Как заряжать аккумулятор 18650 с защитой и последовательно соединенные элементы Li-ion?
Статья обновлена: 2018-10-20
Защищенные литий-ионные аккумуляторы 18650 имеют специальную плату контроля, которая оберегает их от перезаряда, критического разряда и короткого замыкания. Поэтому алгоритм действий, как заряжать защищенные аккумуляторы 18650, гораздо проще, чем технология подзарядки элементов питания, не оснащенных платой защиты.
Достаточно установить аккумулятор в штатное зарядное устройство (соблюдая полярность) и подключить его к сети. Большинство современных зарядных устройств имеют индикатор, информирующий о статусе зарядки. Обычно в процессе подзарядки горит красная лампочка, а по окончании зарядки – зеленая или синяя. В среднем продолжительность подзарядки варьируется от 2 до 4 часов, причем большая часть емкости восполняется за первый час. После этого ток заряда уменьшается, и напряжение медленно доводится до граничного значения 4,2 В.
Как заряжать аккумулятор 18650 с защитой: важные правила
Чтобы защищенные Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650 дольше сохраняли свою работоспособность, нужно:
- Заряжать их подходящими зарядными устройствами (в идеале – оригинальными) – источниками постоянного напряжения 5 В, которые отдают зарядный ток величиной от 0,5 до 1,0 емкости элемента питания, автоматически начинают процесс зарядки от 0,05 В и останавливают его при 4,2 В.
- Производить зарядку в помещениях при температуре от +15 до +25 °С. После попадания в помещение с мороза аккумулятор нужно вначале выдержать при комнатной температуре и только через несколько часов заряжать.
- Хранить с уровнем заряда порядка 40–50%, периодически проверяя его.
Последовательное соединение Li-ion аккумуляторов
При последовательном соединении аккумуляторов к «+» электрической схемы подключается «+» клемма 1-го элемента питания. К «-» клемме 1-го аккумулятора подключается «+» клемма 2-го элемента питания и т.д. В конце к «-» блока подключается «-» клемма последнего элемента питания. Собранная по такой схеме батарея имеет значение емкости, как и у отдельно взятого элемента питания, а напряжение – соответствующее суммарному значению напряжений всех элементов, входящих в АКБ.
Если при составлении батареи использовались элементы с равными значениями напряжения, то общее напряжение АКБ рассчитывается как напряжение одного из элементов, умноженное на общее число ячеек в сборке.
Энергия батареи, независимо от формата соединения элементов, соответствует суммарному значению энергий входящих в состав АКБ банок.
Как заряжать последовательно соединенные Li-ion аккумуляторы 18650?
Аккумуляторную батарею из литиевых элементов 18650 нельзя попросту подсоединить к блоку питания. Необходимо выровнять ток заряда на каждой ячейке. Балансировка осуществляется при подзарядке, когда есть возможность без значительных потерь энергии использовать пассивное рассеивание «избыточной» электроэнергии.
Если последовательно соединенные банки запитать через зажимы на концах блока, отслеживать заряд отдельных аккумуляторов не удастся. Звено с чуть большим сопротивлением или более низкой емкостью быстрее наберет максимальное напряжение 4,2 В и, пока напряжение всей батареи достигнет этого значения, успеет достичь превышенного значения 4,3 В или еще более высоких параметров. С каждым последующим циклом заряда емкостные характеристики таких звеньев будут снижаться, а в худшем случае литий-ионный аккумулятор может взорваться из-за перегрева.
Чтобы избежать таких проблем, нужно использовать балансир – ограничитель напряжения в виде компаратора, который сравнивает напряжение на литий-ионном элементе с граничной величиной 4,2 В. Когда напряжение достигает предельной величины, приоткрывается ключ-транзистор, внедренный параллельно элементу.
Он пропускает львиную долю зарядного тока и преобразует энергию в тепло. Заряд самой банки практически приостанавливается, в то время как соседние элементы имеют возможность окончательно зарядиться. Выравнивание напряжений осуществляется в завершение процесса заряда, когда элементы достигают граничного значения 4,2 В.
Теперь коснемся вопроса, как заряжать параллельно соединенные аккумуляторы 18650. При параллельном соединении одноименные полюсы соединяются между собой: «+» с «+», «-» с «-». Напряжение остается неизменным, а емкости суммируются. Балансировка при чисто параллельном соединении (без последовательно соединенных частей) не требуется.
Читайте в нашем предыдущем материале о том, как и чем заряжать тяговые аккумуляторы для лодочных электромоторов.
Перейти в раздел Li-ion аккумуляторы 18650
2018-10-20
Комментарии: 0
Просмотры: 19145
Комментарии
Действительно ли нужна литий-ионная схема защиты? –
Когда вы ищете перезаряжаемые литиевые батареи, вы видите, что некоторые из них позиционируются как защищенные, а некоторые нет. В этом случае, в зависимости от производителя и цены, вы можете узнать; Действительно ли необходима литий-ионная схема защиты в батареях, которые я собираюсь купить?
Что означает слово «защищено»?
На самом деле все очень просто.
Аккумулятор 16340 без упаковки с защитной схемой, отделенной от основания
Защита в виде печатной платы, которая добавляется к литиевым батареям перед тем, как наклеить этикетку дистрибьютора. Его функция заключается в том, чтобы убедиться, что обслуживаемая аккумуляторная батарея никогда не перезаряжается или не заряжается ниже заданного уровня.
Перезаряжаемые литиевые батареи (по большей части) обеспечивают питание 3,7 вольта. При зарядке не рекомендуется, чтобы полный зарядный ток превышал 4,2 вольта. При разрядке (использовании внутри устройства) не рекомендуется допускать падения напряжения ниже 2,8
Учитывая эти ограничения, задача схемы состоит в том, чтобы максимально защитить батарею от опасности.
Реальна ли опасность?
МОЖЕТ БЫТЬ. Но различные элементы должны быть на своих местах. В этой статье объясняется, как обращаются с перезаряжаемыми литиевыми батареями.
По сути, схема предназначена для отключения батареи при обнаружении низкого напряжения. Во всех литиевых элементах, которыми я владею, я никогда не знал, что схема выходит из строя. Но эксперты скажут вам, что у них есть… и они есть. Вот почему рекомендуется периодически проверять батарею на измерителе напряжения между использованиями и инициировать «новую» зарядку, если она приближается к отключению от цепи. Также рекомендую покупать качественное зарядное устройство (не то, которое идет в комплекте с потенциально опасными «дешевыми» аккумуляторами).
Фирменное зарядное устройство прекратит зарядку, когда напряжение аккумулятора приблизится к 4,2 В. Это обеспечивает безопасную зарядку, поскольку чрезмерная зарядка для аккумулятора почти хуже, чем чрезмерная разрядка!
Имеет ли значение размер?
Поскольку это семейный сайт, я предполагаю, что вы имеете в виду длину батареи после добавления схемы. Хороший вопрос! И в НЕКОТОРЫХ обстоятельствах это происходит.
Обе эти защищенные ячейки имеют размер 16340. Нижняя завернута.
Добавленная электроника увеличит длину элемента на один или два миллиметра. При использовании в светодиодных фонариках большинство производителей проектируют трубки с учетом различных размеров в зависимости от типа используемой батареи. Где длина, кажется, различается больше, так это с батареями 18650. Некоторые пользователи обнаружили, что некоторые батареи плотно прилегают как по длине, так и по ширине. У меня тоже есть такая парочка. Но обычно это только с ОДНИМ конкретным фонариком (например).
Когда я переключаюсь на другой свет, ячейка подходит идеально.
Что делать с незащищенными батареями?
Рад, что вы спросили! Вы, безусловно, можете купить их, если вам это нравится. Это все вопрос безопасности. Незащищенные ячейки будут работать точно так же. Вам просто нужно быть ДОПОЛНИТЕЛЬНО осторожным и усердно проверять напряжение во время использования.
В качестве альтернативы в этой статье описывается другой тип литиевой химии (IMR), который не только чаще встречается в незащищенной форме, но и более безопасен в использовании.
Вопросы о защищенных литий-ионных батареях??? Спросите, и вы получите лучший ответ!
По этой ссылке огромный выбор как защищенных, так и незащищенных аккумуляторов по отличным ценам!
Подпишитесь на Lightsngear и поставьте нам лайк:
Защита аккумулятора | TI.com
Мы понимаем, что производительность и безопасность являются основными параметрами аккумуляторов на основе лития (литий-ионных и литий-полимерных).
Найдите свой защитный чехол для аккумулятора
Технические ресурсы
ВидеоВидео
Как штабелировать неавтомобильные защитные устройства и мониторы
Узнайте, как наши мониторы аккумуляторных батарей и защитные устройства можно использовать в штабелированной конфигурации.
видеоVideo
Рекомендации по проектированию аккумуляторных батарей с большим количеством элементов для промышленного применения
Посмотрите это видео, чтобы понять плюсы и минусы базовых конфигураций системы, включая датчики, мониторы и первичные или вторичные устройства защиты, а также примеры для различных типов батарей.
Видео
Защита батареи, монитор или датчик?
Получите краткий обзор системных требований, который поможет вам выбрать устройство для защиты аккумулятора, монитор или датчик.
Ресурсы для дизайна и разработки
Базовый вариант
Эталонный дизайн аккумуляторной батареи 10–16 с с точным измерением ячеек и управлением полевым МОП-транзистором на стороне высокого напряжения
Эта эталонная конструкция отличается низким потреблением тока в режиме ожидания и в режиме корабля и высокой точностью напряжения элемента 10–16 с. Литий-ионная (Li-ion), конструкция аккумуляторной батареи LiFePO4. Он с высокой точностью контролирует напряжение каждой ячейки, ток упаковки, температуру ячейки и МОП-транзистора и защищает Li-ion, LiFePO4 (.
Базовый вариант
Эталонный проект устройства защиты аккумуляторной батареи от перенапряжения
Предохранители вторичного уровня для аккумуляторных систем 48–60 В обязательны для промышленного применения. Эталонный проект TIDA-00108 знакомит пользователя с возможностью реализации надежной многоуровневой архитектуры без ущерба для высокоточной системы определения напряжения для серии 10s-15s (…)
Базовый вариантОдноэлементный литий-ионный/литий-полимерный аккумулятор Защита ИС Эталонный дизайн
Устройство bq297xy обеспечивает функции защиты для литий-ионных/литий-полимерных элементов и контролирует внешние силовые полевые транзисторы на предмет защиты от высоких токов заряда или разряда.
