Akkumulátorok
(445)Az villamosenergia tárolása napjaink egyik legnagyobb kihívása, a mobil eszközök és a megújuló energia korszakában. Ez a termékkategória főként azokat az elemeket tartalmazza, amelyeket az előbbi berendezésekhez használnak. Leginkább hordozható eszközökhöz, távvezérlésű, önjáró robotokhoz készülnek, de helyettesítik a szokásos AA és AAA elemeket, a nagyáramú eszközökhöz használt cellapackokat (elektromos szerszámok, RC modellek), valamint azokat az alkatrészeket, melyeknél elsősorban az elektronikus berendezések gyártói érdekeltek, azaz a különféle eszközök belsejébe gyárilag telepített vagy akár a NYÁK-ra történő telepítésre szánt akkumulátorokat. A keresett terméktől függően a vevők a következő kérdéseket tehetik fel maguknak ...
Tölthető akkumulátorok – mire kell figyelni?
Jónéhány éve már, hogy a "tölthető elemek", vagyis a szabványos akkumulátorok újratölthető változatai reális és költséghatékony alternatívát jelentenek. Gazdaságos, kényelmes és ökológiailag kedvező megoldás egy AA vagy AAA típusú elem és egy univerzális töltő megvásárlása. Kiváló és univerzális ötlet akár egy praktikus ajándéknak is. A fogyasztók által elkövetett gyakori hiba az olcsóbb, de kisebb kapacitású akkumulátorok vásárlása. Ez csak alacsony energiafogyasztású eszközök (vezeték nélküli egerek és billentyűzetek, RTV távirányítók, órák) áramellátása esetén lesz költséghatékony választás. Más berendezések esetében az akkumulátort gyakran kell tölteni, és gyorsabban elhasználódik. Vegye figyelembe, hogy az AA és AAA elemek névleges feszültsége alacsonyabb, mint például az alkáli elemek esetében (1,2 V, illetve 1,5 V). Előfordulhat, hogy a régebbi eszközök nem működnek megfelelően, ha újratölthető cellákkal működtetik őket. Megjegyzés! Különböző akkumulátorok keverése, amire minden berendezés gyártója figyelmeztet, káros lehet. Újratölthető akkumulátorok esetén pedig rendkívül veszélyes lehet! Súlyos kárt okozhat a berendezésben, sőt egészségkárosodást (égési sérüléseket) is okozhat.
Hogyan válasszuk ki a tölthető elemek cseredarabjait?
Előfordul, hogy az újratölthető elemekkel táplált háztartási kisgépek a megfelelő karbantartás ellenére egyre gyakrabban kezdenek lemerülni és/vagy nem működnek megfelelően. Ha a készülék könnyű hozzáférést biztosít a belsejében lévő akkumulátorhoz, megpróbálhatjuk kicserélni. A TME katalógusban számos olyan csomagot kínálunk, amelyek vezeték nélküli telefonokban, borotvákban, elektromos fogkefékben stb. használhatók. Ha azonban nem ismerjük a cserélendő akkumulátorok részletes paramétereit (kapacitás, típus, feszültség, kimenet), meg kell tudnunk azokat, vagy gondosan elemeznünk kell az áramkört. Ellenkező esetben maradandó károsodást okozhatunk a berendezésben (például a feszültségstabilizátor kiégése, motorhiba stb.). Szerencsére a legtöbb márka akkumulátorain és akkupackjain részletes specifikáció leírás található, rányomtatva az akkumulátor burkolatára/csomagolására.
Milyen típusú újratölthető akkumulátort válasszon a projekthez?
Az akkumulátor kiválasztása az adott projekthez nem könnyű feladat. Akár azt is mondhatjuk, hogy ez a kompromisszum művészete. A használt cellatípusnak nemcsak az eszköz működésére lesz közvetlen hatása, hanem szerkezetére és az egész áramkörre is. Ezért röviden beszéljük meg azokat a kérdéseket, amelyek a tervezés szakaszában megfontolást igényelnek.
A tölthető elemek mely paraméterei döntő jelentőségűek?
Erre a kérdésre sajnos a válasz: mindegyik. Még egy olyan jelentéktelen kérdés is, mint a csapok típusa, jelentősen befolyásolhatja a projekt végrehajtását. A gyártónak (vagy akár egyedi kivitelezőnek) el kell döntenie, hogy az eszköz gyártási folyamatának tartalmaznia kell-e például a lítium-ion cellák ponthegesztésének szakaszát, vagy jobb lehet-e esetleg egy már elkészített Li-Po packot használni? Ha a fogyasztó maga is ki tudja cserélni az akkumulátort, nem lenne jobb, ha egy szabványos, széles körben elérhető formátumot választana? Még a végtermék tömege (és különösen a súlypontja) is nagymértékben függ a felhasznált energiaforrástól.
Méret és kapacitás
A tárolt energia legnagyobb "sűrűségét" a lítium-polimer akkumulátorok biztosítják. Használatuk azonban számos komplikációval jár, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk meg. A lítium-ion cellák használatakor érdemes megfontolni kevésbé népszerű formátumaik használatát, pl. rövidebb vagy vékonyabb hengerek, amelyek lehetővé teszik a céleszköz házának jobb kihasználását. Az mindenesetre biztos, hogy a cella kapacitása szigorúan a térfogatától függ.
Feszültség és intenzitás
Még a legfinomabb DC/DC konverterek sem érik el a 100%-os hatékonyságot. Az áramkörbe helyezett minden átalakító energiát pazarol és hőt termel. Vonzónak tűnhet több, párhuzamosan csatlakoztatott cella elhelyezése a készülékben - ez lehetővé teszi nagyobb áramerősség elérését (ez fontos lesz az elektromechanikus alkatrészek táplálásakor). Egy ilyen megoldás hatására azonban szükség lehet egy step-up konverter használatára, pl. egy háttérvilágítású LCD igényeinek kielégítésére - ez viszont jelentős energiafogyasztást és a készülék élettartamának csökkenését eredményezi. Ezenkívül, ha mikroprocesszoros rendszert (például egykártyás számítógépet) használnak, az eszköz továbbra is számos átalakítót és feszültségstabilizátort tartalmaz, amelyek a központi egység és alkatrészeinek működéséhez szükségesek. Éppen ezért fontos olyan cellacsomagot (és áramköri elemeket) választani, amely lehetővé teszi az egész rendszer optimális áramellátását, lehetőleg egyetlen stabilizátor használatával (ideális esetben ez egy stabilizátor töltésszabályozóval és kiegyensúlyozóval párosítva, de ez nem mindig lehetséges).
A tölthető elemek típusai – rövid összehasonlítás
Mivel minden elemtípusnak megvannak a sajátos jellemzői, íme egy rövid összehasonlítás a technológiákról.
Lítium-Polimer tölthető akkumulátorok
Ezek olyan cellák, amelyekben a tárolt energia és a térfogat aránya kiemelkedően magas, nagy intenzitású áramot szolgáltatnak, és a csomagok bármilyen méretű négyzet alakú szilárd anyaggá alakíthatók. Kompakt termékekben használják, ahol rövid időn belül nagy mennyiségű energiát kell biztosítani (például az úgynevezett autóstabilizátorok, amelyek lehetővé teszik az autó elindulását a lemerülés ellenére is). Sajnos az ilyen típusú cellák is törékenyek, és a csomag megsértése, túlmelegedés, helytelen töltés vagy akár nedvesség esetén – nagyon instabil. A Li-Pol csomagok gyárilag egy egyensúlyozó rendszerrel vannak ellátva, amely megvédi a terméket a helytelen használattól. Ez az áramkör azonban nem garantálja a teljes biztonságot. A lítium-polimer akkumulátor töltésszabályozójának folyamatosan figyelnie kell a cellák hőmérsékletét. A csomag teljes lemerítése (vagy hosszú távú tárolás a gyártó által meghatározott körülményektől eltérően) lebomláshoz, visszafordíthatatlan sérüléshez és deformációhoz vezethet.
Lítium-Ion tölthető akkumulátorok
Ez az egyik legnépszerűbb megoldás a piacon. A Li-Ion cellákat hosszú élettartam és könnyű karbantartás jellemzi. Két szakaszban töltődnek: először állandó áram fenntartásával, végül állandó feszültséggel. A lítium-ion cellák töltésszabályozói és kiegyenlítői széles körben elérhetőek és megfizethetők (azonban: a legjobb, ha a töltőt a jól ismert és bevált gyártók egyik rendszere alapján választunk). A mechanikai tényezőknek viszonylag jól ellenállnak, bár termikusan "érzékenyek". Akkupack készítésekor kerülje a vezetékek közvetlen forrasztását az akkumulátor pólusaira - a ponthegesztők egyre népszerűbb megoldást kínálnak erre a célra. A lítium-ion cellák nagyon nagy áramot tudnak leadni (ami azt is jelenti, hogy rövidzárlat esetén veszélyesek lesznek). Méretüket leggyakrabban számsorozatok írják le, pl. 18650. Ezzel a módszerrel tüntetik fel az akkumulátor méreteit. Az első két számjegy az átmérőt jelenti milliméterben, az utolsó három számjegy pedig a hosszát adja meg tizedmilliméterben. Vagyis: 18650 egy 18mm átmérőjű és 65mm magas henger. Érdekesség, hogy a Li-Ion 14500 cella mérete megegyezik az AA formátumú akkumulátorral, így összeszerelésükhöz és csomagolásukhoz standard akkumulátorkosarak használhatók.
LiFePO4 tölthető akkumulátorok
A lítium-vas-foszfát cellákat gyakran a Lithium-Ion technológia utódjainak nevezik, de a LiFePo4akkumulátorok elektródjaikban nem tartalmaznak kobaltot. Hosszabb élettartam, nagyobb stabilitás és összehasonlítható elektromos paraméterek jellemzik őket. További előny az alacsony önkisülési áramuk (vagyis viszonylag hosszú ideig töltve maradnak). A gyártási folyamat lehetővé teszi ezen elemek gyártását csavaros terminálokkal, ami megkönnyíti és felgyorsítja a cellák összeszerelését és csatlakoztatását. Emellett biztosítja a csatlakozások alacsony ellenállását és jó áramparamétereiket.
Ni-MH tölthető akkumulátorok
Teljes neve "Nikkel-fém-hidrid" újratölthető elemek. Gyakran fogyasztói akkumulátor-formátumokban használják őket. Impulzus töltést igényelnek (ideális esetben processzor töltőben), mivel egyenáramú forráshoz csatlakoztatva káros lehet számukra. Ez az akkumulátor típus is érzékeny a teljes kisülésre.
Ni-Cd tölthető akkumulátorok
A nikkel-kadmium cellák szerkezete, felhasználása és elektromos paraméterek tekintetében hasonlóak a Ni-MH cellákhoz, bár energiasűrűségük alacsonyabb. Ügyelni kell rá, hogy az ilyen típusú elemek úgynevezett "memória hatást" produkálnak. Más szóval, kapacitásuk romlik, ha nincsenek rendszeresen lemerítve majd teljesen feltöltve. A potenciális vevő számára a legfontosabb információ az lehet, hogy az ilyen típusú akkumulátorokat környezetvédelmi okokból jelenleg kivonták a TME kínálatából.
Raktár:
