Laddar batterier, från bärbara datorer till elfordon, kräver rätt hastighet baserat på batterikemi. Omkring 50 % av våra kunder föredrar den snabbare laddningslösningen för batterier, men bara 1 % förstår de potentiella farorna med att ladda för snabbt. I det här blogginlägget kommer vi att utforska snabbladdning och dess säkerhetsöverväganden.
Vilken batterikemi möjliggör snabbladdning?
Alla batterier kan inte laddas snabbt. Att förstå batterikemi, energianvändning och laddningshastigheter hjälper dig att hitta rätt laddningsmetod.
Laddning av blybatteri
Bly-syra batterier är vanligtvis långsamt laddade med hjälp av en konstant ström/konstant spänning. Laddaren bibehåller en förinställd ström och spänning, modererar strömmen tills den förinställda spänningen uppnås, och minskar den sedan tills batteriet är fulladdat.
För blybatterier fortsätter den konstanta laddningen tills 70 % spänning uppnås. Sedan sänker laddaren strömmen för de sista 30 % av spänningen, kallad toppladdning. Till skillnad från andra batterier kan blybatterier genomgå en flytladdning för att förhindra självurladdning om laddaren stöder det alternativet.
Nickelbaserad batteriladdning
Nickelbaserade batterier, som NiMH och NiCad, kan laddas med snabba, snabba eller ultrasnabba metoder. Nya NiCad-batterier kräver en första laddning på 16-24 timmar före användning.
Både NiMH och NiCad använder konstant ström/konstant spänningsladdning. När den är fulladdad sjunker spänningen till en underhållsladdning för att kompensera för självurladdning.
NiMH-laddare använder en stegdifferentialmetod. De snabbladdar batteriet tills det når ett tröskelvärde och minskar sedan laddningshastigheten. Batteriet och laddaren genomgår en nedkylningsperiod vid varje tröskelvärde innan laddningen återupptas.
Laddning av litiumbatteri
Det finns sex typer av litiumbatterier; LFP och NMC är de mest använda.
Traditionellt, LFP-batterier passar långsam laddning, medan NMC batterier är designade för snabb laddning. Den kontinuerliga utvecklingen av batteriteknologi har dock förbättrat snabbladdningsprestandan hos litiumjärnfosfatbatterier.
Både LFP- och NMC-batterier använder en batterihanteringssystem (BMS) som övervakar laddning, temperatur och andra faktorer för att dämpa temperaturen och förhindra under- eller överladdning. Trots detta kan skador på batteriet eller BMS fortfarande leda till överladdningsproblem.
Litiumjonbatterier bör aldrig överladdas. Strömmen måste tas bort innan batteriet når maximal kapacitet, eftersom underhållsladdning kan orsaka plätering av metalliskt litium, vilket leder till säkerhetsproblem.
Saker att förstå om snabbladdning
Batteriladdare använda ström och spänning för att driva batterier.
Ström är mängden elektricitet som strömmar från laddaren till batteriet, medan spänningen är den elektriska strömmens styrka. Watt beräknas genom att multiplicera spänning och ström.
För snabb laddning, tillverkare av batteripaket kan justera spänning eller strömhastighet. Ökad strömstyrka gör att mer kraft kommer in i batteriet. Minskande spänning baserat på batterinivå är också vanligt.
Laddningskretsar har dock begränsningar för den effekt de kan hantera. Att överskrida dessa gränser kan leda till överladdning, höga temperatureroch andra frågor. Enheten, laddaren och kabeln måste klara snabbladdning.
Vid snabbladdning, gör det alltid vid måttlig eller rumstemperatur. Laddaren bör också byta till en vanlig laddning då batteriet närmar sig full kapacitet för att begränsa påfrestningarna.
Typer av snabbladdare
Det finns tre typer av snabbladdare enligt följande:
Snabbladdare
Snabbladdare laddas vid 0,3-0,5C (C är en förkortning för C takt). De stoppar strömmen när temperatur, ström eller spänning når gränserna. Det säkra driftstemperaturintervallet för dessa laddare är 50-115°F. Det tar 3-5 timmar att nå full laddning.
Snabbladdare
Med 1C-laddning kan snabbladdare ladda batteriet till fullt i cirka 1 timme. Laddningstemperaturen rekommenderas vid 50-115°F som snabbladdare. Den kommer också att avsluta strömmen när gränserna nås.
Ultrasnabba laddare
Ultrasnabba laddare stöder specialbatterier som tillåter laddningshastigheter från 1C till 10C, vilket möjliggör en full laddning på 10 till 30 minuter. Men de laddar bara batteriet till 70% laddningstillstånd. Laddningstemperaturerna bör också ligga mellan 50°F och 115°F.
Slutsats
Måttliga laddnings-/urladdningshastigheter är bäst för batteriets prestanda. Snabbladdning kan förkorta batteriets livslängd på grund av den extra stressen.
Om snabbladdning krävs är större och tyngre batterier idealiska. Rådfråga alltid batteritillverkare för att avgöra om snabbladdning är säker och genomförbar för dina specifika behov innan du implementerar en lösning.
Relaterade artiklar:
