Suojatut vs. suojaamattomat 18650-akut

Suojatut ja suojaamattomat 18650-akut on suunniteltu erilaisiin sovelluksiin. Suojattu 18650-akku sisältää pienen suojapiirin, joka on yleensä kiinnitetty kennoon. Suojaamaton 18650-akku ei sisällä kennotason suojausta, ja sen on turvauduttava laitteeseen tai akkupakkaukseen turvallisuusvalvonnassa.

Suojatut kennot sopivat usein itsenäisiin yksikennoisiin laitteisiin, joissa käyttäjät voivat poistaa ja vaihtaa akun. Suojaamattomia kennoja käytetään yleisemmin komponentteina ammattimaisesti suunnitelluissa akuissa, joissa on sopiva PCM tai BMS.

Parempi vaihtoehto riippuu sovelluksesta. Kennojen kokoonpano, nykyinen tarve, käytettävissä oleva tila, laturin suunnittelu, BMS-arkkitehtuuri ja käyttäjien pääsy on otettava huomioon ennen suojatun tai suojaamattoman 18650-akun valitsemista.

Suojatut vs. suojaamattomat 18650-akut: nopea vertailu

Suojapiiri voi vähentää tiettyjä riskejä, mutta se ei tee vaurioitunutta kennoa turvalliseksi tai korvaa yhteensopivaa laturia.

Mikä on suojattu 18650-akku?

Suojattu 18650 akku on sylinterimäinen kenno, jossa on lisäsuojapiiri. Piiriä kutsutaan yleisesti suojalevyksi, suojapiirilevyksi tai PCM:ksi.

Piiri asennetaan yleensä lähelle kennon toista päätä ja liitetään positiiviseen ja negatiiviseen napaan. Se tarkkailee akun tilaa ja katkaisee sähköpolun, kun esiasetettu vikatila havaitaan.

Kuinka suojapiiri toimii?

Suojauspiiri käyttää yleensä suojaus-IC- ja MOSFET-kytkimiä solun valvontaan. Kun kenno toimii sallitulla alueella, virta voi kulkea normaalisti. Kun vaarallinen tila havaitaan, MOSFETit voivat keskeyttää latauksen tai purkamisen.

Rakenteesta riippuen suojattu 18650-akku voi tarjota suojan:

• Ylilataus

• Ylipurkaus

• Liiallinen latausvirta

• Liiallinen purkausvirta

• Oikosulkuja

• Jotkut käänteisen yhteyden olosuhteet

• Ylilämpötilaolosuhteet, kun lämpötilan tunnistus sisältyy

Tarkat suojaustoiminnot vaihtelevat malleittain. Piirin ylivirtaraja, jännitekynnykset, viiveaika ja palautusmenetelmä tulee vahvistaa tuotespesifikaatiosta.

Mitkä ovat suojattujen 18650-akkujen edut?

Suojatut kennot ovat käteviä, kun akkua käytetään irrotettavana virtalähteenä. Kenno sisältää perussuojakerroksen ilman, että laitesuunnittelija tarvitsee lisätä jokaista suojaustoimintoa erikseen.

Mahdollisia etuja ovat:

• Helpompi integrointi yksinkertaisiin yksisoluisiin laitteisiin

• Lisäsuoja vahingossa tapahtuvien oikosulkujen varalta

• Pienempi liiallisen ylipurkauksen riski

• Kätevämpi käsittely vaihtosovelluksissa

• Vähemmän riippuvuutta siitä, että käyttäjä valitsee oikeat akunhallintaasetukset

Suojattu kenno tarvitsee kuitenkin edelleen sopivan laturin ja yhteensopivan laitteen. Suojapiiri on turvamekanismi, ei täydellinen latausjärjestelmä.

Mitkä ovat suojattujen solujen rajoitukset?

Lisäpiiri voi vaikuttaa kennon fyysisiin ja sähköisiin ominaisuuksiin.

Yleisiä rajoituksia ovat:

• Lisääntynyt kokonaispituus

• Hieman suurempi halkaisija

• Lisätty painoa

• Lisäsähkövastus

• Alempi virtaraja kuin alla oleva kenno

• Mahdollisia suojalaukaisuja suuren käynnistysvirran aikana

• Rajoitettu yhteensopivuus tiiviisti asennettujen akkulokeroiden kanssa

Taskulamppu tai kannettava tuote, joka on suunniteltu vakiopituiselle 18650-kennolle, ei välttämättä hyväksy suojattua versiota. Akun pituus, plusnavan rakenne ja virrantarve tulee tarkistaa ennen käyttöä. Lisäpituus, halkaisija, liittimen tyyli ja laitevälys katetaan 18650 akun mitat ja laitteen sovitusopas.

Mikä on suojaamaton 18650-akku?

Suojaamaton 18650-akku on kenno, johon ei ole kiinnitetty suojapiiriä. Sitä kuvataan joskus paljaaksi soluksi, vaikka kennossa on edelleen normaali ulkovaippa ja eristävä kääre.

Kenno itse ei aktiivisesti katkaise piiriä, kun se on ylilatautunut, ylipurkautunut, oikosulussa tai alttiina liialliselle virralle. Nämä toiminnot on tarjottava laitteiston, suojalevyn tai akun hallintajärjestelmän avulla.

Miksi akuissa käytetään suojaamattomia kennoja?

Suojaamattomia kennoja käytetään laajasti suunnitelluissa akuissa, koska ne tarjoavat enemmän joustavuutta akkujen suunnittelussa.

He voivat tarjota:

• Vakiomitat

• Pienempi paino

• Vähemmän komponentteja kunkin soluryhmän sisällä

• Parempi käytettävissä olevan tilan käyttö

• Parempi joustavuus sarja- ja rinnakkaiskokoonpanoissa

• Korkeampi järjestelmätason virtakapasiteetti, kun se yhdistetään oikean solun ja BMS:n kanssa

Akkupakkaus voi sisältää useita sarjaan ja rinnan kytkettyjä suojaamattomia kennoja. Pakkaustason BMS valvoo soluryhmiä ja ohjaa lataus- ja purkupolkua.

Suojaamattomia kennoja käsitellään siksi yleensä akkujärjestelmän komponentteina eikä täydellisinä käyttäjän vaihdettavissa olevina paristoina.

Mitkä ovat suojaamattomien solujen riskit?

Suojaamaton kenno voi tulla vaaralliseksi, jos sitä ladataan, varastoidaan tai käytetään sen määritysten ulkopuolella.

Tärkeitä riskejä ovat mm.

• Ylilataus

• Liiallinen vuoto

• Oikosulkuja

• Liiallinen virta

• Virheellinen napaisuus

• Yhteensopimattomat laturit

• Huono eristys

• Solujen epätasapaino monisoluisessa pakkauksessa

• Vahingossa kosketus metalliesineiden kanssa

Löysää suojaamatonta kennoa ei saa kuljettaa yhdessä avainten, kolikoiden, työkalujen tai muiden johtavien esineiden kanssa. Sitä ei myöskään saa kytkeä suoraan yleiseen virtasovittimeen tai improvisoituun latauspiiriin. Irralliset solut tarvitsevat myös suojaa varastoinnin aikana, erityisesti metallikontaktilta, lämmöltä ja kosteudelta; turvallinen 18650 akun säilytys kattaa nämä ehdot.

Suojauspiiri vs. BMS

Suojatut 18650-kennot ja BMS:llä varustetut akut tarjoavat molemmat suojaa, mutta ne eivät ole samantyyppisiä järjestelmiä.

Yksisoluinen suojapiiri tai PCM

Suojapiiriä käytetään yleisesti yksikennoiselle tai yksinkertaiselle 1S-akulle.

Sen päätoimintoihin voivat kuulua:

• Yhden solun jännitteen valvonta

• Kennon irrottaminen ylilatauksen aikana

• Kennon irrottaminen ylipurkauksen aikana

• Katkaise liiallinen lataus- tai purkausvirta

• Suojaa oikosululta

Yksinkertainen suojapiiri ei yleensä valvo useita sarjaan kytkettyjä kennoja yksitellen. Se ei myöskään tavallisesti tarjoa edistynyttä tietoliikennettä, lataustilan arviointia tai järjestelmätason tasapainotusta.

Akunhallintajärjestelmä monikennopakkauksille

BMS on suunniteltu täydelliselle akulle, etenkin kun kennot on kytketty sarjaan.

BMS voi valvoa:

• Kunkin sarjaryhmän jännite

• Pakkausvirta

• Akun lämpötila

• Ylilataus- ja ylipurkausolosuhteet

• Lataus ja purkaus ylivirta

• Oikosulkuolosuhteet

• Solujen epätasapaino

• Yhteydenpito ja toimintatila

Joissakin BMS-malleissa on myös tasapainotus, tietoliikenne, polttoainemittaritoiminnot tai tapahtumatietueet.

Jännitteen konfiguraatio ja suojausarkkitehtuuri liittyvät toisiinsa, mutta ne kuvaavat erilaisia ​​suunnittelupäätöksiä. The 18650 akun jänniteopas määrittelee nimellis-, täyden latauksen ja katkaisuarvot, jotka suojaussuunnittelun on mukautettava.

Suojatut 18650-akkukotelot

Itsenäiset yksisoluiset laitteet

Suojatut kennot voivat sopia laitteille, jotka käyttävät yhtä irrotettavaa akkua ja jotka eivät sisällä täydellistä ulkoista suojajärjestelmää.

Mahdollisia sovelluksia ovat:

• Taskulamput

• Kannettavat tuulettimet

• Pienet elektroniset laitteet

• Kädessä pidettävät mittauslaitteet

• Yksinkertaiset kuluttajatuotteet

• Yksikennoiset laitteet irrotettavilla akuilla

Laitteen on silti tuettava suojatun solun fyysistä kokoa ja nykyisiä vaatimuksia.

Tuotteet, joissa käyttäjät käsittelevät akkua

Suojattua kennoa voi olla helpompi hallita, kun käyttäjien odotetaan poistavan, vaihtavan, kuljettavan tai lataavan akkua.

Suojapiiri voi vähentää joidenkin yleisten virheiden seurauksia, mutta se ei poista oikean käsittelyn tarvetta. Akku on silti suojattava vedeltä, puristumiselta, ylikuumenemiselta ja yhteensopimattomilta latauslaitteilta.

Matalasta kohtalaiseen nykyiset sovellukset

Suojatut kennot ovat usein käytännöllinen valinta sovelluksiin, joissa nykyinen kysyntä on suojalevyn rajoissa.

Suurempivirtalaitteissa suojakortti voi irrottaa kennon käynnistyksen tai huippukuormituksen aikana. Jatkuvan ja huippuvirran määrityksiä on siksi verrattava laitteen todelliseen kuormitukseen.

Kun suojatut solut eivät ehkä ole sopivia

Suojattu solu ei ehkä ole sopiva, kun:

• Paristokotelossa on hyvin vähän tilaa

• Laite vaatii korkean käynnistysvirran

• Suojalevy saattaa laueta normaalin käytön aikana

• Useita kennoja on kytkettävä sarjaan

• Pakkaus tarvitsee kehittyneen solujen tasapainotuksen

• Akku vaatii mukautetun ulkoisen BMS:n

Suojaamattomat 18650 akun käyttökotelot

Monikennoiset OEM-akut

Suojaamattomia kennoja käytetään yleisesti 2S-, 3S- ja korkeamman sarjan akuissa.

Tässä rakenteessa:

• Solut valitaan ja sovitetaan ennen kokoamista

• BMS valitaan sarjamäärän mukaan

• Jokaista sarjaryhmää seurataan

• Laturi on sovitettu koko pakkaukseen

• Lisätään eristys ja mekaaninen tuki

• Valmis pakkaus testataan yhtenä järjestelmänä

Tämä lähestymistapa välttää erillisen suojalevyn asentamisen jokaiseen kennoon ja antaa suunnittelijalle paremman hallinnan koko akun arkkitehtuuriin.

Suurivirtaiset akut

Suojaamattomat kennot voivat olla suositeltavia suurvirtasovelluksissa, kun valittu kenno on suunniteltu vaadittavalle kuormitukselle.

Mahdollisia sovelluksia ovat:

• Teollisuuden kädessä pidettävät laitteet

• Robotiikka

• Sähkötyökalut

• Droonit

• Kannettavat korkeapurkauslaitteet

• Moottorikäyttöiset laitteet

• Mukautetut akut

Kennotason suojalevyn puuttuminen ei automaattisesti tarkoita, että kenno pystyy käsittelemään suurta virtaa. Todellinen suorituskyky riippuu:

• Solun malli

• Suurin jatkuva purkausvirta

• Huippuvirta

• Sisäinen vastus

• Solun lämpötila

• BMS nykyinen luokitus

• Kisko- tai nikkelinauhamalli

• Liittimen ja johdon koko

• Jäähdytysolosuhteet

Suurvirtapakkauksen valinnassa tulisi myös verrata jatkuvaa virtaa, huippuvirtaa, jännitehäviötä ja lämpörajoja, kuten kohdassa kerrotaan. kuinka valita paljon kuluttava 18650 akku.

Pienikokoiset akkumallit

Suojaamattomia kennoja on usein helpompi käyttää, kun tilaa on rajoitetusti, koska ne pysyvät yleensä lähempänä standardimittoja 18650.

Ne voidaan järjestää kompaktiin pakkaukseen, jossa on:

• Mukautetut sarja- ja rinnakkaiskokoonpanot

• Oma BMS

• Integroidut lämpötila-anturit

• Mukautetut liittimet

• Eristetyt kennotelineet tai rakennetuet

• Tarkoitusta varten rakennettu kotelo

Pienempi solumuoto ei vähennä suojauksen tarvetta. Se lisää oikean mekaanisen ja sähköisen suunnittelun merkitystä.

Suojatut vs. suojaamattomat 18650-akut: kumpi sinun kannattaa valita?

Valitse suojattu solu, kun:

• Laite käyttää yhtä irrotettavaa kennoa.

• Tuotteessa ei ole vahvistettua ulkoista suojapiiriä.

• Käyttäjä voi käsitellä solua suoraan.

• Käyttövirta on suojapiirin rajoissa.

• Kenno sopii paristolokeroon.

• Latausjärjestelmä tukee solukemiaa.

Valitse suojaamaton solu, kun:

• Kennot kootaan ammattimaisesti suunnitelluksi akuksi.

• Pakettiin on integroitu sopiva BMS.

• Suunnittelu vaatii suurta virtaa tai kompakteja mittoja.

• Useita soluja on yhdistettävä ja hallittava yhtenä järjestelmänä.

• Pätevä henkilöstö hitsaa, eristää, koteloi ja testaa paketin.

18650-akkujen suunnittelua koskevia huomioita

Yhdistä solut ennen kokoamista

Älä sekoita soluja erilaisten kanssa:

• Tuotemerkit

• Mallit

• Kapasiteetit

• Sisäiset vastukset

• Ikärajat

• Lataushistoriat

• Purkausominaisuudet

Samaan pakkaukseen liitetyt kennot tulee sovittaa yhteen mahdollisimman tarkasti. Huono sovitus voi lisätä epätasapainoa, vähentää käyttökelpoista kapasiteettia ja lisätä BMS:ää rasitusta. Tässä käsitellään käytännön prosessia kapasiteetin, sisäisen resistanssin, jännitteen, iän ja erän sakeuden vertaamiseksi kenno vastaa 18650 akkua.

Valitse BMS pakkauksen mukaan

BMS:n tulee vastata:

• Sarjassa olevien solujen lukumäärä

• Jatkuva purkausvirta

• Huippupurkausvirta

• Latausvirta

• Solukemia

• Tasapainotusvaatimukset

• Lämpötilan valvontavaatimukset

• Viestintävaatimukset

• Suojakynnykset

3S Li-ion -pakkaukselle suunniteltua BMS:ää ei pitäisi käyttää yleisenä ratkaisuna eri sarjamäärälle tai kemialle. Monikennopakkauksissa BMS-sarjan määrä, virtaluokitus, suojakynnykset ja tasapainotustoiminnot on valittava yhtenä mallina; nämä vaatimukset katetaan BMS-malli 18650 akulle.

Tarjoa mekaaninen ja sähköinen suojaus

Akun tulee sisältää sopivat:

• Solun pidikkeet tai rakennetuet

• Eristyspaperi

• Positiivisen liittimen eristävät renkaat

• Nikkelinauhat tai hyväksytyt liittimet

• Johdon ja liittimen suojaus

• Tärinänkestävyys

• Oikosulkujen esto

• Kotelon suojaus

• Käänteisen napaisuuden suojaus tarvittaessa

Kennojen ei saa antaa hankaa toisiaan vasten tai liikkua vapaasti kotelon sisällä.

Yhdistä laturi täydelliseen pakkaukseen

Laturin on vastattava akun kemiaa, sarjamäärää, latausjännitettä ja latausvirtaa.

BMS tarjoaa suojan ja valvonnan, mutta se ei korvaa sopivaa laturia. Laturin on silti vastattava pakkauksen kemiaa, sarjamäärää, latausjännitettä ja virtaa; the turvallinen 18650 latausopas kattaa latausvaiheet ja ajoituksen yksityiskohtaisesti.

Yleisiä virheitä käytettäessä suojattuja ja suojaamattomia 18650-akkuja

Olettaen, että jokaisella suojatulla solulla on sama suojaus

Suojalevyt eroavat toisistaan ​​virtarajojen, jännitekynnysten, mittojen ja vianpalautuskäyttäytymisen suhteen.

Suojatun solun valitseminen tarkistamatta sen mittoja

Ylimääräinen piiri voi tehdä kennosta liian pitkän paristolokeroon tai sopimattoman paristotelineen.

Suojaamattoman solun liittäminen suoraan laitteeseen

Suojaamatonta kennoa saa käyttää vain järjestelmässä, jossa on sopiva lataus-, purkaus- ja oikosulkusuojaus.

Suojattujen ja suojaamattomien solujen sekoittaminen

Älä sekoita kahta tyyppiä samassa akussa. Niiden mitat, vastus, virran käyttäytyminen ja suojausominaisuudet voivat vaihdella.

BMS:n ohittaminen

BMS:n ohittaminen voi poistaa ylilataus-, ylipurkaus-, ylivirta- ja lämpötilasuojat. Kaikki BMS-virheet tulee tutkia ohituksen sijaan.

Solujen valinta vain kapasiteetin mukaan

Suurempi kapasiteetti ei automaattisesti tee solusta sopivaa sovellukseen. Virtakyky, sisäinen vastus, lämpösuorituskyky, mitat ja BMS-yhteensopivuus ovat yhtä tärkeitä. Kapasiteetti ja sisäinen vastus on tarkistettava 18650 akun kapasiteetti ja terveystestit pikemminkin kuin pelkän kapasiteettimerkinnän perusteella.

Oletus 'Suojattu' tarkoittaa täysin turvallista

Suojattu kenno voi silti vaurioitua törmäyksen, lämmön, veden, väärän latauksen tai väärän varastoinnin seurauksena. Suojapiiri vähentää tiettyjä sähköriskejä, mutta ei voi korjata kaikkia mekaanisia tai järjestelmätason ongelmia.

Usein kysytyt kysymykset suojatuista ja suojaamattomista 18650-akuista

Ovatko Protected 18650 -akut turvallisempia?

Suojatut kennot tarjoavat lisäsuojaa olosuhteita, kuten ylilatausta, ylipurkausta, liiallista virtaa ja oikosulkuja vastaan. Niitä on yleensä helpompi hallita sopivissa yksikennoisissa sovelluksissa, mutta ne vaativat silti yhteensopivan laturin ja asianmukaisesti suunnitellut laitteet.

Tarvitsevatko kaikki 18650-akut suojapiirin?

Vastaus riippuu sovelluksesta. Yksittäinen irrotettava kenno saattaa tarvita integroidun suojapiirin, jos laitteessa ei ole ulkoista suojausta. Monikennoinen akku käyttää tavallisesti vastaavia kennoja pakettitason BMS:n kanssa.

Onko Protected 18650 -akuissa BMS?

Useimmat suojatut yksikennoiset 18650-akut käyttävät yksinkertaisempaa suojapiiriä tai PCM:ää täydellisen monikennoisen BMS:n sijaan. BMS normaalisti valvoo ja hallitsee useita sarjaan kytkettyjä soluja.

Voinko käyttää suojaamatonta 18650-akkua?

Voit käyttää sitä oikein suunnitellussa laitteessa tai akussa, jossa on sopiva lataus-, purkaus-, oikosulkusuojaus ja lämpötilasuoja. Suojaamatonta kennoa ei saa käyttää irtonaisena vaihtoparistona tarkistamatta laitteen suojausjärjestelmää.

Voidaanko suojattuja 18650-akkuja käyttää akussa?

Niitä voidaan käyttää vain, jos niiden mitat, virtarajat, suojauskäyttäytyminen ja liitäntätapa ovat yhteensopivia pakkausrakenteen kanssa. Monille mukautetuille monisolupakkauksille sopivat suojaamattomat solut yhden sopivan BMS:n kanssa ovat käytännöllisempiä.

Ovatko suojaamattomat 18650-akut parempia suurvirtasovelluksiin?

Ne saattavat soveltua paremmin suurvirta-akkuihin, koska niissä ei ole erillistä kennon suojalevyä, joka rajoittaisi virtatietä. Todellinen virrankapasiteetti riippuu kuitenkin edelleen kennomallista, BMS:stä, liitännöistä, kaapeloinnista, liittimistä ja lämpösuunnittelusta.

Ovatko suojatut 18650-akut pidempiä?

Monet suojatut kennot ovat pidempiä kuin tavalliset suojaamattomat kennot lisätyn suojapiirin ja kääreen ansiosta. Tarkat mitat vaihtelevat mallin mukaan ja ne tulee tarkistaa ennen integrointia.

Voinko ladata suojatun 18650-akun millä tahansa 18650-laturilla?

Ei. Laturin on vastattava akun kemiaa, latausjännitettä ja sallittua latausvirtaa. Suojapiiri ei korvaa laturin ohjattua latausprosessia.

Voinko sekoittaa suojattuja ja suojaamattomia soluja?

Sitä ei suositella. Kennoilla voi olla eri pituudet, sähkövastus, virtarajat ja vikakäyttäytyminen. Niitä ei pitäisi yhdistää samaan pakkaukseen ilman erityistä teknistä syytä ja validointiprosessia.

Mukautettu 18650-akkurakenne integroidulla suojauksella

Kaupallisten tuotteiden osalta valinta suojattujen ja suojaamattomien kennojen välillä tulee tehdä yhdessä BMS:n, laturin, kotelon ja käyttöolosuhteiden kanssa.

ZERNE voi tukea hankkeita, joihin kuuluu:

• Solun valinta

• Sarja- ja rinnakkaiskokoonpano

• Kapasiteetti ja nykyinen suunnittelu

• BMS tai PCM valinta

• Latausliittymän suunnittelu

• Liittimen ja kaapelin räätälöinti

• Solujen yhteensopivuus

• Mekaaninen eristys

• Akun kokoonpano

• Esimerkkikehitys

• Lataus- ja purkaustesti

• Sertifiointi ja kuljetusasiakirjat

Täydellisen pakkausratkaisun löydät ZERNE:stä 18650 akun ominaisuudet tai mukautettuja 18650- ja LiPo-akkuratkaisuja.

Johtopäätös

Suojatut ja suojaamattomat 18650 akut palvelevat eri tarkoituksia.

Suojattu 18650-solu on yleensä kätevämpi erillisissä yksisolusovelluksissa, koska se sisältää solutason perussuojauksen. Suojaamaton kenno sopii usein paremmin ammattimaisesti suunniteltuun akkupakkaukseen, jossa BMS hallitsee koko järjestelmää.

Oikea valinta riippuu laitteen rakenteesta, nykyisestä tarpeesta, käytettävissä olevasta tilasta, latausjärjestelmästä, käyttäjän pääsystä ja suojausarkkitehtuurista. Sen vuoksi solujen valinta tulisi tehdä yhdessä BMS:n, laturin, liitäntöjen, kotelon ja vaadittujen turvallisuustestien kanssa.