ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Батареи из литий-ионных аккумуляторов из "Герметичные химические источники тока" Аккумуляторы работоспособны при температуре от -20 до +60 С. В диапазоне температур выше О °С емкость при токе разряда 0,5 С практически не снижается, при -10 она не ниже 0,85 С , при -20 - не ниже 0,5 С . [c.183] Учитывая, что уже реально продемонстрированы возможности создания литий-полимерных аккумуляторов в широком диапазоне емкостей, и тот факт, что при всех стандартных тестах на безопасность эксплуатации (перезаряд, форсированный разряд, короткое замыкание, вибрация, раздавливание и протыкание гвоздем) они имеют значительно более высокие показатели по сравнению с литий-ионными с жидким электролитом, перспективы серьезного расширения их производства и использования в самых разнообразных областях техники не вызывают сомнений. [c.183] В малогабаритной аппаратуре используются обычно батареи с напряжением, обеспечиваемым цепочкой из 2-3 аккумуляторов. Для увеличения мощности батареи соединяют параллельно несколько аккумуляторов или цепочек. [c.183] Проблема замены таких батарей, если они выходят из строя раньше самой аппаратуры, решается в каждом случае по-своему, либо за счет ЗИПа, либо установкой другой батареи, собранной в какой-нибудь сервисной службе. В последнем случае серьезной проблемой является сборка батарей из аккумуляторов той же аккумуляторной компании, поскольку ведущие компании, производящие малогабаритные ЛИА, не поставляют их на российский рынок россыпью. Альтернативная продукция покупается чаще всего в Китае. [c.184] В этом случае вопросы, касающиеся разнообразия использованных электродных материалов, электрических характеристик литий-ионных аккумуляторов, гарантий качества, безопасности и долговечности, предлагается учитывать самому потребителю. Именно поэтому в предыдущих разделах мы пытались систематизировать доступную информацию и описать хотя бы качественно все сложности, которые ожидаются при эксплуатации литий-ионных батарей в разнообразных случаях их использования. [c.184] Литий-ионные батареи большой емкости и с большим напряжением могут быть реализованы в виде последовательной цепочки аккумуляторов большой емкости или в виде сложной системы параллельно-последовательных соединений аккумуляторов малой емкости (рис. 5.21). В обоих случаях необходима система внешней электронной защиты от перезаряда и переразряда отдельных аккумуляторов. [c.184] Система внешней электронной защиты батареи обязательно включает контроллеры, измеряющие напряжение каждого аккумулятора или блока из параллельно соединенных аккумуляторов, и ключ для размыкания цепи при перезаряде или переразряде в соответствии с рекомендациями производителя относительно предельных напряжений. Ключи обычно делают с использованием полевых транзисторов. Наиболее простая и распространенная система внешнем электронной защиты в батарее из малогабаритных аккумуляторов показана на рис. 5.22. [c.184] Для защиты от перегрева в самом аккумуляторе может быть установлен температурный предохранитель. А для контроля температуры батареи используются термисторы. Дополнительно рекомендуется включение таймера. [c.184] Для батарей из аккумуляторов большой емкости компания SAFT часто использует и чисто механические методы повышения безопасности разнесение элементов, систему пламегасящих каналов. [c.185] Зарубежные производители конструируют мощные батареи из модулей, каждый из которых обеспечивает напряжение не более 50 В. Модули включают ряд устройств электронного контроля (датчики температуры, напряжения и тока, обеспечение выравнивания характеристик аккумуляторов), а также систему терморегулирования (воздушное или жидкостное охлаждение). Батареи имеют контроллеры, осуществляющие контроль состояния заряженности аккумуляторов, температурный контроль, электронные устройства выравнивания характеристик модулей и электронику взаимодействия с внешней системой, для которой предназначено электропитание (рис. 5.23). [c.185] В России первые батареи большой мощности разработаны с использованием китайских аккумуляторов емкостью 27 и 150 Ач [94]. [c.185] При выборе схем соединения аккумуляторов в последовательнопараллельные цепи и способа обеспечения защиты аккумуляторов от перезаряда, переразряда и короткого замыкания, следует принимать решения, обеспечивающие наибольшую надежность и безопасность батареи. [c.185] При последовательном соединении аккумуляторов у аккумуляторов с наименьшей емкостью возникает опасность перезаряда, если нет индивидуального контроля напряжения каждого из них. При параллельном соединении аккумуляторов существенной оказывается разница их внутреннего сопротивления аккумулятор с меньшим сопротивлением будет заряжаться большим током. [c.185] Наибольшую безопасность эксплуатации обеспечивают батареи из наименее возможного количества аккумуляторов максимальной емкости из типоразмерного ряда, что позволяет минимизировать количество параллельных цепочек. А максимальную защиту обеспечивает индивидуальная защита каждого аккумулятора, а не группы. [c.186] Для увеличения ресурса циклируемой батареи рекомендуется периодическое выравнивание характеристик аккумуляторов. Чаще всего это осуществляется с помощью сопротивлений, которые шунтируют аккумулятор, достигший предельно допустимого напряжения. Выравниванию характеристик способствует и построение системы индивидуального заряда каждого аккумулятора. [c.186] Выравнивание целесообразно проводить после нескольких десятков циклов (в экспериментах SAFT увеличение начального разброса по емкости с 1,3 % до 4 % происходило после 35 полных циклов). [c.186] Отечественный опыт проектирования устройств контроля напряжения и температуры в батарее из нескольких литий-ионных аккумуляторов и выравнивания их напряжения в процессе заряда и разряда батареи описан в [95]. [c.186] При проектировании батарей повышенной емкости в различных достаточно ответственных приложениях следует помнить и о необходимости обеспечения одинакового температурного режима работы всех аккумуляторов батареи для того, чтобы не уменьшить ее ресурс. А при необходимости организации охлаждения батареи следует помнить о разнице процессов теплообмена в малогабаритных и мощных ЛИА разного конструктивного исполнения. [c.186] Вернуться к основной статье