Главная › Новости

Эксплуатация аккумуляторных батарей, особенности эксплуатации

Опубликовано: 02.12.2018

Не для кого не секрет, производителям PC, ноутбуков, смартфонов, рентабельно, если аккумулятор меняется неоднократно. Следуя некоторым советам можно сохранить срок службы батареи. Особенности эксплуатации литиевых аккумуляторов и особенности эксплуатации ионно-литиевых аккумуляторов.

Основной характеристикой аккумуляторной батареи является емкость. На источнике питания имеются значения.

Ёмкость указанная на аккумуляторе — сумма полных (заводских) ёмкостей каждого элемента питания (На аккумуляторе указывается в mAh либо в Wh (миллиАмпер-час), в программах мониторинга выводится в mWh (миллиВатт-час))

1mW(h)=V*(mAh/1000)

Если взять к примеру батареи выше на картинке, то получим её полную ёмкость:

3,7*(1550/1000)=5,735 (Вт(ч))

Номинальная ёмкость — ёмкость, зафиксированная управляющим устройством ноутбука в момент 100% зарядки. Со временем значение номинальной емкости будет уменьшаться.

Процент износа батареи — разница в процентах между паспортной ёмкостью и номинальной ёмкостью.

Фактическая ёмкость — ёмкость на данный момент фиксирования.

Номинальное напряжение аккумулятора — номинальное напряжение одного литий-полимерного аккумулятора равняется 3.7V.

Количество элементов — количество элементов питания и их номинальная ёмкость в аккумуляторе. Может быть 4-cell, 6-cell, 8-cell, 9-cell и т.д. комбинации. Чем больше Li-ion элементов питания в батарее, тем она больше в размерах. Типовые значения ёмкостей элементов: 1500, 1700, 2200, 2400, 2600, 2800 mAh.Не для кого не секрет, производителям PC, ноутбуков, смартфонов, рентабельно, если аккумулятор меняется неоднократно. Следуя некоторым советам можно сохранить срок службы батареи. Особенности эксплуатации литиевых аккумуляторов и особенности эксплуатации ионно-литиевых аккумуляторов.

По большому счету в бытовой технике теперь применяются четыре типа аккумуляторов- NiCd (никель-кадмиевые), NiMH (никель-металл-гидридные), LiIon (литий-ионные) и LiPol (литий-полимерные). У них различные свойства, они не равнозначны.

Теперь самыми зачастую используемыми для ноутбуков батареями являются литий-ионные – Li-Ion

Основной характеристикой аккумуляторной батареи является емкость. На источнике питания имеются значения.

Ёмкость указанная на аккумуляторе — сумма полных (заводских) ёмкостей каждого элемента питания (На аккумуляторе указывается в mAh либо в Wh (миллиАмпер-час), в программах мониторинга выводится в mWh (миллиВатт-час))

1mW(h)=V*(mAh/1000)

Если взять к примеру батареи выше на картинке, то получим её полную ёмкость:

3,7*(1550/1000)=5,735 (Вт(ч))

Номинальная ёмкость — ёмкость, зафиксированная управляющим устройством ноутбука в момент 100% зарядки. Со временем значение номинальной емкости будет уменьшаться.

Процент износа батареи — разница в процентах между паспортной ёмкостью и номинальной ёмкостью.

Фактическая ёмкость — ёмкость на данный момент фиксирования.

Номинальное напряжение аккумулятора — номинальное напряжение одного литий-полимерного аккумулятора равняется 3.7V.

Количество элементов — количество элементов питания и их номинальная ёмкость в аккумуляторе. Может быть 4-cell, 6-cell, 8-cell, 9-cell и т.д. комбинации. Чем больше Li-ion элементов питания в батарее, тем она больше в размерах. Типовые значения ёмкостей элементов: 1500, 1700, 2200, 2400, 2600, 2800 mAh.

Battery Management and Monitoring Systems (BMS) — электронная система, которая управляет зарядом батареи, путем мониторинга состояния, расчёта вторичных данных, защитой аккумулятора. Включает в себя контроллер зарядки в ноутбуке и программную составляющую BIOS и ОС.

Управляющее устройство батареи измеряет:

Напряжения пиковое

Температуры средняя, минимальная, максимальная

Уровня заряда

Состояния батареи износ, вероятность выхода из строя аккумулятора

Количество циклов заряд\\разряд

Защита от:

Перегрева

Переохлаждения

Перезаряда отключение контроллером подачи напряжения при полном заряде

Переразряда при полном разряде будет невозможна зарядка батареи

КЗ

Превышения потребляемого тока

Т.е по сути защита от перегрева и перезаряда, спасает от возгорания, невозможности в дальнейшем полностью зарядить аккумулятор.

В какой мере плохо для аккумулятора, когда ноутбук изо дня в день подключен к сети? Иногда (~1-2 раза в неделю) работает от аккумуляторов.

Это не плохо, работать можно не колеблясь от адаптера и ни о чем не думать! Впоследствии полной зарядки литиевого аккумулятора, схема защиты автоматически отключает его от зарядного устройства. Следовательно перезарядить литиевый источник не по силам. И подсоединенный преобразователь питания к ноутбуку, никоим образом не повлияет на время эксплуатации батареи.

Не нужно отключать преобразователь питания от ноутбука при достижении батареей полной зарядки. За вас это сделает схема защиты, которая в обязательном порядке присутствует в каждой литиевой батареи. В народе схему защиты обыкновенно называют контроллером или управляющим устройством. Основная дилемма сих схем защиты заключается в следующем, они предостерегают батареи от перезарядки и перегрева, о чём написано выше.

Для батареи температуры 50-70˚С уже считаются высокими. В таких случаях, рано или поздно компоненты ноутбука весьма греются (во время игры в частности), легче извлекать батарею. Длительное и многомесячное влияние высоких температур могут отрицательно повлиять на работоспособности элементов питания аккумулятора.

На сильном холоде токоотдача аккумулятора серьёзно уменьшается, а саморазряд-увеличивается. Оттого предварительно батарею требуется свести до комнатной температуры.

Следовательно лучшие условия для работы аккумулятора –это температура приблизительно 0 до 30 градусов, в этом диапазоне отклонение характеристик аккумулятора не критично и не сильно приметно.

Не целесообразно дожидаться полной разрядки!

Батарея «не любит» разрядов, это во-первых. Во-вторых, фактическим концом одного рабочего цикла и началом другого является падение напряжения на элементах аккумулятора до 3,2 вольт.(рабочие границы 3,2В=0%, ~4,2=100%) Тем самым, полным разрядом акумулятора вы старательно отнимаете у него по одному рабочему циклу. Самое неприятное на этом месте то, что у литиевых аккумуляторов точка соприкосновения кол-во рабочих циклов, примечательно ниже, чем у батарей старый поколений (никелевых, в частности).

Для того, что бы не наступили необратимые последствия в литиевой батареи, нижний предел разряда вынужден быть не ниже 20% от общей ёмкости. Это как раз и соответствует 2-5%, отображаемых в интерфейсе Windows.

BMS (Battery Manegement System) — система управления батареей — электронный устройство, определённый безусловно ставится на каждую аккумулятор для контроля процесса заряда-разряда батареи, продвинутые BMS в свою очередь имеют логику для определения температуры, количества зарядов/разрядов, оценку вероятности выхода из строя аккумулятора. В основном, задача BMS заключается в контроле напряжения на аккумуляторе и шунтировании токов при достижении граничных пределов, в свою очередь может контролироваться температура элемента. Для избега ния выхода из строя литий-ионного аккумулятора при полной его разрядке надлежит немедля зарядить его, то есть BMS не позволит возникнуть заряду если напряжение на элементе упадет ниже определенного порога из-за саморазряда батареи по соображениям безопасности.

Учитывая то, что ток саморазрядки литиевого аккумулятора сильно ничтожный (5-10% в месяц), особой разницы между подключением к ноутбуку адаптера питания сразу или через какое-то время, нет.

Заметно, что 80% своей ёмкости накопитель достигает как раз спустя приблизительно 500 циклов заряда/разряда.

В процессе эксплуатации и циклов частичного разряда-заряда в контроллере накапливается погрешность, в следствии чего батарея может значиться быть не полностью заряжена, т.e управляющее устройство думает что батарея заряжена на 100% а на самом деле батарея заряжена, к примеру, на 95% Соответственно для того что бы сберегать аккумулятор заряженным на 100% надо откалибровать управляющее устройство (в отдельных случаях подобный пункт присутствует в BIOS ноутбука (пункт smart battery calibration , и обычно он расположен в меню power management), в современных моделях встречается довольно редко. Тогда можно разрядить батарею едва-лишь до упора и после дозарядить. Современные аккумуляторные Li-ion батареи способны предоставить до 1000 (а то и значительнее) полных циклов разряд/заряд.

Калибровка батареи — это по сути калибровка контроллера. Ввиду этого цифры и меняются, а реальное время работы остается прежним. В данной статье не описан процесс калибровки, т.к он происходит по разному.

Хранение батареи.

На случай если батарею нужно снять-то беречь её нужно при комнатной температуре с уровнем заряда в ~35-40% в сухом месте. Так будет сохранена максимальная ёмкость батареи максимально возможный промежуток времени. Но если батарея лежит долгое время, её ёмкость помаленьку уменьшается. Процесс данный называется “саморазряд”. Периодически, в 2-3 месяца можно делать цикл заряд\\разряд. Максимальный темп саморазряда достигается за первые день \»простоя\» аккумулятора, после снижается до 4-6% за первоначальный месяц и 2-4% за последующие. (Выходить в основном из-за выделения кислорода на \»+\» электроде. Управляющее устройство в батарее в свою очередь потребляет небольшую долю заряда аккумулятора).

Сберегать целиком заряженную или полностью разряженную батарею невозможно, особенно, когда есть перепады температур окружающего воздуха- через какое-то время вы получайте мёртвую батарею. При сильной жаре, и при сильном холоде проводить полную разрядку, зарядку батареи не рекомендуется, процесс попросту не будет проведён полноценно, а управляющее устройство по ошибке зафиксирует не верное состояние батареи.

Значительное снижение времени автономной работы может быть поводом для замены батареи. Износ батареи ноутбука можно посмотреть в программах: Everest, PCWizard, BatteryBar, BatteryCare и др.

(Просмотрено 4358 раз)