Аккумулятор

Аккумуляторная батарея представляет собой набор любого количества (предпочтительно) одинаковых батарей или отдельных аккумуляторных элементов . ^[1]^[2] Они могут быть установлены последовательно, параллельно или комбинированно для обеспечения желаемого напряжения и тока. Термин «аккумулятор» часто используется в отношении беспроводных инструментов, радиоуправляемых игрушек для хобби и электромобилей с аккумулятором .

Компоненты аккумуляторных блоков включают отдельные батареи или элементы, а также межсоединения , обеспечивающие электропроводность между ними. ^[3] Аккумуляторные батареи часто содержат датчики напряжения и температуры, которые зарядное устройство использует для определения окончания зарядки. ^[4] Межсоединения также встречаются в батареях, поскольку они являются частью, соединяющей каждую ячейку, хотя чаще всего батареи располагаются только последовательно.

Когда блок содержит группы ячеек, соединенных параллельно, существуют разные конфигурации проводки, которые учитывают электрический баланс цепи. Система управления батареями иногда используется для балансировки ячеек, чтобы поддерживать их напряжение ниже максимального значения во время зарядки, чтобы позволить более слабым батареям полностью заряжаться, возвращая всю батарею в баланс. ^[5] Активная балансировка также может выполняться с помощью устройств балансировки аккумуляторов , которые могут передавать энергию от сильных ячеек к более слабым в режиме реального времени для лучшего баланса. ^[5] Хорошо сбалансированный пакет служит дольше и обеспечивает лучшую производительность. ^[6]^[1]

Для встроенного корпуса элементы выбираются и укладываются друг на друга с припоем между ними. Элементы прижимаются друг к другу, и импульс тока генерирует тепло для их спайки и сварки всех внутренних соединений элемента.

Расчет уровня заряда

SOC или уровень заряда — это эквивалент оставшегося количества топлива. SOC не может быть определен путем простого измерения напряжения, поскольку напряжение на клеммах батареи может оставаться практически постоянным до тех пор, пока она не будет полностью разряжена. В некоторых типах батарей удельный вес электролита может быть связан с состоянием заряда, но он не поддается измерению на типичных элементах аккумуляторной батареи и не связан с состоянием заряда на большинстве типов батарей. Большинство методов SOC учитывают напряжение и ток, а также температуру и другие аспекты процесса разряда и заряда, по сути, для увеличения или уменьшения в пределах заранее определенной емкости аккумулятора. ^[7]^[8] Более сложные системы оценки состояния заряда учитывают эффект Пейкерта , который связывает емкость аккумулятора со скоростью разряда. ^[9]

Преимущества

Преимуществом аккумуляторной батареи является простота ее замены в устройстве или извлечения из него. Это позволяет нескольким упаковкам продлить время работы, освобождая устройство для дальнейшего использования и заряжая удаленный аккумулятор отдельно.

Еще одним преимуществом является гибкость их конструкции и реализации, позволяющая использовать более дешевые высокопроизводительные элементы или батареи, которые можно объединить в блок практически для любого применения.

По окончании срока службы изделия батареи можно извлечь и утилизировать отдельно, что уменьшит общий объем опасных отходов.

Недостатки

Конечным пользователям зачастую проще отремонтировать или подделать аккумуляторы, чем запечатанную непригодную к эксплуатации батарею или элемент. Хотя некоторые могут посчитать это преимуществом, важно принимать меры предосторожности при обслуживании аккумуляторных батарей, поскольку они представляют собой потенциальную химическую, электрическую и пожарную опасность.

Power Bank

Power Bank или аккумуляторный банк — это портативное устройство, которое хранит энергию в аккумуляторе. Power Banks изготавливаются разных размеров и обычно основаны на литий-ионных батареях. Power Bank содержит аккумуляторные элементы и схему преобразователя напряжения. Внутренний преобразователь постоянного тока управляет зарядкой аккумулятора и преобразует напряжение аккумуляторной батареи в желаемое выходное напряжение. Заявленная емкость продукта во многих случаях основана на емкости внутренних элементов, однако теоретическое количество мАч, доступное для вывода, зависит от выходного напряжения. Схема преобразования имеет некоторые потери энергии, поэтому фактическая выходная мощность меньше теоретической. ^[10]^[11] Теоретическая емкость аккумулятора 3,7 В с выходным напряжением 5 В составляет 74% от номинала аккумулятора. RavPower RP-PB41 с заявленной емкостью 26 800 мАч, оцененная в журнале, имеет теоретическую емкость 19 832 мАч, хотя поставленная емкость составила 15 682 мАч, что составляет 78% от теоретического значения. Авторы объяснили разницу внутренним сопротивлением батарей и потерями преобразователя. ^[11] Печатная плата может содержать дополнительные функции, такие как защита от переразряда, автоматическое отключение и светодиоды индикации уровня заряда. ^[12]^[13] Банки питания могут обнаруживать соединение и автоматически включаться. Если текущая нагрузка находится ниже порогового значения, специфичного для модели, в течение определенного периода времени, внешний аккумулятор может автоматически отключиться. ^[14]

Некоторые блоки питания могут подавать питание по беспроводной сети , некоторые оснащены светодиодным фонариком для случайного освещения на близком расстоянии, когда это необходимо, а некоторые имеют функцию сквозной зарядки , которая позволяет подавать питание через USB-порты, одновременно заряжаясь . ^[15] Некоторые более крупные блоки питания имеют разъемы постоянного тока (или цилиндрические разъемы ) для более высоких требований к мощности, например, для портативных компьютеров .

Чехлы для батарей

Чехлы-аккумуляторы — это небольшие блоки питания, прикрепленные к задней стороне мобильного телефона, как футляр . Питание может подаваться через USB-порты для зарядки, ^[16] или по беспроводной сети . ^[17] Чехлы-аккумуляторы также существуют в виде держателей для фотоаппаратов, как это было в Nokia Lumia 1020 . ^[18] Для мобильных телефонов со съемной задней крышкой аккумуляторы повышенной емкости существуют . Это внутренние батареи большего размера, прикрепленные к специальной, более просторной задней крышке, заменяющей стандартную. Недостатком является несовместимость с другими чехлами для телефонов в прикрепленном виде. ^[19]

Аренда/обмен

В некоторых частях мира существуют киоски по аренде или подписке Power Bank. Клиенты платят за использование Power Bank в течение определенного периода времени и возвращают разряженный Power Bank в киоск. ^[20] В одном случае с брендом FuelRod он продавался по повышенной цене в различных парках развлечений с условием, что они получают привилегию бесплатного обмена в участвующих местах. ^[21] FuelRod решил прекратить свободный обмен в 2019 году, что привело к коллективному иску, в результате которого было достигнуто соглашение о том, что ранним пользователям будут предоставлены привилегии свободного обмена. ^[22]

Ограничения на авиаперелеты

Согласно правилам Федерального управления гражданской авиации США , аккумуляторы Power Bank в США не разрешается провозить в зарегистрированном багаже. Блоки питания емкостью до 100 Втч можно провозить в ручной клади, а аккумуляторы мощностью от 101 Втч до 160 Втч — с разрешения авиакомпании. ^[23]

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Хассини, Марван; Фон Хоэндорф Зегер, Педро; Редондо-Иглесиас, Эдуардо; Пелисье, Серж; Венет, Паскаль (27 октября 2023 г.). «Разброс емкости и влияние выбросов в аккумуляторе второго срока службы» . Конференция IEEE по силовым установкам и движению транспортных средств (VPPC) 2023 года . Милан, Италия. стр. 1–4. дои : 10.1109/VPPC60535.2023.10403384 . ISBN 979-8-3503-4445-5 . S2CID 267337334 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Ли, Вэй; Гарг, Ахил; Сяо, Ми; Пэн, Сюнбинь; Ле Фунг, Моя ссуда; Тран, Ван Ман; Гао, Лян (10 октября 2020 г.). «Методология интеллектуальной оптимизации аккумуляторной батареи для электромобилей: междисциплинарный взгляд» . Международный журнал энергетических исследований . 44 (12): 9686–9706. Бибкод : 2020IJER...44.9686L . дои : 10.1002/er.5600 . ISSN 0363-907X .
^ Харпер, Гэвин; Соммервилл, Роберто; Кендрик, Эмма; Дрисколл, Лаура; Слейтер, Питер; Столкин, Рустам; Уолтон, Аллан; Кристенсен, Пол; Гейдрих, Оливер; Ламберт, Саймон; Эбботт, Эндрю; Райдер, Карл; Гейнс, Линда; Андерсон, Пол (6 ноября 2019 г.). «Утилизация литий-ионных аккумуляторов электромобилей» . Природа . 575 (7781): 75–86. Бибкод : 2019Natur.575...75H . дои : 10.1038/s41586-019-1682-5 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 31695206 .
^ Симпсон, Честер (1995). «Зарядка аккумулятора» (PDF) . Национальные полупроводники .
^ Перейти обратно: ^а ^б Цао, Цзянь; Шофилд, Найджел; Эмади, Али (2008). «Методы балансировки аккумуляторов: комплексный обзор» . Конференция IEEE по силовым установкам и энергетическим установкам транспортных средств , 2008 г. стр. 1–6. дои : 10.1109/VPPC.2008.4677669 . ISBN 978-1-4244-1848-0 . S2CID 42399871 . Проверено 19 января 2024 г.
^ Дурайсами, Тирувонасундари; Калияперумал, Дипа (01.06.2020). «Активная балансировка ячеек для системы управления аккумуляторами электромобилей» . Международный журнал силовой электроники и приводных систем (IJPEDS) . 11 (2): 571. doi : 10.11591/ijpeds.v11.i2.pp571-579 . ISSN 2722-256X .
^ Шуо Пан; Фаррелл, Дж.; Цзе Ду; Барт, М. (2001). «Оценка заряда аккумулятора» . Материалы Американской конференции по контролю 2001 года. (Кат. № 01CH37148) . стр. 1644-1649 т.2. дои : 10.1109/ACC.2001.945964 . ISBN 0-7803-6495-3 . S2CID 57885701 . Проверено 19 января 2024 г.
^ Хассини, Марван; Редондо-Иглесиас, Эдуардо; Вене, Паскаль (19 июля 2023 г.). «Данные о литий-ионных батареях: от производства к прогнозированию» . Батареи . 9 (7): 385. doi : 10.3390/batteries9070385 . ISSN 2313-0105 .
^ «Оценка состояния заряда (SoC) аккумуляторного модуля LiFePO4 с использованием методов кулоновского счета с модифицированным Пейкертом» . doi : 10.1109/rICT-ICeVT.2013.6741545 . S2CID 5621134 . Проверено 19 января 2024 г.
^ Ян; Гу; Го; Чен (20 сентября 2019 г.). «Сравнительная оценка жизненного цикла мобильных аккумуляторов с литий-ионным аккумулятором и литий-ионно-полимерным аккумулятором» . Устойчивость . 11 (19): 5148. дои : 10.3390/su11195148 . ISSN 2071-1050 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Дяо, Вэйпин; Саксена, Саураб; Пехт, Майкл Г. (2020). «Анализ установленной мощности в Power Bank» . Доступ IEEE . 8 : 21326–21332. Бибкод : 2020IEEA...821326D . дои : 10.1109/ACCESS.2020.2969410 . ISSN 2169-3536 . S2CID 211055705 .
^ Раджа, Ганеша; Мадаан, Пушек (30 октября 2013 г.). «Power Bank – Power On The Go (Часть 1)» . Электронный дизайн . Проверено 21 июня 2023 г.
^ Раджа, Ганеша; Мадаан, Пушек (30 октября 2013 г.). «Power Bank – Power On The Go (Часть 2)» . Электронный дизайн . Проверено 21 июня 2023 г.
^ «Обнаружение портов для блоков питания» . Техасские инструменты. Апрель 2016 года . Проверено 13 сентября 2021 г.
^ «Как технология Pass Through позволяет творчески использовать аккумуляторы Power Bank» . РАВПауэр . 01.06.2018 . Проверено 06 сентября 2020 г.
^ Штейн, Скотт. «Обзор чехла Apple Smart Battery Case для iPhone 6S: устранение самого большого недостатка iPhone» . CNET .
^ «Руководство по использованию подставки Galaxy Note 7 S View и аккумуляторного блока» . Администрация Андроида . 2 августа 2016 г.
^ «IRL: Тестирование дополнительной ручки для камеры / чехла для аккумулятора Nokia Lumia 1020» . Engadget . 16 сентября 2013 г.
^ Клуг, Брайан (23 июля 2013 г.). «Обзор увеличенной батареи Samsung Galaxy S 4 ZeroLemon 7500 мАч» . Anandtech.com .
^ «Вы бы взяли напрокат пауэрбанк в дороге?» . Минтлаунж . 25 июля 2022 г. Проверено 21 июня 2023 г.
^ «Коллективный иск требует 5 миллионов долларов за портативные зарядные устройства, проданные в парках Disney, Universal и SeaWorld» . Новости Меркурия . 05.11.2019 . Проверено 21 июня 2023 г.
^ Таттл, Бриттани (10 июля 2020 г.). «Иск FuelRod завершен; «Основатели» все еще могут получать бесплатные обмены» . Журнал «Аттракционы» . Проверено 21 июня 2023 г.
^ Макиннис, Кейтлин (18 мая 2022 г.). «Что разрешено и что запрещено в ручной клади согласно правилам TSA» . CNN подчеркнул . Проверено 21 июня 2023 г.

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б Хассини, Марван; Фон Хоэндорф Зегер, Педро; Редондо-Иглесиас, Эдуардо; Пелисье, Серж; Венет, Паскаль (27 октября 2023 г.). «Разброс емкости и влияние выбросов в аккумуляторе второго срока службы» . Конференция IEEE по силовым установкам и движению транспортных средств (VPPC) 2023 года . Милан, Италия. стр. 1–4. дои : 10.1109/VPPC60535.2023.10403384 . ISBN 979-8-3503-4445-5 . S2CID 267337334 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[2] Ли, Вэй; Гарг, Ахил; Сяо, Ми; Пэн, Сюнбинь; Ле Фунг, Моя ссуда; Тран, Ван Ман; Гао, Лян (10 октября 2020 г.). «Методология интеллектуальной оптимизации аккумуляторной батареи для электромобилей: междисциплинарный взгляд» . Международный журнал энергетических исследований . 44 (12): 9686–9706. Бибкод : 2020IJER...44.9686L . дои : 10.1002/er.5600 . ISSN 0363-907X .

[3] Харпер, Гэвин; Соммервилл, Роберто; Кендрик, Эмма; Дрисколл, Лаура; Слейтер, Питер; Столкин, Рустам; Уолтон, Аллан; Кристенсен, Пол; Гейдрих, Оливер; Ламберт, Саймон; Эбботт, Эндрю; Райдер, Карл; Гейнс, Линда; Андерсон, Пол (6 ноября 2019 г.). «Утилизация литий-ионных аккумуляторов электромобилей» . Природа . 575 (7781): 75–86. Бибкод : 2019Natur.575...75H . дои : 10.1038/s41586-019-1682-5 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 31695206 .

[4] Симпсон, Честер (1995). «Зарядка аккумулятора» (PDF) . Национальные полупроводники .

[ieeexplore.ieee.org-5] Перейти обратно: ^а ^б Цао, Цзянь; Шофилд, Найджел; Эмади, Али (2008). «Методы балансировки аккумуляторов: комплексный обзор» . Конференция IEEE по силовым установкам и энергетическим установкам транспортных средств , 2008 г. стр. 1–6. дои : 10.1109/VPPC.2008.4677669 . ISBN 978-1-4244-1848-0 . S2CID 42399871 . Проверено 19 января 2024 г.

[6] Дурайсами, Тирувонасундари; Калияперумал, Дипа (01.06.2020). «Активная балансировка ячеек для системы управления аккумуляторами электромобилей» . Международный журнал силовой электроники и приводных систем (IJPEDS) . 11 (2): 571. doi : 10.11591/ijpeds.v11.i2.pp571-579 . ISSN 2722-256X .

[7] Шуо Пан; Фаррелл, Дж.; Цзе Ду; Барт, М. (2001). «Оценка заряда аккумулятора» . Материалы Американской конференции по контролю 2001 года. (Кат. № 01CH37148) . стр. 1644-1649 т.2. дои : 10.1109/ACC.2001.945964 . ISBN 0-7803-6495-3 . S2CID 57885701 . Проверено 19 января 2024 г.

[8] Хассини, Марван; Редондо-Иглесиас, Эдуардо; Вене, Паскаль (19 июля 2023 г.). «Данные о литий-ионных батареях: от производства к прогнозированию» . Батареи . 9 (7): 385. doi : 10.3390/batteries9070385 . ISSN 2313-0105 .

[9] «Оценка состояния заряда (SoC) аккумуляторного модуля LiFePO4 с использованием методов кулоновского счета с модифицированным Пейкертом» . doi : 10.1109/rICT-ICeVT.2013.6741545 . S2CID 5621134 . Проверено 19 января 2024 г.

[10] Ян; Гу; Го; Чен (20 сентября 2019 г.). «Сравнительная оценка жизненного цикла мобильных аккумуляторов с литий-ионным аккумулятором и литий-ионно-полимерным аккумулятором» . Устойчивость . 11 (19): 5148. дои : 10.3390/su11195148 . ISSN 2071-1050 .

[:1-11] Перейти обратно: ^а ^б Дяо, Вэйпин; Саксена, Саураб; Пехт, Майкл Г. (2020). «Анализ установленной мощности в Power Bank» . Доступ IEEE . 8 : 21326–21332. Бибкод : 2020IEEA...821326D . дои : 10.1109/ACCESS.2020.2969410 . ISSN 2169-3536 . S2CID 211055705 .

[12] Раджа, Ганеша; Мадаан, Пушек (30 октября 2013 г.). «Power Bank – Power On The Go (Часть 1)» . Электронный дизайн . Проверено 21 июня 2023 г.

[13] Раджа, Ганеша; Мадаан, Пушек (30 октября 2013 г.). «Power Bank – Power On The Go (Часть 2)» . Электронный дизайн . Проверено 21 июня 2023 г.

[14] «Обнаружение портов для блоков питания» . Техасские инструменты. Апрель 2016 года . Проверено 13 сентября 2021 г.

[15] «Как технология Pass Through позволяет творчески использовать аккумуляторы Power Bank» . РАВПауэр . 01.06.2018 . Проверено 06 сентября 2020 г.

[16] Штейн, Скотт. «Обзор чехла Apple Smart Battery Case для iPhone 6S: устранение самого большого недостатка iPhone» . CNET .

[17] «Руководство по использованию подставки Galaxy Note 7 S View и аккумуляторного блока» . Администрация Андроида . 2 августа 2016 г.

[18] «IRL: Тестирование дополнительной ручки для камеры / чехла для аккумулятора Nokia Lumia 1020» . Engadget . 16 сентября 2013 г.

[19] Клуг, Брайан (23 июля 2013 г.). «Обзор увеличенной батареи Samsung Galaxy S 4 ZeroLemon 7500 мАч» . Anandtech.com .

[20] «Вы бы взяли напрокат пауэрбанк в дороге?» . Минтлаунж . 25 июля 2022 г. Проверено 21 июня 2023 г.

[21] «Коллективный иск требует 5 миллионов долларов за портативные зарядные устройства, проданные в парках Disney, Universal и SeaWorld» . Новости Меркурия . 05.11.2019 . Проверено 21 июня 2023 г.

[22] Таттл, Бриттани (10 июля 2020 г.). «Иск FuelRod завершен; «Основатели» все еще могут получать бесплатные обмены» . Журнал «Аттракционы» . Проверено 21 июня 2023 г.

[23] Макиннис, Кейтлин (18 мая 2022 г.). «Что разрешено и что запрещено в ручной клади согласно правилам TSA» . CNN подчеркнул . Проверено 21 июня 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]