Kuinka lataat Li-Ion-akun?

Li-ion-akkuja käytetään laajalti kannettavassa elektroniikassa, lääketieteellisissä laitteissa, teollisuuslaitteissa, GPS-seurantajärjestelmissä, puettavissa ja akkukäyttöisissä työkaluissa. Ne on kuitenkin ladattava laitteilla ja asetuksilla, jotka vastaavat akun kemiaa, jännitettä, kapasiteettia ja suojausjärjestelmää.

Oikea lataustapa ei ole vain virtalähteen kytkeminen positiiviseen ja negatiiviseen napaan. Sopivan laturin on ohjattava latausjännitettä ja -virtaa, noudatettava sopivaa latausprofiilia ja lopetettava tai vähennettävä lataus, kun akku saavuttaa hyväksytyn rajansa.

Tässä oppaassa kerrotaan, kuinka litiumioniakku ladataan turvallisesti, mitä laitteita tarvitaan, miten latausprosessi toimii ja mitkä varoitusmerkit pysäyttävät latausprosessin.

Pikavastaus: Kuinka lataat Li-Ion-akun?

Li-ion-akun lataaminen turvallisesti:

1. Tarkista akun kemia, jännite, kapasiteetti ja latausvaatimukset.

2. Käytä tälle litiumakkutyypille suunniteltua laturia.

3. Varmista, että laturin jännite vastaa akun kokoonpanoa.

4. Varmista, että latausvirta on akun ja BMS-rajojen sisällä.

5. Tarkasta akku turpoamisen, halkeamien, vuotojen tai muiden vaurioiden varalta.

6. Liitä laturi oikealla napaisuudella ja liittimellä.

7. Anna laturin seurata vakiovirran/vakiojännitteen latausprofiilia.

8. Tarkkaile akkua epänormaalin lämmön, hajun, muodonmuutosten tai muiden varoitusmerkkien varalta.

9. Irrota akku latausjakson jälkeen, jos järjestelmä ei hallitse latausta automaattisesti.

Älä käytä säätelemätöntä virtalähdettä tai yhteensopimatonta laturia vain siksi, että sen pistoke sopii akkuun.

Mitä tarvitset Li-Ion-akun lataamiseen?

Turvallinen latausasetus sisältää yleensä:

• Yhteensopiva Li-ion akku

• Litiumakkulaturi tai hyväksytty latauspiiri

• Sopiva virtalähde

• Oikea liitin

• Tarvittaessa akun hallintajärjestelmä tai suojapiiri

• Vakaa, syttymätön latauspaikka

Laturin on vastattava akun todellista kokoonpanoa. Yhden litiumionikennon laturi ei välttämättä sovellu monikennoiselle akulle. Vastaavasti yhdelle litiumkemialle tarkoitettu laturi ei välttämättä sovi toiseen.

Varmista ennen lataamista:

• Akun kemia

• Nimellisjännite

• Suurin latausjännite

• Suositeltu latausvirta

• Akun kapasiteetti

• Solumäärä ja sarja/rinnakkaiskokoonpano

• Liittimen napaisuus

• BMS- tai suojalevyvaatimukset

• Sallittu latauslämpötila

Mukautetun akun osalta nämä vaatimukset tulee vahvistaa osana akun spesifikaatiota sen sijaan, että ne voitaisiin arvata akun fyysisestä ulkonäöstä.

Mitä kannattaa tarkistaa ennen lataamista?

Tarkasta akun kunto

Älä lataa akkua, joka näyttää:

• Turvotus

• Halkeamia

• Puhkeamat

• Vuotava elektrolyytti

• Vakavia kolhuja

• Polttojälkiä

• Vaurioituneet johdot

• Löysät liittimet

• Epätavallinen haju

• Epänormaali lämpö

Fyysisesti vaurioituneessa akussa voi olla sisäisiä ongelmia, jotka eivät näy ulkopuolelta. Älä puhkaise, avaa, purista tai yritä korjata turvonnutta akkua.

Tarkista akun etiketti

Akun tarra tai tietolehti voi sisältää tietoja seuraavista:

• Nimellisjännite

• Suurin latausjännite

• Kapasiteetti

• Suositeltu latausvirta

• Solun kokoonpano

• Vastakkaisuus

• Mallinumero

• Suojausvaatimukset

Älä käytä nimellisjännitettä ainoana latausohjeena. 3,7 V:n Li-ion-akuksi kuvattu akku saattaa vaatia suuremman latausjännitteen hyväksytyn latausprofiilin mukaisesti.

Tarkista laturi

Laturin tulee olla tarkoitettu akun kemian ja jännitteen kokoonpanoon.

Tarkista:

• Laturin lähtöjännite

• Suurin lähtövirta

• Latausprofiili

• Liittimen tyyppi

• Vastakkaisuus

• Veloituksen lopetustapa

• Yhteensopivuus akun BMS:n kanssa

Fyysisesti yhteensopiva liitin ei todista sähköistä yhteensopivuutta.

Kuinka CC/CV-latausmenetelmä toimii?

Useimmat ladattavat Li-ion-akut käyttävät latausprosessia, joka perustuu kahteen päävaiheeseen:

• Vakiovirta

• Vakiojännite

Vakiovirtavaihe

Vakiovirtavaiheen aikana laturi syöttää akkuun ohjattua virtaa. Akun jännite nousee vähitellen akun latautuessa.

Tämä vaihe tuottaa yleensä suurimman osan latausenergiasta. Latausvirta pysyy suhteellisen vakaana akun jännitteen lähestyessä ylärajaansa.

Vakiojänniteaste

Kun akku saavuttaa määritellyn jänniterajan, laturi pitää jännitteen lähellä tätä tasoa. Latausvirta pienenee vähitellen, kun akku lähenee täyteen latausta.

Tästä syystä latauksen viimeinen osa kestää usein kauemmin kuin ensimmäinen osa.

Latauksen lopettaminen

Lataus päättyy, kun virta putoaa laturin lopetusrajan alapuolelle tai kun akun hallintajärjestelmä lopettaa latausjakson.

Tarkat jännite- ja pääteolosuhteet riippuvat:

• Akun kemia

• Solun suunnittelu

• Solujen lukumäärä

• Laturin muotoilu

• BMS-asetukset

• Valmistajan vaatimukset

Yksityiskohtainen CC/CV-latausprosessi tulee vahvistaa akun valmistajan tiedoissa.

Kuinka lataat yhden Li-Ion-kennon?

Yhden Li-ion-kennon lataaminen:

1. Tarkista kennokemia ja enimmäislatausjännite.

2. Vahvista suositeltu latausvirta.

3. Käytä laturia, joka on erityisesti suunniteltu tälle kennotyypille.

4. Tarkasta kenno ennen kuin asetat sen laturiin.

5. Asenna kenno oikealla napaisuudella.

6. Aloita latausjakso.

7. Tarkkaile laturin ja solun kuntoa.

8. Anna laturin suorittaa normaalin lopetusprosessinsa loppuun.

9. Irrota kenno, jos laturi ei tarjoa automaattista latauksen hallintaa.

Yksi sylinterimäinen kenno, kuten 18650-akku, on ladattava laturilla, joka on suunniteltu oikeaan litiumionikemiaan ja kennokokoonpanoon.

Älä aseta paljaaa litiumkennoa improvisoituun pidikkeeseen, joka on kytketty suoraan virtalähteeseen. Laturin on säädettävä jännitettä ja virtaa ja sen on kyettävä hallitsemaan latausjaksoa.

Kuinka lataat Li-Ion-akun?

Akkupakkaus voi sisältää useita kennoja, jotka on kytketty sarjaan, rinnan tai molempien yhdistelmä.

Ennen kuin lataat paketin, varmista:

• Solujen kokonaismäärä

• Sarja- ja rinnakkaiskokoonpano

• Pakkauksen nimellisjännite

• Pakkauksen enimmäislatausjännite

• Suositeltu latausvirta

• BMS- tai PCM-kokoonpano

• Latausliitin

• Tasapainotusvaatimukset

Sarjaan kytketyissä kennoissa laturin on tuettava paketin kokonaisjännitettä. Latausjännitettä ei saa valita vain yhden kennon jännitteestä.

Monisoluinen pakkaus voi myös vaatia:

• Yksittäisten solujen seuranta

• Solujen tasapainotus

• Ylilataussuoja

• Ylipurkaussuoja

• Ylivirtasuojaus

• Lämpötilan tunnistus

• Yhteys pakkauksen ja laturin välillä

Latausliitin voi sisältää sekä virta- että signaalikoskettimet. Älä oleta, että jokainen nasta on tarkoitettu suoraan lataukseen.

OEM-laitteille, litiumakkupakkausratkaisut tulee määrittää yhdessä laturin, BMS:n, liittimen ja isäntälaitteen kanssa.

Kuinka sinun pitäisi kytkeä laturi?

Kytkentäjärjestys riippuu laturin ja akun suunnittelusta, mutta seuraavat tarkistukset ovat tärkeitä:

• Vahvista positiivinen ja negatiivinen napaisuus.

• Varmista, että liitin on kunnolla paikallaan.

• Tarkista, että kaapeli ei ole vaurioitunut.

• Pidä liitin kuivana ja puhtaana.

• Estä johtavia esineitä koskettamasta liittimiä.

• Älä työnnä liitintä väkisin väärään pistorasiaan.

• Pidä akku vakaana latauksen aikana.

Jos akku on asennettu laitteen sisään, käytä laitteen hyväksyttyä latausporttia tai latausjärjestelmää. Älä ohita laitteen sisäistä latauspiiriä, ellei akkua ja järjestelmää ole erityisesti suunniteltu ulkoista latausta varten.

Jos akussa on erilliset lataus- ja purkausliittimet, käytä oikeaa liitäntää kullekin toiminnolle.

Kuinka kauan Li-Ion-akun lataaminen kestää?

Peruslatausaika-arvio voidaan laskea seuraavasti:

Ihanteellinen latausaika = Akun kapasiteetti ÷ Latausvirta

Esimerkiksi 2 000 mAh:n akulla, joka on ladattu 1 000 mA:lla, on ihanteellinen latausaika:

2 000 mAh ÷ 1 000 mA = 2 tuntia

Todellinen latausaika voi olla pidempi, koska:

• Virta pienenee vakiojännitevaiheen aikana.

• BMS voi rajoittaa latausvirtaa.

• Akku voi alkaa latautua osittaisessa latauksessa.

• Laturi voi vähentää virtaa lämpötilan vuoksi.

• Laite saattaa kuluttaa virtaa latauksen aikana.

• Akun sisäinen vastus voi olla vanhentunut tai lisääntynyt.

Laske osittaista latausta varten vain lisättävä kapasiteetti. Akun lataaminen 30 %:sta 80 %:iin vie vähemmän aikaa kuin sen lataaminen 0 %:sta 100 %:iin.

Latausaika on siksi kuvattava yhdessä:

• Latauksen aloitustila

• Tavoitelataustila

• Latausvirta

• Akun kapasiteetti

• Laturi malli

• Latauslämpötila

• Laitteen toimintakunto

Voitko ladata Li-Ion-akun, kun se on laitteessa?

Monet laitteet on suunniteltu lataamaan akkua sen ollessa asennettuna. Näissä tuotteissa laite sisältää normaalisti latauspiirin, suojausjärjestelmän tai virranhallintapiirin.

Latausjärjestelmä voi hallita:

• Akun jännite

• Latausvirta

• Lämpötila

• Latauksen lopettaminen

• Virranjako akun ja laitteen välillä

• Lataaminen laitteen ollessa käynnissä

Kaikki laitteet eivät kuitenkaan tue latausta ja käyttöä samanaikaisesti.

Laitteen käyttäminen latauksen aikana voi:

• Lisää latausaikaa

• Nosta akun lämpötilaa

• Vähennä lataukseen käytettävissä olevaa virtaa

• Luo ylimääräisiä virranhallintavaatimuksia

• Vaikuttaa akun käyttöaikaan

OEM-tuotteen lataus tulee testata lopullisen akun, laturin ja laitteen kanssa yhdessä.

Mitä eroa on laturilla ja virtalähteellä?

Virtalähde tuottaa sähköä. Akkulaturi on suunniteltu hallitsemaan latausprosessia.

Sopiva litiumakkulaturi ohjaa yleensä:

• Latausjännite

• Latausvirta

• Latausvaiheet

• Latauksen lopettaminen

• Akun suojausvuorovaikutus

• Lämpötilavaste tarvittaessa

Yleinen virtalähde ei välttämättä tarjoa vaadittua latausprofiilia tai suojaustoimintoja. Vaikka sen jännite vaikuttaisi sopivalta, se ei välttämättä lataa akkua turvallisesti.

Tämä on erityisen tärkeää seuraaville:

• Paljaat solut

• Monisoluiset pakkaukset

• Akut ilman integroitua latauselektroniikkaa

• Suuren kapasiteetin akut

• Mukautetut akkujärjestelmät

• Laitteet erillisillä lataus- ja purkausliitännöillä

Laturi on valittava koko akkujärjestelmän, ei vain sovittimen lähtötarran, mukaan.

Voidaanko Li-Ion-akku ladata millä tahansa USB-portilla?

USB-portti voi toimia virtalähteenä oikein suunnitellulle latauspiirille, mutta USB-portti itsessään ei ole automaattisesti Li-ion-akkulaturi.

Turvallinen USB-latausjärjestelmä voi sisältää:

• USB-tulo

• Litium-akun lataus IC

• Jännitteen säätö

• Nykyinen ohjaus

• Latauksen lopettaminen

• Suojapiiri

• Oikea akun liitin

USB-virtalähde ja akun latauspiiri suorittavat erilaisia ​​toimintoja.

Älä liitä litiumioniakkua suoraan USB-kaapeliin. USB-lähtö ei välttämättä tarjoa akun vaatimaa jännitteensäätöä, virransäätöä tai päätetoimintoa.

Erityiskysymys USB:n käytöstä 18650-akkujen kanssa tulisi käsitellä erikseen, koska vastaus riippuu siitä, syöttääkö USB-liitäntä oikeaa 18650-latausmoduulia vai onko se kytketty suoraan kennoon.

Mikä latauslämpötila on sopiva?

Latauslämpötilan tulee olla akun valmistajan ohjeiden mukainen.

Vältä lataamista, kun akku on:

• Jäätynyt tai erittäin kylmä

• Kuuma viimeaikaisesta raskaasta käytöstä

• Alttiina suoralle auringonvalolle

• Sisällä huonosti tuuletettu kotelo

• Lähellä lämpöä tuottavaa komponenttia

Laturi voi vähentää tai katkaista latausvirtaa, kun lämpötila on sallitun alueen ulkopuolella.

Arvioi OEM-laitteen osalta:

• Normaali latauslämpötila

• Maksimi latauslämpötila

• Minimi latauslämpötila

• Laturin tuottama lämpö

• Läheisen elektroniikan tuottama lämpö

• Kotelon tuuletus

• Akkutilan lämpöolosuhteet

Latauslämpötila ja käyttölämpötila eivät aina ole samat. Akulla voi olla yksi sallittu latauksen kantama ja toinen purkautumista varten.

Mitkä ovat Li-Ion-akun lataamisen tärkeimmät turvallisuussäännöt?

Noudata näitä perusvarotoimia:

• Käytä yhteensopivaa litiumakkulaturia.

• Älä ylitä määritettyä latausjännitettä.

• Älä ylitä suositeltua latausvirtaa.

• Varmista napaisuus ennen liittämistä.

• Älä lataa turvonnutta tai vaurioitunutta akkua.

• Pidä akku poissa syttyvistä materiaaleista.

• Älä peitä laturia tai akkua latauksen aikana.

• Pidä latausalue kuivana ja tuuletettuna.

• Lopeta lataaminen, jos akku kuumenee epätavallisen kuumaksi.

• Lopeta lataaminen, jos havaitset savua, hajua, turvotusta tai epätavallista ääntä.

• Älä muuta akkua tai ohita sen suojajärjestelmää.

• Älä jätä tuntematonta tai vahingoittunutta akkua latautumaan ilman valvontaa.

Litiumioniakkujen turvallisuutta tulisi käsitellä järjestelmävaatimuksena. Akkukenno, BMS, laturi, liitin, kotelo ja laite vaikuttavat kaikki lopulliseen latauskäyttäytymiseen.

Kuinka OEM-tiimien pitäisi validoida Li-Ion-akun lataus?

OEM-tuotteen lataus on vahvistettava käyttämällä valmiin akun kokoonpanoa.

Validointiprosessi voi sisältää:

Sähkötarkastukset

• Latausjännite

• Latausvirta

• Latauksen kesto

• Latauksen lopettaminen

• Akun jännite

• Pakkauksen napaisuus

• Virta akun puolella

• BMS-suojausvaste

Lämpötarkastukset

• Akun lämpötila

• BMS lämpötila

• Liittimen lämpötila

• Kaapelin lämpötila

• Laturin lämpötila

• Lämpötila kotelon sisällä

Laitetason tarkistukset

• Lataaminen laitteen ollessa sammutettuna

• Lataus valmiustilassa

• Lataus normaalin käytön aikana

• Lataus huippukuormituksen aikana

• Laite käynnistyy latauksen aikana

• Laitteen sammutus latauksen jälkeen

• Käyttöaika täydellisen latausjakson jälkeen

Mekaaniset tarkastukset

• Liittimen sovitus

• Kaapelin reititys

• Akun säilytys

• Kotelon välys

• Paine akkuun

• Pääsy huoltoon ja vaihtoon

Lopullinen latausaika tulee mitata tuotantokäyttöön tarkoitetulla akulla, laturilla ja laitteella. Vain nimelliskapasiteettiin perustuva laboratorioarvio ei välttämättä edusta todellista kenttäsuoritusta.

Yleisiä Li-Ion-latausvirheitä

Käytä vain laturia, koska pistoke sopii

Liittimen muoto ei vahvista jännitettä, napaisuutta tai latausprofiilin yhteensopivuutta.

Akun liittäminen suoraan virtalähteeseen

Verkkolaite ei ehkä ohjaa latausvaiheita tai lopeta lataamista oikein.

Vaurioituneen akun lataaminen

Turvotus, puhkeaminen, vuodot ja vakavat kolhut voivat viitata sisäisiin vaurioihin. Tällaisia ​​akkuja ei pidä ladata.

Olettaen, että kaikki litiumparistot käyttävät samoja asetuksia

Erilaiset kemiat ja kokoonpanot voivat vaatia erilaisia ​​latausjännite- ja virtarajoja.

BMS:n huomiotta jättäminen

BMS voi rajoittaa virtaa, lopettaa latauksen tai vaatia erityisiä signaaliyhteyksiä.

Lataus kuumassa tai suljetussa paikassa

Kuumuus voi lisätä latausrasitusta ja saattaa aiheuttaa laturin virran pienenemisen tai pysähtymisen.

Odotetaan laturin maksimivirtaa kaikkina aikoina

Akku, laite tai BMS voivat heikentää virtaa varsinkin täydellä latauksella tai lämpötilan noustessa.

FAQ

Mikä on turvallisin tapa ladata Li-Ion-akku?

Käytä laturia, joka on suunniteltu akun kemian, jännitteen ja kokoonpanon mukaan. Varmista napaisuus, tarkasta akku ennen lataamista ja noudata valmistajan jännite-, virta- ja lämpötilavaatimuksia.

Voinko ladata Li-Ion-akun tavallisella virtalähteellä?

Ei välttämättä. Tavallinen virtalähde ei välttämättä tarjoa vaadittua vakiovirran/vakiojännitteen latausprofiilia tai varauksen päätteen ohjausta. Käytä hyväksyttyä litiumakkulaturia tai latauspiiriä.

Pitäisikö minun ladata Li-Ion-akku 100 %:iin joka kerta?

Tarvittava lataustaso riippuu sovelluksesta. Täysi lataus saattaa olla tarpeen maksimaalisen käyttöajan saavuttamiseksi, kun taas jotkin tuotteet käyttävät alhaisempaa tavoitetasoa lämmön hallitsemiseksi tai akun rasituksen vähentämiseksi. Noudata tuotteen tai akun teknisiä tietoja.

Miksi Li-Ion-akkuni lämpenee latauksen aikana?

Latauksen aikana saattaa esiintyä jonkin verran lämpötilan nousua, mutta epänormaali tai nopeasti kasvava lämpö on varoitusmerkki. Lopeta lataaminen ja tarkasta akku, laturi ja liitännät, jos akku kuumenee liikaa.

Voinko ladata Li-Ion-akkua käyttäessäni laitetta?

Jotkut laitteet tukevat samanaikaista käyttöä ja latausta, kun taas toiset eivät. Laitteen latauspiirin, akun, tehontarpeen ja lämpörakenteen on tuettava tätä toimintatilaa.

Voinko ladata Li-Ion-akun ilman BMS:ää?

Tarvittava suojausjärjestelmä riippuu solun kokoonpanosta ja sovelluksesta. Monikennoiset pakkaukset vaativat yleensä asianmukaista valvontaa ja suojaa. Akun valmistajan tulee määrittää oikea suojausarkkitehtuuri.

Johtopäätös

Lataa Li-Ion-akku turvallisesti käyttämällä yhteensopivaa litiumakkulaturia, joka vastaa akun kemiaa, jännitettä, virtaa ja kokoonpanoa.

Laturin tulee ohjata latausprosessia, tavallisesti vakiovirta- ja vakiojänniteportaiden kautta, ja sen tulisi lopettaa lataus tai vähentää sitä, kun akku saavuttaa hyväksytyn rajansa.

Tarkista aina akku ennen lataamista, varmista napaisuus ja liittimen yhteensopivuus, säädä latauslämpötilaa ja lopeta heti, jos akussa on turvotusta, vuotoa, epänormaalia kuumuutta tai muita varoitusmerkkejä.

OEM-laitteiden lataus on vahvistettava valmiin akun, laturin ja laitteen toimiessa yhdessä.

Jos projektisi vaatii räätälöityä kapasiteettia, mittoja, BMS:ää, liitintä tai latauskokoonpanoa, ota yhteyttä ZERNEen räätälöityjä litiumakkuratkaisuja varten.