4. Электрические и электронные проблемы в автомобиле. Короткие замыкания, поломки, импровизированный ремонт приборов своими руками — все это приводит к небольшим и серьезным утечкам электроэнергии.
Защита аккумулятора от перезаряда, переразряда: что это и зачем нужно?
Первая литий-ионная батарея была изобретена сравнительно недавно — в 1970 году. Он был создан химиком-исследователем Майклом Стэнли Уиттингемом. Затем последовали десятилетия исследований и разработок, чтобы сделать новаторскую батарею более эффективной и безопасной. Исследования по использованию различных ионных компонентов в литиевых батареях продолжаются и по сей день. Наличие в них ионов лития остается неизменным. Другие компоненты включают сухой ионит + кобальт, фосфат железа, никель-кобальт-алюминий и другие.
Сегодня литий-ионные аккумуляторы являются самыми популярными среди пользователей. Наиболее распространенным типом является тип 18650. Однако существует два типа 18650: защищенные и незащищенные. Первые предпочтительнее. Они имеют встроенную в корпус схему электрической защиты, которая предотвращает перезарядку и чрезмерную разрядку аккумулятора. Оба процесса нежелательны и опасны для батарей, оборудования и, более того, для людей. Перезарядка может привести к перегреву батареи, возгоранию и даже взрыву.
Например, в 2016 году компания Samsung выпустила новый продукт — телефон Galaxy Note 7. Литий-ионный аккумулятор, используемый в этой модели, имел дефект. Это привело к жалобам пользователей на то, что телефоны загорались и взрывались во время зарядки. Причина заключалась в неисправной конструкции аккумулятора. Этот дефект стал причиной многих пожаров и травм людей, что крайне негативно отражается на производителе. Репутация бренда пострадала, и компания также понесла большие финансовые потери. Эта модель была дважды отозвана Комиссией по безопасности потребительских товаров США на сумму 1,9 миллиона долларов.
В данном случае это был не совсем 18650, а более крупный литий-ионный аккумулятор емкостью 3500 мАч. Однако мы даже не представляем, сколько электрических устройств, окружающих нас в повседневной жизни, оснащены аккумуляторами 18650. Мы редко задумываемся о том, как работает электрическая зубная щетка. Намного больше нас не волнует, как работает батарея внутри него. Защита аккумулятора воспринимается как должное, мы даже не знаем о ней и не представляем, насколько большую роль она играет.
Аккумулятор изнутри: как все устроено?
Многое происходит под красочной оберткой батареи. Многое из того, что мы не видим. Давайте заглянем внутрь и вспомним уроки физики. Когда вы заряжаете аккумулятор, оксид кобальта положительно заряженного электрода отдает часть своих ионов лития отрицательно заряженному электроду. Положительный и отрицательный электроды находятся на противоположных концах батареи. Движение ионов происходит через электролит. При использовании батареи происходит движение в обратном направлении — ионы лития возвращаются к положительному электроду, вырабатывая энергию и питая батарею.
В качестве электродов и электролитов могут использоваться различные составы. Состав батарей на основе лития также различается. Внутренний состав каждой батареи влияет на все ее характеристики:
- 傾向、
- 能力、
- Внутреннее сопротивление,
- скорость разряда — выходной ток,
- Возможное количество циклов заряда-разряда,
- диапазон рабочих температур и т.д.
設計者は、特定の電化製品のニーズを完全に満たし、適切なレベルで実行するように、バッテリーを設計することが重要です。そのため、一部のバッテリーは特定のランタンに理想的ですが、別のランタンには完全に不適切です。たとえば、命令で必要な電圧バッテリーよりも低い電圧バッテリーは、誤って選択されていない場合に機能しない場合があります。必要以上に電圧が発生する可能性があります。慎重に選択してください！その品質だけでなく、デバイスの使用に指示されている必要な仕様に準拠することも重要です。
Защита от повреждений при эксплуатации аккумуляторов Fenix
バッテリーが強いほど、使用するさまざまな損傷から保護されるはずです。最新のメーカーは常に製品を改善しており、新しいプロパティを提供しています。フェニックスも例外ではありません。同社は次の製品を保護しています。
過度のガス圧力を解放する機能を備えたモデルもあります。これは、たとえば短絡の後に起こります。これにより、バッテリーの腫れや爆発が防止されます。これらの追加の輸入は、バッテリーの安全性と寿命を尽くします。新しい便利で実用的な特性が常に開発されています。
電流は、前方にアクティブ化されるため、D2ダイオード（rs1m）を通過します。過剰な保護が活性化されるか、バッテリー充電器の安全性が爆発します。バッテリーが保護されます。
Что приводит к быстрому разряду аккумулятора, и как с этим бороться
1日1回、受信トレイで最も広く読まれた記事の1つを入手してください。 FacebookとVkontakteでフォローしてください。
При нормальных условиях эксплуатации, когда автомобиль и аккумулятор находятся в хорошем рабочем состоянии, они способны поддерживать работу вашего автомобиля в течение месяца или более. Ситуация резко меняется, когда некоторые компоненты автомобиля начинают выходить из строя, а аккумулятор полностью разряжается в течение недели, а иногда и в течение нескольких дней.
1. Почему аккумулятор разряжается быстрее, чем обычно
Причин может быть много, но самые банальные — это забывчивость или лень водителя, технические и другие причины, которые приводят к более быстрой разрядке автомобильного аккумулятора.
Многие сталкивались с ситуацией, когда автомобиль отказывался заводиться даже после нескольких часов простоя с включенными фарами или внутренним освещением. Конечно, здесь речь не идет о неисправности, но причина может быть совершенно иной.
Например, более опытные водители знают, как важно зарядить аккумулятор перед началом морозов. Непосредственно перед подключением зарядного устройства открутите заливные пробки — так аккумулятор прослужит гораздо дольше, а последствия быстрой разрядки настигнут водителя гораздо позже.
Другая и очевидная причина заключается в том, что аккумулятор часто перезаряжается. Периодическое перегорание предохранителей, ламп и запах гари в салоне являются одними из самых явных признаков этого. Помимо того, что батарея разряжается гораздо быстрее обычного из-за закипания электролита, в худшем случае автомобиль может даже загореться.
Наиболее распространенной причиной перезарядки аккумулятора является неисправный регулятор напряжения. Это легко обнаруживается с помощью мультиметра и может быть легко заменено. Явление перегрузки также можно наблюдать в автомобилях, которые хотят слушать музыку с выключенным двигателем. Как правило, в этом режиме батарея регулярно почти полностью разряжается, после чего подается ударное напряжение и батарея закипает.
Менее распространенной причиной закипания аккумулятора является слишком высокая температура под капотом. Здесь причиной может быть обычная экстремальная работа двигателя, неисправность термостата или потеря свойств охлаждающей жидкости.
Технические причины быстрого разряда батареи
Быстро разряжающийся аккумулятор может стать большой головной болью для водителей. Причины могут быть разными. Например, устройства оставляют работать на ночь, требуется замена батарей, протекают батареи и т.д.
К техническим причинам быстрой разрядки относятся.
Если на любой из клемм VC1, VC2, VC3 и VC4 возникает падение напряжения, чип считает, что компонент батареи отключен или что батарея вышла из строя. Это деактивирует транзисторы заряда и разряда и полностью блокирует зарядку и разрядку батареи.
Защита от перегрузки.
Перезарядка литиевой батареи может привести к ее нагреву, что приведет к утечке тепла и повысит риск пожара и взрыва.
Во время зарядки батареи чип контролирует каждую литиевую батарею на предмет превышения напряжения. При достижении напряжения 4,25 В контроллер отключает зарядный транзистор, и зарядка аккумулятора прекращается.
Зарядка батареи блокируется, пока напряжение всех батарей не упадет до 4,15 В.
Если нагрузка подключена к литиевой батарее, защита восстанавливается — активируется схема обнаружения заряда (VM, клемма 16) и напряжение всех компонентов батареи падает ниже 4,15 В.
Защита от перенапряжения и короткого замыкания.
Если литиевая батарея потребляет слишком много энергии, она нагревается. Это может привести к повреждению, возгоранию или взрыву.
Поэтому чип постоянно контролирует расход энергии аккумулятора. Применяются три пороговых уровня, при которых разрядный транзистор отключается.
Это контролируется на клемме VPIN INI (13). По мере увеличения потребляемой мощности напряжение на VPIN INI Увеличение.
Минимальная продолжительность события устанавливается для каждого уровня — задержка активации. Наименьшая задержка указана для уровня короткого замыкания (КЗ) и составляет всего 100,600 микросекунд (мкс).
- Если напряжение на клемме VPIN INI больше 0,085. 0,115 В и длительность не менее 0,5. В течение 1,5 с активируется первый уровень защиты.
- На втором уровне порог установлен на 0,16. 0,24 В и длительностью не менее 50. 200 миллисекунд (мс).
- Напряжение VPIN INI 0,4 превышен. 0,6 В и длительностью не менее 100. 600 микросекунд. Контроллер воспринимает это как короткое замыкание в нагрузке и отключает разрядный транзистор.
Как видно, на каждом пороговом уровне напряжение увеличивается, а период задержки уменьшается в ответ на высокие входные токи или токи потребления. В случае короткого замыкания ток повреждения как можно выше, а задержка срабатывания защиты как можно короче.
Для восстановления защиты от перенапряжения необходимо отключить аккумулятор от нагрузки или устранить короткое замыкание. Клемма 16 (VM) определяет, отключена ли нагрузка.
Защита от перенапряжения.
Чрезмерные зарядные токи и высокие зарядные токи могут вызвать нагрев и повреждение литиевых батарей. Это может привести к самовозгоранию или взрыву.
Поэтому микросхема защиты контролирует ток зарядки литиевой батареи. При превышении этого значения зарядный транзистор закрывается. Это контролируется через VPIN INI.
Благодаря зарядному устройству и схеме обнаружения заряда (клеммы 16, VM), интегральная схема определяет, был ли снят заряд и подключено ли зарядное устройство к аккумулятору. Защита восстанавливается при отключении зарядного устройства.
Таким образом, без учета стоимости расходных материалов (сварки, электроэнергии для паяльников), стоимость такого электронного устройства защиты составляет менее 75 рублей.
Как защитить АКБ от полного разряда
Простое устройство, состоящее всего из двух транзисторов, может помочь всем автовладельцам защитить автомобильный аккумулятор от полной разрядки. Это особенно актуально для тех, чьи автомобили не оборудованы сигнальными лампами головного света.
Особенности устройства.
- Напряжение выключения — 10 ± 0,5 В.
- Максимальный ток, работающие устройства — 1 мА.
- Максимальный ток для отключенных устройств — 10 мкА.
- Максимально допустимый ток через устройство — 5А.
- Кратковременный ток — 10А (в течение 5 секунд).
- Время реакции на короткое замыкание под нагрузкой — менее 100 мкс.
Электрическая схема.
Рабочей базой является полевой транзистор. RFP50N06 действует как «выключатель»; когда напряжение питания падает до 10,5 В, срабатывает защита и батарея отключается от нагрузки. При подаче напряжения питания для зарядки прибор автоматически включается.
Еще одна функция схемы — защита от короткого замыкания.
Схема очень проста и содержит очень мало радиосистемы, поэтому для регенерации не требуется печатная плата. При наличии всех необходимых компонентов его можно собрать менее чем за 30 минут на специальной печатной плате или с помощью модульной сборки.
Сварку следует выполнять осторожно, так как аппарат пропускает большие токи. MOSFET должен быть размещен на теплоотводе для предотвращения перегрева и выхода из строя.
Настройка заключается в выборе резисторов R3 и R4, которые определяют пороги срабатывания (чем выше значение, тем чувствительнее схема).
SW — небольшой немонтируемый микровыключатель для активации защиты. При необходимости его можно отключить, замкнув клемму аккумулятора (-) с «отрицательным» выходом.
Список необходимых компонентов и их приблизительная стоимость:.
- Полевой транзистор — один (60руб) — RFP50N06N канал 60V50A170 степень TO-220AB
- Транзистор КТ361 — один (5руб).
- Резисторы малой мощности — 4 (по 1RUB) — 3 на 10 кОм, 1 на 100 кОм
- Стабилитрон — 1 штука — 6 руб.
