برنامه های باتری لیتیوم - جاروبرقی و ابزارهای برق

مقدمه: ظهور باتری های لیتیوم در دستگاه های بی سیم

2. انقلاب بی سیم در جاروبرقی ها

3. تکامل فناوری باتری

• نیکل - باتری های کادمیوم (NICD): محدودیت های اولیه
• نیکل - هیدرید فلزی (NIMH): فاز انتقالی
• لیتیوم - باتری های یونی (Li - یون): استاندارد صنعت

4.

• باتری های لیتیوم استوانه ای (18650 ، 21700 و غیره)
• باتری های لیتیوم منشوری
• بسته - بسته (پلیمر) باتری های لیتیوم

5. سیستم ایمنی و مدیریت باتری (BMS)

• چرا BMS "نگهبان" باتری های لیتیوم است
• ویژگی های محافظت کلیدی (بیش از حد ، بیش از {{0} تخلیه ، بیش از حد ، دما)
• نقشدستگاه تستر BMSدر تضمین ایمنی و عملکرد

6. روندهای صنعت

7. نتیجه گیری

از آنجا که روند بی سیم در بخش لوازم خانگی و ابزار قرار می گیرد ، باتری های لیتیوم به منبع اصلی منبع تغذیه عملکرد محصول تبدیل شده اند. از اوایل "شارژ به مدت 10 ساعت و استفاده از 5 دقیقه" تا عمر باتری طولانی {3} امروز تا 60 دقیقه ، پیشرفت های فناوری در باتری های لیتیوم نه تنها تجربه کاربر جاروبرقی ها و ابزارهای برق را تغییر داده است بلکه تغییر پارادییم در کل صنعت را هدایت می کند.

"انقلاب بی سیم" در جاروبرقی ها

High - سرعت موتورهای دیجیتال انرژی قابل توجهی مصرف می کنند. بدون باتری های لیتیوم با کیفیت بالا- با کیفیت و سیستم مدیریت باتری (BMS) ، "مزیت بی سیم" جاروبرقی بی سیم غیرممکن خواهد بود. Dyson V10 ، مجهز به سلول 7- ، 525 - وات لیتیوم-} باتری یونی ، همراه با الکترونیک به روز شده و یک باتری به طول ، 8 دقیقه از تمیز کردن عمیق در حالت حداکثر ، 30 دقیقه تمیز کردن در حالت تمیز کردن روزانه ، 60 دقیقه تمیز کردن در حالت تمیز کردن روزانه ، و 60 تغییر باتری ها در اواسط تمیز. بسیاری از افراد با توجه به نقش مهم باتری های لیتیوم ، روی فناوری سیکلونیک و موتورهای پر سرعت تمرکز می کنند. بدون پذیرش گسترده آنها ، دوران جاروبرقی بی سیم حداقل تا چند سال به تأخیر می افتاد.

قبل از اینکه باتری های لیتیوم به جریان اصلی تبدیل شوند ، جاروبرقی ها و ابزارهای برق دو موج فناوری باتری را تجربه می کردند که هر یک به نقاط درد نسل قبلی می پردازند:

1. نیکل - باتری های کادمیوم(NICD): "انتخاب لازم" اولیه

به عنوان اولین نوع باتری مورد استفاده ، باتری های کادمیوم نیکل-}} کاستی های آشکار داشتند: ظرفیت کوچک ، زمان شارژ طولانی و عمر باتری کوتاه. "شارژ به مدت 10 ساعت ، استفاده از 5 دقیقه" یک موضوع مشترک بود. مهمتر از همه ، آنها از اثر حافظه شدید رنج می برند (تخلیه ناقص باعث کاهش عمر باتری می شود) و به محیط زیست بسیار آلاینده بودند. در تاریخ 1 ژانویه 2016 ، اتحادیه اروپا به طور رسمی استفاده از آنها در ابزارهای برق و لوازم کوچک را ممنوع اعلام کرد ، و باتری های کادمیوم نیکل-} به تدریج از بازار محو شد.

2. نیکل - هیدرید فلزی(NIMH): "نسخه بهبود یافته" در مرحله انتقالی.

در مقایسه با باتری های کادمیوم نیکل- ، باتری های هیدرید فلزی-}}}}}}} intails ظرفیت بالاتر ، اثر حافظه پایین تر و آلودگی محیطی کمتری را ارائه می دهد. با وجود افزایش قیمت ، آنها به سرعت در بازار اصلی شدند و راه را برای محبوبیت اولیه محصولات بی سیم هموار کردند.

3. لیتیوم - باتری های یونی(Li - یون): امروز "اسب کار مطلق".

ظهور باتری های یونی لیتیوم-} چشم انداز صنعت را متحول کرده است. آنها سه مزیت اصلی را ارائه می دهند: چگالی انرژی 1.5- 2 برابر 2 برابر باتری های هیدرید فلزی نیکل- ، بدون اثر حافظه و تخلیه خود- ، آنها را به یک مسابقه مناسب برای تقاضای انرژی زیاد موتورهای با سرعت بالا تبدیل می کند. اصل عملیاتی آنها به حرکت یون های لیتیوم بین یک الکترود مثبت متکی است (مواد مشترک شامل لیتیوم کبالت اکسید Licoo2 و اکسید منگنز لیتیوم Limn2O4) و یک الکترود منفی است.

باتری های لیتیوم استوانه ای:اختراع شده توسط سونی در ژاپن در سال 1992 ، آنها کیفیت پایدار ، ایمنی بالا و مقیاس پذیری قوی را ارائه می دهند. مدل های متداول شامل 14650 ، 17490 ، 18650 و 21700 است. مدل تسلا 3 از باتری 18650 پاناسونیک استفاده کرد (بعداً به 21700 ارتقا یافت). 18650 (باتری استوانه ای با قطر 18 میلی متر و طول 65 میلی متر) بیشترین استفاده باتری در جاروبرقی ها و ابزارهای برق است. با این حال ، در سال 2016 ، سونی تجارت باتری لیتیوم خود را به شرکت تولید موراتا ، آموزشی ویبولیتین در ژاپن فروخت ، که همچنین مشتری های باتری لیتیوم سونی از جمله Dyson را به دست آورد.

باتری های لیتیوم منشور:اینها به طور معمول در موارد آلومینیوم یا فولادی بسته بندی می شوند. آنها دارای یک ساختار ساده و چگالی انرژی بالا (تقریباً 205 ساعت در کیلوگرم برای یک سلول 50AH) هستند. آنها همچنین دارای نرخ مونتاژ سیستم 70 ٪ (بالاتر از 60 ٪ برای 18650 باتری) ، سلول های بزرگ و قوام بهتر هستند. با این حال ، به دلیل درجه بالای سفارشی سازی و طیف گسترده ای از مدل ها ، فرآیندهای تولید استاندارد دشوار است.

-} باتری های لیتیوم(باتری های لیتیوم پلیمری): این باتری ها دارای یک لایه بیرونی پلیمری هستند و ایمنی عالی را ارائه می دهند (مشکلات فقط باعث بروز و ترک خوردگی می شوند ، نه انفجار). آنها سبک هستند و از ظرفیت بالایی برخوردار هستند و آنها را در تلفن های همراه بسیار مورد استفاده قرار می دهد. با این حال ، قوام ضعیف ، هزینه زیاد و تمایل به نشت منجر به استفاده محدود آن در جاروبرقی ها و ابزارهای برق شده است.

اگرچه باتری های لیتیوم عملکرد بسیار خوبی را ارائه می دهند ، اما خطر انفجار را به همراه دارند. انفجار یک باتری یونی لیتیوم-} در حال حاضر قابل توجه است ، و عواقب باتری های متعدد همزمان کوتاه - مدار و منفجر کننده حتی ویران کننده تر است. حتی سلولهای باتری وارداتی از مارک هایی مانند Panasonic ، LG و Samsung نمی توانند 100 ٪ ریسک- را تضمین کنند.

برای کاهش این خطر ، سیستم مدیریت باتری (BMS) پدید آمده است. این فناوری اصلی لیتیوم {1} بسته های باتری یونی است که وضعیت هر سلول را کنترل می کند تا از شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از {{2} جلوگیری شود. BMS های وسیله نقلیه الکتریکی پیچیده هستند و می توانند ولتاژ ، جریان و دما را کنترل کنند ، ظرفیت باقی مانده (SOC) را برآورد می کنند ، سیستم کنترل دما را کنترل می کنند ، نشت را تشخیص می دهند ، با سایر سیستم ها ارتباط برقرار می کنند و تاریخچه استفاده از باتری را نشان می دهند. سیستم های مدیریت باتری (BMSS) در جاروبرقی ها و ابزارهای برق نسبتاً ساده هستند ، که در درجه اول مسئول توابع اساسی مانند Overphar/Over 5 {5} محافظت از تخلیه (به عنوان مثال ، ولتاژ حفاظت بیش از حد 4.20-} 4.30V) بیش از -}} intruction ولتاژ محافظت از بیش از حد 2.80 (حفاظت از مدار 14 {{{14 {} تقریباً 80a) و حفاظت از درجه حرارت بالا (تخلیه دمای حفاظت از دمای بالا 70-80 درجه) ، و اطمینان از عملکرد پایدار باتری.

برند آسیدستگاه تستر BMSعمدتا برای آزمایش شاخص های مختلف عملکردی لیتیوم - باتری یونی BMS استفاده می شود ، ارزیابی می کند که آیا پارامترهای مختلف در محدوده طراحی هستند ، و سپس قضاوت کنید که آیا BMS واجد شرایط و قابل استفاده است.

از آنجا که باتری های یونی لیتیوم-} به طور فزاینده ای اهمیت می یابد ، روندهای جدید در صنایع جاروبرقی و ابزار برق در حال ظهور هستند:

1. پلتفرم سازی باتری: کاهش هزینه ها و جذب مصرف کنندگان

صنعت ابزار قدرت در حال حاضر پیشگام روند پلتفرم سازی بوده است. به عنوان مثال ، TTI دو سیستم عامل باتری یون لیتیوم-: 12 ولت را ارائه می دهد. صدها محصول در همان سکوی باتری های سازگار با آنها را به اشتراک می گذارند. این امر نه تنها هزینه های باتری و توسعه BMS را کاهش می دهد بلکه مصرف کنندگان را ترغیب می کند تا در هنگام خرید ابزارهای جدید ، مارک هایی را که با باتری های موجود سازگار هستند ، در اولویت قرار دهند. این یک مانع برای شرکت های بزرگ ایجاد می کند و رقابت شرکت های کوچکتر را دشوار می کند. بوش همچنین جاروبرقی بدون سیم 18 ولت را نامحدود راه اندازی کرد و سازگاری آن را با هر دو باتری جاروبرقی و ابزار برق انجام داد. با این حال ، با توجه به گزینه های متنوع طراحی برای جاروبرقی ، دستیابی به سازگاری چالش برانگیزتر از ابزارهای قدرت است.

2. ظرفیت تولید باتری و اکتشاف فناوری: تجارت- خاموش باتری 21700
در حال حاضر ، جاروبرقی های بدون برس عمر باتری تقریباً 10 دقیقه در حالت قدرت بالا {{1} دارند. بدون دستیابی به موفقیت در چگالی انرژی باتری ، دستیابی به پیشرفت های قابل توجه دشوار است. برخی از کارخانه ها آزمایش باتری 21700 را آغاز کرده اند (که در مدل تسلا 3 استفاده می شود). چگالی انرژی آن به 300WH/کیلوگرم (20 ٪ بیشتر از باتری 18650) می رسد و ظرفیت آن 35 ٪ افزایش می یابد ، هزینه ها را 9 ٪ کاهش می دهد و تعداد باتری های مورد استفاده را کاهش می دهد. با این حال ، باتری 21700 نیز دارای اشکالاتی است: برای هر 10 ٪ افزایش ظرفیت ، عمر چرخه 20 ٪ کاهش می یابد ، میزان بار و تخلیه 30-40 ٪ کاهش می یابد و افزایش دما 20 ٪ افزایش می یابد. انتخاب باتری مناسب بیشتر موضوع متعادل کردن فناوری و اقتصاد است. با این حال ، تولید مدل 3 پاناسونیک قبلاً تحت تأثیر مسائل با ظرفیت تولید 21700 آن قرار گرفته است ، نشان می دهد که ظرفیت تولید همچنان یک عامل محدود کننده است.

3. بی سیم روند اجتناب ناپذیر است

نه فقط جاروبرقی ، بلکه بسیاری از محصولات بند ناف دیگر در آینده بی سیم خواهند بود. هر موفقیت در فناوری باتری لیتیوم این روند را به همراه خواهد داشت.

از نیکل- کادمیوم گرفته تا باتری های لیتیوم ، از "محدودیت های سیمی" تا "آزادی بی سیم" ، باتری های لیتیوم نه تنها فاکتورهای شکل محصول را تغییر داده اند بلکه منظره رقابتی صنعت را نیز تغییر شکل داده اند. تولید کنندگان باتری مانند CATL ، Panasonic ، LG ، Eve Energy ، Changhong Energy (Changhong Three) و فن آوری HighPower ، در حالی که مستقیماً در خط مقدم نیستند ، در حال حاضر به بازیگران کلیدی در این تحول تبدیل شده اند. در آینده ، با ادامه پیشرفت های تکنولوژیکی ، ممکن است محصولات باتری لیتیوم با عمر باتری طولانی تر ، ایمنی بیشتر و تطبیق پذیری بیشتر ، باز کردن بیشتر راحتی در زندگی و کار را ببینیم.

اکنون تماس بگیرید