более летучие, чем щелочные, никель-кадмиевые или никель-металлогидридные батареи, используемые в радиоуправляемых устройствах. Вот несколько рекомендаций по использованию аккумуляторов Lipo.

Перед первой зарядкой

• Сделайте визуальный и физический осмотр аккумулятора.Найдите поврежденные или ослабленные провода или разъемы, сломанные термоусадочные трубки или другие дефекты, которые могут вызвать короткое замыкание и, в конечном итоге, возгорание.
• Проверьте полярность установленных на заводе проводов и разъемов. Используйте цифровой вольтметр, чтобы убедиться в правильности полярности.
• Проверьте напряжение аккумулятора с помощью цифрового вольтметра или измерителя мощности E-flite (EFLA110). Напряжение ячеек внутри батареи должно быть от 3,5 до 3,9 В.

Напряжение новой батареи 2S (номинальное напряжение 7,4 В) должно быть в пределах от 7,0 В до 7,8 В. Напряжение новой батареи 3S (номинальное напряжение 11,1 В) должно быть в пределах от 10,5 В до 11,7 В. Напряжение новой батареи 4S (номинальное напряжение 14,8 В) должно быть в пределах от 14,0 В до 15,6 В. Напряжение новой батареи 5S (номинальное 18,5 В) должно быть между 17,5 и 19,5 В. Напряжение новой батареи 6S (номинальное напряжение 22,2 В) должно составлять от 21,0 В до 23,4 В.

Рекомендации и предупреждения по зарядке

1.Вы ДОЛЖНЫ использовать зарядное устройство, специально предназначенное для зарядки ТОЛЬКО Li-Po аккумуляторов. Зарядное устройство должно обеспечивать зарядку «постоянным током / постоянным напряжением». Несоблюдение правил использования зарядного устройства может привести к пожару и стать причиной травм и / или материального ущерба. ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать зарядное устройство Ni-Cd или Ni-MH.

2. Аккумулятор всегда следует заряжать на открытом месте вдали от легковоспламеняющихся материалов и не ставить на них. Аккумулятор никогда не следует заряжать внутри модели или полноразмерного автомобиля.Также рекомендуется, чтобы огнетушитель типа «ABC» был легко доступен в зоне зарядки на случай возникновения каких-либо проблем, приводящих к пожару.

3. Никогда не заряжайте аккумулятор без присмотра. Во время зарядки аккумулятора вы всегда должны находиться под постоянным наблюдением, чтобы контролировать процесс зарядки и реагировать на возможные проблемы, которые могут возникнуть.

Заключение

Теперь вы знаете большую часть того, что вам нужно знать о LiPo батареях. Я не утверждаю, что эта статья научит вас всему, что нужно знать о LiPo батареях, но, надеюсь, она поможет вам понять, как они работают.В ближайшие несколько лет LiPo батареи могут обогнать никель-металлгидридные аккумуляторы, которые обычно используются, быстрее, чем любая другая батарея в истории. Это, безусловно, захватывающее время для хобби, и ситуация часто меняется. Просто не забывай получать удовольствие и задавать вопросы! Единственный глупый вопрос — тот, которого вы не задаете!

Q: Как напряжение и ток связаны с сроком службы батареи? В чем разница между батареями с одинаковым напряжением, но разной формы и размера? А что насчет конденсаторов?

Физик : Химические батареи используют пару химических реакций для перемещения зарядов от одного вывода к другому с фиксированным напряжением, обычно равным 1.5 вольт для большинства аккумуляторов можно купить в магазине (хотя есть и другие виды аккумуляторов). Химические вещества в батарее буквально снимают заряд с одной клеммы и передают заряд на другой. Как правило, чем больше площадь поверхности, на которой химикаты должны заряжать и отводить заряд, тем больший ток может производить аккумулятор.

Лучший способ представить, как работает настоящая батарея, — это заменить батарею в цепи на идеальный источник напряжения (который мы обычно называем батареями) и воображаемый резистор, называемый «внутренним сопротивлением» батареи.Внутреннее сопротивление можно использовать для описания того, почему батарея AA не может генерировать произвольное количество энергии; чем больше ток вырабатывает аккумулятор, тем больше падает напряжение на внутреннем резисторе в соответствии с законом Ом (V = IR). Вы можете представить это как толкание тележки; если тележка не движется, вы действительно можете положить в нее плечо, но по мере того, как тележка движется быстрее, прикладывать к ней силу становится все труднее и труднее.

Автомобильный аккумулятор вырабатывает только 12 вольт, что соответствует 8 обычным последовательным батареям.Это напряжение настолько низкое, что вы можете положить свои сухие руками на клеммы автомобильного аккумулятора и ничего не почувствовать (пожалуйста, не доверяйте мне достаточно, чтобы попробовать это; я даже не доверяю мне достаточно, чтобы попробовать это). И все же внутреннее сопротивление настолько низкое, что если бы вы соединили клеммы с обычным проводом, ток в проводе был бы настолько высоким, что провод расплавился бы или взорвался.

Вы можете смоделировать процесс разрядки аккумулятора, увеличив внутреннее сопротивление. Почти разряженная батарея по-прежнему обеспечивает 1.5 вольт, но имеет очень высокое внутреннее сопротивление, так что даже небольшое количество тока обнуляет усиление по напряжению.

Напряжение на конденсаторе, с другой стороны, всегда пропорционально заряду, накопленному в данный момент в конденсаторе (это определение емкости). Вы можете думать о батарее, как о водяном насосе, всегда обеспечивающем одинаковое давление, а о конденсаторе как о водяном баллоне, давление увеличивается с увеличением количества воды в баллоне. Из-за этого намного легче измерить количество энергии в конденсаторе (если вы можете измерить напряжение на нем, вы можете сразу узнать энергию).Но поскольку напряжение, подаваемое конденсатором, резко меняется по мере его разряда, необходимы специальные адаптивные схемы для понижения напряжения до фиксированного, согласованного уровня для питания устройства. В качестве альтернативы устройство можно заставить работать в широком диапазоне напряжений, но это обычно бывает сложнее.

Совсем недавно конденсаторы стали маленькими и достаточно мощными, чтобы хранить энергию наравне с химическими батареями. Несколько десятилетий назад инженеры-электрики PR

Battery Blank Information Guide | Документы Microsoft

• 15.10.2017
• 22 минуты на чтение

В этой статье

В этом руководстве представлена ​​информация о заглушке для батарей, включая ее назначение, а также техническое описание.Эта информация не диктует требований к конструкции и не должна использоваться для установления таких требований. Поскольку батареи сильно различаются по форме, дизайну и функциям, для Microsoft было бы непрактично предъявлять требования к конструкции. Вместо этого следует использовать это информационное руководство, чтобы помочь в процессе определения того, как лучше всего сконструировать заглушку батареи.

1. Зачем мне нужна заглушка для батареи? Разве нельзя просто подключить мобильное устройство напрямую к внешнему источнику питания?
   • Заготовка батареи — это еще один шаг вперед, чем просто подача питания на устройство путем подмены элементов реальной батареи, которые часто требуются устройству для включения.Это позволяет использовать устройство для длительного тестирования в лабораторных условиях, что обычно невозможно из-за ограниченной емкости аккумулятора. Это достигается за счет того, что мобильное устройство может нормально взаимодействовать с батареей, даже если ток подается от внешнего источника питания. В некоторых очень ограниченных случаях вы можете обойтись без с прямым питанием мобильного устройства от внешнего источника питания, такого как источник питания 4,2 В постоянного тока. Однако в большинстве случаев устройство может работать некорректно, если оно не может обмениваться данными с собственной батареей.Проблемы, с которыми вы можете столкнуться, включают: сбой при включении, невозможность полной загрузки, преждевременный или ложный сигнал о низком заряде батареи, мгновенное отключение при загрузке или многие другие типы поведения.
2. Как мобильное устройство взаимодействует с собственным аккумулятором? Что такое умный аккумулятор?
   • Большинство современных мобильных устройств обмениваются данными с аккумулятором с помощью однопроводного последовательного интерфейса, известного как HDQ (описание термина HDQ см. В FAQ № 5). Схема бортовой батареи отслеживает падение напряжения на небольшом токовом резисторе, подключенном последовательно с выходом батареи, для определения активности заряда и разряда батареи.Компенсация возраста батареи, температуры, саморазряда и скорости разряда применяется к измерениям емкости, чтобы предоставить доступную информацию о времени до разряда в широком диапазоне рабочих условий. Доступная емкость аккумулятора автоматически калибруется или изучается в ходе цикла разрядки с полной на разряженную. Эти схемы связываются с мобильным устройством через однопроводный интерфейс HDQ или последовательный интерфейс I ² C.
3. Должен ли батарейный отсек работать ТОЧНО как аккумулятор? Каковы фактические требования?
   • Заглушка для батареи используется только как средство для обеспечения непрерывного внешнего питания устройства, чтобы обеспечить возможность длительного тестирования, которое в противном случае было бы невозможно при использовании только батареи.Он не используется в качестве инструмента для проверки работы или конструкции самой батареи. Для простоты заглушка аккумулятора должна обеспечивать только то, что обычно требуется для питания телефона так же, как и аккумулятор. Например, если конструкция устройства требует связи с аккумуляторной схемой HDQ или I ² C, то заглушка аккумулятора должна обеспечивать эту возможность. Если в батарее используется известное или ожидаемое сопротивление для идентификации, аутентификации или цепи термистора (TH), пустое поле должно также предоставить это.Как именно необходимые характеристики для имитации батареи обеспечиваются заглушкой батареи для устройства, полностью зависит от производителя.
4. В моей батарее используется цепь датчика уровня топлива на основе HDQ или I ² C, и моему устройству требуется наличие этой цепи для загрузки. Что требуется для подделки этой схемы, чтобы вместо батареи можно было использовать заглушку?
   • Это неизвестно Microsoft, поскольку мы не проектировали схему. Мы ожидаем, что разработчики оборудования OEM понимают эти требования, поскольку у них есть доступ к схемам, проектным справочным материалам и спецификациям оборудования, которые предусматривают эти требования.Мы полагаемся на этих же разработчиков при изготовлении заглушки аккумулятора и обеспечении его соответствия как спецификациям шасси, так и требованиям к оборудованию.
5. Что означает аббревиатура HDQ, когда она используется в отношении батарей и цепей указателей уровня топлива?
   • HDQ — это составное сокращение, используемое для описания однопроводной последовательной цепи связи между аккумулятором и мобильным устройством. H в аббревиатуре означает High-speed , а DQ — это стандартизированный термин для электроники, который описывает ввод данных ( D ) и вывод данных ( Q ), используемые во многих различных типах схем триггеров.В совокупности вы получаете High Speed ​​Data Input / Data Output , или просто HDQ для краткости.
6. Насколько сложно сделать каждый тип заглушки батареи? Есть ли какие-нибудь строительные инструкции?
   • Это зависит от сложности используемой схемы батареи, и только OEM или назначенные им инженеры имеют полное представление о требованиях, необходимых для имитации оригинальной батареи. Что касается физической конструкции, существует множество возможных конструкций, большинство из которых, вероятно, начиналось с оригинальной батареи, в которой был удален химический элемент, оставив только корпус и печатную плату батареи.В некоторых конструкциях, где батарея не обеспечивает связь по протоколу I ² C или HDQ по 1-проводу, конструкция может быть столь же простой, как проложить внешние провода к соответствующим контактным площадкам на телефонной стороне печатной платы батареи. В других случаях вам, возможно, придется отрегулировать способ работы вашей цепи безопасности или даже удалить ее из цепи. В других случаях вам, возможно, придется изменить программное обеспечение на телефоне, чтобы приспособиться к замене батареи. На самом деле все зависит от того, что устройство ожидает увидеть от батареи, чтобы предположить, что вместо заглушки батареи используется настоящая батарея.Подробнее об этом конкретном вопросе будет рассказано позже в этом документе.
   • В большинстве случаев после удаления элемента батареи остается очень хрупкий и хрупкий корпус батареи. После того, как провода будут прикреплены к плате батареи и внесены необходимые изменения в электронику платы батареи (если таковые имеются), мы рекомендуем залить заглушку или заполнить ее жестким материалом, который восстанавливает жесткость пластикового каркаса и делает Заглушка для батареи прочная. В идеале, провода также должны быть залиты, чтобы снять напряжение.Настоятельно не рекомендуется использовать заглушку для батареи без снятия напряжения на проводах. Батареи с корпусом из листового металла обычно достаточно жесткие, но могут вызывать другие проблемы с проводами, обнажая острые края, которые могут повредить изоляцию провода. Горячий клей — хороший вариант для удержания проводов и других необходимых деталей внутри рамы (например, любых необходимых конденсаторов). При разработке заглушки для батареи помните, что она должна быть прочной и способной выдерживать несколько циклов установки и извлечения без повреждения заглушки.Заглушка должна плотно прилегать к батарейному отсеку, как и оригинальный аккумулятор. Он никогда не должен быть настолько свободным, чтобы сам выпасть, но и не должен быть слишком тугим. Провода, выходящие из заглушки аккумулятора, должны отклоняться от устройства. Не должно быть никаких дополнительных компонентов, выступающих из задней части заглушки батареи, которые увеличивают ее толщину (например, большие электролитические конденсаторы или другие электронные компоненты). Если требуются конденсаторы или другие крупные компоненты, рассмотрите возможность использования устройств для поверхностного монтажа, чтобы максимально уменьшить их размер.Эти конкретные моменты рассматриваются более подробно далее в этом документе.

Образцы схем защиты и связи батареи

Эти схемы батарей были удалены из 11 различных типов батарей. Ячейки, к которым они когда-то были прикреплены постоянно , были сняты и переработаны и не показаны на этой выставке. На схемах с металлическими серебряными язычками на левом и правом краях печатной платы подключается аккумуляторная батарея.Другие схемы с 4 золотыми контактами — это то место, где устройство будет подключаться. Расположение контактов может сильно отличаться от батареи к батарее, но большинство из них включает от минимум 3 до максимум 6 контактов. Контакты обычно имеют +, -, HDQ, ID или TH, хотя это сильно варьируется от OEM к OEM. У некоторых есть чипы указателя уровня топлива, а у некоторых нет. Внутри самого элемента батареи нет волшебства, обеспечивающего какие-либо физические характеристики батареи. Вся эта информация сфабрикована, рассчитана, измерена или оценена с помощью встроенной электроники, которая запрограммирована на заводе (при необходимости) и постоянно прикреплена к новым заводским батареям.Эти схемы предназначены для того, чтобы видеть некоторое количество напряжения элемента батареи 100% времени в течение всего срока службы элемента батареи, даже когда батарея технически разряжена. После извлечения из батареи вся информация, которая была записана в течение срока службы присоединенного элемента батареи, может стать недействительной или утерянной электроникой.

Как видите, только внутри батареи доступно большое разнообразие стилей, форм и схем. Таким образом, для Microsoft было бы непрактично диктовать особенности того, что именно необходимо вашему устройству для правильной работы заглушки батареи, особенно в тех случаях, когда оригинальная электроника батареи перерабатывается для использования в заглушках батареи.

Во многих случаях эти схемы также действуют для аутентификации подключенного устройства, связываясь с ним через интерфейс HDQ или I ² C после вставки в устройство: если устройство правильно аутентифицируется с помощью аккумулятора, аккумулятор включается, обеспечивая полную выходная мощность на устройство, что позволяет ему включиться. Кроме того, схема указателя уровня топлива (при наличии) обменивается данными с мобильным устройством через однопроводной последовательный интерфейс HDQ (или I ² C) для передачи рабочих характеристик батареи мобильному устройству.Используя эту информацию, электроника батареи может предоставить ряд эксплуатационных характеристик, включая приблизительный оставшийся срок службы батареи, текущее потребление энергии, текущий уровень напряжения, время до полной разрядки, количество циклов зарядки и т. Д. Для батарей мобильных устройств более распространенным является Метод аутентификации состоит в том, чтобы просто обеспечить фиксированное сопротивление от земли через идентификационный штырь, который используется телефоном для обеспечения подключения подлинной батареи (при условии, что сопротивление совпадает). Эта конкретная тактика также работает в обоих направлениях — на самом деле аккумулятор может потребовать фиксированного сопротивления в мобильном устройстве перед включением его основного выхода.Заготовка батареи должна обеспечивать любые необходимые параметры, необходимые для точной имитации реальной батареи, при этом позволяя устройству питаться от внешнего источника питания.

Предупреждение

Очень важно помнить, что схемы, показанные выше, были специально разработаны для защиты физических элементов батареи. После удаления рабочие параметры этого элемента батареи могут быть потеряны или аннулированы той же схемой, которая обменивается данными с телефоном, а рабочая информация, передаваемая обратно в телефон, может отражать это изменение и заставлять устройство вести себя по-другому.Точно так же схемы безопасности, обычно ожидающие увидеть постоянное напряжение, обеспечиваемое аккумуляторным элементом, теперь будут видеть, как напряжение включается и выключается через заглушку аккумулятора, и это может привести к отказу или постоянному срабатыванию защитных цепей, что, в свою очередь, могло бы ошибочно открыть вывод холостого хода батареи во время тестирования (мы это уже видели). Возможно, вам будет разумно рассмотреть возможность обхода любой схемы безопасности, обычно предназначенной для защиты элемента батареи, поскольку эти цепи, вероятно, будут определять циклы включения и выключения питания через заглушку батареи как проблемы с батареей.Эти непредвиденные отказы схем безопасности также не обязательно могут проявиться сразу. Заглушка аккумулятора может нормально функционировать от 10 до сотен циклов питания до отключения.

Разработка заглушки для батареи — пример

В настоящее время доступно большое количество однокристальных решений, которые сочетают в себе специально разработанную электронику защиты аккумуляторных батарей с возможностью срабатывания внешних полевых транзисторов, и они становятся все более распространенными на рынке.Использование этой электроники в заглушках батарей может иногда принести больше вреда, чем пользы, поскольку они используются не по назначению и спецификациям и, следовательно, могут ошибочно (и часто неожиданно) привести к размыканию выхода.

Поскольку производитель оригинального оборудования обладает необходимой конфиденциальной информацией (например, схемами и техническими характеристиками), необходимой для определения того, как лучше всего обойти эти цепи безопасности, мы полагаемся на них, чтобы внести любые необходимые изменения в заготовки батарей.

Следующая информация предоставляется в качестве обобщенного примера того, как построить заглушку батареи. Он показывает эволюцию от того, что на первый взгляд кажется хорошим решением, к тому, что в конечном итоге пришлось изменить, чтобы сделать заглушку батареи прочной и надежной для использования в лаборатории.

На приведенном выше рисунке производитель оригинального оборудования решил использовать Dallas / Maxim DS2784, популярный одноэлементный автономный датчик уровня топлива IC. Указатель уровня топлива обеспечивает точные оценки оставшейся емкости и своевременно сообщает данные измерения напряжения, температуры и тока.Оценки емкости рассчитываются на основе кусочно-линейной модели производительности батареи при нагрузке и температуре, а также параметров системы для полного и разряженного состояния. Параметры алгоритма программируются пользователем и могут быть изменены в пакете. Данные о критической емкости и устаревании периодически сохраняются в EEPROM в случае потери питания из-за короткого замыкания или глубокого истощения.

Последний текст, выделенный полужирным шрифтом, очень важен, так как он указывает на то, что эта часть специально разработана для обработки сценариев, когда батарея глубоко разряжается, характеристика, в некоторой степени совпадающая с отключением питания на пустой батарее.На первый взгляд удобное приложение в реальном мире гораздо менее очевидно. Типичная рабочая схема, представленная в техническом описании DS2784, показывает, что микросхема управляет компоновкой с двумя полевыми транзисторами, последовательно подключенными к ПОЛОЖИТЕЛЬНОМУ выводу к устройству, предназначенному для прерывания вывода, как считает DS2784:

.

ТИПОВАЯ СХЕМА РАБОЧЕЙ ЦЕПИ

Быстрый и простой способ сделать заглушку батареи в этом случае на первый взгляд может показаться столь же простым, как замена физического элемента батареи на требуемый разъем Molex:

Просто заменив элемент батареи на разъем Molex, вы оставите полевые транзисторы последовательно с ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ.Цепь безопасности остается исправной и полностью работоспособной. Любая ошибка, обнаруженная DS2784, может привести к срабатыванию ОТКРЫТИЯ полевых транзисторов даже при нормальных рабочих условиях тестирования. DS2784 предполагает, что к нему подключен аккумуляторный элемент, а не внешний источник питания, и правильная работа DS2784 в соответствии с его исходной проектной спецификацией больше не гарантируется. Существует бесчисленное множество условий, которые могут вызвать сбой в работе этого неестественного приложения DS2784, но в конечном итоге в конечном итоге заглушка батареи перестает работать, и питание перестает поступать на мобильное устройство.

Существует ряд возможных обходных путей, но в конечном итоге разработчикам батареи и интерфейса батареи необходимо определить лучшее решение. В этом конкретном примере устройство явно требует, чтобы цепь HDQ была подключена к телефону. Это означает, что простой обход DS2784 не сработает, поскольку ему требуется само питание для обеспечения необходимой связи с мобильным устройством. Остается несколько возможных вариантов:

1. Отключите потребность в HDQ в устройстве с помощью изменения программного обеспечения и подключите обходной транзистор вокруг полевого транзистора.
   • Для этого варианта требуется программный обходной путь в сочетании с заменой оборудования, и он не идеален, особенно если часть тестирования устройства охватывает связь с аккумулятором.
   • Это, вероятно, наименее идеальный вариант, поскольку он может привести к обнаружению не реальных ошибок, а также может вызвать дополнительные программные проблемы в устройстве, связанные с зарядкой или управлением питанием.
2. Спроектируйте свое устройство так, чтобы оно использовало HDQ, если оно есть, но встроите опцию для обхода этого требования, если соблюдается другой рабочий параметр, такой как фиксированное сопротивление заземления вместо HDQ.
   • Это решение является идеальным, но требует дополнительной разработки и внедрения в течение цикла разработки оборудования, что может быть слишком поздно на данном этапе или просто не вариантом для начала.
   • Идея здесь в том, что если заглушка батареи не обеспечивает сигнализацию HDQ, потому что она была удалена из заглушки, значит, что-то еще было добавлено (например, фиксированное сопротивление), чтобы вызвать отмену требования HDQ в устройстве, позволяющую устройство должно работать нормально, как будто присутствует сигнал HDQ.
3. Обход только полевого транзистора, поэтому даже если он попытается размыкаться, питание все равно будет поступать на контакт P +.
   • Этот параметр не распространяется на изменения или состояния ошибок, о которых DS2784 может сообщать на телефон по линии HDQ, которые все еще могут отрицательно повлиять на работу устройства.
   • Если DS2784 не отправляет на телефон информацию по HDQ, которая влияет на его работу, это, вероятно, лучшее и простое решение для реализации.

Предполагая, что вариант № 3 идеален в данном конкретном примере, нам нужно только найти способ обойти полевой транзистор, оставив DS2784 нетронутым для выполнения своих задач. На некоторых конструкциях аккумуляторных плат, где схемы и схемы расположения недоступны, вам, возможно, придется использовать мультиметр для определения прямого провода к контактной площадке P + на стороне устройства аккумуляторной платы. В других случаях шелкография может указать вам прямо на ответ:

P + Test Pad удобно расположен на плате аккумуляторной батареи со стороны компонентов.Все, что требуется сейчас, — это подключить положительное напряжение, подаваемое на B + к этой тестовой площадке P +. Это обеспечит напряжение на DS2784, позволяя ему нормально работать, а также в обход полевого транзистора, если он попытается открыть.

Конечный результат после модификации платы аккумулятора с коротким замыканием вокруг полевого транзистора:

Имейте в виду, что это был только пример использования популярной части управления батареями. Все конструкции отличаются друг от друга, и описанное выше решение является лишь одним из возможных примеров, разработанных, чтобы заставить вас задуматься о потенциальных проблемах, с которыми вы можете столкнуться при разработке или изготовлении заглушки для батареи.Это один из наиболее сложных примеров, наблюдаемых в этой области. Для батарей, которые имеют только одночиповую схему безопасности, которая управляет полевым транзистором, решение обычно очень простое: просто обойти полевой транзистор. Не нужно беспокоиться о кислом винограде из линейки HDQ, потому что его не существует. Также важно отметить, что большинство цепей защитного прерывания, наблюдаемых в полевых условиях, фактически прерывают ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод, а не положительный вывод, как используется DS2784. Однако применяются те же принципы обхода.

Строительство для долговечности — Рекомендации, что можно и чего нельзя делать

Как упоминалось ранее, после того, как вы откроете этикетки и очень осторожно удалите химический элемент батареи из серийной батареи, у вас обычно остается хлипкая, тонкая, открытая пластиковая рамка. Это ни в коем случае не изображение долговечности, поэтому в этом разделе мы рассмотрим некоторые рекомендации, которые могут направить вас на более жесткий и надежный путь.

Важно помнить, что вы делаете заглушку для батареи для использования в лабораторных условиях.Таким образом, он должен быть прочным и способным противостоять чрезмерным и часто необоснованным условиям труда. Хотя персонал обучен не использовать провода как средство для снятия заглушки аккумулятора, некоторые люди делают это, даже не задумываясь об этом.

Заливка

Хотя это не указано в качестве специального требования в спецификации шасси, ваша аккумуляторная заглушка должна точно соответствовать расчетной долговечности серийной батареи. Есть несколько способов сделать это.Большинство из них включают заливку (или заполнение) всей пустой полости эпоксидной смолой, горячим клеем, силиконовым клеем, резиновым листом или каким-либо пластиковым наполнителем. Какой бы вариант вы в конечном итоге ни выбрали, постарайтесь построить бланк таким образом, чтобы доступ к самой плате батареи не был заблокирован навсегда. Причина этого запроса заключается в том, что если у вас возникла проблема с конструкцией вашей заготовки, и она по какой-то причине вышла из строя, почти невозможно удалить эпоксидную смолу с платы аккумулятора, не повредив схему, что серьезно помешало бы любым усилиям по устранению неполадок.В этом случае OEM-производителя попросят предоставить свежие рабочие бланки для замены тех, которые невозможно отремонтировать. Предложения для этого включают добавление слоя каптоновой ленты между платой батареи и заливочным компаундом или использование заливочного компаунда, такого как горячий клей, который можно охладить и отломить от платы батареи без повреждения компонентов.

Некоторые примеры заливочных материалов и компаундов:

• Воздух (т.е. без заливки)

  • Преимущества

  • Недостатки

    • Нет снятия натяжения проводов, подключенных к плате батареи
    • Ничем не заполнить хлипкую пластиковую рамку
    • Ничто не фиксирует плату аккумулятора на месте
    • Ничто не защищает внутреннюю электронику

• Горячий клей

  • Преимущества

    • Для большинства сценариев доступно множество различных типов
    • Горячие клеевые стержни дешевые
    • Легко наносится — нагревание и распыление, смешивание не требуется
    • Обычно легко счищать ненужные остатки
    • Не связывает химически ни с чем другим

  • Недостатки

    • Может создать ужасный беспорядок, если не тщательно содержать его
    • Можно легко и быстро сжечь сборщик
    • Отверждение может занять от 2 минут до 2 часов
    • Тепло от клея может размягчить и деформировать тонкую пластиковую рамку

• Эпоксидное

  • Преимущества

    • Очень плотный материал; чрезвычайно жесткий при правильном смешивании и отверждении
    • Можно просверлить или придать форму по мере необходимости после отверждения
    • Поставляется в виде смешиваемых вручную шпатлевок, которые очень хорошо подходят для этого применения и позволяют избежать некоторых ошибок, связанных с двухкомпонентными эпоксидными смесями на жидкой основе.

  • Недостатки

    • Может химически связываться с некоторыми другими материалами, что чрезвычайно затрудняет удаление
    • Экзотермическая реакция при отверждении может привести к выделению значительного количества тепла, которое может размягчить и деформировать тонкую пластиковую рамку.
    • Жидкости, состоящие из двух частей, обычно заполняют все возможные пустоты, так как они значительно истончаются непосредственно перед затвердеванием
    • Вылечить от 1 минуты до 1 дня в зависимости от формулы
    • Очень утомительно снимать при необходимости.Обычно повреждает корпус при снятии

• Прочие твердые наполнители: резина, пластик, дерево, твердый картон

  • Преимущества

    • Легко снимается при необходимости
    • В целом хорошо держит форму при точном разрезе по корпусу

  • Недостатки

    • Может быть утомительно резать в зависимости от материала
    • Может быть трудно закрепить провода для снятия натяжения
    • Обычно не прилипает к пластиковому каркасу и может потребоваться обмотка изолентой или другой клей для удержания материала внутри каркаса.

Хорошие и плохие реализации

Некоторые заглушки батарей требуют размещения дополнительных компонентов, таких как конденсаторы, внутри корпуса батареи.При необходимости (как определено изготовителем оборудования) эти детали должны полностью помещаться внутри аккумуляторного отсека аккумуляторного корпуса. Любые выступы, кроме проводов, ведущих к разъему Molex, могут отрицательно повлиять на общую толщину устройства и могут помешать нам разместить устройство в одном из наших инструментов для автоматизированного тестирования.

Вот пример плохо спроектированной батарейной заглушки:

Конденсатор емкостью 2200 мкФ, показанный выше, увеличил толщину устройства более чем на 13 мм.В этом случае установка электролитического конденсатора на бок или использование танталовых конденсаторов для поверхностного монтажа вместо показанного стиля значительно уменьшила бы или даже полностью исключила бы дополнительную толщину. Также обратите внимание на отсутствие достаточного ослабления натяжения на проводах. Даже небольшой рывок за проволоку может вытащить ее из горячего клея или ослабить. Мы также обнаружили, что проводка, спрятанная в море горячего клея, не была спаяна, а только скручена, создавая очень ненадежное электрическое соединение (см. Подробное изображение выше справа).

Вот примеры хорошо продуманной батарейной заглушки:

Справа внизу обратите внимание на надежные соединения кабеля и используемые материалы, обеспечивающие хорошее прилегание к устройству.

Слева вверху обратите внимание на равномерную толщину батареи. Листовой металл скрепляет каркас сверху и снизу и обеспечивает жесткость всей сборки. Область, в которой выступают провода, герметизируется горячим клеем, чтобы обеспечить надежную разгрузку от натяжения и предотвратить порезание проволоки краем листового металла.В электронном виде предохранительный полевой транзистор был удален и заменен сплошным проводом. Это надежная, хорошо продуманная реализация Battery Blank, которая очень близко имитирует оригинальную батарею OEM.

Рекомендации по безопасности, общие указания и предупреждения

Есть 2 способа создания заглушек для батарей:

1. С нуля: Корпорация Майкрософт настоятельно рекомендует OEM-производителям создавать свои заготовки для батарей с нуля, чтобы избежать потенциальных опасностей и подводных камней, связанных с преобразованием реальных аккумуляторов устройства в заготовки для аккумуляторов.Доказано, что это позволяет создавать безопасные и надежные аккумуляторные бланки, которые по прочности и надежности не уступают серийным аккумуляторам.
2. Изменение существующих батарей: Microsoft настоятельно рекомендует создавать заглушку для батарей с нуля, однако, если OEM-производитель решит преобразовать существующие батареи в заглушки, прочтите следующий раздел полностью.

Примечание

Приведенная ниже информация не включает в себя все потенциальные опасности, связанные с разборкой герметичного аккумуляторного блока.Конструкция каждой батареи индивидуальна и, вероятно, потребует другого метода разборки.

Общий процесс разборки начинается с аккуратного снятия наклеек на аккумуляторе. При удалении этикеток будьте осторожны, чтобы не проколоть и не поцарапать боковую часть аккумуляторного элемента своими инструментами.

После удаления этикеток элемент обычно приваривается точечной сваркой к встроенному предохранителю Polyfuse, а затем припаивается (или точечной сваркой) к фактической плате батареи. При отсоединении элемента батареи от платы батареи обрезайте только 1 провод за раз и примите дополнительные меры, чтобы провода не закорачивались вместе.Любое короткое замыкание на этом этапе может привести к необратимому повреждению схемы защиты батареи, которая может потребоваться вашему устройству для нормальной работы — вы можете легко заморозить свою батарею.

После того, как элементы извлечены из корпуса батареи, утилизируйте их надлежащим образом. Элементы LiPol и Li-ION НЕ выбрасываются в обычный мусор и должны быть переработаны надлежащим образом. В большинстве канцелярских магазинов есть центры по переработке батарей.

• Если в любой момент вы станете свидетелем того, как аккумулятор начинает раздуваться или набухать, немедленно прекратите процесс разборки и убедитесь, что на аккумуляторе нет коротких замыканий.Прежде чем продолжить, полностью устраните эту проблему. Наблюдайте за ним в безопасном месте вдали от горючих материалов не менее 20 минут.
• При отсоединении проводов (плоских или круглых) от элемента батареи НИКОГДА не отслаивайте сваренные точечной сваркой провода от самого элемента батареи. Это может привести к повреждению стенки ячейки, что приведет к возгоранию материалов внутри ячейки.
• Любой элемент батареи, который был закорочен или проколот, может протечь и спонтанно воспламениться. В случае прокола или повреждения извлеките аккумулятор для наблюдения и поместите его в безопасное открытое место вдали от любых горючих материалов примерно на 20 минут.
• Батареи должны оставаться при комнатной температуре в течение всей процедуры разборки. Элементы, которые нагреваются или нагреваются во время извлечения, обычно указывают на короткое замыкание, которое в конечном итоге может вызвать взрыв и возможное самовоспламенение химических веществ батареи. Всегда следите за оголенными элементами батареи.
• Никогда не храните элементы батареи в местах с экстремальными температурами и убедитесь, что они не замыкаются друг на друга в контейнере для хранения.
• Как можно скорее утилизируйте аккумуляторные элементы надлежащим образом — не собирайте их в течение нескольких недель.
• Изолируйте положительную пластину элемента батареи прочным материалом, например, каптоновой лентой, чтобы предотвратить короткое замыкание элемента.
• Ни при каких обстоятельствах не пытайтесь разобрать герметичный аккумуляторный элемент. Он воспламенится и вызовет неконтролируемый химический пожар, поскольку металлический литий вступит в реакцию с кислородом и влагой в воздухе.Вода не погасит химический пожар этого типа, а вызовет только гораздо более бурную реакцию. Имейте под рукой и готово к использованию соответствующее противопожарное оборудование. Помните, что при пожаре металла (литиевые батареи) требуются необычные огнетушители класса D, которые специально разработаны для тушения горящих металлических пожаров.

BatteryAZ — Ваше полное руководство по аккумуляторной батарее

аккумулятор 14 февраля 2017 Автомобильный аккумулятор

Лучшее руководство по покупке автомобильных аккумуляторов Большинство людей ожидают, что их автомобильные аккумуляторы прослужат вечно (1).Так происходит до тех пор, пока однажды они не обнаружат кропотливого труда, что машина не оживает…

аккумулятор 5 сентября 2016 Восстановление батареи

Способы ремонта аккумуляторов для ноутбуков В среднем около 100 долларов США аккумуляторы для ноутбуков довольно дороги, поэтому их замена часто не вариант для большинства людей.Это оборудование…

аккумулятор 1 сентября 2016 Восстановление батареи

Ремонт и восстановление мертвой батареи Nicd. Можете ли вы представить себе хаос, который возник бы, если бы вы не смогли зарядить свой ноутбук, мобильный телефон или…

аккумулятор 26 августа 2016 Восстановление батареи

Подумайте о ремонте гибридной батареи, а не о покупке новой.«Go Green» — кажется, девиз этого поколения. При быстром истощении запасов бензина и загрязнении…

аккумулятор 20 августа 2016 Восстановление батареи

Разряженная батарея.