استخدام بطارية ليبو

استخدام بطارية ليبو

12-5-2023

تكلفة

كن حذرًا جدًا عند شحن بطاريات الليثيوم أيون. المفهوم الأساسي هو شحن كل خلية بطارية أولاً بتيار ثابت قدره 4.2 فولت. ثم يجب أن يتحول الشاحن إلى وضع الجهد الثابت. ومع انخفاض تيار الشحن، يجب على الشاحن الحفاظ على خلية البطارية عند 4.2 فولت حتى ينخفض ​​التيار إلى نسبة معينة من تيار الشحن الأولي ويتوقف عن الشحن. تحدد بعض الشركات المصنعة المواصفات بنسبة 2% -3% من التيار الأولي، على الرغم من أن القيم الأخرى مقبولة أيضًا، إلا أن الفرق في سعة البطارية صغير.

الشحن المتوازن يعني أن الشاحن يراقب كل خلية بطارية ويشحن كل خلية بنفس الجهد.

لا يُنصح باستخدام طريقة الشحن المتتابعة لبطاريات الليثيوم. تحدد معظم الشركات المصنعة الجهد الأقصى والأدنى لخلايا البطارية عند 4.23 فولت و3.0 فولت، وأي خلية بطارية تتجاوز هذا النطاق قد تؤثر على سعة البطارية الإجمالية.

تستخدم معظم أجهزة شحن الليثيوم بوليمر الجيدة أيضًا مؤقت شحن يتوقف تلقائيًا عن الشحن عند انتهاء الوقت (عادةً 90 دقيقة) كجهاز أمان.

تم تحقيق بطارية الليثيوم بوليمر مع معدل شحن يصل إلى 15 درجة مئوية (أي سعة البطارية 15 ضعف تيار الشحن، حوالي 4 دقائق من الشحن) بواسطة نوع جديد من بطاريات الليثيوم بوليمر ذات الأسلاك النانوية في أوائل عام 2013. ومع ذلك، فقد تم تحقيق هذا الهدف لا تزال حالة خاصة، ولا يزال معدل الشحن 1C الموصى به عمومًا هو المعيار لمشغلات طرازات التحكم عن بعد. بغض النظر عن مقدار تيار الشحن الذي يمكن أن تتحمله البطارية، فمن المهم أن يؤدي معدل الشحن المنخفض إلى إطالة عمر خدمة بطارية طراز الطائرة. [2]

تسريح

وبالمثل، تم أيضًا تحقيق تفريغ مستمر لدرجة حرارة تصل إلى 70 درجة مئوية (مع تيار يفوق سعة البطارية 70 مرة) وتفريغ فوري لدرجة حرارة 140 درجة مئوية في منتصف عام 2013 (انظر الفقرة "نموذج التحكم عن بعد" أعلاه). من المتوقع أن تزداد معايير "الرقم C" لكلا النوعين من التفريغ مع نضج تقنية بطاريات نانو ليثيوم بوليمر. وسيستمر المستخدمون أيضًا في تحسين استخدامهم، والضغط على حدود بطاريات الليثيوم أيون عالية الأداء. [2]

حد

تتمتع جميع بطاريات الليثيوم أيون بحالة شحن عالية (SOC)، مما قد يؤدي إلى مشكلات مثل فصل الطبقات، وانخفاض العمر الافتراضي، وانخفاض الكفاءة. في البطاريات الصلبة، يمكن للقشرة الصلبة أن تمنع انفصال طبقة القطب، لكن حزمة بطارية الليثيوم بوليمر المرنة نفسها لا تحتوي على مثل هذا الضغط. للحفاظ على الأداء، تتطلب البطارية نفسها غلافًا خارجيًا للحفاظ على شكلها الأصلي.

قد يؤدي ارتفاع درجة حرارة بطاريات الليثيوم أيون إلى التمدد أو الاشتعال.

أثناء تفريغ الحمل، عندما يكون أي خلية بطارية (في السلسلة) أقل من 3.0 فولت، يجب إيقاف مصدر طاقة الحمل على الفور، وإلا فسيؤدي ذلك إلى عدم قدرة البطارية على العودة إلى حالة الشحن الكامل. أو قد يتسبب ذلك في انخفاض كبير في الجهد (زيادة المقاومة الداخلية) أثناء إمداد الطاقة بالحمل في المستقبل. يمكن منع هذه المشكلة من الشحن الزائد للبطارية وتفريغها من خلال شرائح متصلة بالبطارية على التوالي.

بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون، فإن عمر دورة الشحن والتفريغ لبطاريات الليثيوم أيون أقل قدرة على المنافسة.

لمنع الانفجارات والحرائق، يجب شحن بطاريات الليثيوم أيون باستخدام شاحن مصمم خصيصًا لبطاريات الليثيوم أيون.

إذا تعرضت البطارية لقصر كهربائي مباشر أو مرت عبر تيار كبير خلال فترة زمنية قصيرة، فقد يتسبب ذلك أيضًا في حدوث انفجار. خاصة في نماذج التحكم عن بعد التي تتطلب بطاريات عالية، سيهتم اللاعبون بعناية بنقاط الاتصال والعزل. عندما تكون البطارية مثقوبة، فقد تشتعل فيها النيران أيضًا.

عند الشحن، يجب استخدام شاحن مخصص لشحن كل خلية بطارية فرعية بالتساوي. وهذا يؤدي أيضًا إلى زيادة التكاليف. [2]

إطالة عمر خدمة البطاريات متعددة النواة

هناك طريقتان لعدم التطابق في حزم البطاريات: عدم التطابق الشائع في حالة البطارية (SOC، النسبة المئوية لسعة البطارية) وعدم التطابق في السعة/الطاقة (C/E). كلاهما سيحد من سعة حزمة البطارية (mA·h) بواسطة أضعف خلية بطارية. في حالة التوصيل المتسلسل أو المتوازي للبطاريات، يمكن للطرف التناظري الأمامي (AFE) القضاء على عدم التطابق بين البطاريات، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة البطارية وقدرتها الإجمالية. تزداد احتمالية عدم تطابق البطارية مع زيادة عدد خلايا البطارية وزيادة تيار الحمل.

عندما تستوفي الخلية الموجودة في حزمة البطارية الشرطين التاليين، فإننا نسميها بطارية متوازنة:

إذا كانت جميع خلايا البطارية لها نفس السعة ولها نفس حالة الشحن النسبية (SOC)، فإن ذلك يسمى التوازن. يعد جهد الدائرة المفتوحة (OCV) مؤشرًا جيدًا لـ SOC في هذه الحالة. إذا تم شحن جميع خلايا البطارية الموجودة في حزمة بطارية غير متوازنة إلى حالتها المشحونة بالكامل (أي متوازنة)، فستعود دورات الشحن والتفريغ اللاحقة أيضًا إلى وضعها الطبيعي دون الحاجة إلى تعديلات إضافية.

إذا كانت هناك سعات مختلفة بين خلايا البطارية، فإننا لا نزال نشير إلى الحالة التي يكون فيها لجميع خلايا البطارية نفس SOC مثل التوازن. نظرًا لأن SOC هي قيمة قياس نسبية (نسبة التفريغ المتبقية للخلية)، فإن السعة المطلقة المتبقية لكل خلية بطارية مختلفة. من أجل الحفاظ على نفس SOC بين خلايا البطارية ذات السعات المختلفة أثناء دورة الشحن والتفريغ، يحتاج الموازن إلى توفير تيارات مختلفة بين خلايا البطارية المختلفة المتسلسلة.