Литий-ионные аккумуляторы — относительно новая технология, которая изменила традиционный ландшафт хранения энергии и переформировала способ питания наших устройств. От личных гаджетов до электромобилей и от жилых до сетевых солнечных систем литий-ионные аккумуляторы стали основной аккумуляторной технологией, на которую можно положиться. Согласно Управлению энергетической информации США, «литий-ионная технология использовалась более чем в 90% установленной мощности и энергоёмкости крупномасштабных аккумуляторных накопителей, работающих в США на конец 2019 года».

Несмотря на популярность, это по-прежнему вторичные аккумуляторы, которые необходимо заряжать эффективно и безопасно. Здесь на помощь приходят зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов. Хорошее зарядное устройство не только обеспечивает оптимальное напряжение (и ток) зарядки, но и включает функции безопасности, предотвращающие перезарядку, перегрев и другие опасности.

Ниже мы подробно рассмотрим зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов, наиболее популярные топологии и на что обращать внимание при выборе подходящего устройства. Будь вы разработчик, производитель, поставщик или обычный пользователь, понимание основ зарядки литий-ионных аккумуляторов поможет оптимизировать ваши системы хранения энергии и достичь бизнес-целей.

Не все литий-ионные аккумуляторы устроены одинаково, как и требуемые им зарядные устройства. От химии до ёмкости и применения литий-ионные аккумуляторы бывают разных типов. Вот разбор факторов, которые необходимо учитывать при выборе зарядного устройства.

Совместимость с аккумулятором

При выборе зарядного устройства важно учитывать его совместимость с вашим аккумулятором. Два основных фактора — это напряжение и химия, а также ёмкость и время зарядки.

Напряжение и химия

Литий-ионные аккумуляторы выпускаются с различными напряжениями и химическим составом — литий-железо-фосфатные (LiFePO4), литий-марганцевые (LiMn2O4) и литий-кобальтовые (LiCoO2) — одни из распространённых. Хотя все они литий-ионные, не все зарядные устройства совместимы с каждым типом.

Чтобы выбрать правильное зарядное устройство, проверьте спецификации аккумулятора и убедитесь, что зарядное устройство подходит по напряжению и химии. Зарядка аккумулятора неправильным напряжением или химией может вызвать необратимое повреждение, снизить ёмкость и срок службы или даже создать угрозу безопасности.

Аналогично, важны и коммуникационные возможности зарядного устройства — они должны быть высококлассными. Кстати, зарядные устройства One Pointech оснащены протоколами 485 или CAN, что позволяет им легко интегрироваться с более широкой системой хранения энергии.

Ёмкость и время зарядки

Во-вторых, разные аккумуляторы имеют разную ёмкость, что влияет на время зарядки и тип необходимого зарядного устройства. Ёмкость измеряется в ампер-часах (Ah) и указывает на количество энергии, которое может хранить аккумулятор. Проверьте характеристики вашего аккумулятора, чтобы определить его ёмкость и рекомендуемое время зарядки.

Убедитесь, что выбранное зарядное устройство может справиться с ёмкостью вашего аккумулятора и зарядить его за рекомендованное время. Например, аккумулятор 1000mAh с зарядным устройством на 500mA будет заряжаться примерно 2 часа. Перезарядка или использование зарядного устройства недостаточной ёмкости может сократить срок службы и производительность аккумулятора, а также привести к преждевременному выходу из строя.

Требования к зарядке

При выборе зарядного устройства нельзя игнорировать требования к зарядке вашего аккумулятора. Три основных фактора: скорость зарядки, количество аккумуляторов и встроенные функции безопасности.

Скорость зарядки

Для некоторых пользователей это не решающий фактор. Но если у вас бизнес с плотным графиком, скорость зарядки может повлиять на ваши цели. Быстрое зарядное устройство помогает повысить производительность и сократить простои, особенно если нужно заряжать несколько аккумуляторов. В зависимости от потребностей вам может понадобиться устройство, заряжающее быстро, или наоборот — медленнее и бережнее, чтобы сохранить срок службы батареи.

Скорость зарядки измеряется в амперах (A) или миллиамперах (mA). Выбор в конечном счёте зависит от ваших потребностей и целей.

Количество аккумуляторов

Во-вторых, сколько аккумуляторов вы хотите заряжать? Некоторые зарядные устройства рассчитаны на один аккумулятор за раз, другие могут заряжать несколько одновременно. Если у вас несколько устройств на литий-ионных аккумуляторах, устройство, работающее с несколькими батареями, сэкономит время, хлопоты и деньги.

Функции безопасности

Наконец, рассмотрите функции безопасности зарядного устройства. Некоторые модели имеют встроенную защиту от перенапряжения (OVP), перегрузки по мощности (OPP), перегрузки по току (OCP), короткого замыкания (SCP), перегрева (OTP), провалов напряжения (BOP) и обратного тока (RCP). Эти функции предотвращают повреждение аккумулятора и снижают риск несчастных случаев.

Если зарядное устройство не имеет встроенной защиты от перезарядки, аккумулятор может нагреться и даже взорваться, а короткое замыкание может повредить и аккумулятор, и зарядное устройство.

Портативность и удобство

Далее — портативность и удобство. Эти два фактора особенно важны, если у вас бизнес с большими банками зарядных устройств.

Размер и вес зарядного устройства

Размер и вес играют значительную роль в портативности. Если нужно заряжать аккумуляторы в дороге, например, в путешествии, компактное и лёгкое устройство — лучший выбор. Лёгкое портативное устройство также удобно для сотрудников, работающих в поле или носящих несколько зарядных устройств.

С другой стороны, если у вас большие аккумуляторы, размер и вес тоже будут большими.

Варианты зарядки

Некоторые зарядные устройства предлагают несколько вариантов: USB, беспроводная зарядка или от розетки, что даёт больше гибкости и контроля. Будьте осторожны: хотя некоторые устройства предлагают разные варианты, их производительность может снижаться при изменении условий.

Долговечность и качество сборки

Прочное и долговечное зарядное устройство выдерживает падения и удары, служит дольше и не требует частой замены. С другой стороны, устройство из некачественных материалов или без защиты от суровых условий быстро выйдет из строя.

Говоря о долговечности, нужно проверить качество материала, рабочую температуру окружающей среды и, наконец, влагозащиту. Последняя должна быть не ниже IP65.

Удобство использования

Не все понимают технические детали зарядки аккумуляторов. Если вы — или ваши клиенты, если вы бизнес — не слишком разбираетесь в технологиях, рассмотрите удобные зарядные устройства с понятными инструкциями. Это снижает количество ошибок и позволяет клиентам использовать их без посторонней помощи.

Топологии зарядки, используемые в литий-ионных зарядных устройствах

Это техническая часть, но она требует внимания. При зарядке литий-ионных аккумуляторов используются несколько топологий (методов) зарядки, каждая со своими характеристиками и применениями.

Топология постоянного тока (CC) — самая распространённая. Она подаёт постоянный ток до достижения определённого уровня напряжения, обычно около 4.2V на элемент. Эта топология эффективна и подходит для быстрой зарядки. CC обычно используется в портативных электронных устройствах: смартфонах, планшетах, ноутбуках.

Другой метод — топология постоянного напряжения (CV), обычно используемая вместе с CC. Когда напряжение достигает рекомендуемого уровня, зарядное устройство переключается в режим постоянного напряжения: напряжение стабильно, а ток постепенно уменьшается до полной зарядки. Эта топология подходит для зарядки аккумуляторов большой ёмкости, таких как электромобили, электроинструменты и промышленное оборудование. Доказано, что метод CV играет роль в поддержании здоровья аккумулятора в долгосрочной перспективе.

Существует также топология импульсной зарядки. Она подаёт короткие импульсы высокого тока с периодами отдыха. Импульсная зарядка полезна для восстановления аккумуляторов, которые долго не использовались, так как может разрушить сульфатацию и восстановить ёмкость. Наиболее распространённые применения включают резервные источники питания и системы резервного копирования.

Цена и ценность

Теперь часть, которая может решить исход сделки, — цена и соотношение цены и качества. На рынке есть разные типы зарядных устройств, и у каждого своя цена. Вы можете найти удивительно дешёвые устройства, а некоторые будут стоить дороже. Однако важно учитывать не только первоначальную стоимость, но и долгосрочную ценность. Например, более дорогое устройство с более высокой эффективностью может сэкономить деньги в долгосрочной перспективе за счёт снижения затрат на электроэнергию или более длительного срока службы.

Также важно помнить, что самый дешёвый вариант не всегда лучший. Некачественное зарядное устройство может повредить аккумулятор, сократить его срок службы и производительность, что приведёт к более частой замене. Даже если цена выше, инвестиции в качественное устройство могут быть более экономичным решением. Важно найти баланс между ценой и ценностью при выборе.

Приверженность бренда исследованиям и разработкам

Наконец, инвестирует ли выбранный бренд в свои исследования и разработки? Хотя многие упускают это из виду, это важный фактор. Когда вы выбираете бренд, который следит за новейшими достижениями в сфере технологий, вы получаете надёжные продукты с лучшим соотношением цены и качества.

В One Pointech мы особенно привержены исследованиям и разработкам, что позволяет нам опережать конкурентов. Например, все наши зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов — передовые, с новейшей технологией мягкого резонансного переключения. Поскольку в литий-ионных зарядных устройствах есть преобразование AC в DC, могут возникать некоторые потери. Однако с нашей технологией мягкого резонансного (SR) переключения это переключение мягкое, без потерь и гарантирует более высокую эффективность до 96%.

Индивидуальные зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов