Acumulatori
(449)Depozitarea energiei electrice este una dintre cele mai mari provocări ale zilelor noastre – era dispozitivelor mobile și a energiei regenerabile. Produsele din această categorie includ în principal baterii din domeniul menționat anterior. Acestea sunt articole destinate dispozitivelor portabile, roboților autopropulsați de la distanță, dar sunt folosite și drept înlocuitori pentru baterii obișnuite (AA, AAA), pachete de celule pentru dispozitive cu curent mare (scule electrice, modele RC), precum și componente de interes pentru producătorii de echipamente electronice, și anume acumulatori destinați instalării din fabrică în dispozitive sau chiar montării pe PCB. În funcție de produsul căutat, cumpărătorul își va pune una dintre următoarele întrebări ...
Un acumulator în locul unei baterii – la ce ar trebui să fiu atent?
De mulți ani, „acumulatorii”, adică înlocuitoarele reîncărcabile pentru bateriile standard, sunt o alternativă reală și rentabilă. Achiziționarea unui set de baterii AA sau AAA și a unui încărcător universal este o soluție rentabilă, convenabilă și ecologică. De asemenea, este o idee excelentă și universală pentru un cadou practic. O greșeală obișnuită făcută de consumatori este să cumpere acumulatori mai ieftini, care au o capacitate mai mică. Va fi o alegere rentabilă numai în cazul alimentării dispozitivelor cu consum redus de energie (mouse-uri și tastaturi fără fir, telecomenzi RTV, ceasuri). Pentru alte echipamente, acumulatorul va avea nevoie de încărcare frecventă și se va uza mai repede. Trebuie remarcat faptul că tensiunea nominală a acumulatorilor AA și AAA este mai mică decât, de exemplu, a bateriilor alcaline (respectiv: 1,2V și 1,5V). Este posibil ca dispozitivele mai vechi să nu funcționeze corect atunci când sunt alimentate cu baterii reîncărcabile. Atenție! Amestecarea diferitelor baterii, lucru despre care avertizează toți producătorii de echipamente electrice, poate fi dăunătoare. Această practică este extrem de periculoasă în cazul acumulatorilor! Poate duce la deteriorarea gravă a echipamentului și chiar la deteriorarea sănătății (arsuri).
Cum pot alege singur un acumulator?
Se întâmplă ca aparatele electrocasnice mici echipate cu acumulatori să se descarce din ce în ce mai des și/sau să nu funcționeze corect, deși sunt întreținute adecvate. Dacă dispozitivul oferă acces ușor la acumulatorul instalat în interior, putem încerca să îl înlocuim. În catalogul TME, oferim o serie de pachete care înlocuiesc acumulatorii utilizați în telefoane fără fir, aparate de ras, periuțe electrice etc. Cu toate acestea, dacă nu cunoaștem parametrii detaliați ai pachetului înlocuit (capacitate, tip, tensiune, putere), trebuie să facem câteva cercetări sau analize detaliate ale circuitului. În caz contrar, putem cauza deteriorarea permanentă a echipamentului (de exemplu, arderea stabilizatorului de tensiune, defectarea motorului etc.). Din fericire, majoritatea bateriilor de marcă și pachetelor lor sunt detaliate prin tipărirea specificațiilor pe carcasa/ambalajul acumulatorului.
Ce tip de acumulator să aleg pentru proiect?
Alegerea unui acumulator pentru proiectul dumneavoastră nu este o sarcină ușoară. Puteți chiar să o numiți „arta compromisului”. Tipul de baterii utilizate va avea un impact direct nu numai asupra funcționării dispozitivului, ci și asupra structurii și circuitului acestuia. Prin urmare, să discutăm pe scurt problemele care trebuie luate în considerare în etapa de proiectare.
Ce parametri ai acumulatorului sunt importanți?
Din păcate, răspunsul la această întrebare este: totul. Chiar și o chestiune banală precum tipul de terminale poate afecta în mod semnificativ implementarea proiectului. Producătorul (și chiar un constructor individual) trebuie să analizeze dacă procesul de construcție a dispozitivului trebuie să ia în considerare, de exemplu, stadiul sudării prin puncte a bateriilor litiu-ion, sau poate este mai bine să folosească un pachet Li-Po gata de utilizare? În situația în care consumatorul va putea înlocui singur bateria nu ar fi mai bine să opteze pentru formatul său standard, disponibil pe scară largă? Chiar și masa (și în special centrul de greutate) al produsului țintă va depinde în mare măsură de sursa de energie utilizată.
Dimensiune și capacitate
Cea mai mare „densitate” de energie stocată se obține în cazul bateriilor litiu-polimer. Cu toate acestea, utilizarea lor este asociată cu o serie de complicații, care sunt discutate mai jos. Atunci când utilizați baterii litiu-ion, este recomandat să luați în considerare folosirea formatelor lor mai puțin populare, de exemplu, role mai scurte sau mai subțiri, care vor permite o utilizare mai bună a spațiului în carcasa dispozitivului țintă. Din păcate, în orice caz, capacitatea bateriei va fi strict dependentă de volumul acesteia.
Tensiune și curent
Chiar și cele mai bune convertoare DC/DC nu ating o eficiență de 100%. Fiecare convertor plasat în circuit va risipi energie și va genera căldură. Poate părea tentant să introduceți multe baterii conectate în paralel în dispozitiv – acest lucru permite, printre altele, obținerea unui amperaj ridicat (fapt ce va fi important la alimentarea componentelor electromecanice). Cu toate acestea, consecința unei astfel de soluții poate fi necesitatea utilizării convertorului step-up, de exemplu, pentru nevoile unui afișaj LCD retroiluminat – acest lucru va rezulta la rândul său într-un consum semnificativ de energie și la scăderea duratei de viață. Mai mult, folosind un sistem cu microprocesor (de exemplu, un singur computer de bord), dispozitivul va conține în continuare un anumit număr de convertoare și stabilizatoare de tensiune necesare pentru funcționarea unității centrale și a componentelor sale. De aceea, este important să alegeți un pachet de baterii (și elemente de circuit) care să permită alimentarea optimă a întregului sistem, de preferință cu ajutorul unui singur stabilizator (în mod ideal, acesta va fi un stabilizator cuplat cu un controler de încărcare și un echilibru, dar acest lucru nu este întotdeauna posibil).
Tipuri de acumulatori – o scurtă comparație
Deoarece fiecare tip de baterie are propriile sale caracteristici specifice, iată o scurtă comparație a acestor tehnologii.
Acumulatori litiu-polimer
Sunt baterii cu un raport excepțional de ridicat al energiei stocate la volum, furnizează curent de intensitate mare, iar pachetele pot fi formate în solide cuboidale de orice dimensiune. Sunt utilizate în produse compacte în care este necesar să se furnizeze cantități mari de energie într-un timp scurt (de exemplu, așa-numitele amplificatoare auto, care permit pornirea mașinii chiar dacă acumulatorul este descărcat). Din păcate, bateriile de acest tip sunt, de asemenea, delicate și, în cazul ruperii pachetului, al supraîncălzirii, al încărcării incorecte sau chiar al umidității, prezintă o instabilitate ridicată. Pachetele Li-Po sunt echipate din fabrică cu un sistem de echilibrare care protejează produsul împotriva utilizării necorespunzătoare – totuși, acest circuit nu garantează siguranță completă. Controlerul de încărcare a bateriei cu litiu polimer trebuie să monitorizeze constant temperatura bateriilor. Degradarea, deteriorarea și deformarea ireversibile pot fi cauzate de descărcarea profundă a pachetului (sau depozitarea pe termen lung în alte condiții decât cele specificate de producător).
Acumulatori litiu-ion
Una dintre cele mai populare soluții disponibile pe piață. Bateriile Li-Ion sunt caracterizate prin durată lungă de viață și întreținere ușoară. Acestea sunt încărcate în două etape: mai întâi prin menținerea unui curent constant și, în cele din urmă, prin tensiune constantă. Controlerele și echilibratoarele de încărcare pentru bateriile litiu-ion sunt disponibile pe scară largă și sunt ieftine (cu toate acestea, cel mai bine este să alegeți un încărcător bazat pe unul dintre sistemele oferite de producători cunoscuți și verificați). Sunt relativ rezistente la factorii mecanici, deși sunt „sensibile” termic. La îmbinare, evitați să lipiți firele direct la bornele acumulatorului, sudura prin puncte este cel mai des folosită în acest scop. Pot furniza un curent foarte mare (ceea ce înseamnă, de asemenea, că vor fi periculoase în cazul unui scurtcircuit). Dimensiunea lor este determinată cel mai adesea printr-o serie de numere, de exemplu 18650. Este o metodă de înregistrare a dimensiunilor acumulatorului. Primele două cifre indică diametrul său în milimetri, ultimele trei lungimea în zecimi de milimetru. Prin urmare: 18650 este un cilindru cu un diametru de 18 mm și o înălțime de 65 mm. Ca o curiozitate, se poate menționa că bateria Li-Ion 14500 are aceeași dimensiune ca și bateria în format AA, astfel încât coșurile standard ale bateriei pot fi utilizate pentru asamblarea și îmbinarea lor.
Acumulatori LiFePO4
Bateriile litiu-fier-fosfat sunt adesea denumite succesorii tehnologiei litiu-ion. Spre deosebire de reprezentanții săi, acumulatorii LiFePO4 nu conțin cobalt în electrozii lor. Aceștia se caracterizează printr-o durată de viață mai lungă, o stabilitate mai mare și parametri electrici comparabili. Un avantaj suplimentar este curentul de auto-descărcare redus (adică rămân încărcați o perioadă relativ lungă de timp). Procesul de producție permite producerea acestor acumulatorii cu terminale sub formă de șuruburi, ceea ce facilitează și grăbește asamblarea și conectarea bateriilor, asigură, de asemenea, rezistență scăzută a conexiunilor și parametrii lor de curent buni.
Acumulatori Ni-MH
Denumirea completă este acumulatori „nickel–metal hydride”. Cel mai frecvent utilizați în formatele de baterii pentru consumatori. Necesită încărcare pulsată (de preferință într-un încărcător de procesor), deoarece este dăunător să fie conectați la o sursă de curent continuu. Acest tip de baterie este, de asemenea, sensibil la descărcarea profundă.
Acumulatori Ni-Cd
În ceea ce privește structura, aplicarea și parametrii electrici, acumulatorii nichel-cadmiu sunt similari cu Ni-MH, deși densitatea lor de energie este mai mică. Trebuie amintit că aceste tipuri de baterii sunt încărcate cu așa-numitul „efect de memorie”. Cu alte cuvinte, capacitatea lor se va degrada dacă nu sunt descărcate în mod regulat și încărcate complet. Este important de precizat pentru potențialii cumpărători că acest tip de baterii este în prezent retras din oferta TME din motive de mediu.
Depozit:
