Εφαρμογές μπαταρίας λιθίου - ηλεκτρικά κενού και ηλεκτρικά εργαλεία

1. Εισαγωγή: Η άνοδος των μπαταριών λιθίου σε ασύρματες συσκευές

2. Η ασύρματη επανάσταση στις ηλεκτρικές σκούπες

3. Εξέλιξη τεχνολογίας μπαταριών

• Νικέλιο - μπαταρίες καδμίου (NICD): Πρώιμοι περιορισμοί
• Νικέλιο - μεταλλικό υδρίδιο (NIMH): μεταβατική φάση
• Lithium - μπαταρίες ιόντων (li - ion): Το πρότυπο της βιομηχανίας

4. Τύποι λιθίου - μπαταρίες ιόντων σε εφαρμογές

• Οι κυλινδρικές μπαταρίες λιθίου (18650, 21700, κλπ.)
• Μπαταρίες πρισματικής λιθίου
• Soft - πακέτο (πολυμερές) μπαταρίες λιθίου

5. Σύστημα διαχείρισης ασφάλειας και μπαταρίας (BMS)

• Γιατί το BMS είναι ο "κηδεμόνας" των μπαταριών λιθίου
• Χαρακτηριστικά προστασίας κλειδιών (υπερφόρτωση, πάνω από - εκκένωση, υπερένταση, θερμοκρασία)
• ΡόλοςΜηχανή δοκιμών BMSστην εξασφάλιση της ασφάλειας και της απόδοσης

6.

7. Συμπέρασμα

Καθώς η ασύρματη τάση σαρώνει σε όλους τους τομείς της οικιακής συσκευής και των εργαλείων, οι μπαταρίες λιθίου έχουν γίνει η βασική πηγή ενέργειας που υποστηρίζει την απόδοση του προϊόντος. Από τις πρώτες ημέρες της "φόρτισης για 10 ώρες και τη χρήση για 5 λεπτά" έως τη σημερινή μακρά- διαρκή διάρκεια ζωής της μπαταρίας έως και 60 λεπτών, οι τεχνολογικές ανακαλύψεις στις μπαταρίες λιθίου δεν έχουν μόνο αναδιαμορφώσει την εμπειρία του χρήστη των ηλεκτρικών κενών και των ηλεκτρικών εργαλείων, αλλά και με τη μετατόπιση παραδείγματος σε ολόκληρο τον κλάδο.

Η "ασύρματη επανάσταση" σε ηλεκτρικές σκούπες

Υψηλή - Ταχύτητα ψηφιακών κινητήρων καταναλώνουν σημαντική ενέργεια. Χωρίς υψηλό - ποιοτικές μπαταρίες λιθίου και σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS), θα ήταν αδύνατο το "ασύρματο πλεονέκτημα" των ασύρματων ηλεκτρικών σκούπων. Το Dyson V10, εξοπλισμένο με ένα κελί 7 -, 525 - watt lithium - μπαταρία ιόντων, σε συνδυασμό με αναβαθμισμένη ηλεκτρονική και BMS, επιτυγχάνει μια ευέλικτη διάρκεια ζωής μπαταρίας 8 λεπτών βαθιάς καθαρισμού σε μέγιστο τρόπο, 30 λεπτά καθαρισμού. ταλαιπωρία των μεταβαλλόμενων μπαταριών στα μέσα του καθαρισμού. Πολλοί άνθρωποι επικεντρώνονται στην κυκλωνική τεχνολογία και τους κινητήρες υψηλής ταχύτητας, με θέα τον κρίσιμο ρόλο των μπαταριών λιθίου. Χωρίς την ευρέως διαδεδομένη υιοθέτησή τους, η εποχή των ασύρματων ηλεκτρικών σκούπων θα είχε καθυστερήσει τουλάχιστον αρκετά χρόνια.

Πριν οι μπαταρίες λιθίου έγιναν mainstream, οι ηλεκτρικές σκούπες και τα ηλεκτρικά εργαλεία παρουσίασαν δύο κύματα τεχνολογίας μπαταριών, καθένα από τα οποία απευθύνεται στα σημεία πόνου της προηγούμενης γενιάς:

1. Νικέλιο - μπαταρίες κάδμιο(NICD): Μια πρώιμη "απαραίτητη επιλογή"

Ως ο πρώτος τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιήθηκε, το νικέλιο - μπαταρίες κάδμιο είχε προφανείς ελλείψεις: μικρή χωρητικότητα, μεγάλους χρόνους φόρτισης και σύντομη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. "Η χρέωση για 10 ώρες, η χρήση για 5 λεπτά" ήταν ένα κοινό θέμα. Το πιο σημαντικό είναι ότι υπέφεραν από έντονη επίδραση μνήμης (η ελλιπής απόρριψη προκαλεί μείωση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας) και ήταν σε μεγάλο βαθμό ρυπογόνο για το περιβάλλον. Από την 1η Ιανουαρίου 2016, η Ευρωπαϊκή Ένωση απαγόρευσε επισήμως τη χρήση τους σε ηλεκτρικά εργαλεία και μικρές συσκευές και το νικέλιο - μπαταρίες κάδμιο σταδιακά ξεθωριασμένα από την αγορά.

2. Νικέλιο - μεταλλικό υδρίδιο(NIMH): Μια "βελτιωμένη έκδοση" κατά τη διάρκεια της μεταβατικής φάσης.

Σε σύγκριση με το νικέλιο - μπαταρίες καδμίου, το νικέλιο - μεταλλικές μπαταρίες υδριδίου προσφέρουν υψηλότερη χωρητικότητα, χαμηλότερη επίδραση μνήμης και λιγότερη περιβαλλοντική ρύπανση. Παρά την αύξηση των τιμών, έγιναν γρήγορα mainstream στην αγορά, ανοίγοντας το δρόμο για την αρχική διάδοση των ασύρματων προϊόντων.

3. Λιθίου - μπαταρίες ιόντων(Li - ion): Το σημερινό "Absolute Workhorse".

Η εμφάνιση του λιθίου - μπαταρίες ιόντων έχει φέρει επανάσταση στο τοπίο της βιομηχανίας. Προσφέρουν τρία βασικά πλεονεκτήματα: μια ενεργειακή πυκνότητα 1,5 - 2 φορές εκείνη του νικελίου - μεταλλικών υδριδίων, χωρίς επίδραση μνήμης και χαμηλού εαυτού - εκκένωση, καθιστώντας τους μια τέλεια αντιστοίχιση για τις υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις των κινητήρων υψηλής ταχύτητας. Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στην κίνηση ιόντων λιθίου μεταξύ ενός θετικού ηλεκτροδίου (τα κοινά υλικά περιλαμβάνουν το οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου LICOO2 και το οξείδιο του μαγγανίου λιθίου και το αρνητικό ηλεκτρόδιο.

Κυλινδρικές μπαταρίες λιθίου:Εφευρέθηκε από τη Sony στην Ιαπωνία το 1992, προσφέρουν σταθερή ποιότητα, υψηλή ασφάλεια και ισχυρή επεκτασιμότητα. Τα κοινά μοντέλα περιλαμβάνουν 14650, 17490, 18650 και 21700. Το μοντέλο Tesla 3 χρησιμοποίησε την μπαταρία του Panasonic 18650 (αργότερα αναβαθμίστηκε σε 21700). Το 18650 (κυλινδρική μπαταρία με διάμετρο 18 mm και μήκος 65mm) είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μπαταρία σε ηλεκτρικά κενού και ηλεκτρικά εργαλεία. Ωστόσο, το 2016, η Sony πούλησε την επιχείρηση μπαταριών λιθίου στην Murata Manufacturing Co., Ltd. στην Ιαπωνία, η οποία επίσης απέκτησε πελάτες της Sony Lithium Battery, συμπεριλαμβανομένου του Dyson.

Πρακτικές μπαταρίες λιθίου:Αυτά είναι συνήθως συσκευασμένα σε περιπτώσεις αλουμινίου ή χάλυβα. Διαθέτουν μια απλή δομή και υψηλή ενεργειακή πυκνότητα (περίπου 205Wh/kg για ένα κύτταρο 50Ah). Διαθέτουν επίσης ρυθμό συναρμολόγησης συστήματος 70% (υψηλότερο από το 60% για τις μπαταρίες 18650), μεγάλα κύτταρα και καλύτερη συνέπεια. Ωστόσο, λόγω του υψηλού βαθμού προσαρμογής και της ευρείας ποικιλίας των μοντέλων, οι τυποποιημένες διαδικασίες παραγωγής είναι δύσκολες.

Soft - μπαταρίες λιθίου συσκευασίας(πολυμερές μπαταρίες λιθίου): Αυτές οι μπαταρίες έχουν ένα εξωτερικό στρώμα πολυμερούς και προσφέρουν εξαιρετική ασφάλεια (τα προβλήματα προκαλούν μόνο διόγκωση και ρωγμές, όχι έκρηξη). Είναι ελαφρύς και έχουν υψηλή χωρητικότητα, καθιστώντας τους ευρέως χρησιμοποιούνται σε κινητά τηλέφωνα. Ωστόσο, η κακή του συνοχή, το υψηλό κόστος και η τάση διαρροής οδήγησαν στην περιορισμένη χρήση του σε ηλεκτρικά κενού και ηλεκτρικά εργαλεία.

Αν και οι μπαταρίες λιθίου προσφέρουν εξαιρετική απόδοση, φέρουν τον κίνδυνο έκρηξης. Η έκρηξη ενός ενιαίου λιθίου - μπαταρίας ιόντων είναι ήδη σημαντική και οι συνέπειες των πολλαπλών μπαταριών ταυτόχρονα είναι μικρές - κυκλοφορίας και εκρήγνυσης είναι ακόμα πιο καταστροφικές. Ακόμη και τα εισαγόμενα κύτταρα μπαταρίας από μάρκες όπως η Panasonic, η LG και η Samsung δεν μπορούν να εγγυηθούν 100% κίνδυνο - δωρεάν λειτουργία.

Για να μετριαστεί αυτός ο κίνδυνος, προέκυψε το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS). Είναι η βασική τεχνολογία του λιθίου - πακέτων μπαταριών ιόντων, παρακολούθηση της κατάστασης κάθε κυττάρου για την πρόληψη της υπερφόρτητης και της άνω - εκφόρτισης. Τα ηλεκτρικά οχήματα BMS είναι πολύπλοκα και μπορούν να παρακολουθούν την τάση, το ρεύμα και τη θερμοκρασία, την εκτίμηση της παραμονής (SOC), τον έλεγχο του συστήματος ελέγχου της θερμοκρασίας, την ανίχνευση διαρροής, την επικοινωνία με άλλα συστήματα και το ιστορικό χρήσης της μπαταρίας. Τα συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMSS) σε ηλεκτρικά κενού και ηλεκτρικά εργαλεία είναι σχετικά απλά, κυρίως υπεύθυνα για βασικές λειτουργίες όπως η υπερφόρτωση/πάνω από το - προστασία εκκένωσης (π.χ. (Σύντομη - ρεύμα προστασίας κυκλώματος περίπου 80A) και προστασία υψηλής θερμοκρασίας (θερμοκρασία προστασίας υψηλής θερμοκρασίας υψηλής θερμοκρασίας 70-80), εξασφαλίζοντας σταθερή λειτουργία πακέτων μπαταριών.

Μάρκα AceyΜηχανή δοκιμών BMSχρησιμοποιείται κυρίως για τη δοκιμή διαφόρων λειτουργικών δεικτών του λιθίου - μπαταρίας ιόντων BMS, αξιολογεί εάν οι διάφορες παράμετροι βρίσκονται εντός του εύρους σχεδιασμού και στη συνέχεια κρίνουν εάν το BMS είναι εξειδικευμένο και χρησιμοποιήσιμο.

Καθώς το λίθιο - οι μπαταρίες ιόντων γίνονται ολοένα και πιο σημαντικές, εμφανίζονται νέες τάσεις στις βιομηχανίες ηλεκτρικής σκούπας και ηλεκτρικών εργαλείων:

1. Πλατφόρμα μπαταριών: Μείωση του κόστους και εμπλοκής των καταναλωτών

Η βιομηχανία ηλεκτρικών εργαλείων έχει ήδη πρωτοπορήσει στη διαδικασία πλατφόρμας. Για παράδειγμα, το TTI προσφέρει δύο σημαντικές πλατφόρμες μπαταριών ιόντων: 12V και 18V. Εκατοντάδες προϊόντα στην ίδια πλατφόρμα μοιράζονται συμβατές μπαταρίες. Αυτό όχι μόνο μειώνει το κόστος ανάπτυξης της μπαταρίας και του BMS, αλλά και ενθαρρύνει τους καταναλωτές να δίνουν προτεραιότητα στις μάρκες που είναι συμβατές με τις υπάρχουσες μπαταρίες κατά την αγορά νέων εργαλείων. Αυτό δημιουργεί ένα εμπόδιο για μεγάλες εταιρείες, καθιστώντας δύσκολο τις μικρότερες εταιρείες να ανταγωνίζονται. Η Bosch ξεκίνησε επίσης το 18V ασύρματο ηλεκτρικό κενό απεριόριστο, τοποθετώντας τη συμβατότητά του τόσο με τις μπαταρίες ηλεκτρικής σκούπας όσο και με μπαταρίες ηλεκτρικών εργαλείων. Ωστόσο, λόγω των ποικίλων επιλογών σχεδιασμού για ηλεκτρικές σκούπες, η επίτευξη συμβατότητας είναι πιο προκλητική από ό, τι με τα ηλεκτρικά εργαλεία.

2. Εξερεύνηση παραγωγής μπαταρίας και τεχνολογίας: Το εμπόριο - offs της μπαταρίας 21700
Επί του παρόντος, οι ηλεκτρικές σκούπες χωρίς ψύξη έχουν διάρκεια ζωής μπαταρίας περίπου 10 λεπτών σε υψηλή λειτουργία -. Χωρίς ανακαλύψεις στην πυκνότητα ενέργειας της μπαταρίας, είναι δύσκολο να επιτευχθούν σημαντικές βελτιώσεις. Ορισμένα εργοστάσια έχουν αρχίσει να δοκιμάζουν την μπαταρία 21700 (που χρησιμοποιείται στο μοντέλο Tesla 3). Η ενεργειακή του πυκνότητα φθάνει 300Wh/kg (20%υψηλότερη από την μπαταρία του 18650), αυξάνοντας την χωρητικότητα κατά 35%, μειώνοντας το κόστος κατά 9%και μειώνοντας τον αριθμό των χρησιμοποιούμενων μπαταριών. Ωστόσο, η μπαταρία 21700 έχει επίσης μειονεκτήματα: Για κάθε 10%αύξηση της χωρητικότητας, η διάρκεια ζωής του κύκλου μειώνεται κατά 20%, οι ρυθμοί φόρτισης και εκφόρτισης μειώνονται κατά 30-40%και η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνεται κατά 20%. Η επιλογή της σωστής μπαταρίας είναι περισσότερο θέμα εξισορρόπησης της τεχνολογίας και της οικονομίας. Ωστόσο, η παραγωγή μοντέλου 3 της Panasonic είχε προηγουμένως επηρεαστεί από ζητήματα με την παραγωγική ικανότητα 21700, αποδεικνύοντας ότι η παραγωγική ικανότητα παραμένει ένας περιοριστικός παράγοντας.

3. Το ασύρματο είναι η αναπόφευκτη τάση

Όχι μόνο οι ηλεκτρικές σκούπες, αλλά πολλά άλλα προϊόντα που έχουν καλωδιακές προϊόν θα πάνε ασύρματα στο μέλλον. Κάθε ανακάλυψη στην τεχνολογία μπαταριών λιθίου θα τροφοδοτήσει αυτήν την τάση.

Από το νικέλιο - καδμίου έως τις μπαταρίες λιθίου, από τους "ενσύρματους περιορισμούς" έως την "ασύρματη ελευθερία", οι μπαταρίες λιθίου όχι μόνο έχουν μεταμορφώσει τους παράγοντες μορφής προϊόντων αλλά και αναμορφώνουν το ανταγωνιστικό τοπίο της βιομηχανίας. Οι κατασκευαστές μπαταριών όπως η CATL, η Panasonic, η LG, η Eve Energy, η Changhong Energy (τα τρία Changhong) και η τεχνολογία Highpower, ενώ δεν είναι απευθείας στο προσκήνιο, έχουν ήδη γίνει βασικοί παίκτες σε αυτόν τον μετασχηματισμό. Στο μέλλον, με συνεχιζόμενες τεχνολογικές εξελίξεις, μπορούμε να δούμε προϊόντα μπαταρίας λιθίου με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, μεγαλύτερη ασφάλεια και μεγαλύτερη ευελιξία, να ξεκλειδώσουμε περαιτέρω την ευκολία στη ζωή και την εργασία.

Επικοινωνία τώρα