Jak zkontrolovat, zda je vaše baterie plně nabitá-průmyslové-novinky | Velký výkon

Nejlepší je používat multimetr v jednotce 5V nebo 10V, protože je více požadavků, přesnost naměřené hodnoty měřicího mechanismu je vyšší, čím blíže je jmenovité napětí baterie DC 4V, pokud má být hodnota měřena asi 3,7V, znamená to, že baterie je normální, protože z výroby nabíječky mobilních telefonů je standardní napětí naprázdno DC 4V. Neexistují žádné běžné domácí baterie. 1, 2, 5 a 7 mají všechny napětí 1,5V Naměřená hodnota nové baterie je 1,6V bez zátěže a 1,5V po zátěži.

1. Detekce pevného kondenzátoru: detekce malých kondenzátorů pod 10pF

Vzhledem k malé kapacitě pevných kondenzátorů pod 10 pF lze multimetr použít pouze pro měření. Jediným způsobem je důkladná kontrola netěsností, vnitřních zkratů nebo poruch. Při měření si můžete vybrat multimetrový blok R 10k, se dvěma stolními úchyty

Odpor dvou svorek libovolné kapacity musí být nekonečný. Pokud je naměřená hodnota odporu (šipka se stáčí doprava) nulová, znamená to, že kondenzátor je poškozen únikem nebo vnitřní poruchou.

Zjistěte nabíjecí jev pevného kondenzátoru 10PF~0,01F a poté posuďte jeho dobrou nebo špatnou kvalitu. Multimetr používá blok R 1k. Oba tranzistory mají jmenovité hodnoty vyšší než 100 a mají nízký svodový proud. Pro vytvoření kompozitní trubice lze použít 3DG6 a další typy křemíkových triod. Červená a černá rukojeť multimetru jsou připojena k emitoru e a kolektoru c kompozitní trubice. Zesílením složené triody se zesílí proces nabíjení a vybíjení testované kapacity, takže jehla multimetru se pro snadnější pozorování zvětší. Je třeba poznamenat, že: během zkušebního provozu, zejména při měření kapacity malé kapacity, je nutné několikrát vyměnit kontakt A, B na kolíku zkušební kapacity do dvou bodů, aby byly jasně vidět oscilace šipky multimetru. Pro pevnou kapacitu nad 0,01F lze blok R 10k multimetru použít k přímému testování, zda se kondenzátor nabíjí a zda nedošlo k vnitřnímu zkratu nebo úniku, a kapacitu kondenzátoru lze odhadnout podle amplitudy ukazatele vychýleného doprava.

Pokud je nabíjecí napětí 4,2V, je vše v pořádku; Pokud je životnost baterie 0,7krát větší než u nové baterie, znamená to, že je baterie v pořádku; Pokud je nabíjecí napětí vyšší než 4,2V, znamená to, že je problém s nabíječkou (všimněte si, že voltmetr musí být přesný). Viz následující úvod.

1. Jmenovité napětí lithium-iontové baterie je 3,7 V (3,6 V) a vypínací napětí nabíjení je 4,2 V (4,1 V, které se liší v závislosti na značce článku). (Specifikace pro lithium-iontové články uvádí: lithium-iontová sekundární baterie)

2, požadavky na lithium-iontovou baterii (specifikace GB / T182872000): za prvé, nabíjení konstantním proudem, konkrétně musí být aktuální, a napětí baterie se postupně zvyšuje v procesu nabíjení, když je napětí baterie 4,2 V, 4,1 V), nabíjení konstantním napětím, místo nabíjení konstantním proudem pro napětí musí být proud podle stupně nasycení baterie, přemýšlejte o tom, že proces nabíjení pokračuje, 0,01 se postupně snižuje. (C je znázornění jmenovité kapacity baterie proti proudu. Pokud má například baterie kapacitu 1000 mAh, 1C je nabíjecí proud 1000 mA a 0,01C je 10 mA.) Samozřejmě kanonické znázornění je 0,01C5A, což jsem zde zjednodušil.

3. Proč se má za to, že 0,01C je konec nabíjení: Toto je stanoveno národní normou GB/t18287-2000 a je to také diskutováno. V minulosti bylo běžné končit proudem 20 mA, což stanovil i průmyslový standard YD / t998-1999 Ministerstva pošt a telekomunikací, to znamená, že bez ohledu na kapacitu baterie je vypínací proud 20 mA. . Národní norma 0,01C podporuje úplnější nabíjení, což umožňuje výrobcům projít certifikací. Národní norma navíc stanoví, že doba nabíjení by neměla překročit 8 hodin, to znamená, že i když nedosáhne 0,01 °C, bude 8 hodin považováno za konec nabíjení. (kvalitní baterie by se měly zahřát na 0,01C za 8 hodin, na nekvalitní baterie nemá smysl čekat)

6. Můžeme si být jisti, že baterie má ochrannou desku? Ne, protože cutoff parametr ochranné desky je 4,35 V (což je stále dobré, ale rozdíl je od 4,4 do 4,5 V), je nutné ochrannou desku připravit pro případ, že by se baterie v případě přebití brzy rozložila. pokaždé.

7. Jaký nabíjecí proud je vhodný: teoreticky čím nižší proud, tím lépe pro baterii. Na nabití baterie ale nemůžete čekat tři dny. Nízká sazba zpoplatnění je podle národního standardu 0,2 centu (systém arbitrážního zpoplatnění). Vezmeme-li jako příklad výše zmíněnou baterii 1000mAh, tedy 200mA, pak můžeme odhadnout, že tato baterie se dá plně nabít za více než 5 hodin. (kapacita mAh = aktuální čas mAh)

Kapacita lithia definovaná národním oddělením technického dozoru se nabíjí vysokou rychlostí 1C a vybíjí nízkou rychlostí 0,2S. Hodnota kapacity se vypočítává v průběhu času. Počet testů je 5 a jeden z nich dosáhne konce testu. (existuje 5 možností, pokud je první test kvalifikovaný, další 4 časy nebudou dokončeny) Před testem je povolen předcyklus, to znamená, že se zastaví nabíjení konstantním proudem 1C až 4,2V a v zadní části není žádný proces konstantního napětí na 0,01C, nemluvě o 14 hodinách.

8. Jaký nabíjecí proud snese lithium-iontová baterie:

1. Rychlost nabíjení (c-rate)

C je první písmeno kapacity, které se používá k označení aktuální hodnoty při nabíjení a vybíjení.

Například, když je jmenovitá kapacita dobíjecí baterie 1100mAh, znamená to, že doba vybití může trvat 1 hodinu s 1100mAh (1C); Pokud může být doba vybíjení 5 hodin při 200 mA (0,2 s), lze nabití vypočítat i podle tohoto srovnání.

2. Vypínací napětí (mezní napětí)

Při vybití baterie klesne napětí na nejnižší provozní napětí, při kterém již baterie není vhodná k dalšímu vybíjení.

V závislosti na typu baterie a různých podmínkách vybíjení se liší i požadavky na kapacitu baterie a životnost, takže se liší i předepsané ukončovací napětí baterie.

Naučte se používat multimetr k určení kvality baterií

3, napětí naprázdno (OpencircuitvoltageOCV)

Když se baterie nevybíjí, potenciální rozdíl mezi svorkami baterie se nazývá napětí naprázdno.

Napětí naprázdno baterie se bude lišit v závislosti na materiálu kladných a záporných elektrod baterie a elektrolytu. Pokud je materiál kladných a záporných elektrod baterie přesně stejný, napětí naprázdno bude stejné bez ohledu na velikost baterie a změny geometrické struktury.

4. Hloubka vybití (DepthofdischargeDOD)

Během používání baterie se procento vybití uvolněného baterií ve vztahu k její jmenovité kapacitě nazývá hloubka vybití.

Hloubka vybití úzce souvisí s dobou nabíjení baterie. Čím větší je hloubka vybití baterie, tím kratší je její životnost. Hlubokému výboji by se proto mělo zabránit, kdykoli je to možné.

5. Nadměrné vybíjení

Pokud se baterie vybíjí, nad hodnotou koncového napětí vybití baterie také pokračuje ve vybíjení, což může způsobit zvýšení napětí baterie, vratné poškození kladného a záporného aktivního materiálu, takže kapacita baterie se výrazně sníží.

Pokud bude baterie pokračovat v nabíjení po dosažení plného stavu během nabíjení, může to způsobit zvýšení vnitřního tlaku, deformaci baterie, vytečení v noci a další situace a její výkon se výrazně sníží a poškodí.

Stránka obsahuje strojově přeložený obsah.

• Předchozí článek： Kam se bude nové energetické impérium slečny Dongové ubírat dál? Stříbro bylo v bažině už dlouho?
• Další článek： Lokalizace vodíkových palivových článků urychlí vývoj celého průmyslového řetězce, vzniklé problémy

Většina baterií moderních elektrokol je sestavena na bázi lithium-iontových článků o velikosti 18650. Jedná se o nejrozšířenější formát článků, což potvrzuje i fakt, že se používají při montáži baterií do některých elektromobilů Americká společnost Tesla, konkrétně pro sportovní vůz Tesla Roadster.

Je zřejmé, že baterie pro automobil za několik milionů dolarů používá články nejvyšší kvality. Jak ale odlišit původní buňky od padělků? Než se pokusíme odpovědět na tuto otázku, pojďme pochopit, odkud pochází název „18650“ a co je uvnitř buňky.

Velikost rámu 18650 a design buňky

Formát 18650 se tak rozšířil díky tomu, že takové články lze použít k sestavení baterie téměř libovolné konfigurace a každý článek má své vlastní pevné pouzdro.

Název standardní velikosti „18650“ obsahuje rozměry článku v milimetrech – má průměr 18 mm a délku 65 mm. Článek je sestaven ve válcovém kovovém pouzdře, které je s negativním kontaktem a obsahuje sadu pružných desek – anodu a katodu, oddělených separátory a svinutých do role.

Na kladné straně je umístěn přetlakový pojistný ventil, který se aktivuje v případě poruchy, např. zkratu. To poskytuje potřebnou úroveň zabezpečení při použití takových buněk.

Jak se liší drahé články od levných?

Pro sestavení kvalitní spolehlivé baterie, která dlouho vydrží a neztratí podstatnou část své kapacity v prvním roce provozu, musíte mít jistotu, že je sestavena z kvalitních článků.

Za hlavní ukazatele kvality buněk lze považovat následující:

● vnitřní odpor článku

● maximální nabíjecí a vybíjecí proud

● žádný svodový proud

Vnitřní odpor článku určuje nejen jeho schopnost dodávat vysoké proudy (tedy jeho zatížitelnost), ale také to, jak se během provozu zahřeje.

Čím nižší je vnitřní odpor, tím lépe – tím snadněji dodává proud a tím méně se zahřívá. Články s vysokým vnitřním odporem se i při průměrném zatížení poměrně silně zahřívají, což vede k jejich rychlé degradaci a v důsledku toho ke ztrátě kapacity.

Vnitřní odpor se vyjadřuje v miliohmech (mOhm). U vysoce kvalitních článků 18650 je tento parametr do 30 mOhm. Například specifikace pro články LG HG2 uvádí hodnotu „ne více než 20 mOhm“.

Články od známých výrobců jsou zpravidla dražší, protože mají nízký vnitřní odpor, vyznačují se vysokou zatížitelností a absencí svodového proudu a jejich skutečná kapacita je stejná nebo o něco větší než deklarovaná.

Absence unikajícího proudu zajišťuje konstantní napětí na jeho kontaktech v průběhu času, což znamená, že se článek při dlouhodobém skladování nevybije pod 2,5 V a nedojde k jeho selhání.

Specifikace pro články také uvádějí maximální nabíjecí a vybíjecí proud, který nepovede k urychlené degradaci článků Například u článků LG HG2 je maximální vybíjecí proud 20 A a maximální nabíjecí proud je 4 A. V tomto případě se za standardní nabíjecí proud považuje proud , který se rovná polovině kapacity článku (0,5 C), tedy v našem případě je to 0,5 * 3000 = 1500 mA.

Čím vyšší je maximální vybíjecí proud, tím vyšší výkon může článek dodat. Takovéto silnoproudé články jsou určeny pro použití v bateriích do šroubováků, elektronických cigaret a elektrických kol. Nízkoproudé články se používají v méně výkonných aplikacích, jako jsou cyklistická světla.

Kapacita moderních lithium-iontových článků 18650 se pohybuje v rozmezí od 2000 do 3600 mAh. Pokud v takovém případě narazíte na nabídku vyšší kapacity, s největší pravděpodobností to není pravda a v praxi to dopadne výrazně nižší, než se uvádí.

Pro stanovení kapacity během nabíjení používají výrobci článků nabíjecí schéma CC-CV (Constant Current – Constant Voltage), ve kterém je článek nejprve nabíjen konstantním proudem, dokud napětí nedosáhne horní prahové hodnoty (4,2 V), a poté toto napětí je zachován, čímž se snižuje nabíjecí proud. Nabíjení se zastaví, když proud klesne na mezní hodnotu proudu.

Podobné nabíjecí schéma se používá u nabíječek pro lithium-iontové baterie, to je jejich rozdíl od napájecího zdroje, který se pro tyto účely nedoporučuje.

Při stanovení vybíjecí kapacity se zpravidla používá proud 0,2 C (20 % kapacity). Například při testování článků LG HG2 s kapacitou 3000 mAh je vybíjení prováděno proudem 600 mA až do dosažení spodního prahu napětí článku (2,5 V) při udržování teploty 23 stupňů Celsia.

Výrobci článků

Největšími výrobci článků 18650 jsou dnes LG, Panasonic (Sanyo), Samsung a Sony.

Nejběžnější články od LG se nazývají LG HG2. Mají jmenovitou kapacitu 3000 mAh a vnitřní odpor menší než 20 mOhm (na obrázku vlevo). Z nejprostornějších článků tohoto výrobce je dobře známý LG MJ1 s kapacitou 3500 mAh (vpravo).

Známá japonská společnost Panasonic patří mezi deset největších výrobců lithium-iontových baterií na světě a vyrábí je i pro Teslu.

Panasonic oznámil fúzi se Sanyo Electric Co v roce 2009, ale jak články označené Panasonic (na obrázku vlevo), tak články označené Sanyo (vpravo) jsou k dispozici k prodeji. Jsou označeny jako NCR18650GA a mají kapacitu 3450 mAh.

Společnost Sony jako první uvedla na trh lithium-iontovou baterii v roce 1991 na základě patentu japonského chemika Akiry Yoshino.

Aktuálně jsou k prodeji baterie VTC4, VTC5, VTC6 od tohoto výrobce. Originální články VTC4 jsou označeny jako US18650VTC4, mají kapacitu 2100 mAh a vnitřní odpor dle datasheetu 12 mOhm, jsou zobrazeny na následující fotografii.

Mezi lithium-iontovými články od Samsungu jsou v současnosti nejběžnější modely 25R (celý název INR18650-25R, na obrázku vlevo) a 30Q (vpravo). První má kapacitu 2500 mAh, druhý – 3000 mAh.

Kromě uvedených známých výrobců existuje mnoho dalších, zejména sídlících v Číně, mezi nimiž jsou nejen ti, kteří vyrábějí články pod vlastní značkou, ale také ti, kteří padělají články od známých výrobců.

V mnoha případech jsou vysoce kvalitní padělky poměrně obtížné odlišit od originálu vnějšími znaky, ale o tom budeme hovořit podrobněji níže.

Provozní a skladovací teplota

Při použití baterie sestavené z nekvalitních článků s vysokým vnitřním odporem hrozí její rychlá ztráta kapacity. To může být způsobeno dvěma důvody: degradací způsobenou vysokými teplotami a nevyvážeností baterie, tedy zvýšením šíření napětí mezi články.

Specifikace hlavních výrobců článků specifikují teplotní rozsahy, ve kterých musí být články provozovány. Například články LG HG2 by se měly nabíjet v rozsahu od 0 do +50 stupňů a vybíjet v rozsahu od -20 do +75. Když se blíží teplotní limity, rychlost degradace buněk se zvýší.

Při skladování článků, včetně přepravy od výrobce ke spotřebiteli, je také nutné dodržovat teplotní režim a čím delší je doba skladování, tím užší je přípustný teplotní rozsah.

Například specifikace pro články LG HG2 naznačují, že skladování po dobu jednoho měsíce je povoleno při teplotách od -20 do +60 stupňů, po dobu 3 měsíců – od -20 do +45 a po dobu jednoho roku – od -20 do +20 stupňů. .

Lithium-iontové články pracují v rozsahu od 2,5 V (někdy od 3 V) do 4,2 V. Pokud jsou vybity pod 2,5 V a ponechány po dlouhou dobu, začne proces zrychlené degradace a podle toho i ztráta kapacity . Obdobného výsledku se dosáhne, když jsou články nabity nad horní hodnotu (4,2 V).

K odstranění takových situací se používá BMS (Battery Management System). Jedná se o desku, která se instaluje do baterie a zajišťuje, aby napětí na článcích byla v požadovaném rozsahu.

Kromě toho BMS zastaví proces nabíjení baterie, jakmile napětí na jednom z článků dosáhne horní hodnoty (4,2 V), a také vypne zátěž při dosažení spodního prahu (2,5 V nebo 3 V) na libovolném buněk.

Většina moderních BMS má balanční funkci – vyrovnávání napětí na článcích posunováním článků maximálním napětím během procesu nabíjení. Tím se zabrání výrazné ztrátě kapacity při použití článků střední a nízké kvality.

Pro implementaci funkce zapnutí/vypnutí baterie má mnoho BMS samostatný výstup – dva vodiče, které se připojují k zámku nebo tlačítku na pouzdru baterie.

Sestavení baterie z 18650 článků

Před montáží baterie se musíte rozhodnout pro montážní schéma, které závisí na tom, pro jaké provozní napětí by baterie měla být a jakou by měla mít kapacitu.

Schéma sestavení v obecném smyslu označujeme vzorcem aSbP, kde a je počet bloků buněk zapojených do série (S – serial), b je počet paralelně zapojených buněk v rámci jednoho bloku (P – paralelní).

Jmenovité napětí baterie je definováno jako jmenovité napětí jednoho článku vynásobené hodnotou „a“. Kapacita baterie je definována jako kapacita jednoho článku vynásobená hodnotou „b“. Například baterie sestavená podle schématu 10S5P z lithium-iontových článků o velikosti 18650 s kapacitou 2500 mAh bude mít jmenovité napětí 36 V (3,6 V * 10) a kapacitu 12,5 Ah (2,5 Ah * 5 ).

V závislosti na montážním schématu a požadované nosnosti (výkonu) baterie se zvolí příslušný BMS. Existují BMS se společným portem, kdy se baterie nabíjí a vybíjí přes stejný konektor, a BMS se samostatným portem, kdy se používají různé konektory. Pro přehlednost jsou ve schématu uvedena schémata zapojení pro tyto typy BMS.

Montáž baterie se provádí v souladu s vyvinutým obvodem. Nejprve se články sestaví do držáků (plastových separátorů) a následně se kontakty spojí pomocí bodového svařování, které zajistí požadovanou kvalitu spojení a na rozdíl od pájení zabrání přehřátí článků.

Vyvažovací vodiče a napájecí vodiče jsou připájeny k výsledným blokům a připojeny k BMS. Po sestavení je baterie otestována na kapacitu a zabalena

Jak rozeznat kvalitní buňky od padělků

Když se podíváte na specifikace pro články 18650 od velkých výrobců, všimnete si, že většina z nich váží 45-50 gramů. Kupodivu je hmotnost jedním z parametrů, podle kterých lze určit pravost buněk.

Dalším kritériem může být vzhled – na internetu je poměrně velké množství vizuálních srovnání originálních buněk s padělky a seznam zjištěných rozdílů.

Originální články jsou navíc ve většině případů dražší než neoriginální, takže podezřele nízká cena by vás měla upozornit.

Při objednávání z internetového obchodu pravděpodobně nebudete mít možnost zkontrolovat pravost buněk podle vzhledu na fotografiích a také podle hmotnosti. V takových případech může pomoci pozitivní recenze od lidí, kteří neustále nakupují články v konkrétním obchodě a podařilo se jim ověřit jejich kvalitu.

Obchod 5KILOWATT prodává dobíjecí baterie postavené výhradně na vysoce kvalitních bateriích Panasonic a LG.

Pomocí těchto baterií si můžete být jisti jejich spolehlivostí, odolností a praktičností.

Autor článku: Evgeniy Begin