كيفية شحن بطارية 18650 بشاحن الهاتف؟

يتساءل الكثير من الناس عما إذا كان من الممكن استخدام شاحن الهاتف لشحن بطارية 18650.

تعتمد الإجابة على المقصود بـ 'استخدام شاحن الهاتف'. يمكن لشاحن الهاتف في كثير من الأحيان توفير الطاقة لدائرة شحن USB مناسبة. ومع ذلك، فإن الشاحن نفسه ليس شاحنًا آمنًا تلقائيًا لخلية 18650 عارية.

يعمل شاحن الهاتف عادة كمحول طاقة خارجي. قد يوفر مخرج USB مثل 5 فولت، أو يتفاوض على مخرج أعلى من خلال بروتوكول الشحن السريع. لا تزال بطارية 18650 تتطلب دائرة شحن تتحكم في الجهد والتيار وإنهاء الشحن من جانب البطارية.

النظام الصحيح عادة هو:

شاحن الهاتف ← كابل USB ← دائرة شحن Li-Ion ← بطارية 18650

الطريقة غير الصحيحة هي:

شاحن الهاتف → كابل USB → خلية 18650 العارية

الترتيب الثاني لا يوفر التحكم الذي تتطلبه بطارية الليثيوم أيون ويجب عدم استخدامه.

دليل ZERNE ل الشحن الآمن للبطارية 18650 يشرح متطلبات الشحن العامة. تركز هذه المقالة بشكل خاص على توافق شاحن الهاتف واختيار مدخل USB وتصميم نظام الشحن OEM.

إجابة سريعة: هل يمكنك شحن بطارية 18650 باستخدام شاحن الهاتف؟

نعم، يمكن استخدام شاحن الهاتف كمصدر طاقة الإدخال لنظام شحن 18650 مناسب.

يجب ألا يتم توصيله مباشرة بخلية 18650 العارية.

قبل استخدام شاحن الهاتف، تأكد مما يلي:

• كيمياء البطارية؛

• سواء كانت البطارية عبارة عن خلية واحدة أو حزمة واحدة أو حزمة متعددة الخلايا؛

• جهد الشحن الكامل المطلوب؛

• تيار الشحن المسموح به

• جهد إدخال USB الذي تدعمه دائرة الشحن؛

• توافق نظام إدارة المباني (BMS) أو دائرة الحماية؛

• حالة البطارية

• ما إذا كان المنتج يحتوي على منفذ شحن معين.

شاحن الهاتف مناسب فقط عندما:

1. تحتوي البطارية على دائرة شحن متوافقة.

2. تم تصميم دائرة الشحن لتكوين البطارية.

3. يمكن أن يوفر كبل USB والموصل الإدخال المطلوب.

4. يقع مخرج الشاحن ضمن نطاق إدخال نظام الشحن.

5. تم التحقق من صحة النظام الكامل فيما يتعلق بدرجة الحرارة وسلوك الحماية.

لا تقم بتوصيل خلية 18650 مباشرة بـ:

• شاحن الهاتف؛

• كابل USB؛

• محول USB-C؛

• محول شحن سريع؛

• منفذ USB للكمبيوتر؛

• اتصال سلكي مرتجل.

1. شاحن الهاتف هو مصدر للطاقة، وليس شاحن بطارية تلقائيًا

تم تصميم شاحن الهاتف لتوفير الطاقة لجهاز إلكتروني. لا يعرف بالضرورة البطارية:

• كيمياء؛

• حالة الشحن

• جهد الشحن

• تيار الشحن

• درجة حرارة؛

• حالة الحماية؛

• حالة انتهاء الشحن.

تعد دائرة شحن الليثيوم أيون مسؤولة عن تحويل مخرجات شاحن الهاتف إلى عملية شحن بطارية يمكن التحكم فيها.

اعتمادًا على التصميم، قد تتحكم دائرة الشحن في:

• تنظيم جهد الدخل

• الحد من المدخلات الحالية.

• الشحن المستمر الحالي.

• شحن الجهد المستمر.

• إنهاء التهمة؛

• مراقبة درجة الحرارة.

• كشف الخطأ

• تنسيق حماية البطارية.

وهذا يعني أن شاحن الهاتف قد يقوم بتشغيل لوحة الشحن، لكنه لا يحل محل لوحة الشحن تلك.

يعد التمييز مهمًا لأن شواحن الهاتف يمكن أن يكون لها تصنيفات مختلفة جدًا. الشاحن المسمى 5 فولت/2 أمبير، 9 فولت/2 أمبير أو 20 واط لا يعني أن خلية 18650 المتصلة يجب أن تتلقى هذه القيم مباشرة.

2. تحقق مما إذا كانت البطارية عبارة عن خلية واحدة أم حزمة بطارية

لا توفر العلامة الفعلية '18650' معلومات كافية لتحديد الشاحن.

قد تكون بطارية 18650:

• خلية أسطوانية واحدة فضفاضة.

• خلية محمية واحدة؛

• حزمة بطارية 1S؛

• خلايا متعددة متصلة بالتوازي؛

• حزمة 2S أو 3S أو سلسلة أعلى؛

• حزمة بطارية جاهزة مع نظام إدارة المباني المدمج؛

• بطارية مثبتة داخل الجهاز مع دائرة شحن مدمجة.

تم تصميم دائرة شحن ليثيوم أيون أحادية الخلية لخلية واحدة أو لتكوين 1S متوافق. لا ينبغي استخدامه مباشرة مع حزمة سلسلة متعددة الخلايا.

بالنسبة لحزمة 2S أو 3S أو أكبر، يجب أن يتطابق نظام الشحن مع:

• عدد المسلسلات؛

• إجمالي جهد الشحن الكامل؛

• نظام إدارة المباني؛

• متطلبات التوازن؛

• تيار الشحن

• موصل الشحن

• مرحلة تحويل الطاقة المدخلة.

يمكن استخدام شاحن الهاتف كمصدر طاقة أولي لشاحن متعدد الخلايا، ولكن يجب تصميم النظام الكامل لحزمة البطارية. شاحن الهاتف نفسه لا يحدد الجهد الصحيح لشحن العبوة.

3. تأكد من كيمياء البطارية

يصف تنسيق 18650 الأبعاد المادية للخلية الأسطوانية. ولا يضمن أن كل 18650 خلية تستخدم نفس الكيمياء.

تستخدم العديد من الخلايا البالغ عددها 18650 خلية كيمياء أيون الليثيوم التقليدية. قد تستخدم الخلايا الأخرى فوسفات حديد الليثيوم أو كيمياء أخرى ذات متطلبات شحن مختلفة.

قبل تحديد نظام يعتمد على شاحن الهاتف، تأكد مما يلي:

• كيمياء؛

• الجهد الاسمي

• الحد الأقصى لجهد الشحن

• تيار الشحن الموصى به؛

• الحد الأقصى لتيار الشحن

• نطاق درجة حرارة الشحن؛

• متطلبات الحماية.

يجب ألا تشترك خلية Li-ion 18650 التقليدية وخلية LiFePO4 18650 في نفس ملف تعريف الشحن تلقائيًا.

يجب تحديد الشاحن من ورقة بيانات الخلية المعتمدة بدلاً من تنسيق البطارية أو مظهر الشاحن.

4. فهم تصنيف إخراج شاحن الهاتف

عادةً ما يصف ملصق الإخراج الموجود على شاحن الهاتف الحد الأقصى من الطاقة أو التيار الذي يمكن أن يوفره المحول في ظل ظروف جهد معينة.

قد تشمل المعلومات الشائعة ما يلي:

• جهد الخرج

• الحد الأقصى لتيار الإخراج

• ملفات تعريف الجهد المتعددة.

• مخرج USB-A أو USB-C؛

• بروتوكول الشحن السريع؛

• القوة المقدرة

• معلومات تردد الإدخال.

هذه المواصفات مفيدة، لكنها لا تحدد تيار شحن البطارية بشكل مباشر.

على سبيل المثال، قد يكون شاحن الهاتف قادرًا على توفير تيار أكثر مما ينبغي أن تستقبله خلية 18650. يجب أن تحد دائرة الشحن من تيار جانب البطارية وفقًا لمواصفات الخلية والحزمة.

ولذلك ينبغي تقييم الشاحن على مرحلتين:

لا يوفر شاحن الهاتف ذو التصنيف الأعلى شحنًا أسرع أو أكثر أمانًا للبطارية تلقائيًا. تتحكم دائرة الشحن في عملية الشحن الفعلية من جانب البطارية.

5. تحقق من توافق USB-A وUSB-C والشحن السريع

قد تستخدم شواحن الهاتف مخارج USB-A أو USB-C.

قد يوفر شاحن USB-A مخرجًا أساسيًا منظمًا، بينما قد يدعم شاحن USB-C التفاوض بشأن الطاقة. تدعم بعض أجهزة الشحن أيضًا أنظمة الشحن السريع مثل USB Power Delivery أو بروتوكولات خاصة أخرى.

وينبغي الحفاظ على التمييز التالي:

USB-C هو تنسيق موصل. الشحن السريع هو وظيفة تفاوض بشأن طاقة الإدخال. لا أحد يحل محل شاحن بطارية ليثيوم أيون.

بالنسبة لتصميم الشحن 18650 المستند إلى USB-C، قد يتطلب النظام ما يلي:

• حماية مدخلات USB-C؛

• تكوين دور السلطة؛

• كشف بالوعة.

• التفاوض بشأن توصيل الطاقة عبر USB عند الحاجة؛

• حماية الجهد الزائد المدخلات.

• IC شحن متوافق؛

• مرحلة تحويل DC-DC؛

• تنسيق BMS أو PCM.

قد يقدم شاحن الهاتف جهدًا 9 فولت أو أعلى بعد التفاوض. يجب أن يتم تسليم هذا الإخراج إلى مرحلة الإدخال المناسبة. لا ينبغي أن يكون متصلاً مباشرة بخلية 18650.

إذا كان المنتج مصممًا لإدخال USB أساسي بقدرة 5 فولت، فإن استخدام محول الشحن السريع لا يؤدي بالضرورة إلى تحسين النتيجة. لا تزال دائرة الشحن تحدد مقدار التيار الذي يصل إلى البطارية.

6. قم بمطابقة جهد الشحن مع الخلية والحزمة

يختلف جهد خرج شاحن الهاتف وجهد شحن البطارية.

قد يقوم شاحن الهاتف بتزويد جانب الإدخال للنظام. تقوم دائرة الشحن بعد ذلك بتنظيم الجهد من جانب البطارية وفقًا لما يلي:

• كيمياء الخلية؛

• عدد السلاسل؛

• الحد الأقصى لجهد الشحن لكل خلية؛

• تكوين الحزمة؛

• متطلبات إدارة المباني.

بالنسبة لبطارية ليثيوم أيون تقليدية أحادية الخلية، يتم تصميم دائرة الشحن عادةً حول جهد الشحن الكامل المحدد للخلية. يجب أن تأتي القيمة الدقيقة من ورقة بيانات الخلية المعتمدة.

بالنسبة للحزمة المتسلسلة، يرتبط جهد الشحن بعدد الخلايا المتصلة على التوالي. قد تتطلب الحزمة متعددة الخلايا أيضًا موازنة ومراقبة مجموعة الخلايا الفردية.

جدول الاختيار المفيد هو:

يوفر شاحن الهاتف طاقة الإدخال فقط. ولا يحدد الصف الذي ينطبق.

7. تطابق الشحن الحالي ووقت الشحن

يؤثر تيار الشحن على:

• وقت الشحن

• درجة حرارة الخلية

• شيخوخة البطارية

• درجة حرارة الموصل

• خسائر دائرة الشحن؛

• طلب إدخال USB.

شاحن الهاتف ذو التصنيف الحالي العالي لا يعني أن خلية 18650 يمكنها قبول هذا التيار بأمان.

يجب أن يكون تيار الشحن الفعلي محدودًا بأقل قيمة قابلة للتطبيق بين:

• مواصفات شحن الخلية الحالية؛

• قدرة المجموعة الموازية؛

• BMS تصنيف الشحن الحالي.

• إعداد الشحن-IC؛

• تصنيف الموصل والأسلاك.

• التصميم الحراري

• إمكانية إدخال شاحن الهاتف.

صيغة التخطيط الأساسية هي:

وقت الشحن المقدر ≈ سعة البطارية (Ah) ÷ تيار الشحن من جانب البطارية (A) + وقت استدقاق الجهد الثابت

التقدير ليس دقيقًا لأن التيار يتناقص عمومًا قرب نهاية الشحن. يمكن أن تؤثر أيضًا درجة حرارة البطارية وعمر الخلية وحالة الشحن وسلوك BMS على النتيجة.

لا ينبغي استخدام تيار الإخراج الخاص بشاحن الهاتف كبديل لمواصفات تيار الشحن من جانب البطارية.

8. تحقق من نظام حماية البطارية

قد تحتوي خلية 18650 المحمية على دائرة حماية صغيرة. قد تستخدم حزمة البطارية PCM أو BMS.

قد توفر هذه الأنظمة:

• حماية فاحش.

• حماية الإفراط في التفريغ.

• حماية التيار الزائد

• حماية ماس كهربائى.

• مراقبة درجة الحرارة.

• موازنة الخلايا.

• وظائف الاتصال.

ومع ذلك، فإن الحماية ليست مثل التحكم في الشحن.

قد يقوم نظام BMS بفصل البطارية أثناء حالة غير طبيعية، ولكنه لا يحول بالضرورة شاحن الهاتف إلى شاحن Li-ion كامل. يجب تصميم الشاحن ونظام إدارة المباني للعمل معًا.

لمزيد من المعلومات حول الفرق بين الخلايا المحمية وغير المحمية، راجع اختيار البطارية المحمية مقابل بطارية 18650 غير المحمية.

للحصول على حزمة بطارية OEM، تأكد مما يلي:

• نموذج إدارة المباني؛

• الحد الحالي للشحن.

• حد جهد الشحن

• تكوين جهاز استشعار درجة الحرارة.

• وظيفة التوازن

• دبوس الموصل

• متطلبات الاتصالات؛

• مسار الشحن والتفريغ.

لا تتجاوز دائرة الحماية لأن شاحن الهاتف لا يبدأ بالشحن. قد تشير استجابة الحماية إلى عدم توازن الخلايا، أو وجود مشكلة في الأسلاك، أو درجة حرارة غير طبيعية، أو تلف البطارية.

9. استخدم منفذ الشحن الصحيح

تم تصميم بعض حزم البطاريات البالغ عددها 18650 بمنفذ شحن مخصص. ويستخدم البعض الآخر منفذ شحن على مستوى الجهاز متصلاً بدائرة شحن داخلية.

لا يجوز توصيل شاحن الهاتف إلا بمنفذ الإدخال المخصص عندما:

• المنفذ مصمم للشحن.

• يتم دعم جهد الإدخال.

• تم تركيب دائرة الشحن

• قطبية الموصل صحيحة؛

• مجموعة البطارية في حالة طبيعية؛

• تسمح تعليمات الشركة المصنعة بالاتصال.

لا تفترض أن كل منفذ USB على الجهاز يمكنه شحن البطارية. قد يكون منفذ USB مخصصًا فقط لما يلي:

• بيانات؛

• قوة الجهاز

• الإخراج الخارجي

• الوصول إلى الخدمة؛

• نظام الجهد المختلفة.

بالنسبة لجهاز OEM، يجب تحديد منفذ الشحن بوضوح في الرسم الكهربائي والتحقق منه أثناء اختبار النظام.

10. فكر في الشحن أثناء تشغيل الجهاز

تسمح بعض المنتجات بشحن البطارية أثناء تشغيل الجهاز. وهذا يخلق متطلبات إضافية للطاقة والحرارة.

قد يحتاج شاحن الهاتف إلى توفير:

طاقة الشحن + طاقة تشغيل الجهاز + خسائر التحويل

إذا لم يتمكن المحول من توفير الطلب المجمع، فقد يقوم النظام بما يلي:

• تقليل تيار الشحن.

• أدخل وضع الطاقة المحدودة؛

• تفريغ البطارية أثناء الاتصال؛

• أعد تشغيل الجهاز

• تشغيل حماية المدخلات؛

• زيادة درجة حرارة الموصل أو المحول.

يجب تقييم الحمل الطبيعي والحمل الأقصى للجهاز بدلاً من استخدام السعة الاسمية للبطارية فقط.

وهذا مهم بشكل خاص ل:

• المحطات المحمولة؛

• أجهزة تتبع نظام تحديد المواقع؛

• الأجهزة المنزلية الذكية؛

• الأدوات المحمولة؛

• الالكترونيات الطبية.

• معدات الاتصالات؛

• منتجات المراقبة الصناعية

يجب تحديد البطارية مع ملف تعريف الطاقة الخاص بالجهاز. ال توفر عملية اختيار البطارية 18650 لأجهزة OEM إطارًا أوسع لمطابقة الجهد والتيار والسعة والتعبئة.

11. التحقق من صحة نظام الشحن الكامل

قبل الموافقة على تصميم 18650 المستند إلى شاحن الهاتف، اختبر النظام بأكمله بدلاً من محول الهاتف فقط.

الفحوصات الكهربائية

يؤكد:

• جهد الإدخال

• الحد الحالي المدخلات.

• جهد الشحن

• تيار الشحن من جانب البطارية؛

• إنهاء التهمة؛

• انخفاض الجهد

• سلوك إعادة الاتصال عبر USB؛

• حالة الشحن

• تحميل الجهاز أثناء الشحن.

الفحوصات الحرارية

يقيس:

• درجة حرارة البطارية

• درجة حرارة الشحن-IC؛

• درجة حرارة BMS.

• درجة حرارة الموصل

• درجة حرارة طرف الكابل؛

• درجة حرارة العلبة.

فحوصات الحماية

تقييم الوظائف المطبقة على التصميم:

• حماية فاحش.

• حماية الإفراط في التفريغ.

• حماية التيار الزائد

• حماية ماس كهربائى.

• حماية من درجة الحرارة الزائدة؛

• حماية الشحن تحت درجة الحرارة؛

• استجابة خلل الخلية.

• سلوك التواصل.

وينبغي إجراء هذه الاختبارات باستخدام المعدات المخبرية المناسبة وإجراءات السلامة. لا تقم يدويًا بتقصير دائرة البطارية أو ثقبها أو فتحها أو شحنها بالقوة.

الفحوصات الميكانيكية

فحص:

• الاحتفاظ بمنفذ USB؛

• منطقة ثني الكابل

• إزالة الموصل

• حركة البطارية

• ضغط الضميمة

• العزل

• تحديد نظام إدارة المباني؛

• توجيه الكابل

• الوصول إلى الخدمة.

بالنسبة لمنتج OEM، يجب أن يشمل الاختبار شاحن الهاتف النهائي وكابل USB ودائرة الشحن وحزمة البطارية والغلاف وتحميل الجهاز.

12. متى يكون شاحن الهاتف مناسبًا لمنتج OEM؟

قد يكون شاحن الهاتف مناسبًا كمصدر إدخال عندما:

• دائرة الشحن تقبل مخرجاتها؛

• تم تأكيد كيمياء البطارية.

• تم توثيق تكوين البطارية؛

• يتم التحكم في تيار الشحن.

• نظام إدارة المباني والشاحن متوافقان؛

• واجهة USB مستقرة.

• تم التحقق من صحة التصميم الحراري.

• لقد اجتاز المنتج النهائي الاختبار على مستوى الجهاز.

قد يكون التصميم المخصص أكثر ملاءمة عندما يتطلب المنتج ما يلي:

• واجهة USB-C مخصصة؛

• التفاوض سريع الشحن؛

• الشحن أثناء التشغيل

• حزمة 18650 متعددة الخلايا؛

• نظام إدارة المباني المخصص؛

• كابل أو موصل ثابت؛

• التواصل مع الجهاز المضيف؛

• الضميمة المدمجة.

• وثائق الإنتاج الخاضعة للرقابة.

زيرن يمكن تقييم حلول بطارية 18650 وفقًا لتكوين الخلية المطلوبة وقدرتها وهيكلها الحالي والميكانيكي.

13. الأخطاء الشائعة

توصيل شاحن الهاتف بالخلية مباشرة

لا يوفر شاحن الهاتف الملف التعريفي الكامل لشحن البطارية لخلية 18650 العارية.

اختيار الشاحن من خلال القوة الكهربائية الخاصة به فقط

لا يحدد تصنيف المحول 20 واط أو 30 واط تيار الشحن الصحيح 18650.

بافتراض أن كل شاحن USB-C متوافق

قد تستخدم شواحن USB-C ملفات تعريف جهد وسلوك تفاوض مختلفة. يجب أن تكون دائرة الإدخال مصممة للشاحن المحدد.

استخدام لوحة شحن 1S لحزمة السلسلة

الشاحن أحادي الخلية غير مناسب لحزمة 2S أو 3S أو سلسلة أعلى.

بافتراض الحماية يجعل كل اتصال آمنًا

لا يمكن للوحة الحماية تصحيح كل عدم تطابق في الشاحن أو الأسلاك أو كيمياء الخلية.

تجاهل تحميل الجهاز

عندما يعمل المنتج أثناء الشحن، يجب أن يقوم شاحن الهاتف بتزويد كل من الجهاز ونظام شحن البطارية.

استخدام بطارية غير معروفة أو تالفة

لا ينبغي شحن البطارية التي تحتوي على غلاف تالف أو منتفخة أو تسرب أو رائحة غير طبيعية أو تشوه شديد أو تسخين غير مبرر.

التعليمات

هل يمكنني شحن بطارية 18650 مباشرة بشاحن الهاتف؟

لا، لا ينبغي توصيل شاحن الهاتف مباشرة بخلية 18650 العارية. ويمكن استخدامه لتشغيل دائرة شحن Li-ion متوافقة.

هل يستطيع شاحن الهاتف 5 فولت شحن بطارية 3.7 فولت 18650؟

قد يوفر شاحن الهاتف 5 فولت جانب الإدخال لدائرة شحن 1S مناسبة. لا ينبغي أن تكون متصلا مباشرة بالبطارية.

هل يمكنني استخدام شاحن هاتف سريع ببطارية 18650؟

لا يمكن استخدام شاحن الهاتف السريع إلا عندما تدعم دائرة الشحن سلوك الإدخال الخاص به. لا تحل إمكانية الشحن السريع محل التحكم المطلوب في شحن الليثيوم أيون.

هل يمكن لـ USB-C شحن حزمة بطارية 2S أو 3S 18650؟

يمكن أن يوفر USB-C طاقة الإدخال لنظام شحن مناسب متعدد الخلايا. يجب أن يظل الشاحن ونظام إدارة المباني متطابقين مع تكوين سلسلة الحزمة.

هل تحتاج بطارية 18650 المزودة بلوحة حماية إلى دائرة شاحن؟

نعم. لا توفر لوحة الحماية بالضرورة وظائف التيار الثابت والجهد الثابت والإنهاء الكاملة المطلوبة للشحن.

هل يمكنني استخدام أي كابل USB مع شاحن الهاتف ووحدة الشحن 18650؟

يجب أن يدعم الكابل التيار المطلوب ونوع الموصل وواجهة الشحن. يجب فحص الكابل والشاحن والوحدة ونظام البطارية بالكامل معًا.

هل يمكن لشاحن الهاتف تشغيل حزمة بطارية 18650 داخل الجهاز؟

نعم، إذا كان الجهاز يشتمل على دائرة شحن متوافقة ومدخل شحن مخصص. يجب التحقق من صحة حزمة البطارية والشاحن ونظام إدارة المباني وتحميل الجهاز كنظام واحد.

خاتمة

يمكن استخدام شاحن الهاتف لتوفير طاقة الإدخال لنظام شحن 18650، ولكنه لا يصبح شاحن بطارية 18650 تلقائيًا.

تتطلب البنية الآمنة وجود دائرة شحن ليثيوم أيون متوافقة بين شاحن الهاتف والبطارية. يجب أن تتوافق الدائرة مع كيمياء الخلية وتكوين السلسلة وجهد الشحن وتيار الشحن ونظام الحماية.

قد تعمل وظائف USB-C والشحن السريع على تحسين مرونة الإدخال، لكنها لا تحل محل التحكم في الشحن من جانب البطارية. بالنسبة لتطبيقات OEM، يجب اختبار شاحن الهاتف النهائي والكابل ودائرة الشحن ونظام إدارة المباني وحزمة البطارية والجهاز معًا قبل الموافقة على الإنتاج.

إذا كان منتجك يتطلب بطارية 18650 مدمجة أو واجهة شحن أو نظام حماية أو هيكل حزمة مخصص، فاتصل بـ ZERNE لتطوير بطارية ليثيوم مخصصة.