Rambler's Top100
Поиск || Newlist || Newlist - о проекте || Newlist - форум || Newlist - Самиздат || Newlist - каталог
Политика || Рефераты || Металлургия || Медицина || Контрацепция ||Сад || Городок
 
К началу
О сайте
Карта проекта
Аккумуляторы
Зарядные устройства
Анализаторы
Вопросы и ответы
Литература
Полезные ссылки
Каталог ссылок
Словарь терминов
Поиск
Рекламодателям
Для авторов

Попробуй подписаться !
Аккумуляторы
для мобильных устройств:
проблемы и решения

Рассылки Subscribe.Ru
Архив рассылки
Форум - задайте свой вопрос

 

Rambler's Top100

SpyLOG

Поставщик анализаторов аккумуляторов

Аккумуляторы.

Новинки||Гарантия||Устройство
Свинцово-кислотные||Никель-кадмиевые||Никель-металлгидридные||литий-ионные
Литий-полимерные||Топливные элементы||Методы заряда||Хранение||Защита
Восстановление||Дефекты||Советы-статьи||Для видеокамеры||И в автомобиле
 

Обманчивый зеленый свет

журнал "Mobile News Review" №1(4), 2000, с41.

Владимир Васильев vean@mail.ru

Не важно, что у вас в руках - сотовый или домашний беспроводной телефон, транковая радиостанция, видеокамера или даже цифровой фотоаппарат последней модели. В каждом присутствует аккумулятор и от его состояния зависит их нормальная работоспособность. Как известно любой аккумулятор требует периодической зарядки. И на первый взгляд - все просто: разрядился аккумулятор - подключай зарядное устройство и заряжай до готовности. Но в один прекрасный момент вы начинаете замечать, что время работы вашего полностью заряженного аккумулятора становится меньше, чем это было ранее. Как объяснить случившееся? Рассмотрим эту проблему и ее решение на примере аккумуляторов для сотового телефона.

Как известно по окончании заряда аккумулятора в обычном зарядном устройстве на нем загорается зеленый свет индикатора, указывая на то, что аккумулятор полностью заряжен и готов к работе. Или, если аккумулятор заряжается в телефоне, то он присущим ему способом просигнализирует об том. На основе этого вы полагаете, что ваш аккумулятор обладает полной емкостью и ему можно доверять на все 100 %.

Однако "зеленый свет" обычного зарядного устройства никоим образом не гарантирует достаточную (номинальную) емкость и исправность аккумулятора. Дело в том, что зарядное устройство заряжает (наполняет) аккумулятор энергией только до тех пор, пока есть куда наполнять, а количество запасенной аккумулятором энергии при этом никак не оценивается. В этом и состоит недостаток обычных зарядных устройств - они не определяют реальную емкость аккумулятора.

Наиболее простым и надежным способом определения запасенной аккумулятором энергии является его разряд нормированным током, численно равным значению его номинальной емкости. Тогда по времени разряда можно судить и о реальном значении емкости аккумулятора. Например, пусть аккумулятор имеет номинальную емкость 1000 мА*час. Тогда, если такой аккумулятор разряжать током 1000 мА, и время разряда до определенного изготовителем минимального порога напряжения будет составлять один час, то это означает, что данный аккумулятор обладает 100 % емкостью. Это упрощенное представление позволяет понять принцип оценки емкости, применяемый в специализированных анализаторах аккумуляторов, таких как, например, анализатор Cadex 7000. Практически же величина емкости нового или исправного аккумулятора колеблется от 80 до 110 % от номинального значения и зависит от большого числа факторов: от фирмы-изготовителя, условий и срока хранения, от технологии ввода в эксплуатацию, технологии обслуживания в процессе эксплуатации, используемых зарядных устройств, условий и срока эксплуатации и т.д.

Естественно возникает вопрос: почему аккумулятор постепенно становится неспособным принять во время заряда то количество энергии, на хранение которого он рассчитан?

Причина в том, что в процессе эксплуатации рабочее вещество внутри никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металл гидридных (NiMH) аккумуляторов постепенно меняет свою структуру в сторону уменьшения площади своей активной поверхности. Для иллюстрации этого процесса на рис. 1 схематично изображено 5 различных состояний одного и того же аккумулятора. Левый крайний аккумулятор - обладает 100 % емкостью. Его рабочее вещество имеет однородную, мелкодисперсную структуру и как следствие - максимальную площадь активной поверхности. Крайний правый - наихудший и имеет только 20 % от номинальной емкости. Его рабочее вещество частично кристаллизовалось, и площадь его активной поверхности значительно уменьшилась.

Рис. 1. Емкость аккумулятора в зависимости от состояния его рабочего вещества. А теперь посмотрим, как зависит время заряда и работы аккумулятора от его состояния.

На рис. 2 приведены четыре аккумулятора с различной номинальной емкостью и техническим состоянием. Аккумуляторы "B", "D" способны принять меньшее количество энергии из-за кристаллических образований и некоторых других явлений. Самый плохой из них - это аккумулятор "D"; зарядное устройство сообщит зеленым светом о его готовности примерно через 14 минут после начала зарядки. К сожалению, такой аккумулятор будет работать лишь в течение короткого промежутка времени. С другой стороны, аккумулятор "A" имеет самую высокую емкость и требует самого длительного времени заряда - 144 минуты. Эту особенность можно использовать на практике для грубой оценки емкости аккумулятора. Поэтому хотя бы иногда контролируйте, какое время проходит до появления зеленого света на вашем зарядном устройстве после того, как вы поместили в него полностью разряженный аккумулятор. И сравните это время, с тем, которое было раньше.

Рис. 2. Типовое время заряда и разряда аккумуляторов с различной номинальной емкостью и состоянием

А можно ли предотвратить или уменьшить потерю емкости аккумулятором, а если она все же произошла - то можно ли ее восстановить? Да - можно. Для этого необходима периодическая проверка емкости аккумуляторов на специальном оборудовании - анализаторе, который при необходимости выполняет восстановление его емкости. Но справедливо это только для никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металл гидридных (NiMH) аккумуляторов. Емкость аккумулятора, равная 100 %, - это идеальный, и довольно редкий случай на практике. Как правило, значение емкости, при котором аккумулятор считается исправным, для большинства областей применения аккумуляторов составляет 80 % от номинального значения. Если в результате проверки, было установлено, что емкость аккумулятора менее 80 %, то анализаторы аккумуляторов, способные проводить восстановительный цикл, переходят к нему. Восстановление аккумулятора заключается в его глубоком разряде по специальному алгоритму. При удалении оставшейся энергии из аккумулятора, структура его рабочего вещества возвращается к первоначальному состоянию, и аккумулятор, таким образом, восстанавливает свою способность накапливать заряд. Как правило, примерно 70 % NiCd и до 30 % NiMH аккумуляторов обычно восстанавливаются до способности к полноценной эксплуатации. Если такое обслуживание проводить регулярно (для NiCd аккумуляторов - один раз в месяц, а для NiMH - один раз в два месяца), и не нарушать правил эксплуатации аккумуляторов, то можно вплотную приблизиться к сроку эксплуатации аккумуляторов, заявленному изготовителем.

Однако следует отметить, что аккумуляторы с высоким саморазрядом или содержащие короткозамкнутые элементы, не могут быть восстановлены; как не могут быть восстановлены аккумуляторы, выработавшие свой ресурс или поврежденные при неправильной эксплуатации. На данный момент также нет практически реализованных, ориентированных на массовое применение, методов восстановления Li-ion аккумуляторов, так как происходящие в них процессы имеют другую природу. Поэтому цель их обслуживания заключается только в выявлении негодных аккумуляторов и выводе их из эксплуатации.

В контексте рассматриваемой проблемы нельзя не упомянуть о таком важном параметре аккумулятора как его внутреннее сопротивление. По своей сути это хранитель аккумулятора, который в значительной степени определяет длительность его работы. Например, аккумулятор может обладать достаточной емкостью и, тем не менее, при высоком внутреннем сопротивлении быть неработоспособным в сотовом телефоне. Проявляется это следующим образом: в момент посылки или приема вызова телефон отключается, причем настолько быстро, что при входящем вызове до подачи звонка дело даже не доходит и пользователь в недоумении - телефон был включен и вдруг выключен. А причина проста: в этот момент телефон начинает работать на передачу и потребляет от своего аккумулятора значительный ток, который создает дополнительное падение напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора. Это эквивалентно как бы последовательному включению между исправным аккумулятором и телефоном паразитного сопротивления, на котором в момент передачи падает некоторое напряжение. В результате самому телефону достается меньшее напряжение и срабатывает его схема отключения при пониженном питании. Обычные зарядные устройства этот параметр не контролируют, поэтому он обязательно должен измеряться при периодической проверке. Следует, однако, отметить, что отключение телефона в момент посылки или приема вызова, может быть также вызвано плохим прилеганием контактов аккумулятора к контактам телефона или их загрязнением.

Итак, для поддержания NiCd и NiMH аккумуляторов в исправном состоянии и достижения срока эксплуатации, определенного предприятием-изготовителем, а также для вывода из эксплуатации слабых аккумуляторов любой электрохимической системы, необходимо периодически проводить их проверку и обслуживание с использованием специальных анализаторов, аналогичных Cadex 7000. Это имеет особенное значение в организациях, где средства связи являются инструментом, от состояния работоспособности которого зависит жизнь людей.

Заряд и разряд аккумуляторов в телефоне или в обычном зарядном устройстве этих вопросов не решает.

При написании статьи использованы выдержки из "THE GREEN LIGHT LIES" г-на Isidor Buchmann (www.cadex.com). Все использованные материалы приведены с разрешения г-на Isidor Buchmann, основателя и главы Канадской компании Cadex Electronics Inc., in Burnaby (Vancouver) British Columbia, Canada.

Более подробная информация об аккумуляторах для мобильной техники связи, компьютеров и других портативных приборов, советы по эксплуатации и обслуживанию приведены на http://www.mari-el.ru/marmobile/battery/.

Владимир Васильев vean@mail.ru

 

К началу|О сайте|Карта проекта

Аккумуляторы|Зарядные устройства|Анализаторы

Вопросы и ответы|Литература|Полезные ссылки|Каталог ссылок

Словарь терминов|Поиск|Рекламодателям|Для авторов

Архив рассылки|Форум

 

Ваши замечания и предложения направляйте по адресу alexandr_il@mail.ru

Поиск || Newlist || Newlist - о проекте || Newlist - форум || Newlist - Самиздат || Newlist - каталог
Политика || Рефераты || Металлургия || Медицина || Контрацепция ||Сад || Городок