Аккумуляторная батарея что это: Аккумуляторные батареи. Виды и устройство. Применение

Содержание

Аккумуляторные батареи. Виды и устройство. Применение

АКБ или аккумуляторные батареи – это оборудование, которое состоит из нескольких аккумуляторов. Оно может накапливать, хранить и расходовать энергию. Благодаря обратимости химических процессов, происходящих внутри аккумулятора, такие устройства могут заряжаться и разряжаться многократно.

Сфера применения аккумуляторов весьма обширна. Они применяются в автомобилях и различной бытовой технике, например, в пультах ДУ и ноутбуках. Но также и в качестве резервных источников питания в медицинской сфере, производстве, космической отрасли, дата-центрах.

Виды и типы АКБ

Сегодня производят около 30 типов аккумуляторов. Такое большое количество обуславливается возможностью применять в качестве электродов и электролитов различные химические элементы. Именно от материала электрода и состава электролита зависят все характеристики аккумулятора.

Мы не будем приводить все типы, а лишь дадим небольшую таблицу с описанием наиболее распространенных:

Устройство

1 — Отрицательный электрод
2 — Разделительный слой
3 — Положительные электроды
4 — Отрицательный контакт

5 — Предохранительный клапан
6 — Положительные электроды
7 — Положительный контакт

Аккумуляторные батареи состоят из нескольких банок аккумуляторов, соединенных либо параллельно, либо последовательно. Последовательное соединение применяют в целях увеличения напряжения, а параллельное для увеличения силы тока.

Каждый из отдельно взятого аккумулятора в АКБ состоит из двух электродов и электролита, помещенных в корпус из специального материала.

Электрод с отрицательным зарядом – анод, с положительным зарядом – катод. Анод содержит восстановитель, катод – окислитель. Внутри корпуса аккумулятора стоит разделительная пластина, которая не позволяет электродам замыкаться.

Электролит – водный раствор, в который погружены оба электрода.

При разрядке аккумулятора восстановитель анода начинает окисляться и выделяются электроны. Электроны затем попадают в электролит и оттуда движутся к катоду, при этом создавая разрядный ток. Попадая в катод электроны восстанавливают его окислитель. Простыми словами можно описать процесс так: электроны идут от отрицательного электрода к положительному и создают разрядный ток.

При зарядке аккумулятора электроды меняются своим химическим составом и происходит обратная реакция. Электроны здесь двигаются от положительного анода к отрицательному катоду.

Особенности разных типов АКБ
Свинцово-кислотные аккумуляторы

Разработан Гастоном Планте в 19 веке. Эти аккумуляторные батареи сегодня наиболее актуальны благодаря дешевизне и универсальности. Сфера их применения обширна ввиду большого количества разновидностей этого типа. В качестве отрицательно заряженных электродов здесь используется оксид свинца. Положительные электроды выполняются из свинца. Электролит – серная кислота.

У свинцовых-кислотных батарей есть следующие разновидности:
  • LA – аккумуляторы с напряжением 6 или 12 Вольт. Традиционное устройство для осуществления запуска двигателей автомобилей. Требуют постоянного обслуживания и вентиляции.
  • VRLA – напряжением 2, 4, 6 или 12 Вольт. Клапанно-регулируемая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея. Как видно из названия этот АКБ укомплектован разгрузочным клапаном.
    Его роль – минимизировать выделение газа и расход воды. Такие батареи можно устанавливать в жилых помещениях.
  • AGM VRLA – как и предыдущий тип оснащен клапаном, но имеет совсем другие свойства. В аккумуляторах, сделанных по технологии AGM роль сепаратора играет стекловолокно. Его микропоры пропитаны жидким электролитом. Такие АКБ не требуют обслуживания и устойчивы к вибрациям.
  • GEL VRLA – подвид свинцово-кислотных аккумуляторов с гелеобразным электролитом. Благодаря этому увеличен их ресурс заряда/разряда. Не требуют обслуживания.
  • OPzV – герметичные аккумуляторы используемые в области телекоммуникации и для аварийного освещения. Электролит, как и в предыдущем случае гелевый. В электродах содержится кальций, благодаря которому срок службы такого типа батарей – 20 лет.
  • OPzS – катод таких аккумуляторов имеет трубчатую структуру. Это существенно повышает циклический ресурс этого типа батарей.
    Служит также около 20 лет. Выпускается в виде АКБ с напряжением от 2 до 125 В.
 Литий-ионные аккумуляторы

Был впервые выпущен Sony в 1991 году и с тех пор активно применяется в бытовой технике, электронных устройствах. Практически все мобильные телефоны, ноутбуки, фотоаппараты и видеокамеры оснащены таким видом батарей. Роль катода здесь играет литий-ферро-фосфатная пластина. Отрицательный анод – каменноугольный кокс. Положительный ион лития переносит заряд в таких батареях. Он может проникать в кристаллическую решетку других материй и образовывать с ними химическую связь. Преимуществом этого типа является высокая энергоемкость, низкий саморазряд и отсутствие нужды в обслуживании.

Литий-ионные аккумуляторные батареи также, как и их свинцовые аналоги имеют большое количество подтипов. В данном случае подтипы отличаются между собой составом катода и анода. Напряжение литий-ионных аккумуляторов варьируется в пределах от 2,4 до 3,7 В.

Одним из самых известных подтипов является литий-полимерные аккумуляторные батареи.
Они появились сравнительно недавно и быстро завоевал популярность. Она обусловлена тем, что в литий-полимерных батареях используется твердый полимерный электролит. Это позволяет создавать батареи любой формы. При этом стоимость этих батарей всего лишь на 15% выше обычных литий-ионных.

Похожие темы:

Как выбрать портативный аккумулятор | Портативные аккумуляторы | Блог

Каждый производитель мобильных телефонов пытается решить невыполнимую задачу - дать своему детищу максимум памяти и производительности, снабдить его всеми возможными опциями, но при этом сделать его максимально легким и тонким.

К сожалению, решить эту задачу частенько пытаются за счет емкости аккумулятора. Многие современные смартфоны держат заряд буквально сутки, даже будучи только «из коробки».

И рано или поздно возникает момент, когда вам нужно сделать важный звонок, или вы ждете важного звонка, или нужно срочно получить важную информацию из Интернета, или… а телефон показывает 0% заряда и выключается. Хорошо, если зарядка под рукой, и поблизости есть розетка, а если нет?

Спасательным кругом в такой ситуации станет портативный аккумулятор (power bank).

Недостаток портативного аккумулятора в том, что он вносит дополнительные сложности в нашу и без того загруженную заботой о разных гаджетах жизнь: его надо вовремя подзаряжать, не забывать класть в сумку или рюкзак; в кармане носить его неудобно – тяжелый и т.д.

В продаже есть смартфоны с аккумулятором большой емкости, держащим заряд несколько дней и даже недель.

Но, во-первых, для многих моделей смартфонов просто нет аналогов с большими аккумуляторами.

Во-вторых, «долгоживущие» смартфоны тяжелы и габаритны.

В-третьих, наличие аккумулятора большой емкости не дает гарантии, что вы однажды не окажетесь «в чистом поле» с разряженным телефоном в руках. Даже наоборот – долгий срок работы на одной зарядке у таких моделей дает ложное ощущение «вечного» заряда и выключаются они как-то совсем неожиданно.

Портативный аккумулятор имеет и некоторые плюсы перед встроенным, кроме того, что он сохраняет малый вес смартфона:

- им можно заряжать не только смартфоны, но и другие мобильные устройства с питанием от USB

- некоторые модели имеют дополнительный функционал: фонарик, солнечную батарею, кард-ридер и т.д., что значительно расширяет сферу их применения.

Характеристики портативных аккумуляторов

Емкость портативного аккумулятора – его главный параметр, в первую очередь определяющий его привлекательность и цену. Чем больше емкость аккумулятора, тем большее количество раз он сможет полностью зарядить смартфон или другой гаджет.

Но, прежде чем покупать аккумулятор на несколько десятков тысяч мАч, следует оценить, действительно ли такая емкость будет востребована.

Если аккумулятор нужен только для того, чтобы иметь возможность воспользоваться внезапно «севшим» телефоном в критической ситуации, то хватит аккумулятора минимальной емкости – такой будет и легче, и удобнее в обращении, и значительно дешевле.

Если же аккумулятором планируется пользоваться в путешествиях, лучше взять повербанк с емкостью, которой будет достаточно для нескольких полных зарядов смартфона.

А если аккумулятором планируется заряжать не только смартфон, но и другие гаджеты – вплоть до ноутбука, то здесь уже никакая емкость лишней не будет.

При подборе емкости следует не упускать из виду один важный момент: далеко не вся емкость портативного аккумулятора способна «перейти» в батарею заряжаемого гаджета.

Приведенное на корпусе повербанка число – это номинальное значение. Такую емкость выдадут его элементы при их разряде номинальным током. А в реальной же эксплуатации токи разряда намного выше, плюс еще зачастую разряд производится при напряжении, превышающим номинал элементов, из которых собран аккумулятор – и на преобразовании также теряется часть энергии.

Плюс нельзя забывать о том, что литий-ионные аккумуляторы (из которых состоит большинство портативных аккумуляторов) «не любят» полных разрядов – часть заряда следует оставлять в аккумуляторе, иначе он быстро выйдет из строя.

С учетом всех этих особенностей, рабочая емкость аккумулятора – та, которую он может передать заряжаемым устройствам – составляет 60-70% от номинальной. И чем большим током и напряжением производится заряд, тем этот процент меньше.

Выходное напряжение следует подбирать исходя из характеристик заряжаемого устройства.

Выходное напряжение 3,7 (3,8) В можно использовать для зарядки большинства аккумуляторных элементов, номинал которых составляет как раз 3,7 В. Причем таким напряжением элементы можно заряжать напрямую, без контроллера зарядки.

Преимущество повербанков с выходным напряжением в 3,7 вольт в том, что их КПД немного выше за счет отсутствия преобразования выходного напряжения.

А минус в том, что их универсальность ограничена – стандартное напряжение питания на разъеме USB (которым оснащено большинство таких аккумуляторов) составляет 5 В, и если вы попытаетесь зарядить с его помощью устройство, контроллер зарядки которого требует именно 5 В, то устройство просто откажется заряжаться.

Выходное напряжение 5 В – стандарт питания разъема USB, через который сегодня производится зарядка большинства мобильных устройств. Неудивительно, что это выходное напряжение – наиболее распространенное на портативных аккумуляторах и наиболее универсальное. Любое устройство с зарядкой от USB просто обязано заряжаться от разъема с питанием 5 В.

Выходные напряжения 9, 12, 16, 19 и 20 В на отдельном разъеме предназначены для заряда более "габаритных" мобильных устройств, чаще всего – ноутбуков и планшетов.

Обычно величина напряжения на разъеме выставляется кнопкой на корпусе повербанка, а подключение к заряжаемому устройству производится с помощью соответствующего переходника.

Перед зарядкой устройств с помощью такого аккумулятора следует тщательно убедиться, что напряжение выставлено правильно и переходник установлен соответствующий – иначе возможно повреждение заряжаемого устройства. Совсем не лишним для такой модели будет наличие дисплея, на котором отображается напряжение зарядки.

Бывает также, что выходные напряжения больше 5 В приведены в характеристиках аккумулятора, имеющего только USB выходные разъемы. Стандарт USB 3.1 допускает напряжение питания до 20 В – но устанавливается это напряжение только автоматически и только после того, как заряжаемое устройство «сообщит» зарядке, что готово принимать повышенное напряжение.

Если же на аккумуляторе напряжение питания USB можно выставить вручную, то от такого повербанка лучше отказаться – риск «сжечь» заряжаемое устройство слишком велик.

Сила тока (выход). Сила тока определяет пригодность аккумулятора для зарядки планшетов и ноутбуков (многие из них требуют токов зарядки от 2 до 4 А) и также показывает, как быстро повербанк может зарядить телефон.

Аккумулятор с максимальным выходным током в 0,5 А будет заряжать смартфон вдвое дольше, чем аккумулятор с током в 1 А. Если смартфон способен заряжаться током в 2А, то время заряда (от соответствующего аккумулятора) уменьшится еще вдвое.

При этом не стоит бояться «сжечь» смартфон повышенным током зарядки – у всех современных телефонов контроллер ограничивает ток зарядки до оптимальной величины.

Преимущество у повербанка с низким выходным током одно – такой режим разряда благоприятнее для аккумулятора и рабочая емкость его будет выше, чем у повербанка с аналогичной номинальной емкостью, но высоким выходным током.

Поддержка быстрой зарядки. Многие современные гаджеты способны ускорить время зарядки на 40-50% за счет использования возможностей USB 3.1 по изменению напряжения и тока питания.

В режиме быстрой зарядки контроллер следит за параметрами заряжаемого аккумулятора и выставляет на разъеме напряжение и ток, оптимальные для ускорения заряда. Разные производители используют различные стандарты быстрого заряда, и, если вам важна эта функция, перед покупкой аккумулятора убедитесь, что он поддерживает тот же режим быстрой зарядки, что и ваш смартфон.

Совместимость. Большинство портативных аккумуляторов универсальны и подходят для зарядки любого гаджета с соответствующим разъемом. Но если вы хотите быть уверены, что аккумулятор имеет нужный разъем и поддерживает все режимы зарядки вашего гаджета – выбирайте среди совместимых с ним моделей.

Тип аккумулятора. Литий-ионные (li-ion) аккумуляторы набраны из типовых элементов (выглядящих, как пальчиковые батарейки), они относительно недороги, но подвержены саморазряду и сильно греются при повышенных токах.

Литий-полимерные аккумуляторы обладают большей емкостью, безопаснее, но и дороже.

Выходные разъемы на корпусе используются для зарядки устройств, выбирать аккумулятор желательно с теми разъемами, которые могут вам потребоваться.

Большинство устройств если и не заряжаются напрямую от USB, то имеют переходник на него, поэтому выходной разъем USB является наиболее распространенным. Часто встречается также миниатюрный вариант этого разъема – microUSB.

В последнее время все большее распространение получает разъем USB Type-C – многие устройства с поддержкой быстрой зарядки имеют именно такой разъем зарядного устройства.

Ну и нельзя забывать о устройствах фирмы Apple, традиционно избегающей общепринятых стандартов: если вы – владелец iPhone или iPad, для зарядки вам потребуется портативный аккумулятор с соответствующим выходным разъемом – apple 30-pin или apple Lightning.

Входные разъемы на корпусе используются для зарядки самого аккумулятора. Некоторые аккумуляторы имеют собственный блок питания с отдельным разъемом, большинство заряжается от того же USB/microUSB.

Владельцам техники Apple может оказаться удобнее аккумулятор, использующий для зарядки разъем Lightning – такой аккумулятор можно заряжать штатной зарядкой Apple.

Число USB-портов больше 1, может быть полезным, если вы планируете заряжать одновременно несколько устройств.

Но имейте в виду, что аккумулятор, скорее всего, не сможет держать максимальный выходной ток на всех разъемах. Выходной ток аккумулятора «делится» на используемые разъемы: если к аккумулятору с максимальным выходным током 2 А подключить два устройства одновременно, каждое из них получит только по 1А.

Варианты выбора портативных аккумуляторов

Если вам нужно недорогое и компактное устройство, которое поможет вам воспользоваться неожиданно разрядившимся телефоном, выбирайте среди бюджетных моделей небольшой емкости – пусть полностью зарядить ваш смартфон такая и не сможет, но без связи в критический момент вы не останетесь.

Если ваш смартфон поддерживает режим быстрой зарядки, и вы хотите, чтобы от портативного аккумулятора зарядка тоже шла побыстрее, выбирайте среди моделей с поддержкой быстрой зарядки.

Чтобы иметь возможность полностью зарядить аккумулятор смартфона 1-2 раза – выбирайте среди моделей емкостью до 10000 мАч, Чтобы определить, сколько раз аккумулятор сможет зарядить ваш телефон, увеличьте емкость аккумулятора телефона на 35% и поделите емкость портативного аккумулятора на получившееся число.

Для путешествий вдали от цивилизации потребуется аккумулятор большой емкости.

Чтобы иметь возможность заряжать не только смартфон, но и планшет или ноутбук, выбирайте среди моделей с повышенной емкостью и возможностью зарядки высоким напряжением. Обратите внимание, чтобы в списке напряжений зарядки было и требуемое для вашего ноутбука или планшета.

принцип работы, из чего состоит, назначение и схема акб

Автор Aluarius На чтение 10 мин. Просмотров 3.4k. Опубликовано

Принципиально устройство аккумулятора больше чем за 150 лет с момента его изобретения не изменилось, хотя современность внесла серьёзные новшества в технологические процессы их изготовления и используемые материалы, из чего состоит аккумулятор.

Автономный источник энергии

 

Что такое аккумулятор

Аккумулятор – автономный источник электричества, который накапливает, сохраняет и отдает энергию. Аккумуляторная батарея – важный элемент электрооборудования транспортного средства. Назначение акб определяется в запуске двигателя и обеспечении подачи электричества в бортовую сеть. Все электроприборы, когда выключен мотор, и не работает генератор, работают от батареи. Накопитель помогает в пробке, когда энергии генератора не хватает.

 

Устройство и принцип работы аккумулятора

Для того, чтобы разобраться, как работает аккумулятор, необходимо знать устройство акб, что внутри аккумулятора обеспечивает работу прибора. Основной принцип работы аккумулятора заключается в разности потенциалов при погружении двух пластин в электролит. В 12-ти вольтовой батарее объединены шесть аккумуляторов, каждый из которых вырабатывает 2 вольта. Все они объединены совместным корпусом, который образует единое целое конструкции.

Аккумулятор в разрезе

При работе этой конструкции, пластинки из-за действия серной кислоты выделяют сульфат свинца, в результате чего образуется электрический ток. Также выделяется вода, и поэтому концентрация электролита становится менее плотной. Во время зарядки АКБ процесс осуществляется в обратном порядке, свинец снова обретает металлическую форму, электролит становится более концентрированным. Принцип работы аккумулятора основан на методе двойной сульфатации, который позволяет полностью восстанавливать первоначальные свойства батареи. Срок службы аккумулятора зависит от качества используемых материалов, из чего состоит акб.

 

Схема строения

 

Схема строения

Виды аккумуляторов

Классификация акб по составу активного вещества

Свинцовые пластины, используемые в старых аккумуляторах перестали устраивать потребителей. Возникала необходимость по улучшению качества работы акб. Сначала добавили сурьму к свинцу, что позволило заметно продлить срок эксплуатации батареи. На следующем этапе – уменьшили процентное содержания сурьмы до оптимальной концентрации. Такой подход привел к созданию малообслуживаемых аккумуляторов, потому что в них уже намного реже требовался долив воды.

При использовании металлического кальция для покрытия пластин появились кальциевые энергосберегающие источники. В предыдущих моделях потери воды из-за электролиза на 12 вольт требовали постоянного долива, а кальций позволил повысить этот порог до 16 вольт. Так появилась возможность в производстве необслуживаемых аккумуляторов использовать герметичный, неразборной корпус.

  • Сурьмянистые батареи относятся к классике из-за повышенного состава сурьмы, которая ускоряет процесс электролиза.
  • В малосурьмянистых акб материалом для пластин служит свинец с небольшой примесью сурьмы. В них степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.
  • При производстве кальциевых источников свинцовые пластины легированы до 0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды, как отрицательный, так и положительный.
  • Гибридные источники энергии вытесняют кальциевые. Конструктивные отличия состоят в том, что при их производстве объединили две технологии: одна, когда пластины формируются из сплава свинца и сурьмы, положительные электроды, а другая – когда пластины формируются из сплава свинца и кальция, отрицательные электроды.
  • EFB является улучшенной жидкозаполненной батареей. Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, вследствие чего увеличивается их ёмкость. Каждая из пластин закрыта в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
  • В гелевых аккумуляторах применяется гелеобразный электролит. Такая технология позволила снизить текучесть электролита, в котором содержится агрессивная серная кислота.
  • В литиевых акб используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития в смеси эфиров угольной кислоты.
  • Отличительной особенностью AGM является то, что в электролит с помощью специальной технологии между пластинами вставляются стекловолоконные микропористые прокладки.
  • Во всех щелочных батареях применяется растворенная в воде щёлочь.

Классификация батарей по типу электролита

Электролиты бывают кислотными, щелочными. Щелочные растворы используются в заправке аккумуляторных батарей. Щелочные аккумуляторные жидкости представляют собой сильные основания, которые проявляют большую активность по отношению к металлам и кислотам. При реакциях с кислотами образуются соль и вода. Растворы щелочей подвергаются гидролизу. Химические свойства позволяют использовать этот тип электропроводящей жидкости для накопления электрической энергии в аккумуляторе.

Кислотные смеси с дистиллированной водой применяются в основном в автомобильных аккумуляторах. Такие составы можно приобрести в специализированных магазинах или же приготовить самостоятельно в домашних условиях. На заводе процесс изготовления таких смесей осуществляется в масштабном производстве по ГОСТу. В домашней обстановке также возможно довольно точно при соблюдении обязательных пропорций и правил техники безопасности смешать кислоту с дистиллированной водой.

Важно! вода при минусовых температурах превращается в лед. Всегда при морозе нужно применять меры, необходимые для предотвращения замерзания аккумулятора.

 

Основные технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

Важно! Емкость не характеризует полностью энергию аккумулятора, т.е. энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия.

Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке, ведь именно по этому критерию большинство пользователей выбирают нужную модель.

Пусковой ток

Величину, характеризующую параметр тока, протекающего в стартере автомобиля в момент пуска силового узла, принято считать пусковым током. Пусковой ток или стартерный возникает в момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Он же ток холодной прокрутки является показателем, как аккумулятор поведет себя в морозную погоду и сможет запустить двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

Полярность

Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Полюса всего два – положительный и отрицательный, вариантов расположения – прямое и обратное.

Прямая полярность – отечественная разработка. Чтобы ее определить, нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что акб с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

Прямая, обратная полярность

Исполнение корпуса

Корпус большинства аккумуляторов состоит из ударопрочного полипропилена, который характеризуется как материал легкий, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен довольно стоек к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Традиционно появились американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты. Например, у батарей емкостью 60 Ач общая высота от 17,5 до 19 сантиметров. У азиатских этот показатель немного выше, до 22 сантиметров за счет верхнего расположения электродов. Именно поэтому важно корректно анализировать возможности посадочного места под капотом, чтобы надежно закрепить АКБ прижимной планкой и избежать замыкания при случайном касании токоотводами металлических частей кузова.

У АКБ с европейским типом корпуса клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. Иногда клеммы дополнительно защищены от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке, верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора. Какую клемму снимать с аккумулятора первой читайте здесь. 

Важно! При приобретении акб нужно знать, что европейские производители указывают габаритные размеры аккумулятора по корпусу. На азиатских корпусах могут указывать высоту батареи с учетом клемм или без них.

Российский стандарт акб

Обозначение Описание букв
А АКБ имеет общую крышку для всего корпуса
З Корпус батареи залит и она является полностью заряженной изначально
Э Корпус-моноблок АКБ выполнен из эбонита
Т Корпус-моноблок АБК выполнен из термопластика
М В корпусе использованы сепараторы типа минпласта из ПВХ
П В конструкции использованы полиэтиленовые сепараторы-конверты

 

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты

Тип и размер клемм

Распространены аккумуляторы с клеммами трех разных стандартов: тип Euro – Type 1, и Asia –Type 3, «под болт» – американский стандарт. В типе Euro плюсовая клемма имеет диаметр 19,5 мм, минусовая клемма – 17,9 мм. В типе Asia клемма плюс имеет диаметр 12,7 мм, клемма минусовая – 11,1 мм. Клеммы «под болт» находятся на боковой стенке аккумулятора и сверху. Болт, соединённый с проводом, продевается в отверстие клеммы и фиксируется гайкой.

Американский стандарт

Тип крепления

При выборе акб особое внимание следует обращать на тип крепления АКБ, при котором батарея может крепиться снизу или сверху. Вверху крепится элемент с помощью специальной монтажной рамки, которая охватывает аккумулятор. Крепление аккумулятора происходит с помощью планки и двух шпилек. Чаще такой вид установки и фиксации аккумуляторной батареи встречается на автомобилях китайского или корейского производства.

Тип крепления встречается на «азиатах»

 

Нижнее крепление применимо на европейских автомобилях. На нижней части корпуса акб находится выступ, за который аккумулятор прижимается к платформе с помощью пластины и винта.

Нижнее крепление

Назначение аккумуляторных батарей

Автомобильная аккумуляторная батарея выступает как источником электрического тока, необходимого для пуска двигателя, так и резервным источником питания, в случае, если энергии, вырабатываемой генератором, оказывается мало для электроснабжения авто. Аккумуляторная батарея действует как стабилизатор напряжения, так как она выполняет роль накопителя электроэнергии, отдающего во время пуска двигателя за короткое время большой ток, и пополняемого постепенно генератором автомобиля в процессе подзарядки.

Важно! Перед проверкой системы электроснабжения и электрического пуска, необходимо убедиться в том, что аккумуляторная батарея находится в заряженном состоянии и готова к эксплуатации.

В каких сферах используется

Аккумуляторные батареи используются как дополнительный или основной источник питания. Надежность, простота в использовании позволяет применять батареи в различных областях:

  • автомобильная промышленность;
  • освещение в аварийном состоянии;
  • переносное электрооборудование;
  • медицинское оборудование;
  • игрушки;
  • сигнализация в разных сферах применения;
  • телекоммуникационное оборудование.

 

Применение батареи в игрушках

Роль акб в работе приборов не оспорима. Применение источника энергии практически во всех отраслях доказывает значимость и необходимость знаний о внутреннем содержимом батарей. С использованием в автомобилях широкого разнообразия электроприборов, кондиционеров, мультимедийных центров, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка энергией поступает от АКБ, который кроме этого выполняет основную функцию, обеспечивает электроэнергией стартер двигателя. Водителю необходимо знать, как устроен аккумулятор, чтобы выявить сбои в работе источника энергии, назначение аккумулятора, чтобы правильно использовать ресурс, подобрать батарею к условиям эксплуатации и автомобилю. О способах и рекомендациях как проверить аккумулятор читай тут.

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:

Что такое аккумулятор? - Рассказываем максимально доступно

Знаете ли вы, что первые автомобили были именно электрическими и использовали свинцово-кислотные аккумуляторы? То, что мы привыкли считать машинами будущего – электромобили – появились до изобретения двигателя внутреннего сгорания (ДВС). С тех пор прошло больше 100 лет, но современный АКБ автомобильный изменился только качественно, оставшись принципиально таким же, как и столетие назад.

Сегодня аккумулятор в автомобиле считается расходником, требующим периодической замены. Сколько именно проработает АКБ – вопрос к качеству изготовления, режиму работы, даже к состоянию дорог, но рано или поздно его меняют на «свежий». 

Аккумулятор - химический источник тока, в котором энергия химической реакции многократно преобразуется в электрическую и наоборот. Таким образом, аккумулятор, имея возможность преобразовывать химическую энергию в электрическую, способен запасать ее и хранить в течение длительного времени. Заряжаясь, аккумулятор накапливает электрическую энергию, разряжаясь, отдает ее потребителю. 

Первый аккумулятор (прототип современного свинцово-кислотного) был создан в 1860 г. Гастоном Планте и представлял собой две свинцовые полосы, разделенные пористым изолятором и помещенные в раствор серной кислоты. Выполненный по такой схеме единичный аккумуляторный элемент способен обеспечивать напряжение на выходе около 2 вольт. Емкость такого аккумулятора была невелика, и рабочие характеристики достигались только после многократных зарядно-разрядных циклов. Аккумулятор, аналогичный по своей конструкции современному, был создан в 1881 г. Пластины в нем представляли собой пакеты свинцовых решеток с запрессованной в них активной массой - пастой двуокиси свинца. Точно также и в современном свинцово-кислотном аккумуляторе активными веществами являются свинец и двуокись свинца, а электролитом - водный раствор серной кислоты. 

Положительно заряженная пластина (электрод) представляет собой свинцовую решетку с активной массой из двуокиси свинца (PbO2), а электрод со знаком минус - решетку с активной массой из губчатого свинца (Pb). Во избежание возникновения короткого замыкания между пластинами, их разделяют пористыми сепараторами из изоляционного материала. Собранные блоки помещаются в корпус и заливаются электролитом (раствором серной кислоты плотностью 1.27-1.29 г/см3). 

Если к аккумулятору подключить нагрузку, то свинцовые пластины с активной массой, электролит и нагрузка образуют замкнутую цепь. Внутри аккумулятора начинается химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет менять первоначальный состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца PbSO4), а плотность электролита начинает падать. В итоге, в цепи образуется направленное движение ионов, и течет электрический ток. Такой процесс представляет собой разряд аккумулятора. При подключении к аккумулятору внешнего источника тока начинается обратный процесс - заряд. При заряде активная масса пластин восстанавливает свой первоначальный состав, плотность электролита растет. Эти химические процессы можно описать следующими уравнениями:
 


 

1 – отpицательная пластина; 
2 – сепаpатоp; 
3 – положительная пластина; 
4 – пpедохpанительная сетка; 
5 – баpетка; 
6 – штыpь; 
7 – моноблок; 
8 – уплотнительная мастика; 
9 – положительный вывод; 
10 – пpобка наливного отвеpстия; 
11 – межэлементная пеpемычка; 
12 – кpышка; 
13 – отpицательный вывод
- на положительной пластине: 

PbO2 + H2SO4 = PbSO4+ H2O + 2e 

- на отрицательной пластине: 

Pb + H2SO4 = PbSO4+ H2 - 2e


Батареи первого поколения - батареи с жидким электролитом

Активной массой положительного электрода обычной батареи служит двуокись свинца, отрицательного - чистый свинец, а электролитом - водный раствор серной кислоты. При разряде батареи активные массы пластин вступают в химическую реакцию с электролитом, вырабатывая электрический ток. При этом они преобразуются в сульфат свинца, а в электролит выделяется вода. При заряде происходит обратный процесс. 

Для повышения твердости и коррозионной стойкости электродов свинцовые решетки, удерживающие активную массу, сначала легировали добавками сурьмы и мышьяка. Но сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации. Такое неудобство, как необходимость обслуживания классических батарей, заставила производителей искать способы упрощения эксплуатации. Сначала было снижено содержание сурьмы в пластинах, затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Гибридные АКБ продолжали требовать долива воды, но уже гораздо реже. Применение кальция в положительных пластинах привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако, кальциевые батареи имеют другой недостаток: они плохо переносят глубокие разряды. Чтобы повысить устойчивость АКБ к глубоким разрядам, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро (Ag). Так возникли самые распространенные на сегодняшний день необслуживаемые АКБ.

Батареи второго поколения - герметизированные гелевые батареи (Gelled Electrolite)

В таких батареях кислотный электролит находится в гелеобразном состоянии благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ. 

Однако аккумуляторы с загущенным электролитом имеют несколько худшие нагрузочные характеристики по сравнению с классическими АКБ: большие токи с них снять сложнее из-за более высокого внутреннего сопротивления. Батареи с жидким электролитом лучше работают при высоких токах нагрузки при коротких режимах. Кроме того, гелевые батареи критичны к температуре окружающей среды и стабильности зарядного напряжения. Для их подзаряда нужно использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения. 

Батареи типа GEL наиболее устойчивы к глубоким разрядам и не нуждаются в обслуживании в течение всего срока службы при нормальных условиях эксплуатации. Но при их нарушении происходит быстрое старение батареи.

Батареи третьего поколения - герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом AGM (Absorptive Glass Mat)

AGM-технология вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой каппилярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Принцип рециркуляции такой же, как у гелевых АКБ: блуждая по порам сепаратора, газы успевают «вернуться» в электролит, не покидая корпус аккумулятора. Таким образом, AGM батареи также не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации. 

Конструкция AGM батарей позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. Они нечувствительны к колебаниям температуры, долговечны и виброустойчивы. 

Но главное преимущество таких батарей - в стойкости к глубоким разрядам. Происходит это за счет повышенной плотности сборки блока пластин и удержания активной массы. Электролит «связан», и разряд аккумулятора не сопровождается его выпариванием с последующим окислением пластин, как это случается с традиционными АКБ. 

Но, как и гелевые, AGM батареи чувствительны к превышению зарядного напряжения, только причиной здесь является существенно меньшее количество электролита в них. Поэтому единственным условием для длительной эксплуатации такого рода аккумуляторов является правильный выбор зарядного устройства.

Источник: https://www.ap52.ru/content/battery.html

Как классифицируются автомобильные аккумуляторы, по каким типам и признакам, читайте на нашем сайте http://www.vk-sto.by/blog/klassifikacija_avtomobilnykh_akkumuljatorov/2019-11-06-35

Про восстановление АКБ и способы http://www.vk-sto.by/blog/vosstanovlenie_akb_svoimi_rukami/2019-11-07-36

Рассмотрим какие бывают виды аккумуляторов.

Ученые многих стран мира постоянно разрабатывают новые типы аккумуляторов и занимаются усовершенствованием существующих видов, которые наиболее отвечаю все возрастающим требованиям потребителей и условиям их применения.

Все разновидности аккумуляторов имеют свои положительные и отрицательные характеристики, но до настоящего времени идеальной батареи изобрести пока не удалось.Поэтому в каждом конкретном устройстве используются АКБ с оптимальными характеристиками.

Рассмотрим основные виды аккумуляторов, маркировку, условные обозначения и типы клемм.
У аккумуляторов, изготовленных по различным стандартам, конструктивное устройство клемм отличаются.По европейскому стандарту одним из наиболее распространённых является конус «А». Отрицательный токовывод имеет диаметр 17,9 мм, а положительный — 19,5 мм.
Европейский тип клемм «Е» (винтовые).

АКБ, выпускаемые в странах азиатского региона, имеют тип клемм конус «В». Отрицательный токовывод имеет диаметр 11,1 мм, а положительный ─ 12,7 мм.

Сурьмянистые

Сурьмянистые аккумуляторы относятся к классическим, но также и устаревшим типам АКБ по причине повышенного состава сурьмы (более 5%).
Свинец в чистом виде не используется при изготовлении аккумуляторных батарей, поэтому в пластины для повышения прочности добавляется сурьма. Такая добавка позволяет ускорить процесс электролиза.

При работе батареи повышается температура электролита и вода начинает выкипать, что неизбежно вызывает падение уровня электролита в батарее. При обслуживании аккумуляторной батареи необходимо эпизодически добавлять дистиллят. По этой причине данный тип АКБ относят к классу обслуживаемых, поскольку в процессе эксплуатации необходимо периодически проводить проверку уровня и плотности электролита.

На современном этапе для автомобилей применяются различные типы аккумуляторов, имеющие низкое содержание сурьмы или не имеющие её вовсе. От сурьмянистых аккумуляторов однако не отказались совсем. Их применение осуществляется там, где работает квалифицированный персонал. К достоинствам сурьмяных батарей необходимо отнести невысокую стоимость, доступность в обслуживании. Однако этих достоинств уже оказывается недостаточно, чтобы сохранять лидерство на рынке автомобильных батарей.

Малосурьмянистые

Материалом для пластин является свинец с небольшой примесью сурьмы. Такие батареи универсальны и довольно широко представлены на российском потребительском рынке.
При разработке этого вида батарей ставилась задача — максимальное снижение процесса выкипания электролита. Немаловажный фактор малосурьмянистых АКБ — степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.

Малосурьмянистым батареям также необходимо обслуживание, хоть и с довольно меньшей периодичностью, чем сурьмянистым. Небольшое испарение воды все же происходит, поэтому иногда требуется производить контроль соответствия уровня и плотности, добавляя дистиллированную воду.

В силу этих обстоятельств малосурьмянистые АКБ можно назвать малообслуживаемыми. Преимущества: малый уровень саморазряд при хранении, невысокая цена, устойчивость к нестабильности параметров бортовой сети автомобиля, высокой срок эксплуатации. Данный тип АКБ в силу своих преимуществ чаще всего применяются на отечественных автомобилях, которые страдают нестабильностью бортовой сети.

Кальциевые

При производстве кальциевых батарей свинцовые пластины легированы 0,07-0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды (отрицательный или положительный). Виды аккумуляторных батареи такого типа маркируются «Са/Са», что обозначает наличие кальция в составе пластин обоих полюсов. Кальций существенно снижает испарение воды из электролита, в связи с чем отпадает необходимость контроля соответствия уровня и плотности практически отпадает. За счет введения кальция батареи приобретают высокую виброустойчивость и повышается их коррозоустойчивость. Положительный эффект достигается введением в материал пластин небольшого количества серебра. Это повышает КПД и энергоёмкость батареи.

Для кальциевых АКБ противопоказаны глубокие разряды. Настоятельно рекомендуется не разряжать Сa/Сa ниже границы в 70%. Кальциевые батареи теряют около 50% своей энергоёмкости даже после одного полного разряда (уровень ниже 10в). Данный тип АКБ рекомендуется тем, кто часто ездит на значительные расстояния, кому нужны виброустойчивые аккумуляторы, хорошо переносящие постоянные перезаряды (ввиду длительности поездки).

Если вы планируете приобрести для своего автомобиля кальциевую батарею, то необходимо быть уверенным в исправности электроприборов и стабильности напряжения в бортовой сети автомобиля. Немаловажный минус данного типа аккумуляторов — более высокая стоимость в сравнении с сурьмянистыми АКБ. Однако данный недостаток нивелируется высокой степенью надежности и отличным качеством, а также отсутствием периодического контроля электролита.

Подробней о кальциевых аккумуляторах Вы можете почитать здесь.

Гибридные

Гибридные аккумуляторы повсеместно вытесняют кальциевые. Конструктивные отличия состоят в том, что при их производстве объединили две технологии: одна, когда пластины формируется из сплава свинца и сурьмы (положительные электроды), другая же – из сплава свинца и кальция (отрицательные электроды). В результате это дало неоспоримое преимущество в сравнении с кальциевыми батареями.

Для гибридной батареи глубокий разряд перестал быть гибельным. Для тех автовладельцев, которые пользуются автомобилем круглогодично, это теперь позволяет значительно увеличить период службы АКБ. В связи с тем, что практически перестал выкипать электролит, такой тип батареи стал считаться полностью необслуживаемым.

Ключевая особенность гибридных аккумуляторов — лучшая виброустойчивость, которую высоко ценят водители. Такой результат достигнут благодаря толстым литым пластинам, применение которых позволило повысить срок эксплуатации до семи лет.

Ошибочно считать, что гибридные аккумуляторы являются лучшими и их следует применять без учета особенностей каждого автомобиля. К тому же гибридные АКБ до сих пор имеют довольно высокую цену. По гибридной технологии изготавливает автомобильные аккумуляторы кампания A-Mega: Premium, Ultra+, Special. В результате автомобилисты получили батареи с разработками, которые применяются в АКБ более высокой ценовой категории. Маркируются данные аккумуляторы обозначением Са+ или Ca/Sb. Подробнее о гибридных аккумуляторах.

Гелевые

В начале 21-го века на автомобильном рынке появился новый тип АКБ – гелевые автомобильные аккумуляторы. Отличительная особенность гелевых аккумуляторов — применение гелеобразного (киселеобразного) электролита. Данная технология позволила снизить текучесть электролита, в котором содержится агрессивная серная кислота.

В случае небрежного обращения с аккумулятором возможны повреждения кожи от контакта с электролитом. Чтобы электролит приобрел гелеобразное состояние в него добавляют кремний. К преимуществам гелевых АКБ можно отнести низкую скорость саморазряда. Гелевые батареи относятся к необслуживаемым.

Какие же недостатки имеют гелевые батареи?

  • При заряде АКБ напряжение более 14в приводит к вспучиванию оболочки.
  • Применение данного типа АКБ для автомобилей не рекомендуется, как и то, что для зарядки необходимы специальные ЗУ, имеющие функцию заряда в щадящем режиме.
  • Гелевые батареи не переносят низких температур из-за загустевания электролита и снижения ёмкости аккумулятора.

К сожалению, не смотря на все достоинства, гелевые батареи не являются «вечными», наполненные гелеобразным электролитом они могут беспроблемно работать от восьми до десяти лет, а при правильной эксплуатации и соответствующем обслуживании – и до двенадцати. На гелевые аккумуляторы наносится специальный знак, с включением в него аббревиатуры «GEL».

EFB

EFB — «улучшенная жидкозаполненная батарея». Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, в следствии чего увеличивается их ёмкость. Каждая пластина запечатана в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
Преимущества аккумуляторов EFB:

  • работают при температуре от -50 до +60°С;
  • стойко выдерживают глубокий разряд;
  • минимальное испарение электролита;
  • способны выдерживать большое количество циклов заряда-разряда.

АКБ по технологии EFB довольно безопасны и требуют минимального обслуживания. Их можно заряжать в домашних условиях, поскольку электролит не испаряется. Из недостатков можно отметить меньшую отдаваемую мощность, чем у AGM изделий.

Подробней о аккумуляторе АКОМ + EFB.

AGM

Отличительной особенностью данного типа аккумуляторных батарей является то, что в электролит между пластинами с помощью специальной технологии монтируются стекловолоконные микропористые прокладки.

Предназначение таких прокладок – удержание геля и защита электродов от осыпания. В принципе, основные характеристики батареи GEL и AGM отличаются незначительно. Батареи AGM имеют меньшую стоимость; у них ниже чувствительность к подаваемому напряжению при зарядке, КЗ и температуре окружающей среды. Устойчивы к вибрации и тряске. Они также как и GEL АКБ, практически не требуют обслуживания.

К недостаткам относят меньшее число циклов заряда-разряда (примерно в два раза). Они более чувствительны к глубокому разряду, имеют более быстрый саморазряд. При зарядке необходимо специальное ЗУ. Обычное зачастую не подходит. Отличительной особенностью при обслуживании является необходимость внимательно изучать инструкции перед использованием по предназначению. AGM АКБ чаще применяются в условиях, когда необходим большой период циклов заряда и разряда. При маркировке аккумуляторов данного типа используют аббревиатуру «AGM».

Щелочные

Исторически щелочные источники энергии появились позже кислотных аккумуляторов, вследствие этого некоторые недостатки, свойственные кислотным, не присутствуют у щелочных аккумуляторов. Более того, щелочные АКБ имеют преимущества над кислотными: они переносят перегрузки и короткие замыкания, хорошо работают при различных температурах и т.д. Во всех ЩА (почему они и называются щелочными) применяется растворенная в воде щёлочь.

Что же касается состава химически активной массы пластин, то он может быть различным. При их производстве применяют никель, кадмий, цинк, серебро или др. материалы. От вида использования соответствующих химических элементов в отрицательных пластинах (электродах) щелочные аккумуляторы подразделяются на: цинково-никелевые, кадмиево-никелевые, железо-никелевые, серебряно-цинковые и т.д.

В аккумуляторах щелочного типа количество пластин в положительных и отрицательных электродах не одинаково. В никель-кадмиевом аккумуляторе количество положительных пластин на одну больше количества отрицательных пластин. В щелочных аккумуляторах с никель-железными пластинами больше на одну отрицательную.


По конструкции электродов (пластин) кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы разделяются на ламельные и безламельные, по способу исполнения — на герметичные и негерметичные.
Наиболее широкое распространение получили ламельные щелочные кадмиево-никелевые и железо-никелевые аккумуляторы, и те и другие схожи как по устройству, так и по действию.

Например, сосуды этих аккумуляторов производятся из никелированного железа при помощи сварки, состав активной массы плюсовых пластин и электролит одинаков. У железо-никелевых и кадмиево-никелевых различаются только отрицательные пластины, но не по устройству, а по составу активной массы. В процессе зарядки и разрядки плотность электролита не изменяется.

Активная масса щелочной батареи заключена в стальные перфорированные пакеты, или ламели, а ламели впрессованы в стальные стойки (рамку) пластин. Для лучшего контакта и электропроводности между активной массой и никелированной основой пластин в активную массу добавляют чешуйки графита или лепестки Никеля.

Номинальное напряжение одного аккумулятора составляет 1,25в. Большинство потребителей работают на напряжении 14-15в., поэтому аккумуляторы представляют из себя сборку. Характерная особенность щелочных АКБ – они не требуют разборки. При грамотной эксплуатации и уходе батареи могут использоваться до 10 лет.

Литий-ионные

Химическое внедрение сторонних атомов и молекул («гостей») в кристаллическую решетку основного материала («хозяина») известно с начала XX века. Название процесса — «внедрение» перевели на латынь и начали говорить не о внедрении-извлечении, а об интеркалации-деинтеркалации (от латинского iniercalarius, другое написание iniercalatus — вставной, добавочный). Осуществлённое во второй половине XX века обратимое проведение этого процесса электрохимическим способом в неводных средах создало экспериментальную основу для разработки нового поколения вторичных источников тока.

Первоначальное название такого аккумулятора — «кресло-качалка» (rocking chair), которое затем устойчиво сменилось на литий-ионный аккумулятор (далее Li-ion).
Впервые коммерциализировала это изделие японская фирма Sony в начале 90-х годов XX века. Новое поколение АКБ стремительно вошло в нашу жизнь и уверенно завоёвывает позиции во всех автономных изделиях, требующих независимого питания электрической энергией. На рынке Li-ion имеют два основных конкурента, Ni-Cd (никель-кадмиевые) и Ni-MH (никель-металлгидридные) аккумуляторы. Основа коммерческого успеха Li-ion АКБ лежит в том, что он появился в нужное время и в нужном месте.

В качестве анодного материала используется широкий круг углеродов, который можно разделить на две группы — углероды с неупорядоченной структурой, так называемые жесткие углероды, и обладающие упорядоченной структурой графиты.

Современными катодными материалами являются литий металл оксиды. К ним относится главным образом литий кобальт диоксид (LiCo02), представляющий собой твердофазное соединение оксидов лития и кобальта. Этот оксид удовлетворяет всем техническим требованиям, но имеет высокую цену, а также токсичен. Это побуждает заменить, хотя бы частично, кобальт на никель, а также на другие металлы, в частности на марганец. В Li-ion используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития типа LiPF6 в смеси эфиров угольной кислоты (карбонатов), например, ЭК и ДМК. Отличительной особенностью литиевых первичных источников тока является длительная сохранность. Диапазон рабочих температур (-20… + 60 °С)

Первичные литиевые источники тока имеют более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с традиционными водными элементами. Это обусловлено использованием для изготовления электролитов неводных растворителей с существенно более низкой температурой замерзания и более высокой температурой кипения по сравнению с водой. Однако электропроводность этих электролитов заметно снижается с понижением температуры. Для слаботочных первичных литиевых источников тока это обстоятельство не является критичным.

У Li-ion температурная зависимость электропроводности имеет место не только в электролите, но и в матрицах электродов. Наложение этих явлений приводит к тому обстоятельству, что преимущества неводных электролитов, имеющие место для первичных литиевых элементов, не проявляются в Li-ion батареях. Герметичное исполнение и автоматический контроль состояния аккумулятора обеспечивают его долгую эксплуатацию. Полное отсутствие эффектов памяти и прочих недостатков делает Li-ion АКБ весьма комфортным в использовании.

Что такое лимонная батарея? (с иллюстрациями)

Лимонная батарейка - это классический научный эксперимент, используемый для демонстрации основ системы химических батарей. Чтобы провести этот эксперимент, ученому понадобится один очень сочный лимон, гальванизированный или оцинкованный стальной гвоздь и чистая медная монета или отрезок домашней медной проводки. Ученому, производящему батарею, также нужен провод с зажимами типа «крокодил» на каждом конце и чувствительный вольтметр. Вольтметры обычно можно найти в отделе электроснабжения хозяйственного магазина, электронного магазина хобби или центра домашнего ремонта.Маленькие светоизлучающие диоды (светодиоды) и другие электрические устройства также могут использоваться для проверки лимонной батареи, хотя обычно для этого требуются дополнительные лимоны.

Для изготовления лимонной батарейки понадобится медная монета или проволока.
Как это работает

Лимонная батарея полагается на электроны и химическую реакцию, которая происходит, когда металлы вводятся в кислотную смесь.Лимон содержит значительное количество кислого сока, который в научной терминологии является «электролитом». Кислота в электролите помогает разрушить атомную структуру металлов, таких как медь и цинк, вызывая высвобождение отдельных электронов. Когда ученый создает цепь, соединяя два металла проводником, электроны проходят через нее в виде электрического заряда, который можно обнаружить с помощью вольтметра или другого устройства.

Из оцинкованных гвоздей с защитным цинковым покрытием можно сделать лимонную батарею.
Изготовление батареи

Сначала ученый, создающий лимонную батарею, должен осторожно вставить медную монету или бытовую медную проводку в один конец лимона, а затем вставить гальванизированный гвоздь в противоположный конец.Ученому важно убедиться, что два металла не соприкасаются друг с другом. Это замкнет цепь, и удерживание металлов, когда они соприкасаются, может привести к легкому поражению электрическим током.

Лимонная батарейка - классический научный эксперимент.
Создание обвинения

Гвоздь и монета стали электродами.И медь, и цинк позволяют электронам проходить через них, что означает, что они считаются отличными проводниками электричества. Медная монета или проволока считается положительным (+) электродом, а оцинкованный гвоздь - отрицательным (-) электродом.

Свободно текущие электроны, обнаруженные в электролите лимонного сока, естественно, хотят перейти с отрицательного электрода на положительный.Скорость потока электронов измеряется силой тока. Вольтметр улавливает это, отображая напряжение, которое указывает на «электрическое давление», действующее в цепи.

Измерение напряжения

Одиночная лимонная батарея не вырабатывает значительного напряжения, но чувствительный вольтметр должен обнаруживать некоторую электрическую мощность.Ученый должен соединить положительный зажим провода, конец с красной оболочкой, с медной монетой или проводом; и отрицательный зажим, конец с черным корпусом, к оцинкованному гвоздю. Цифровой индикатор или аналоговая шкала вольтметра должны показывать небольшое значение напряжения, обычно менее одной десятой вольта. Обычно этого недостаточно для работы цифровых часов или питания лампочки, но это демонстрирует, что электрический ток возник в результате химической реакции в лимонной батарее.

Повышение заряда

Одноэлементный лимонный аккумулятор работает, но обеспечивает незначительный электрический заряд.Дополнительное напряжение можно обеспечить за счет увеличения количества ячеек или лимонов в батарее. Ряд лимонов может работать вместе как одна батарея за счет дополнительных проводов, подключенных от положительного электрода, медной части одного лимона, к отрицательному концу, цинковому гвоздю, другого.

Примерно четыре лимона, соединенных последовательно таким образом, должны обеспечить достаточно мощности, чтобы зажечь небольшой светодиод.Ученый должен подключить отрицательный вывод от одного конца лимона к проводу светодиода, ближайшему к плоской части корпуса. Затем он или она может подключить положительный вывод от другого конца лимона к другому проводу. В центре светодиода должно загореться тусклое, но заметное свечение; дополнительные лимоны или элементы могут быть добавлены к батарее для большего заряда и еще более яркого свечения.

Лимоны содержат кислый сок, который может выделять электроны в сочетании с некоторыми металлами, такими как цинк.

6 лучших инструментов для анализа состояния аккумулятора ноутбука

Вы обращаете внимание на аккумулятор вашего ноутбука? Вот лучшие инструменты, чтобы следить за временем автономной работы и здоровьем вашего ноутбука.

Батарея ноутбука является важной частью оборудования, но мы часто меньше знаем о ее состоянии. Ваш ноутбук с Windows также не предоставит вам достаточно информации.На поверхности он отображает лишь крошечный индикатор заряда батареи с оставшимся временем и процентами.

Со временем вы заметите, что закрадывается несколько ошибок батареи.Аккумулятор перестает держать заряд. Индикатор уровня заряда показывает непостоянные показания. Также часто встречается ошибочная оценка расхода. Но есть обходные пути и решения.

Давайте познакомим вас с некоторыми сторонними инструментами диагностики аккумулятора, которые позволяют проверить состояние аккумулятора в Windows.

Почему следует контролировать состояние батареи

Батарея - портативное химическое устройство с ограниченными ресурсами.Из-за своей природы он имеет сложную реакцию напряжения на нагрузку, температуру и собственный возраст. Состояние аккумулятора влияет как на производительность устройства, так и на время работы. Вам следует следить за состоянием батареи по следующим причинам:

  • Получите отправную точку для рабочего процесса управления питанием при различных рабочих нагрузках и средах.
  • Максимальная емкость аккумулятора меняется со временем. В результате индикатор зарядки может показывать противоречивые показания. Когда это произойдет, вы будете знать, когда откалибровать аккумулятор.
  • Неправильное использование аккумулятора может сократить срок его службы. Мониторинг состояния батареи позволяет вам принимать меры для увеличения срока службы.
  • Это может помочь предотвратить другие проблемы, например, когда ваш ноутбук не заряжается при подключении к сети.

1. Отчет об аккумуляторах Powercfg

Команда powercfg - это скрытый инструмент в Windows.Вы можете использовать его для создания точного отчета об истории батареи.

Он включает информацию о производительности аккумулятора и позволяет наблюдать снижение емкости аккумулятора, которое неизбежно происходит с течением времени.

Чтобы создать отчет о батарее, откройте командную строку и введите powercfg / batteryreport .Эта команда сохраняет отчет о батарее в формате HTML в

C: \ Users \ Your_Username \ battery-report.HTML

Дважды щелкните файл, чтобы открыть его в браузере.Обратите внимание на следующие детали:

  • Разница между Design Capacity и Full Charge Capacity .Вы ожидаете снижения полной емкости заряда. Поскольку аккумуляторы со временем изнашиваются, полная емкость заряда будет меньше расчетной.
  • Посмотрите, сколько разряда батареи за последние несколько дней при разных режимах питания. Также посмотрите график использования батареи.
  • Обратите внимание, как емкость полной зарядки постепенно уменьшается по сравнению с расчетной емкостью.Обратите внимание на неточности.
  • Сравните время автономной работы при полной зарядке с расчетной емкостью с момента покупки ноутбука.
  • Проверьте использование батареи и продолжительность. И время работы вашего компьютера от батареи или подключения к розетке.

С помощью такого теста времени автономной работы ноутбука вы можете выявить проблемы, которые влияют на время автономной работы.Если отчет показывает резкие различия, возможно, вы захотите приобрести новую батарею.

2.BatteryInfoView

BatteryInfoView - бесплатное приложение, в котором содержится информация об аккумуляторе вашего ноутбука.Инструмент состоит из двух основных компонентов.

На первом экране представлена ​​полная информация об аккумуляторе: расчетная емкость, полная заряженная емкость, состояние аккумулятора, количество циклов зарядки / разрядки и т. Д.

На втором экране представлен подробный анализ журнала состояния питания, времени события, значений заряда / разряда и т. Д.Новая строка журнала добавляется всякий раз, когда вы приостанавливаете или возобновляете работу компьютера.

Таким образом можно узнать, с какой скоростью разряжается аккумулятор.Вы также можете экспортировать информацию о батарее в файл TXT или CSV для справки.

Плюсы

  • Просматривайте подробную информацию о батарее в одном месте.
  • Вы можете проверить журнал, чтобы увидеть изменения в емкости аккумулятора.
  • Это позволяет вам помещать окно поверх других приложений для контроля заряда батареи.

Минусы

  • Он не может фильтровать журнал батареи с диапазоном дат.
  • Он не показывает график, чтобы предсказать уровень износа батареи с течением времени.

Загрузка: BatteryInfoView (бесплатно)

3.BatteryMon

BatteryMon - это простое в использовании приложение, которое отслеживает уровень заряда аккумулятора ноутбука, отображая график своих результатов в режиме реального времени.

Вертикальная ось Y отображает процентный уровень заряда (0–100%) и время выборки на горизонтальной оси X.Вы можете изменить временной интервал выборки на экране конфигурации.

Черная линия показывает текущий уровень заряда.Синяя линия показывает линию тренда, основанную на экстраполированных выборках данных.

Основные сведения о Lipo Battery

Обладая такими привлекательными характеристиками, как малый вес, высокая плотность энергии и еще большая скорость разряда, литий-полимерные (LiPo) батареи изменили все аспекты RC. Появление и постоянное совершенствование этих батарей привело к значительному повышению 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 Lipo аккумулятор?

Литий-полимерные батареи

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

Lipo батареи - 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 батареи NiCd или NiMH, когда они не используются
  3. Не развивайте «память», как никель-кадмиевые батареи.
  4. С LiPo-элементами в сочетании с последовательным и параллельным подключением, LiPo-блоки могут быть построены 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 две последовательно соединенные ячейки (что означает, что напряжение складывается вместе). Иногда можно услышать, что люди говорят о аккумуляторном блоке «2S» - это означает, что в серию входят 2-элементных липо-аккумуляторов . 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 номинальной мощностью 3500 кВ, этот двигатель будет вращаться на 3500 об / мин 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 батарей Lipo RC с напряжением батареи и количеством 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 батарейный блок.

Батарейные 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 при нагрузке 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. Таким образом, 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 батарея способна 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.Ищите поврежденные или незакрепленные 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 между 10,5 и 11,7 В. Напряжение новой батареи 4S (номинальное 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!

аккумуляторов | PHMSA

Ограничения на перемещение в зависимости от типа аккумулятора
Тип аккумулятора / аккумуляторов В зарегистрированном багаже ​​ В ручной клади
Литий-ионный аккумулятор больше 100, но меньше 160 ватт-часов).Требуется разрешение оператора.

Литий-ионный аккумулятор, установленный в приборе ( более 160 ватт-часов).

Разрешено

Разрешено

Электронные курительные устройства Литий-металлический аккумулятор (до 2 граммов лития), литий-ионный аккумулятор (до 100 Втч). Зарядка в самолете запрещена. не установлен в устройстве (до 2 граммов лития) Запрещено Разрешено
Литий-металлический аккумулятор, запасной или установленный (более 2 граммов лития) Запрещено Запрещено
Литий -Ионная батарея, установленная в устройстве (до 100 ватт-часов) Разрешено Разрешено
Запасная литий-ионная батарея, не установлена ​​в устройстве (до 100 Вт-часов) Запрещено Разрешено
До 2-х запасных литий-ионных батарей, не установленных в устройстве ( более 90 267 100, но менее 160 ватт-часов) Требуется разрешение оператора. Запрещено Разрешено
Литий-ионный аккумулятор, установленный в устройстве ( больше, чем 100, но менее 160 ватт-часов). Требуется разрешение оператора. Разрешено Разрешено

Что такое литиевые батареи?

Если вы планируете поездку, вы можете взять с собой портативный компьютер, мобильный телефон, фотоаппарат, персонального цифрового помощника или другие устройства с батарейным питанием, поскольку эти предметы по-прежнему безопасны для полета! Батареи представляют небольшой риск, если они содержатся в устройствах, которые они питают, если будут приняты меры для предотвращения случайного включения.Запасные батареи можно упаковать в ручную кладь, если приняты меры по защите от короткого замыкания.

Как защитить аккумуляторы?

Электрические соединения батареи (также называемые контактами или клеммами) должны быть защищены от контакта с металлическими или другими батареями, которые могут вызвать короткое замыкание батареи. Вы можете сделать это несколькими способами:

  • Храните батареи в оригинальной упаковке. Эта упаковка специально разработана для защиты аккумуляторов во время транспортировки, в магазине, дома или на рабочем месте.
  • Если оригинальная упаковка недоступна, заклейте электрические соединения (контакты или клеммы) лентой. Изолента отлично подходит для этой работы, но подойдут все клейкие ленты, не изготовленные из металлического материала! Помещение каждой батареи в отдельный пластиковый пакет также изолирует клеммы батареи.
  • Каждое устройство с аккумуляторным питанием поставляется с зарядным устройством, подходящим для этого устройства. Во время путешествия найдите зарядное устройство, совместимое с устройством - не смешивайте и не сочетайте!
  • Используйте защитную упаковку и меры безопасности, такие как блокираторы спускового крючка, чтобы предотвратить непреднамеренное включение электроинструмента, особенно в зарегистрированном багаже!
  • Если вам необходимо перевозить устройство с батарейным питанием в любом багаже, упакуйте его, чтобы предотвратить случайное включение.Например, вам следует упаковать аккумуляторный электроинструмент в защитный футляр с включенным фиксатором курка.

А как насчет больших батарей?

Литий-ионные батареи большей емкости превышают номинальную мощность в 100 ватт-часов, но не более 160 ватт-часов. Под это определение подпадают некоторые очень большие аккумуляторы для портативных компьютеров, которые не продаются на вторичном рынке, и некоторые аккумуляторы, используемые для профессиональных аудиовизуальных приложений. Литий-металлические батареи большего размера содержат более двух граммов лития и запрещены в авиаперевозках.(Никакие обычные потребительские литий-металлические батареи не относятся к категории «больших».) Большинство аккумуляторов для ноутбуков рассчитаны на менее 100 ватт-часов и не считаются большими батареями.

Могу ли я путешествовать с поврежденной или отозванной литиевой батареей или устройством с батарейным питанием?

Поврежденные или отозванные батареи и устройства с батарейным питанием, которые могут создавать искры или генерировать опасное выделение тепла, могут перевозиться на борту воздушного судна пассажирами или экипажем только в том случае, если они упакованы и / или обрабатываются таким образом, который исключает такое вхождение.Такие аккумуляторы и устройства нельзя сдавать в зарегистрированный багаж. Ознакомьтесь с информацией об отзыве аккумулятора или устройства с аккумуляторным питанием на веб-сайте производителя или посетите Комиссию по безопасности потребительских товаров по адресу www.cpsc.gov.

Последнее обновление: 1 ноября 2019 г., пятница

Battery Blank Информационное руководство | Документы Microsoft

  • 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 аккумуляторы сильно различаются по форме, дизайну и функциям, для Microsoft было бы непрактично предоставлять 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 я не могу просто подключить свое мобильное устройство напрямую от внешнего источника питания?
    • Заготовка батареи - это еще один шаг вперед, чем просто прямое питание устройства 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 с прямым питанием мобильного устройства от внешнего источника питания, такого как блок питания 4,2 В постоянного тока. Однако в большинстве случаев устройство может работать некорректно, если оно не может взаимодействовать 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 батареей 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 однопроводной интерфейс HDQ или последовательный интерфейс I 2 C.
  3. Должен ли батарейный блок 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. Ради простоты заглушка для батареи должна обеспечивать только то, что обычно требуется для питания телефона так же, как и батарея. Например, если конструкция устройства требует связи с аккумуляторной схемой HDQ или I 2 C, то заглушка аккумуляторной батареи 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 поймут эти требования, поскольку у них есть доступ к схемам, ссылкам на проекты и спецификациям оборудования, которые будут определять 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 ), используемый во многих различных типах схем триггеров.В совокупности вы получаете высокоскоростной ввод / вывод данных 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 при удалении 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 предоставлять 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.

Образец схем защиты аккумулятора и связи

Эти схемы батарей были удалены из 11 различных типов батарей. Ячейки, к которым они когда-то были прикреплены постоянно , были удалены 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 варьироваться 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, которое обеспечивает какие-либо физические характеристики батареи. Вся эта информация сфабрикована, рассчитана, измерена или оценена бортовой электроникой, которая запрограммирована на заводе (при необходимости) и постоянно прикреплена к новым заводским батареям.Эти схемы спроектированы так, чтобы видеть некоторое количество напряжения элемента батареи 100% времени в течение всего срока службы элемента батареи, даже если 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, цепь указателя уровня топлива (при наличии) связывается с мобильным устройством через однопроводной последовательный интерфейс HDQ (или I 2 C) для передачи мобильному устройству рабочих характеристик батареи.Используя эту информацию, электроника батареи может предоставить ряд эксплуатационных характеристик, включая приблизительный оставшийся срок службы батареи, текущее энергопотребление, текущий уровень напряжения, время до полного разряда, количество циклов зарядки и т. Д. 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 совпадения сопротивления). 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 батареи может нормально функционировать от 10 до сотен циклов включения питания до отключения.

Создание заглушки для батареи - пример

В настоящее время доступно большое количество однокристальных решений, которые сочетают в себе специально разработанную электронику для защиты аккумуляторных батарей с возможностью запуска 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 схемой с двумя полевыми транзисторами, включенными последовательно с ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ выводом, к устройству, предназначенному для прерывания вывода, как это считает DS2784:

.

ТИПОВАЯ СХЕМА РАБОЧЕЙ ЦЕПИ

Быстрый и простой способ сделать заглушку для 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, так как ему требуется питание для обеспечения необходимой связи с мобильным устройством. Остается несколько возможных вариантов:

  1. Отключите необходимость в HDQ в устройстве путем изменения программного обеспечения и подключите обходной транзистор вокруг полевого транзистора.
    • Этот вариант требует обходного решения программного обеспечения в сочетании с заменой оборудования и не идеален, особенно если часть тестирования устройства касается связи с аккумулятором.
    • Это, вероятно, наименее идеальный вариант, поскольку он может привести к обнаружению ошибок, не относящихся к реальному миру, а также может вызвать дополнительные программные проблемы в устройстве, связанные с зарядкой или управлением питанием.
  2. Разработайте 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 очень идеально, 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 заключается в том, что если заглушка батареи не обеспечивает сигнализацию HDQ, потому что она была удалена из заглушки, значит, было добавлено что-то еще (например, фиксированное сопротивление), чтобы вызвать отмену требования HDQ в устройстве, позволяющую устройство должно работать нормально, как будто присутствует сигнал HDQ.
  3. Обходите только полевой транзистор, поэтому даже если он попытается размыкаться, питание все равно будет поступать на контакт P +.
    • Эта опция 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.

Если предположить, что вариант № 3 идеален в данном конкретном примере, нам нужно только найти способ обойти полевой транзистор, оставив DS2784 нетронутым, чтобы он мог делать свое дело. 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 индивидуальны, и описанное выше решение является лишь одним из возможных примеров, разработанных, чтобы заставить вас задуматься о потенциальных проблемах, с которыми вы можете столкнуться при проектировании 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.

Герметизация

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, практически невозможно удалить эпоксидную смолу с платы батареи, 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 не подлежали ремонту. 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 разгрузки от натяжения проводов, подключенных к плате батареи
      • Ничего не заполнить хлипкую пластиковую рамку
      • Ничто не фиксирует плату аккумулятора на месте
      • Ничто не защищает внутреннюю электронику
  • Горячий клей

    • Преимущества

      • Доступно множество различных видов для большинства сценариев
      • Горячий клей-карандаш дешевый
      • Легко наносится - нагревание и струя, смешивание не требуется
      • Обычно легко счищать ненужные остатки
      • Химически не связывается ни с чем.
    • Недостатки

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

    • Преимущества

      • Очень плотный материал; чрезвычайно жесткий при правильном смешивании и отверждении
      • Можно просверлить или легко придать необходимую форму 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 раму
      • Жидкости, состоящие из двух частей, обычно заполняют все возможные пустоты, так как они значительно разжижаются непосредственно перед затвердеванием
      • Вылечить от 1 минуты до 1 дня в зависимости от формулы
      • Снимать при необходимости очень утомительно.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

      • В зависимости от материала резка может быть утомительной
      • Может быть трудно закрепить провода для снятия натяжения
      • Обычно не прилипает к пластиковому каркасу и может потребоваться обертка изолентой или другой клей, чтобы удерживать материал 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 батарей с нуля, чтобы избежать потенциальных опасностей и ловушек, связанных с преобразованием реальных аккумуляторов устройства в заготовки аккумуляторов.Доказано, что это позволяет создавать безопасные и надежные аккумуляторные бланки, которые по прочности и надежности не уступают серийным аккумуляторам.
  2. Модификация существующих батарей: Microsoft настоятельно рекомендует создавать заглушку для батарей с нуля, однако, если OEM-производитель решит преобразовать существующие батареи в пустые батареи, прочтите следующий раздел полностью.

Примечание

Приведенная ниже информация не включает 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 монтажной 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 вынуты 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 магазинов канцелярских товаров есть центры по переработке аккумуляторов.

  • Если в любой момент вы станете свидетелем того, как батарея начинает раздуваться или набухать, немедленно прекратите процесс разборки и убедитесь, что на батарее 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 аккумуляторного элемента НИКОГДА не отслаивайте сваренные точечной сваркой провода от самого аккумуляторного элемента. 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 аккумуляторного элемента с помощью прочного материала, такого как каптонная лента, чтобы предотвратить короткое замыкание элемента.
  • Никогда, 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 такого типа, а вызовет только 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.

Практическое руководство. Найдите количество циклов заряда аккумулятора MacBook и узнайте, что это означает о сроке службы аккумулятора

Недавно я заметил, что мой MacBook Pro конца 2013 года с дисплеем Retina, похоже, умирает из-за более быстрого клипа.Естественно, я предположил, что батарея может выйти из строя.

Проверив счетчик циклов батареи, я узнал, что, вероятно, ошибался в том, что батарея плохая, поскольку счетчик циклов все еще находится в пределах нормального срока службы моего MacBook. Вот как я смог убедиться, что с аккумулятором MacBook все в порядке.

Как проверить количество циклов аккумулятора MacBook

Шаг 1: Удерживая клавишу Option (⌥), щелкните логотип Apple () в верхнем левом углу.

Шаг 2: Щелкните Информация о системе.

Шаг 3: В разделе Оборудование в левой части страницы «Информация о системе» щелкните «Питание».

Шаг 4: Под заголовком Battery Information найдите Health Information и проверьте счетчик циклов.

Как видно из скриншота ниже, мой счетчик циклов батареи составляет 466.

Как проверить, находится ли аккумулятор вашего MacBook в нормальном режиме работы

В разделе "Счетчик циклов" под разделом "Информация о состоянии здоровья" вы должны увидеть раздел "Состояние".Здесь вы можете узнать текущее состояние аккумулятора вашего MacBook. На скриншоте выше вы увидите, что состояние моей батареи нормальное.

Что еще более важно, вы захотите ознакомиться с документом поддержки Apple, касающимся срока службы батареи и счетчика циклов батареи. Именно здесь вы можете узнать о фактических цифрах цикла подсчета батарей, которые позволят вам определить, в порядке ли ваша батарея.

Например, мой MacBook Pro конца 2013 года с дисплеем Retina Display может пройти 1000 циклов батареи, прежде чем будет считаться разряженным.Даже в этом случае MacBook можно будет использовать как обычно, вам просто нужно ожидать снижения производительности аккумулятора.

Я очень впечатлен тем, что аккумулятор моего MacBook может работать 1000 циклов. На бумаге это может показаться не таким уж большим, но этот MacBook у меня уже несколько лет, и я чувствую, что заряжал его миллион раз. Тем не менее, этот конкретный блок работает всего 466 циклов, что составляет менее половины максимального ожидаемого срока службы его батареи.

Как определяется счетчик циклов батареи

Цикл батареи - это время, за которое батарея разряжается со 100% до 0%.Этот процесс может занять несколько дней. Важно помнить, что цикл батареи происходит, когда вы используете всю ее мощность. Как объясняет Apple, это может занять несколько дней, прежде чем разрядится аккумулятор. Вот почему вы могли включать и заряжать свой MacBook тысячу раз, в то время как у аккумулятора MacBook всего несколько сотен циклов заряда.

Если выяснится, что количество циклов батареи вашего MacBook превышает максимальную емкость, то при быстрой встрече с панелью Genius в Apple Store вы можете получить замену батареи, если это необходимо.А если у вас проблемы с аккумулятором, но не при максимальном количестве циклов, вы сможете диагностировать и устранить проблему по гарантии.

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки для получения дохода. Подробнее.


Посетите 9to5Mac на YouTube, чтобы узнать больше новостей Apple:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *