В Li-ion-батарее основным элементом, который обеспечивает работоспособность элемента, будет – литий. Такие аккумуляторы отличаются многочисленными преимуществами, наличие которых и делает их популярными и наиболее востребованными. Однако здесь важно знать, что литиевые аккумуляторы очень требовательны к характеристикам зарядных приспособлений.
Рассматриваемый вид источников автономного питания будут предусматриваться во многих современных устройствах и оборудованиях. Особенно часто аккумуляторы этого вида встречаются в:
- медицинских устройствах, приборах и оборудовании;
- компьютерной технике (планшеты, ноутбуки);
- видео и фототехника;
- развивающие игрушки.
Также они будут актуальными и для электромобилей, электросамокатов или электровелосипедов. Более того такие аккумуляторные батареи широко востребованы в авиатехнической промышленности.
Такая популярность обеспечивается батареям за счет финансовой доступности, эргономичной конструкции. Поэтому если вы желаете купить аккумулятор, то рассматриваемый вариант будет отличным выбором, главное правильно подобрать его относительно параметров.
Виды балансиров, которые предлагаются для литиевого АКБ
Сегодня предлагается нескольку вариантов балансиров, а именно активный и пассивный тип. Рассмотрим каждый вариант детально:
- Пассивная балансировка. В данном случае из наиболее заряженного блока извлекается энергия и далее в виде тепла рассеивается по средствам резистора.
При такой балансировке уровень заряда постоянно выравнивается, процесс происходит до момента, пока блоки, не получают 100% уровня заряда. Достигаться это может различными способами, но чаще происходит за счет отвода от более заряженных блоков энергии, в итоге значение между отдельными секциями выравнивается, что положительно сказывается на уровне заряда. Также может предусматриваться выполнение шунтирования энергии относительно параллельного элемента на протяжении выполнения цикла зарядки, в результате происходит меньшее потребление энергии.
Однако подобное решение имеет и некоторые недостатки, например, это то, что процент энергии во время зарядки аккумулятора расходуется не по назначению, за счет проведения выравнивания уровня между элементами заряда. При этом накопление тепла может отрицательно сказываться на скорости проведения процесса балансировки.
- Активная балансировка. Особенностью и преимуществом этого способа балансировки будет то, что энергия извлекается от наиболее заряженной части и передается менее заряженному элементу. Подобный процесс происходит по средствам индукторного или конденсаторного преобразователя.
Одним словом, при использовании активной балансировки будет обеспечиваться перераспределение энергии между отдельными элементами от более заряженного к менее заряженному. Отбираться энергия может от элемента с высоким SOC, одновременно подключая накопительный конденсатор в цепи, после чего конденсатор отсоединяется с последующим подключением к элементам, которые имеют меньший SOC. Кроме этого процесс может выполняться и по средствам преобразователя постоянного тока, который одновременно подключается ко всем блокам. В принципе и в данном случае некоторая часть будет расходоваться не по назначению, но гораздо в меньшей степени, нежели в первом случае. Однако такой вариант по причине сложности технологии и большей стоимости используется реже, нежели вариант с пассивной балансировкой.
Зачем будет необходим для аккумулятора балансир?
Конструктивно литиевые аккумуляторы будут состоять из многочисленных элементов. Представляют собой отдельные секции, которые между собой соединяются последовательно. Что касается количества самих секций, то их может быть до нескольких 10-ов.
Для зарядки источника питания сегодня будет предложено несколько вариантов, а именно:
- Параллельный, питание подается на каждую секцию отдельно. При этом в каждой секции будет предусматриваться автономное контролирующее устройство и индивидуальный источник питания;
- Последовательный, передача заряда выполняется последовательно по элементам. Это достаточно быстрый и максимально удобный способ, по этой причине его рассматривают чаще. Однако для большей эффективности дополнительно будет предусматриваться балансир.
Базовым условием будет исключение вероятность выхода напряжения секции за рамки допускаемого параметра. При этом параметры зависят в первую очередь от типа аккумулятора.
Важной особенностью является то, что секции не одинаковые, поэтому значения достигаются не равномерно. То есть будет получаться, что в одной секции напряжение достигло допустимого параметра, а в другой еще нет.
В результате после того как в определенной секции напряжении достигает максимуму будет требоваться останавливать зарядку. Однако по суммарному показателю емкость получается значительно сниженной. Связанно это с тем, что во всех других секциях напряжение будет ниже.
Если при подобной ситуации заряжать аккумулятор продолжать, то существует риск его вздутия или взрыва перезаряженных емкостей. Чтобы подобное полностью исключить потребуется использование специального балансира, который специально предназначается для применения в литиевых аккумуляторах. В данном случае за счет дополнения, когда напряжение в секции будет подходить до максимально параметра, автоматически включается силовой ключ.
Одновременно выполняется подключение балластного резистора к секции, которая заряжается параллельно. В результате заряд продолжается, но на заряженный сектор напряжение больше подаваться не будет. Поэтому именно балансир будет обеспечивать дополнительную безопасность литиевому аккумулятору на протяжении всего процесса его зарядки. Наличие балансира позволит получать во всех секциях равное напряжение, благодаря чему будет гарантироваться эффективность и стабильность работоспособности аккумуляторной батареи.
