Suojatut vs suojaamattomat litiumakut: Opas

Johdanto

Kun hankit litiumionikennoja tuotetta tai laitetta varten, ostajat kohtaavat nopeasti kaksi versiota siitä, mikä näyttää samalta solulta: suojattu ja suojaamaton. Tyypillinen vertailu Keeppowerilla on Pidä Power P1835J 3500 mAh suojattuna 18650 a vastaan Panasonic NCR18650GA 3500mAh 10A kenno vastaavan kapasiteetin. Ero ei ole energia – molemmat noin 3500mAh. Erona on turvaelektroniikka. Tämä opas selittää, kuinka suojapiiri toimii, missä kukin vaihtoehto on paras, ja kuinka valitset suojattujen ja suojaamattomien litiumakkujen välillä suunnitteluasi varten.

Mikä on suojattu litiumakku?

Suojattu litiumakku on tavallinen sylinterimäinen kenno, johon on lisätty suojapiirimoduuli (PCM) hitsattu siihen, yleensä pienenä PCB:nä negatiivisessa tai positiivisessa päässä. PCM käyttää erillistä suojauspiiriä – Keeppower suojatuissa soluissa IC on japanilaista – ja valvoo jatkuvasti jännitettä, virta- ja oikosulkuolosuhteet. Jos raja ylittyy, piiri katkaisee kennon vaurioiden estämiseksi.

Edustajalla Keeppower P1835J suojattu 18650, sisäänrakennettu turvapiiri tarjoaa ylilatauksen, ylipurkaus, ylivirta- ja oikosulkusuojaus. Kenno tuottaa tyypillisen 3500 mAh:n (vähintään 3350 mAh) nimellisjännitteellä 3,6/3,7 V, latautuu enintään 4,2 V:iin ja katkaisee 2,5 V:n jännitteen, yli 500 lataus-purkausjaksot Keeppower-tuotesivuilla. Koska PCB lisää pituutta, suojattu solu mittaa noin 18.6 x 69.1 mm – hieman pidempi kuin paljas kenno, josta se on rakennettu. Koko valikoima on selattavissa osoitteessa klassiset suojatut akkuluokat ja selitetty kohdassa Pidä virtasuojattu litiumioniakkujen opas.

Mekaanisesti, suojatussa kennossa on pieni jäykkä suojapiirilevy, joka on hitsattu yhteen päähän, Tästä syystä solu toimii hieman kauemmin kuin sen paljas vastaava. Ostajat voivat myös määrittää terminaalin yläosan tyylin – litteä yläosa tai nappipäällinen – riippuen siitä, tarvitseeko laite positiivisen kontaktinapin, suurimman purkausvirran rinnalla, yksityiset merkinnät ja pakkaaminen, Keeppower-tuotesivujen mukaan. Näillä vaihtoehdoilla on merkitystä, kun suojattu kenno on pudottava olemassa olevaan taskulamppu- tai instrumenttiosastoon tiukasti vältyttynä.

Kuinka suojapiiri toimii

Jännitteen kynnysarvot

Litiumionikennot viihtyvät parhaiten kapean jänniteikkunan sisällä. Lataus ylärajan yli rasittaa katodia ja vaarantaa turpoamisen; tyhjennys alarajan alapuolelle vaurioittaa kapasiteettia pysyvästi. Suojattu kenno katkeaa siksi yli- ja ylilatauksen yhteydessä. Yksisoluisella tasolla, Pidä virta suojattuna 18650s käyttää 4,2 V:n enimmäislatausta ja 2,5 V:n purkauksen katkaisua (Keeppower-tuotesivujen mukaan).

Pakettitason PCM:t tekevät saman työn solua kohden tiukemmilla marginaaleilla. Keeppowerin 4S-1548 suojakortti, esimerkiksi, asettaa ylilataussuojan kohtaan 4.27 +/- 0.025V per solu, ylipurkaussuojaus klo 2.3 +/- 0.05V per solu, purkaus ylivirtasuojaus klo 10 +/- 5A ja a 20 +/- 3 millisekunnin viive, ja oikosulun havaitseminen klo 300 +/- 200 mikrosekuntia – Keeppower-tuotesivujen mukaan. Täydellinen PCM-valikoima löytyy PCM-suojauslevyluokka.

Mitä se itse asiassa estää

Päivittäin PCM suojaa neljää vikatilaa. Ylilataussuoja estää kennon työntämisen turvallisen huippujännitteen yläpuolelle. Ylipurkaussuoja estää sen tyhjentymisen paluupisteen alapuolelle. Ylivirtasuoja katkaisee raskaat kuormat, joihin kennoa ei ole suunniteltu. Oikosulkusuojaus reagoi lähes välittömästi, kun liittimet vahingossa silloitetaan. Loppukäyttäjälaitteille, kuten taskulamput, tästä syystä suojattujen solujen olemassaolo – katso kuinka suojatut taskulamppuakut estävät ylilatauksen ja oikosulun.

Mikä on suojaamaton (Paljas) Cell?

Suojaamattomassa tai paljaassa solussa ei ole piirilevyä. Se on kennonvalmistajan toimittama litiumionikenno, optimoitu suorituskykyyn loppukäyttäjien turvallisuuden sijaan. Keeppowerin listaama Panasonic NCR18650GA on tyypillinen esimerkki: nimellisjännite 3,6/3,7 V ja 3500 mAh (vähintään 3350 mAh), jatkuva maksimipurkaus 10A, paino alle 49,5g, CC-CV lataus klo 4.20 +/- 0.03V, lataus välillä +10 ja +45 celsiusastetta, purkaminen välillä -20 ja +60 celsiusastetta, ja varastointi välillä -20 ja +50 celsiusastetta – kaikki Keeppower-tuotesivuja kohti. Suuremman kapasiteetin paljaat solut, kuten Säilytysteho 18650-4000LD 4000mAh kenno noudata samaa filosofiaa.

Kompromissi on selvä: paljas kenno tarjoaa enemmän purkauskykyä ja ohuemman rungon, mutta se on täysin riippuvainen laturista, laitteen laiteohjelmisto, tai pakkaustason BMS/PCM suojausta varten. Käytä sitä ilman mitään näistä, ja solu – ja tuotteesi – on paljastettu.

Suojattu vs suojaamaton: Vierekkäinen vertailu

Kumpi kannattaa valita?

Valitse suojattu solu Milloin

Valitse suojattu akku, kun lopputuotteena on yksikennoinen tai yksinkertainen laite, jota käyttävät ei-teknikot – taskulamput, ajovalot, langattomat anturit, tai vähittäiskaupan vaihtosolut. PCM tekee solusta turvallisen käsitellä, turvallinen jälkimarkkinalaturissa, ja anteeksi käyttäjien virheet. Se poistaa myös tarpeen suunnitella ja sertifioida oma suojalogiikkasi yksisolutasolla.

Valitse paljas solu Milloin

Valitse suojaamaton solu, kun rakennat monisolupakettia, jossa on oikea PCM tai BMS, tarvitsevat suurimman jatkuvan purkauksen (NCR18650GA-luokka saavuttaa 10A), tai niissä on tiukka mekaaninen kuori, jossa suojatun piirilevyn ylimääräisellä millimetrillä on merkitystä. Tässä skenaariossa, pakkaustason kortti tekee valvontatyön ja sen kopioiminen jokaiseen soluun kuluttaisi tilaa ja rahaa. Keeppower's mukautettuja akkuohjelmia on rakennettu juuri tämän työnjaon ympärille.

Lämpötilasuoja vaativiin ympäristöihin

Kahden ääripään välissä on hyödyllinen keskitie: lämpösuojatut kennot. Keeppower's lämpötilasuoja-akkusarja lisää lämpösuojan vakio-PCM:n päälle, ja säätökulma on peitetty lämpösuojatut litiumakut ja EU-turvallisuus. Tällä on merkitystä tuotteille, jotka latautuvat huonosti tuuletetuissa koteloissa tai sijaitsevat lämmönlähteiden lähellä.

Yleiset virheet vältettävät

Kolme virhettä toistuu. Ensimmäinen, paljaan solun laittaminen kuluttajalaitteeseen, joka odottaa suojaa – laite voi ylilataa kennon. Toinen, suojattujen solujen sijoittaminen mukautettuun pakettiin, jossa on jo BMS – lisäät pituutta, hinta ja toinen suojakerros ilman hyötyä. Kolmas, katkaisujännitteen huomioimatta: käyttää kennoa toistuvasti alle 2,5 V:n (tai sallimalla paljaan solun turvallisen alarajan alapuolelle) on nopein tapa lyhentää syklin käyttöikää. Päätä suojausarkkitehtuuri kerran, järjestelmätasolla, ja spesifiset solut vastaavat.

Suojattujen ja suojaamattomien solujen hankinta yhdeltä valmistajalta

Integroidun toimittajan käytännön etu on suojatut solut, paljaat solut, suojalevyt ja laturit tulevat kaikki samasta luettelosta. Keeppower varastoi suojattuja sylinterimäisiä kennoja koko 10440 kohtaan 26650 alue, korkeapurkausiset paljaat kennot, jotka on luokiteltu C-nopeuden mukaan, PCM-suojalevyt 1S-4S-pakkauksille, ja latureita, kuten L4 älykäs laturi joka hoitaa 18650, 21700 ja 26650 solut vierekkäin. Tämä johdonmukaisuus yksinkertaistaa kelpuutusta: suojauslogiikka, testiraportit ja asiakirjat suojatun vähittäismyyntikennon ja paljaista kennoista kootun pakkauksen takana ovat peräisin samalta suunnittelutiimiltä. Aiheeseen liittyvää taustaa on saatavilla OEM-suuntautuneessa Keskustelu suojatuista vs suojaamattomista litiumakuista ja omistettu suojattu vs suojaamaton 18650 akun vertailu.

FAQ

Ovatko suojatut akut fyysisesti suurempia kuin suojaamattomat?

Kyllä. Suojauspiirilevy lisää muutaman millimetrin pituutta. Keeppower P1835J suojattu 18650 toimenpiteet noin 69.1 mm pituus verrattuna karkeasti 65 mm vastaavalle paljaalle kennolle, joten tarkista aina mekaaninen välys ennen kuin vaihdat suojatun ja suojaamattoman version välillä.

Voinko käyttää suojaamatonta 18650 taskulampussa?

Yleensä ei. Useimmat kuluttajien taskulamput luottavat solun omaan suojapiiriin, koska valonohjain ei toteuta täyttä solusuojausta. Käytä suojattua kennoa, ellei laitteen ohjekirjassa nimenomaisesti mainita, että se vaatii korkeapurkauksen paljaan kennon ja sillä on oma suojaus.

Vähentääkö suojapiiri kapasiteettia?

Minimaalinen. P1835J-suojattu kenno tuottaa edelleen tyypillisen 3500 mAh:n (vähintään 3350 mAh), olennaisesti sama kuin paljas solu, josta se on rakennettu, koska PCB kuluttaa mitättömän vähän energiaa. Päärangaistukset ovat pituus, pieni painon nousu ja hinta.

Kuinka nopeasti suojakortti reagoi oikosulkuun?

Keeppower PCM -tuotesivujen mukaan, 4S-1548 suojakortti havaitsee oikosulun noin 300 mikrosekuntia ja katkeaa. Ylivirtasuoja laukeaa noin 20 millisekuntia nykyisestä tasosta riippuen. Nämä reaktioajat estävät terminaalisten siltojen muodostumisen lämpötapahtumaksi.

Tarvitsevatko suojatut akut erityisen laturin?

Ei. Suojatut kennot latautuvat tavallisten CC-CV-litiumionilaturien kautta; PCM puuttuu vain, kun rajat ylitetään. Hyvä käytäntö on edelleen käyttää laadukasta älykästä laturia, joka on sovitettu kennokemiaan.

Mikä Keeppower suojattu 18650 pitäisikö minun aloittaa?

The Pidä Power P1835J 3500 mAh suojattuna 18650 on viitesuojattu malli: 3500mAh tyypillistä, sisäänrakennettu ylilataus/ylipurkaus/ylivirta/oikosulkusuoja, ja yli 500 syklit. Erittäin korkean purkauksen suojattuihin tarpeisiin, 15A-luokiteltu P1830RC on seuraava askel eteenpäin samassa perheessä.