Kas ir TC (termiskā kontrole)? Litija dzelzs fosfāta akumulatora uzlādes režīma simulācija Rādīt pašreizējo strāvu

Specifikācijas:
Izmēri: 40*50*84 mm.

Darba režīmi: VW/TC-Ni/TC-Ti/TC-SS/TCR

Izejas jauda: 1 -200 W.

Pretestības diapazons: 0,05-1,5 omi termiskās kontroles režīmos 0,1-3,5 omi mainīgā vatu režīmā

Iztvaicētāja temperatūras diapazons: 100-315°C/200-600°F

Lietošana:
Ieslēgt un izslēgt:

Atveriet bateriju nodalījuma vāku, pēc tam, ievērojot polaritāti, ievietojiet 3 lielas strāvas baterijas 18650. Ierīce ieslēdzas, piecas reizes nospiežot galveno pogu. Ierīce izslēdzas tādā pašā veidā, nospiežot to piecas reizes. (Piezīme: neizmantojiet baterijas ar bojātu izolāciju. Iepriekš iestatiet jaudu, pamatojoties uz uzstādīto iztvaicētāju.)

Iztvaicēšana: turiet nospiestu galveno pogu un ievelciet elpu.

Uzmanību: Pirms lietošanas uzsākšanas noteikti noregulējiet jaudu atbilstoši jūsu izsmidzinātāja iespējām un savām vēlmēm.

Maskēšanās režīms:

Šis režīms ļauj virzīt kursoru, kad ekrāns ir izslēgts. Kad ierīce ir ieslēgta, vienlaikus turiet nospiestu galveno pogu un pogu Pa kreisi, lai izslēgtu/ieslēgtu displeju. Jūs varat turpināt lietot ierīci, un, vienreiz nospiežot galveno pogu, displejā tiks parādīti pašreizējie raksturlielumi.

Bloķēšanas regulēšanas pogas:

Kad ierīce ir ieslēgta, vienlaikus turiet nospiestu taustiņus “Pa kreisi” un “Pa labi”. Galvenā poga nav bloķēta, un ierīci var turpināt lietot.

Displeja orientācijas maiņa: kad ierīce ir izslēgta, nospiediet pogas “Pa labi” un “Pa kreisi” vienlaikus un turiet dažas sekundes, līdz attēls displejā apgriežas par 180 grādiem. Reversais apvērsums tiek veikts tādā pašā veidā. Šī funkcija ļaus jums saglabāt ierīces lietošanas ērtumu neatkarīgi no tā, kurā rokā vēlaties to turēt.

Pārslēgties starp VW/TC-Ni/TC-Ti/TC-SS/TCR režīmiem:

1. Ieslēdziet ierīci, piecas reizes nospiežot galveno pogu. Displejs parāda

Režīms (VW, TC-Ni, TC-Ti, TC-SS, TCR) un akumulatora uzlādes indikators
Temperatūra (TK režīmos) vai jauda (VW režīmos)
Jauda (TK režīmos) vai Spriegums (VW režīmos)
Papildu informācija (ampērs, dvesmu skaits, dvesināšanas laiks) un pretestība.

2. Ātri nospiediet galveno pogu 3 reizes, lai atvērtu izvēlni. Pārslēdziet režīmus ar pogu Pa labi. Nospiediet galveno pogu, lai apstiprinātu savu izvēli.

3. VW (Variwatt) režīms: šajā režīmā izejas jauda ir regulējama diapazonā no 1-200W.

4. TC-SS316 režīms: paredzēts darbam ar SS316 nerūsējošā tērauda iztvaicētājiem.

5. TCR režīms (M1, M2, M3): pretestības temperatūras koeficients. Šis režīms ļauj lietotājam pielāgot TCR iztvaicētājā izmantotajam materiālam.

TCR režīmā, kad mirgo režīma indikators, nospiediet kreiso pogu, lai atvērtu TCR apakšizvēlni (M1, M2, M3). Lai pārslēgtu režīmus (M1, M2, M3), izmantojiet pogu “Pa labi”. Lai apstiprinātu savu izvēli, nospiediet galveno pogu.

Kā izmantot TCR režīmu?
Kad ierīce ir izslēgta, vienlaikus apmēram 5 sekundes turiet nospiestu galveno pogu un labo pogu, lai atvērtu TCR režīma iestatījumu izvēlni:

Izmantojot vadības pogas, atlasiet vienumu M1, M2 vai M3;
Nospiediet galveno pogu, lai apstiprinātu savu izvēli;
Izmantojiet vadības pogas, lai izvēlētos vēlamo koeficienta vērtību;
Nospiediet un apmēram 10 sekundes turiet galveno pogu, lai saglabātu iestatījumus.

Dažādu materiālu TCR vērtību tabula:
Piezīme:
Parādītās vērtības ir faktiskais pretestības temperatūras koeficients, kas reizināts ar 106
TCR diapazons: 1-1000.

Materiāla TCR vērtība
Niķelis 600-700
NiFe 300-400
Titāns 300-400
Nerūsējošā tērauda SS (303, 304, 316, 317) 80-200

Termiskās kontroles režīmu papildu funkcijas:
Iztvaicētāja bloķēšanas/atbloķēšanas pretestība:

Kamēr pretestības izvēlne mirgo, nospiediet pogu Pa labi, lai bloķētu. (Piezīme: šī procedūra tiek veikta istabas temperatūrā.)

Svarīgs!
Bloķējiet pretestību tikai tad, kad iztvaicētājs ir istabas temperatūrā. Tas nodrošina ierīcei pareizu “bāzes” pretestību, uz kuras pamata elektronika var pareizi aprēķināt spoles temperatūru līdz iztvaicētāja nomaiņai. Bloķētā pretestība ļauj atvienot un atkārtoti pievienot iztvaicētāju neatkarīgi no tā temperatūras.

Temperatūras iestatījums:

Termiskās kontroles režīmos jūs varat neatkarīgi noregulēt vēlamo iztvaicētāja spoles temperatūru diapazonā no 100-315°C vai 200-600°F, izmantojot vadības pogas “Pa labi” un “Pa kreisi”.

Pārslēgties starp Celsija un Fārenheita skalām:

Regulējot temperatūru, kad tiek sasniegta augšējā vai apakšējā robeža, ierīce automātiski pārslēdzas no Celsija uz Fārenheita un otrādi.

Jaudas regulēšana:

Jaudas regulēšana: kamēr barošanas izvēlne mirgo, izmantojiet regulēšanas pogas, lai mainītu jaudu. Nospiediet galveno pogu, lai apstiprinātu savu izvēli.

Ziņojums “Jauna spole, tā pati spole”:(6)

Ja uzstādāt iztvaicētāju ar lielāku pretestību nekā iepriekš uzstādītajam iztvaicētājam, iespējams, būs "jāuzlabo" bāzes iztvaicētāja pretestība istabas temperatūrā.

Pēc atomizatora atvienošanas no ierīces nospiediet galveno pogu, lai “atiestatītu”, un tad, pievienojot jaunu atomizatoru, displejā redzēsit ziņojumu “Jauna spole, tā pati spole”. Ja jūs patiešām esat nomainījis iztvaicētāju pret jaunu, nospiediet pogu “Pa labi”.

To pašu ziņojumu var redzēt, ja uzstādījāt to pašu iztvaicētāju, taču tam ir augsta temperatūra (tam nebija laika atdzist) un attiecīgi lielāka pretestība nekā istabas temperatūrā. Ierīces elektronikai nepieciešams apstiprinājums, ka tas joprojām ir tas pats iztvaicētājs ar tādu pašu "bāzes" pretestību – tāpēc, kad parādās paziņojums, nospiediet kreiso pogu, tādējādi apstiprinot, ka iztvaicētājs nav mainījies.

Neaizmirstiet pareizi veikt iepriekš aprakstītās darbības, lai pareizi darbotos termiskās kontroles režīmi.

Uzmanību!
1. Temperatūras regulēšanas režīmos tiek uzturēta pretestība līdz 1,5 omi. Ja ir uzstādīts iztvaicētājs ar augstu pretestību, ierīce automātiski pārslēgsies uz mainīgu vatu režīmu.

2. Ja nejauši mēģināt izmantot Kanthal iztvaicētāju kādā no temperatūras regulēšanas režīmiem, ierīce pēc divu sekunžu iztvaicēšanas automātiski pārslēgsies uz vari-wat režīmu.

Kļūdu un aizsardzības ziņojumi:
Vairāk nekā 10 sekunžu aizsardzība: ja galvenā poga tiek nospiesta ilgāk par 10 sekundēm pēc kārtas, tiek aktivizēta aizsardzība pret nejaušu nospiešanu un displejā tiek parādīts atbilstošs ziņojums.

Izsmidzinātāja aizsardzība pret īssavienojumu: Šis ziņojums tiek parādīts, ja iztvaicētājā ir īssavienojums.

Brīdinājums par vāju akumulatoru: ja tvaicēšanas laikā akumulatora spriegums nokrītas zem noteiktas robežas, ierīce parādīs atbilstošu ziņojumu un samazinās izejas jaudu.

Nelīdzsvarots brīdinājums:Šis ziņojums parādās displejā, ja ierīce konstatē, ka sprieguma starpība starp ievietotajām baterijām ir lielāka par 0,3 V. Šādā gadījumā izņemiet akumulatorus un uzlādējiet tos ārējā lādētājā balansēšanai.

Pārbaudiet akumulatora brīdinājumu: Šis ziņojums nozīmē, ka vismaz viena no baterijām nav pareizi ievietota. Jums ir jāatver bateriju nodalījuma vāks un pareizi jāievieto baterijas.

Pārbaudiet USB brīdinājumu: ziņojums tiek parādīts, ja spriegums, kas tiek piegādāts caur pievienoto USB kabeli, pārsniedz 5,8 voltus.

Zema enerģijas patēriņa brīdinājums: Ja akumulatora spriegums nokrītas zem noteiktas robežas, displejā parādās ziņojums “Battery Low” Ja turpināsit nospiest galveno pogu, ierīce automātiski bloķēsies ar ziņojumu “Battery low lock” displejā un apstāsies. Lai restartētu darbību, uzlādējiet akumulatorus.

Izsmidzinātāja zems brīdinājums: ja iztvaicētāja pretestība ir mazāka par 0,1 omi mainīgā vatu režīmā vai mazāka par 0,05 omi temperatūras kontroles režīmos, ierīce attiecīgi parādīs brīdinājumu.

Temperatūras aizsardzība: Ja termiskās kontroles režīmā spoles pašreizējā temperatūra ir sasniegusi vai pārsniegusi lietotāja norādīto vērtību, tiek parādīts atbilstošs ziņojums. SVARĪGI! Šis ziņojums nav ziņojums par kļūdu vai kļūmi.

Ierīce ir pārāk karsta: Šis ziņojums tiek parādīts, ja ierīces iekšējā temperatūra pārsniedz 70C. Šādā gadījumā ierīce automātiski izslēdzas, un tai ir nepieciešams laiks, lai tā atdziest.

"Uzlādes kļūdas brīdinājums": Šis ziņojums norāda, ka uzlāde kāda iemesla dēļ nenotiek, kad ir pievienots USB kabelis.

"Zemas enerģijas brīdinājums": Šis ziņojums norāda, ka akumulatora uzlādes līmenis ir samazinājies līdz 10%. Akumulatora indikators mirgos, norādot, ka baterijas ir jāuzlādē.

Uzlāde un programmaparatūras atjaunināšana
Mēs iesakām izmantot ārēju saderīgu litija jonu akumulatoru lādētāju, lai uzlādētu akumulatorus. Varat arī uzlādēt akumulatorus tieši ierīcē, pievienojot to strāvas avotam, izmantojot mikro-USB kabeli. To pašu kabeli izmanto, lai izveidotu savienojumu ar datoru, lai atjauninātu programmaparatūru.

Sveiki visiem.
Tālāk apskatītā ierīce pieder kategorijai “elektroniskās cigaretes”.
Laipni lūdzam.

Eleaf iStick TC100W box mod ir Ķīnas uzņēmuma Eleaf populāro budžeta ierīču līnijas turpinājums. Galvenā atšķirība no vecākā brāļa (un man noteicošais faktors pērkot) ir tā, ka apskata varonim ir temperatūras ierobežošanas režīms (termiskā kontrole) uz niķeļa, titāna un, pats galvenais, uz nerūsējošā tērauda.

Pasūtīju kastīti 27. janvārī, biju gatava tam, ka nepaspēs to nosūtīt pirms visas Ķīnas dzeršanas sākuma, bet kāda brīnuma dēļ man paveicās) paņēmu pastā birojā 19. februārī.
Pirkšanas brīdī cena bija 32,39 USD, gala cena ar punktiem un e-pakas piegādi bija 24,68 USD

Kastes mod ir iepakota kastē, kas izgatavota no bieza kartona, kas pazīstama Eleaf ierīcēm. Ievērojiet programmaparatūras jaunināšanas ikonu.

Kastes aizmugurē ir norādītas visas ierīces galvenās funkcijas, kā arī uzlīme ar oriģinalitātes pārbaudes kodu.

Kastes iekšpusē: kastes mod, USB kabelis uzlādei un programmaparatūrai, instrukcijas vairākās valodās (pieejams krievu valodā).

Kastes mod korpuss ir izgatavots no metāla. Ierīces augšpusē ir 510 savienotājs ar tērauda vītnēm un atsperu misiņa tapu un ugunsdzēsības pogas bloķēšanas slēdzi.

Savienotāja zonā uz krāsas (keramikas pārklājums?) jau ir atklātas divas skaidas.

Korpusa apakšā ir 5 “ventilācijas tipa” caurumi un microUSB savienotājs moda mirgošanai un akumulatoru uzlādēšanai.

Priekšpusē ir displejs, pogas “+”, “-” un režīma izvēles poga

Aizmugurē ir vēl 5 caurumi ventilācijai, Eleaf un iStick TC100W logotipi

Ierīcē esošās baterijas atrodas dažādos nodalījumos zem metāla pārsegiem, kas tiek piestiprināti pie korpusa, izmantojot magnētus. Uz sēdekļu iekšējās virsmas ir marķējums +-. Kontakti ir no misiņa, apakšējais kontakts ir ar atsperi.

Vāki ir vienādi, ļoti cieši pieguļ, negrab, nespēlējas, nelido. nozaudēšanas gadījumā Ķīnas veikalos var atrast nomaiņas vāku komplektu par 5-6 dolāriem.

Zem viena no vāciņiem ierīces augšpusē ir uguns poga. Pogas gājiens ir aptuveni 1 mm, ar skaidru klikšķi.

Foto, lai novērtētu ierīces izmērus

Salīdzinot ar "lielo brāli"

Boxmod var strādāt jaudas, siltuma kontroles un mehāniskos režīmos.
Īsumā par mainīgo vatu režīmu: spoles pretestība tiek atbalstīta no 0,1 Ohm - 3,5 Ohm, izejas jauda no 1 W līdz 100 W. Varivatu režīmā tiek parādīts uzpūšanās ilgums.

Mehāniskais modifikācijas režīms (apvedceļš) - spirāles pretestība tiek atbalstīta no 0,1 omi līdz 3,5 omi. Nospiežot pogu Fire, tiek parādīts arī pūšanas ilgums.

Termiskās kontroles režīms (TC-Ni, TC-Ti, TC-SS) - box mod darbojas ar spolēm, kas izgatavotas no niķeļa, titāna un nerūsējošā tērauda 316. Atbalstītā pretestība 0,05 Ohm - 1,5 Ohm, temperatūras regulēšana 100-315°C.

Ir iespējams arī manuāli pielāgot spirālveida materiāla temperatūras koeficientu un saglabāt iegūtās vērtības trīs sākotnējo iestatījumu veidā (M1, M2, M3).

Termiskās kontroles režīmā ierīces displejs parāda: atlikušo akumulatora uzlādi, uzstādītās spoles pretestību, izvēlēto temperatūru Celsija vai Fārenheita grādos, izvēlēto spoles materiālu vai TCR iepriekš iestatīto (Ni, Ti, SS, M1, M2, M3), izejas jaudu. . Kad pretestība ir bloķēta, Ω ikona mainās uz slēdzenes attēlu. Īsāk sakot, tas pats, kas 40 un 60 vatos.

Boxmod var izmērīt akumulatora spriegumu (viena baterija). Lai to izdarītu, jebkurā no sēdekļiem ir jāievieto akumulators, jāizslēdz ierīce, piecas reizes nospiežot pogu Fire un turiet nospiestu pogas Fire un “-”. Instrukcija ļauj izmantot baterijas ar potenciālu starpību ne vairāk kā 0,3 V.


Starp citu, par instrukcijām. Tas ir ļoti detalizēts, uzrakstīts skaidrā valodā un tajā ir 13 lappuses.

Pāriesim pie testēšanas praksē. Es nopirku kastes modu ar vienīgo mērķi, lai pārbaudītu nerūsējošā tērauda termisko kontroli. Es veiksmīgi izmantoju nerūsējošo tēraudu varivatu režīmā savā vecajā 100V iStick, tāpēc pēc jaunās ierīces izpakošanas vienkārši uzskrūvēju tai atomu ar jau uzstādītām spirālēm ar pretestību 0,26 Ohm. Izvēlējos SS režīmu, uzliku jaudu uz 50W, temperatūru uz 200°C, nospiedu Fire... un paķēru kumosu izcilu augstas kvalitātes dūmu. Žēl. Īsāk sakot, izrādījās, ka programmaparatūrā 1.00, ar kuru ierīce man ieradās, nerūsējošā tērauda termiskā kontrole nedarbojas.
- no šejienes lejupielādēju programmaparatūru 1.10, ar diviem klikšķiem to pazibināja - TC sāka darboties, ierīces maksimālā jauda palielinājās līdz 120 W.

Vispārēji iespaidi un secinājumi:
Salīdzinot ar iepriekšējo 100W iStick, apskatāmā ierīce ir nedaudz samazinājusies izmēros, bet pieņēmusies svarā. Akumulatora uzlādes līmenis man ir pietiekams, lai izmantotu vienu dienu, tāpat kā vecajam "100 vatam". Pēc programmaparatūras maiņas mēs iegūstam 120 vatu kastes modu ar pareizi strādājošu siltuma kontroli, patīkamu izskatu un citus labumus, piemēram, maināmus nesagraujamus metāla vāciņus. Par cenu no 33 līdz 36 dolāriem es redzu tikai Joyetech Cuboid kā iStick konkurentus.

Paldies, ka veltījāt laiku pārskata izlasīšanai. Es, iespējams, palaidu garām daudzas lietas - esmu gatavs atbildēt komentāros.
Visu to labāko.

UPD: kupons ETC100W, atlaide līdz 28,89 USD par ierīci

Rada tvaiku, pateicoties sildelementam. Un visi zina, ka jākopj sildelementi un jāmaina iztvaicētāji.

Ja ar Kanthal izgatavotiem iztvaicētājiem un spoļu tinumiem viss ir skaidrs, tas darbojas vari-vatu režīmā, un jauda tiek iestatīta atkarībā no pretestības. Ar iztvaicētājiem un spolēm, kuru pamatā ir niķelis (Ni) un titāns (Ti), viss ir nedaudz savādāk: tos vairs nevar izmantot vari-vatu režīmā. Izdomāsim, kas dod temperatūras kontroles režīms(TC).

Elektronisko cigarešu modifikāciju piepildīšana ierobežo izsmidzinātāja spoļu sildīšanu līdz lietotāja noteiktai temperatūrai. Temperatūras diapazons, kas iestatīts uz jūsu elektroniskās ūdenspīpes barošanas blokiem, var būt no aptuveni 100 līdz 300 grādiem pēc Celsija.

• Visa šī funkcionalitāte paredzēta vadiem no niķeļa (Ni), titāna (Ti), tērauda (SS), nihroma (NiCr) un citiem neparastiem materiāliem.
• Spoles, kas izgatavotas no iepriekš uzskaitītajiem materiāliem, pastāvīgi palielina to pretestību sildot.
• Tieši šādiem materiāliem ir paredzēts termiskās kontroles (TC) režīms.

Izmantojot kādu no iepriekš minētajiem materiāliem kā spoli iztvaicētājā vai apkalpotā atomizatorā, moduļa elektronika termiskās kontroles režīmā pastāvīgi (līdz pat vairākām reizēm sekundē) mērīs spoles pretestību un piegādās dažādu jaudu. Tādējādi moduļu TC režīms (elektronisko cigarešu barošanas avoti) novērsīs spoles ātras izdegšanas iespēju.

Ja izmantojat, piemēram, niķelis (Ni) kā spolei parastā jaudas režīmā, niķeļa (Ni) spoles pretestība karsējot paaugstināsies, bet tai piegādātā jauda paliks tāda pati, kas nozīmē, ka jauda būs pārāk liela spolei un spoles pārsprāgt.

Coyles un maināmi iztvaicētāji izgatavoti no niķeļa (Ni), titāna (Ti), nerūsējošā tērauda (SS) un nihroma (NiCr) ir jāizmanto tikai akumulatoru modeļos ar termiskās kontroles (TC) režīmu.

Papildus pretestības mērīšanai termiskā kontrole ierobežo sildīšanu līdz noteiktai temperatūrai, kas iestatīta vape ierīces izvēlnē.

Temperatūras ierobežojums ir iestatīts drošākai tvaicēšanai. Īpaši augstā temperatūrā, virs 350 - 320 grādiem pēc Celsija, dažas e-šķidruma sastāvdaļas kļūst ne visai drošas. Tāpēc iekšā temperatūras kontroles režīms(TC) apkures temperatūra būs ierobežota.

Elektroniskās cigaretes bez temperatūras kontroles(TC) gandrīz nespēj uzsildīt savas iztvaikošanas sistēmas virs 300 grādiem pēc Celsija, taču siltuma kontrole sniedz daudz lielāku pārliecību.

Rezerves iztvaicētāji, kas paredzēti temperatūras regulēšanas režīmam, ir izturīgāki nekā parastie, ar spolēm, kas izgatavotas no vienkārša kantāla. Ja parastais iztvaicētājs ar kantāla spoli pārkarst un ātri uzkrās oglekļa nogulsnes no izvārītā šķidruma un izdegušās vates, tādējādi ātri sabojājot, iztvaicētāji, kuru pamatā ir niķelis vai titāns, nepārkarsīs pārāk daudz un, attiecīgi, nesavāc. daudz mēroga par jums.

Nomaināmu iztvaicētāju, kuru pamatā ir niķelis (Ni) vai titāns (Ti), kalpošanas laiks ir daudzkārt lielāks nekā to kolēģiem ar kantāla spolēm.

Apkopojot visu teikto, mēs varam izcelt vairākas priekšrocības:

• Dažādi materiāli – niķelis, titāns, nerūsējošais tērauds, nihroms – var dažādos veidos atklāt e-šķidrumu tvaiku garšu.
• Paaugstināta ieelpotā tvaika drošība.
• Ilgāks maināmo sildelementu kalpošanas laiks.

Ir daudzas vape ierīces, kurām ir siltuma kontroles (TC) funkcija:

• Ergonomisks akumulatora modifikācija ar paralēlu Eleaf iStick 100 W TC akumulatoru uzstādīšanu
• Slavenais nozares flagmaņu hits, ar vienu akumulatoru Joyetech eVic VTC Mini
• Ļoti līdzīgs iepriekšējam Kanger Toptank Mini
• Skaistākais un stilīgākais Smok R80 sākuma komplekts, kas turpina ideju par “kastes” dizainu.

Ir arī daudzi klīreomizeri un izsmidzinātāji, kuriem iztvaicētāji ir izgatavoti no niķeļa un titāna. Uzlabotajiem tvaicētājiem patiks izmantot termisko kontroli (TC), uztinot uz pilinātāja izgatavotas titāna, niķeļa, nihroma un tērauda spoles. Pirkt elektroniskā cigarete (elektroniskā ūdenspīpe) ar temperatūras kontroles režīmu un rezerves iztvaicētāji ir pieejami mūsu vietnē, mums ir plašs modifikāciju klāsts ar termisko kontroli (TC) un maināmiem niķeļa (Ni) un titāna (Ti) iztvaicētājiem.

Uzlādējamas baterijas

Pašlaik viens no visbiežāk izmantotajiem litija jonu akumulatoru veidiem ir tie, kuros kā katoda aktīvo vielu izmanto LiFePO 4 (litija dzelzs fosfātu).
Šajā rakstā autori pamato litija dzelzs fosfāta akumulatora (AB) uzlādes režīma modelēšanas principus, kas veikti, ņemot vērā atsevišķu akumulatoru parametru izplatību, un formulē ieteikumus par akumulatora uzlādes režīmu.

LITIJA DZELZS FOSFĀTA AKUMULATORS
Uzlādes režīma simulācija

Aleksejs Vorošilovs, LLC enerģijas uzglabāšanas sistēmu galvenais inženieris,
Andrejs Petrovs, LIA projektu vadītājs
Jevgeņijs Čudinovs, Tehnisko zinātņu doktors, profesors
PJSC "NZHK", Novosibirska

Litija jonu akumulatoru (LIB) izmantošana ir salīdzinoši jauna elektroenerģijas uzglabāšanas tehnoloģija, kas pēdējā laikā strauji attīstās. Pēc saviem parametriem (uzkrātās enerģijas blīvums, jaudas blīvums, riteņbraukšanas kalpošanas laiks) šāda veida ķīmiskie strāvas avoti ir ievērojami pārāki par tradicionālajiem svina-skābes un sārma akumulatoriem. Sakarā ar pastāvīgu LIB ražošanas tehnoloģiju uzlabošanu, šāda veida akumulatoru izmaksas ir konsekventi samazinājušās. Mūsdienās tajos uzkrātās enerģijas izmaksas ir tikai nedaudz augstākas nekā tradicionālajos akumulatoros uzkrātās enerģijas izmaksas. Tas nodrošina to arvien plašākas izmantošanas ekonomisku iespējamību dažādās tehnoloģiju jomās.

No visiem zināmajiem ķīmisko strāvas avotu veidiem LIB, kas izmanto litija dzelzs fosfātu (LFP) kā katoda materiālu, ir patiešām droši lietojami, un katoda aktīvās masas dopings ar noteiktiem metāliem ievērojami uzlabo šādu akumulatoru enerģijas īpašības. Šie fakti ir izraisījuši lielu interesi par LFP LIB no uzņēmumiem, kas ražo enerģijas uzkrāšanas ierīces elektrotransportam un enerģijai. Tajā pašā laikā šāda veida litija jonu akumulatoriem, salīdzinot ar citiem LIB veidiem, ir vairākas funkcijas, kuru ievērošana ir nepieciešama, lai nodrošinātu nepieciešamo kalpošanas laiku.

Rakstā aplūkotas LFP LIB darbības iezīmes, kā arī sniegti daži uz to bāzes samontētu litija jonu akumulatoru (LIAB) uzlādes procesa matemātiskās modelēšanas rezultāti, ņemot vērā atsevišķu akumulatoru parametru izplatību. Šajā gadījumā pats akumulators tiek uzskatīts par aktīvu divu terminālu tīklu, kura parametri (ģeneratora spriegums un iekšējā pretestība) nelineāri ir atkarīgi no uzlādes/izlādes strāvas, uzlādes stāvokļa un temperatūras. Modelēšanā tika izmantots eksperimentālo datu masīvs, kas iegūts Liotech rūpnīcā 2014.–2015. gadā. Pētījuma rezultātus var izmantot, lai uzlabotu LFP LIB uzlādes efektivitāti un nodrošinātu tiem ilgu kalpošanas laiku.

LFP UZLĀDES REŽĪMS

Strāvas-sprieguma raksturlielumi uzlādes laikā

Sprieguma atkarībai no akumulatora, uzlādējot vai izlādējot ar līdzstrāvu, ir īpašs raksturs. Attēlā 1. attēlā parādīta Liotech ražotā LFP modeļa LT-LYP380 sprieguma tipiskā atkarība no uzlādes pakāpes, lādējot istabas temperatūrā (20±5 °C).

Rīsi. 1. LT-LYP380AH akumulatora sprieguma atkarība no tā uzlādes pakāpes, lādējot ar dažādām strāvām (0,2 AR n; 0.5 AR n; 1 AR n)

LFP LIB uzlādes raksturlielumus raksturo trīs reģioni: straujš akumulatora sprieguma pieaugums uzlādes sākumā, lēnas sprieguma izmaiņas vidū un straujš pieaugums beigās. Lielākā daļa LFP LIB ražotāju iesaka ierobežot akumulatora uzlādes spriegumu līdz 3,7–3,9 V.

CC/CV uzlādes režīms

Visbiežāk izmantotais akumulatora uzlādes režīms ir pastāvīgas strāvas uzlādes režīms, kam seko pastāvīga sprieguma uzlādes režīms, tā sauktais CC/CV režīms. Attēlā 2. attēlā parādīts tipisks svina-skābes akumulatora uzlādes grafiks. Sarkanā līkne parāda strāvas atkarību, zilā līkne parāda spriegumu pret laiku. Litija jonu akumulatoram līkņu raksturs nemainās, izņemot to, ka LIB pārejas spriegums uz pastāvīga sprieguma uzlādes režīmu ir ievērojami augstāks. Tas ir saistīts ar faktu, ka LIB atvērtās ķēdes spriegums (OCV) ir ievērojami augstāks nekā svina-skābes akumulatoriem. LFP LIB ražotāji iesaka izvēlēties sprieguma vērtību 3,7–3,9 V, cita veida akumulatoriem (NMC, LCO, LTO) šī vērtība var nedaudz atšķirties.

Rīsi. 2. Tipiska CC/CV uzlādes attiecība svina-skābes akumulatoram

Darbinot svina-skābes akumulatoru peldošā uzlādes režīmā, dažreiz tiek izmantots režīms ar diviem sprieguma līmeņiem. Sasniedzot noteiktu uzlādes pakāpes vērtību (uzlādes stāvoklis - SoC) notiek pāreja uz tā saukto uzturēšanas maksas režīmu. Piemēram, apkalpotiem svina-skābes akumulatoriem istabas temperatūrā uzlādes spriegums ir 2,3-2,4 V, apkopes uzlādes spriegums ir 2,23 V.

Svina-skābes akumulatoru uzturēšanas uzlādes sprieguma vērtība tiek izvēlēta, pamatojoties uz nosacījumu, ka tiek samazināts tā elektrodu korozijas process, un ir atkarīga no svina-skābes akumulatora darbības temperatūras. LIA šī pāreja parasti izskatās savādāk. Šobrīd ir pilnībā jāpārtrauc uzlāde vai jāsamazina uzlādes strāva līdz balansējošās strāvas vērtībai. Tālāk tiks aplūkoti iemesli, kāpēc akumulatorā iekļautajām litija jonu baterijām ir jābūt savstarpēji līdzsvarotām.

Pastāvīga sprieguma (CV) uzlādes režīms

Ļaujiet kādā brīdī t 1 no akumulatora uzlādes sākuma ar strāvu es 0, tas pāriet no pastāvīgas strāvas uzlādes režīma uz pastāvīga sprieguma uzlādes režīmu. Pārslēdzoties uz pastāvīga sprieguma uzlādes režīmu, strāva laika gaitā eksponenciāli samazinās, mainoties saskaņā ar likumu:

(1)

Šo atkarību nosaka, atrisinot Kotrela un Fika vienādojumu litija jonu akumulatoriem potenciostatiskā režīmā. Šajā gadījumā laika konstanti τ nosaka interkalējošo daļiņu ķīmiskās difūzijas koeficients, elektrodu materiāla slāņa biezums un citi parametri. Uzlādes piemērs ar strāvu 0,2 AR attēlā parādīts. 3.

Rīsi. 3. Akumulatora uzlādes profils CC/CV režīmā

Uzlādē J, ko saņem akumulators, nosaka Kulona integrālis:

Šeit C n- akumulatora ietilpība.

LFP LIB tiek pieņemti šādi uzlādes parametri, pamatojoties uz vienu akumulatoru:

• U 0 = 3,4-3,7 V (sprieguma vērtība 3,4 V atbilst pārejai uz VC uzlādes režīmu, ja uzlādes līmenis ir aptuveni 50%, 3,7 V - 98%. Šo vērtību var norādīt atkarībā no dažādu akumulatoru parametriem ražotāji);
• es 0 = 0,2C n(šī vērtība atbilst pilnībā uzlādēta akumulatora izlādes strāvai piecas stundas.), A;
• t 1 ≈ 2,5-4,9 stundas.

Uzlādes laiks, pirms strāva samazinās līdz līmenim 0,1 es 0 (šis līmenis tiek pieņemts, lai noteiktu brīdi, kad akumulators ir pilnībā uzlādēts) tiek noteikts ar izteiksmi:

Plkst U 0 = 3,4 V, t uzlāde ≈ 8,25 stundas, ar U 0 = 3,7 V, t uzlāde ≈ 5,20 stundas Strāvas/lādiņa stāvokļa koordinātēs šī atkarība ir parādīta att. 4. Reālā gadījumā, kad akumulators (vai viens akumulators) ir savienots ar lādētāju, izmantojot ierobežotas vadītspējas kabeli, uzlādes profils kļūst sarežģītāks, jo, uzlādējot akumulatoru, lādēšanas strāva samazinās un sprieguma kritums barošanas kabeļi attiecīgi samazinās. Tas izraisa akumulatora sprieguma palielināšanos, kad tas tiek uzlādēts, un uzlādes profils, kas parādīts attēlā. 3 un 4, ir izkropļots.

Rīsi. 4. Akumulatora uzlādes profils CC/CV režīmā strāvas/uzlādes stāvokļa koordinātēs

LFP AKUMULATORA PARAMETRI

Akumulatora ekvivalenta ķēde

Attēlā 5.a attēlā parādīta aktīva divu termināļu tīkla ekvivalentā shēma vispārīgā formā. Šeit E int - ģeneratora emf, Z int ir tā iekšējā pretestība (impedance), kas pēc būtības ir sarežģīta, tas ir, tā ir atkarīga no frekvences. Vispārīgi runājot, E int un Z int - strāvas, uzlādes stāvokļa, temperatūras un frekvences funkcijas. Izskaidrot LFP LIB uzlādes līknes būtību, tuvojoties uzlādes stāvoklim SoC līdz 100%, ir nepieciešams sīkāk apsvērt tā ekvivalento shēmu.

Rīsi. 5

a) Aktīvā divu termināļu tīkla shēma vispārīgā formā

b) Akumulatora kā aktīva divu terminālu tīkla ekvivalenta ķēde

E 0 - akumulatora atvērtās ķēdes spriegums (OCV);
E p - polarizācijas potenciāls;
R 0 - kontaktu kopējā omiskā pretestība, elektrodu materiāls, elektrolīts utt.;
C 1 - dubultā elektroda-elektrolīta slāņa elektriskā kapacitāte;
R 1 - pretestība lādiņa pārnesei elektroda-elektrolīta saskarnē;
C 2 - elektriskā kapacitāte, ko nosaka elektrolīta vielā esošā elektriskā lauka intensitātes gradients, kad caur to plūst elektriskā strāva;
R 2 - pretestība, ko nosaka elektrolīta vielā litija jonu difūzijas koeficienta galīgā vērtība.

Dažādas līdzvērtīgas akumulatoru shēmas ir apskatītas vairākos dokumentos. Vispilnīgākais pārskats par publikācijām par šo tēmu ir sniegts. Attēlā 5.b attēlā parādīta līdzvērtīga shēma, kas, mūsuprāt, vispiemērotāk raksturo eksperimentāli noteiktu akumulatora uzvedību uzlādes/izlādes laikā.

Akumulatora spriegumu nosaka atvērtās ķēdes spriegums, polarizācijas potenciāls un omi zudumi akumulatora iekšējā pretestībā, kad caur to plūst elektriskā strāva. Zemāk ir izmērītās akumulatora galveno parametru atkarības no tā uzlādes pakāpes.

NRC atkarība no SoC uzlādējot akumulatoru.
Oļeņikova vienādojums

Sprieguma pieauguma līknes nelineārais izskats uzlādes cikla sākumā (1. att.) ir saistīts ar straujām litija jonu koncentrācijas izmaiņām tuvā elektrodu reģionā gan šķidrajā, gan cietajā fāzē. Atvērtās ķēdes spriegums E X nosaka katoda un anoda elektroķīmisko potenciālu atšķirība līdzsvara stāvoklī. Vienādojumu, kas apraksta starpkalārā elektroda potenciālu, ierosināja S.A. Oļeņikovs:

(4)

Kur E X 0 - starpkalārā elektroda (katoda vai anoda) elektroķīmiskais potenciāls;
R- universāla gāzes konstante;
T- absolūtā temperatūra;
F- Faradeja numurs;
x- interkalācijas pakāpe;
UZ- konstante, kas ņem vērā jonizēto piemaisījumu saturu elektrodu materiālā.

No parādītās izteiksmes izriet, ka starpkalārā (litētā) elektroda potenciāls ir logaritmiski atkarīgs no interkalācijas pakāpes (litija jonu koncentrācijas). Tas nosaka lēnas akumulatora sprieguma izmaiņas, mainot SoC uzlādes grafika vidusdaļā. Var parādīt, ka tad, kad koncentrācija mainās par koeficientu 10, elektroda potenciāls E X istabas temperatūrā mainās par aptuveni 59 mV. Tipiska vērtība E X litija dzelzs fosfāta akumulatoram, kas uzlādēts līdz 60–80%, normālos apstākļos ir 3,32–3,34 V.

Attēlā 6. attēlā parādīta eksperimentāli izmērītā akumulatora NRC atkarība no tā uzlādes pakāpes istabas temperatūrā. Var redzēt, ka NRC atkarība no SoC tiešām ir logaritmisks raksturs.

Rīsi. 6. NRC atkarība no lādiņa līmeņa (CH daļās) pie t = 25±3 °C

Iekšējās pretestības atkarība no akumulatora uzlādes līmeņa

Apsveriet ekvivalento ķēdi attēlā. 5 B. Kā liecina mērījumi, laika konstante τ 1 = R 1 · C 1 ir aptuveni 10-100 ms. Lielums R 1 nosaka iekšējās pretestības vērtību R int, ko akumulatoru ražotāji norāda savu produktu specifikācijās. R int šeit ir definēts kā sprieguma krituma dziļuma attiecība akumulatorā, kad akumulatoram tiek pielietots strāvas solis. Kurā R int = R 0 + R 1 . Nozīme R int nosaka strāvu, ko akumulators spēj nodrošināt ar ārēju metāla īssavienojumu tā dzimšanas brīdī. Raksturīga nozīme R int akumulatoram ar ietilpību 380 Ah ir 0,3-0,4 mOhm. Laika konstante τ 2 = R 2 · C 2 ir vienāds ar aptuveni 10-20 minūtēm, un to nosaka akumulatora atslodzes laiks, noņemot vai uzliekot tam slodzi. Laika konstante τ 2 ir atkarīga no plūstošās strāvas daudzuma un vāji atkarīga no akumulatora uzlādes pakāpes.

Kopējā iekšējā pretestība arī vāji atkarīga no SoC. Attēlā 7. attēlā parādīta tipiska eksperimentāli iegūta akumulatora modeļa LT-LYP380AH iekšējās pretestības atkarība no tā uzlādes pakāpes.

Rīsi. 7. Akumulatora LT-LYP380AH iekšējās pretestības atkarība no tā uzlādes stāvokļa

R 0 - iekšējā pretestība, kas mērīta pie maiņstrāvas sprieguma ar frekvenci 1 kHz (mērījumiem tika izmantota ierīce Hioki 3554);
R 1 - iekšējā pretestība, kas mērīta ar 17. metodi GOST R IEC 896-1-95 (3) tūlīt pēc pašreizējā soļa piemērošanas;
R 2 - iekšējā pretestība, kas mērīta ar metodi 17 GOST R IEC 896-1-95 (3) vienu minūti pēc pašreizējās darbības veikšanas.

Var redzēt, ka, ja uzlādes stāvoklis ir mazāks par 80%, akumulatora iekšējā pretestība vāji ir atkarīga no tā uzlādes pakāpes. Izmērītās vērtības pieaugums R 2 tuvojoties SoC līdz 100% nosaka polarizācijas potenciāla pieaugums.

Polarizācijas potenciāls

Polarizācijas potenciāls dažādos avotos tiek definēts atšķirīgi. Balstoties uz fizisko nozīmi, polarizācijas potenciāls ir pareizi definēts kā dielektriskā elektroda-elektrolīta slāņa kapacitātes lādiņa potenciāls, kas tam ir, uzlādējot/izlādējot ar zemām strāvām. To definē kā izmērītā akumulatora sprieguma novirzi no atvērtās ķēdes sprieguma, kad caur to plūst strāva, atskaitot sprieguma kritumu pāri iekšējai pretestībai. Fiziskā nozīme ir tāda, ka, lai sāktos akumulatora uzlādes/izlādes process, kondensators, ko veido elektroda-dielektriķa-elektrolīta pāreja, ir jāuzlādē līdz noteiktai vērtībai. Polarizācijas potenciāls ir vienāds ar kopējo divu elektrodu kondensatoru uzlādes spriegumu. Svina-skābes akumulatora polarizācijas potenciāls ir aptuveni 150-180 mV. Šī vērtība nosaka akumulatora sprieguma samazināšanos, kad tas pāriet no uzturēšanas uzlādes režīma (pie sprieguma 2,23 V) uz izlādes režīmu (uz spriegumu 2,05–2,08 V).

Eksperimentāli ir noskaidrots, ka LIB šī vērtība ir ievērojami zemāka un ir aptuveni 3-5 mV. Polarizācijas potenciāla izmaiņas tika noteiktas kā sprieguma izmaiņas uz akumulatora, pārejot no uzlādes režīma ar vāju strāvu (~0,5 A) uz izlādes režīmu arī ar zemu strāvu (~1,0 A). Tas, ka LIB polarizācijas potenciāls ir daudz zemāks nekā svina-skābes akumulatoram, acīmredzot ir saistīts ar faktu, ka pastāv būtiska atšķirība starp litija jonu akumulatoru un svina-skābes akumulatoru. Svina-skābes akumulatora gadījumā tā uzlādes procesu pavada ķīmiska reakcija elektroda-elektrolīta saskarnē, kas saistīta ar svina sulfāta pārvēršanu svina dioksīdā un sērskābē uz viena elektroda un metāliskā svinā un sērskābē. uz citiem. Izlādes procesā notiek reversa ķīmiska reakcija. LIB gadījumā tas nenotiek elektroda-elektrolīta saskarnē. Uzlādes/izlādes process ir saistīts ar litija jonu brīvu interkalāciju no katoda vielas uz anoda vielu un otrādi.

Kā minēts iepriekš, tuvojoties SoC Līdz 100% notiek nelineārs polarizācijas potenciāla pieaugums, ko izraisa pāreja uz cita veida ķīmisko reakciju, kas saistīta ar elektrolīta vielas pārveidi.

100% uzlādēta akumulatora jēdziens. Nepieciešamība pēc līdzsvarošanas

Uzlādes laikā LIB darbojas savādāk nekā svina-skābes akumulators. Pats jēdziens “akumulators ir 100% uzlādēts” tiem atšķiras. Standarts DIN 40729 definē svina-skābes akumulatora pilnu uzlādi kā lādiņu, kas ir pārveidojusi visu aktīvo vielu. Tādējādi 100% uzlādēts svina-skābes akumulators ir akumulators, kurā viss svina sulfāts ir pārveidots metāliskā svinā (pie negatīvā elektroda) vai svina dioksīdā (pie pozitīvā elektroda), tas ir, šis jēdziens atbilst ļoti specifisks un nepārprotami noteikts elektroķīmiskās sistēmas stāvoklis. Svina-skābes akumulatoru principā nevar uzlādēt virs 100%. Uzlādes spriegums, kas klasiskajiem ekspluatējamiem svina-skābes akumulatoriem ir 2,23 V istabas temperatūrā, aptuveni atbilst pilnībā uzlādēta akumulatora atvērtās ķēdes sprieguma un tā polarizācijas potenciāla summai.

LIB gadījumā “100% uzlādes pakāpe” ir relatīva vērtība. Šis jēdziens viennozīmīgi nenosaka elektroķīmiskās sistēmas stāvokli. Parasti 100% uzlādei lielākā daļa LFP LIB ražotāju ņem lādiņu, ko akumulators saņēma, uzlādējot to ar pastāvīgu strāvu 0,2 AR līdz spriegums sasniedz 3,7 V, kam seko pārslēgšanās uz uzlādes režīmu pie nemainīga sprieguma, līdz uzlādes strāva samazinās līdz vērtībai 0,02 AR. Ja šajā brīdī nepārtraucat uzlādi, akumulators var turpināt uzlādēt. Tajā pašā laikā, pat pirms 100% punkta sasniegšanas, akumulators tuvojas slieksnim, pie kura gandrīz visi litija joni no katoda tiek deinterkalēti, to daudzums kļūst nepietiekams, lai uzturētu ķīmisko reakciju tajā pašā līmenī. Šajā gadījumā paralēli tiek uzsākta cita ķīmiska reakcija, kas saistīta ar elektrolīta vielas (kas satur arī litija jonus) transformāciju, kas noved pie akumulatora degradācijas. Šo fāzes pāreju pavada nelineārs polarizācijas potenciāla pieaugums. Līdz ar to, no vienas puses, veicot uzlādi, LIB uzlādes spriegums ir ierobežots, no otras puses, noteiktā brīdī tā tālāka uzlāde tiek pārtraukta, pretējā gadījumā iespējama tā sauktā pārlādēšana, tas ir, uzlāde. to uzlādes stāvoklī virs 100%.

Ilgstoša LIB uzlāde noved pie tā jaudas samazināšanās, iekšējās pretestības un NRC palielināšanās. Netieša pazīme, ka LIB ilgstoši ir bijis pārlādētā stāvoklī, ir metāliskā litija veidošanās katoda materiālā un attiecīgi NRC palielināšanās. Parasta LFP akumulatora NRC, uzlādēts līdz 60-80%, ir 3,32-3,34 V. LFP akumulatora NRC, kura katoda materiāls satur litija metālu, var būt 3,4-3,45 V.

Nepieciešamība periodiski līdzsvarot LIB akumulatorā ir tieši iepriekš aprakstītā sekas. Ja vispirms pilnībā izlīdzināsit akumulatorā esošo LIB uzlādes līmeni, laika gaitā tie kļūs nelīdzsvaroti, jo atšķiras to parametri (ietilpība, pašizlādes vērtība, iekšējā pretestība), pat ja akumulators tiek darbināts uzturēšanas lādēšanā. režīmā. Papildu grūtības LFP akumulatoru balansēšanā akumulatorā ir tādas, ka tām ir raksturīga vāja sprieguma atkarība no to uzlādes stāvokļa.

LIAB iekasēšanas procesa matemātiskais modelis

Lielākā daļa LIB ražotāju iesaka uzlādēt šos akumulatorus, izmantojot CC/CV metodi ar pārslēgšanos uz uzlādes režīmu pie nemainīga sprieguma 3,7-3,9 V. Šo režīmu var izmantot, lai uzlādētu vienu akumulatoru, bet to nevar izmantot akumulatoram, kas sastāv no pievienotiem akumulatoriem. sērijveidā, ar parametru izkliedi. Uzlādes stāvoklim tuvojoties 100%, akumulatoram ar vismazāko ietilpību (augstākā uzlādes pakāpe) notiek nelineārs sprieguma pieaugums, ko nevar kompensēt ar balansēšanas strāvu. Šādā gadījumā uzlādes process ir jāpārtrauc, pirms viss akumulators ir uzlādēts līdz 100%.

Lai kvantitatīvi noteiktu akumulatora parametru izkliedes ietekmi akumulatorā, tika izstrādāts tā uzlādes matemātiskais modelis, kas ļāva veikt analīzi, pamatojoties uz salīdzinoši vienkāršiem aprēķiniem. Tajā pašā laikā rezultātu precizitāte ir pietiekama, lai noteiktu pieļaujamo akumulatoru parametru izkliedi akumulatorā un sniegtu ieteikumus par tā uzlādes režīmu. Šajā gadījumā mēs neņemam vērā temperatūras ietekmi uz uzlādes procesu: tiek pieņemts, ka uzlāde notiek istabas temperatūrā.

Analīzes nolūkos ir pietiekami izmantot vienkāršotu ekvivalentu shēmu (8. att.). Šī shēma ir pareiza, ja ņemam vērā salīdzinoši lēnus akumulatorā notiekošos procesus, kuru laika konstantes ir vairāki desmiti minūšu vai vairāk, kas attiecas uz tipisku akumulatora uzlādes procesu vairāku stundu garumā.

Rīsi. 8. Vienkāršota akumulatora ekvivalenta shēma

Šajā gadījumā mēs varam neņemt vērā elektriskās kapacitātes ietekmi AR 1 pārejas elektrods - elektrolīts un elektriskā kapacitāte AR 2, ko nosaka elektrolīta vielā esošā elektriskā lauka intensitātes gradients, kad caur to plūst elektriskā strāva. Tādējādi var ņemt vērā tikai iekšējās pretestības aktīvo daļu R int, kuras vērtība tiek pieņemta kā nemainīga uzlādes procesa laikā, jo, kā parādīts iepriekš, iekšējā pretestība vāji ir atkarīga no uzlādes pakāpes. Šajā gadījumā ir pareizi jāņem vērā polarizācijas potenciāla ietekme.

Viena akumulatora matemātiskais modelis

Pamatojoties uz modeli attēlā. 8, varat analizēt akumulatora parametru izplatības ietekmi uz sprieguma izplatību tiem uzlādes procesa laikā un galīgās uzlādes pakāpes vērtību, līdz kurai var uzlādēt akumulatoru. Attēlā 9. attēlā parādīts LT-LYP380 akumulatora vidējais un izlīdzinātais uzlādes profils ar pastāvīgu strāvu 0,2 AR, līdz akumulatora spriegums sasniedz 3,7 V ar pāreju uz uzlādes režīmu pie nemainīga 3,7 V sprieguma, līdz strāva samazinās līdz vērtībai 0,02 AR. Akumulatoram ar ietilpību 380 Ah strāva ir 0,2 AR būs vienāds ar 76 A. Uzlādējot ar citām strāvām, uzlādes profils kvalitatīvi būs vienāds, bet sprieguma krituma lielums atšķirsies par sprieguma krituma lielumu pāri akumulatora iekšējai pretestībai.

Rīsi. 9. Izlīdzināts akumulatora uzlādes profils ar strāvu 0,2 C ar pāreju uz uzlādi ar stabilizētu spriegumu 3,7 V

Jebkurā strāvā akumulatora spriegumu nosaka ar šādu izteiksmi:

Apsveriet funkcijas δ Uārā = f(δ C, δ R int, δ J 0). Šeit δ U out - akumulatora sprieguma novirze kā kāda mainīgā funkcija. δ C, δ R int, δ J 0 - attiecīgi akumulatora nominālās jaudas, iekšējās pretestības un sākotnējās uzlādes novirze no noteiktas līdzsvara vērtības. Nosakot konkrētu funkciju vērtību, iespējams noteikt konkrētu parametru izplatības ietekmi uz sprieguma izkliedi un uz akumulatora uzlādes procesu.

Iekšējās pretestības vērtību izkliedes ietekme

Apsveriet akumulatoru akumulatoru ar tādu pašu 380 Ah ietilpību un atšķirīgu iekšējo pretestību R int = = R 0int + δ R int . Ļaujiet R int1 = 1,0 mOhm, R int2 = 1,2 mOhm (20%). Kā liecina mērījumi, akumulatora iekšējā pretestība salīdzinoši maz ir atkarīga no tā uzlādes pakāpes. Tāpēc no (5) mēs varam iegūt šādu izteiksmi:

Uzlādes strāvai jābūt 76 A (0,2 AR n). Acīmredzot divu bateriju spriegumu atšķirība būs vienāda ar δ Uārā = δ R starpt I (SoC)= = 16 mV visa uzlādes cikla laikā un nokrītas līdz nullei akumulatora uzlādes beigās. Šajā gadījumā pretestības izplatīšanās nesamazina maksimālo pieļaujamo akumulatora uzlādi (10. att.).

Rīsi. 10. Akumulatora sprieguma atkarība no pretestības svārstībām

Jaudas variācijas ietekme

Aplūkosim akumulatora akumulatoru sprieguma novirzi tā uzlādes laikā kā funkciju no to kapacitātes novirzes no līdzsvara vērtības δ Uārā = f(δ C):

Saskaņā ar definīciju, C = J max - maksimālā uzlāde, līdz kurai var uzlādēt akumulatoru. Citā pusē, SoC= J/ J maks. Tā kā akumulatorā esošās baterijas ir savienotas virknē, tās uzlādes laikā saņem tādu pašu uzlādi J. Tādējādi δ C ≈ -δ SoC kad tuvojas SoC līdz 100%.

Formulu (7) var pārrakstīt šādi:

Lai analizētu sprieguma izkliedes atkarību no jaudas izkliedes, ir pieļaujams analizēt sprieguma izkliedi atkarībā no tā uzlādes pakāpes. Apsveriet uzlādes funkciju “pie nulles uzlādes strāvas”:

Šeit U(SoC) - akumulatora uzlādes funkcija ar strāvu 0,2 AR(kuras grafiks parādīts 9. att. Funkcija U 0 (SoC) formāli nosaka sprieguma kritumu akumulatorā, “uzlādējot” to ar nulles strāvu līdz 100% uzlādes līmenim. Tiek pieņemts, ka vērtība U 0 augšpusē nav ierobežots. Funkciju uzvedības analīze U 0 un ļaus noteikt sprieguma izplatību akumulatoriem ar dažādu uzlādes pakāpi akumulatorā. Tā kā uzlādes grafika lineārajā daļā polarizācijas potenciāls praktiski nav atkarīgs no SoC, tad tā ietekme grafika lineārajā daļā tiek ņemta vērā kā iekšējās pretestības papildu vērtība. Nelineārajā daļā funkcijas uzvedību nosaka polarizācijas potenciāls U 0 (SoC).

Lai vienkāršotu analīzi, aplūkosim akumulatoru, kas sastāv no trim baterijām. Ļaujiet pirmā akumulatora ietilpībai būt C 0, sekunde - C 0 - δ C, trešais - C 0 + δ C. Tādējādi uzlādes procesa laikā otrā akumulatora uzlādes pakāpe vienmēr būs lielāka nekā pirmā akumulatora uzlādes pakāpe par summu δ SoC ≈ δ C, trešais - mazāk par tādu pašu summu δ C. Lai būtu precīzāks, apsveriet uzlādes profilu, kas parādīts attēlā. 9. Maksa sākas no valsts SoC= 0% līdzstrāvas 0,2 AR līdz tiek sasniegts vidējais akumulatora spriegums U av = 3,7 V (kopā 11,1 V uz vienu akumulatoru). Pēc tam pāreja uz uzlādes režīmu notiek ar vidējo akumulatora spriegumu 3,7 V ar strāvas samazināšanos līdz 0,02 AR.

Analīzei mēs izmantojam uzlādes funkciju U 0 (SoC). Akumulatora sprieguma vidējo vērtību nosaka lādētājs, un tā ir vienāda ar U av. Akumulatora sprieguma novirze δ U i no vidējās vērtības nosaka lādiņa pakāpes izplatība δ SoC i. Tas ir parādīts attēlā. vienpadsmit.

Rīsi. 11. Piemērs, kas izskaidro akumulatoru sprieguma izkliedes noteikšanas principu

Katrai vērtībai SoC 0 ir derīgas šādas izteiksmes:

Šajā gadījumā ir jāņem vērā fiziskie ierobežojumi, kas saistīti ar faktu, ka atsevišķa akumulatora spriegums nevar būt zemāks U min:

jo šī nosacījuma neizpilde nozīmētu polarizācijas potenciāla zīmes maiņu un akumulatora uzlādes procesa pārtraukšanu.

Attēlā 12. attēlā parādīts akumulatora uzlādes grafiks ar strāvu 0,2 AR līdz vidējais akumulatora spriegums sasniedz 3,7 V un pārslēdzas uz uzlādes režīmu pie šī sprieguma. Jaudas starpība ir ±2,5%. Kad uzlādes līmenis sasniedz 94%, akumulatora 2 spriegums paaugstinās virs 3,7 V, un šajā brīdī lādēšana ir jāpārtrauc. 1. un 3. līknes pārrāvums ir izskaidrojams ar to, ka 2. akumulatora sprieguma līkne aug ļoti ātri (tāpat kā hiperboliska funkcija). Aprēķinot akumulatoru, kas sastāv no lielāka elementu skaita, šis locījums tiek izlīdzināts. Tādējādi var redzēt, ka ar vidējo akumulatora spriegumu 3,7 V maksimālais uzlādes stāvoklis, līdz kuram var uzlādēt akumulatoru, ir 94%.

Rīsi. 12. Grafiks par akumulatoru sprieguma izkliedes atkarību no SoC izkliedes, uzlādējot līdz vidējam spriegumam 3,7 V

Ir gandrīz neiespējami uzlādēt akumulatoru no daudziem akumulatoriem ar dažādiem parametriem līdz vidējam akumulatora spriegumam 3,7 V. Situāciju var uzlabot, izmantojot īpašas uzlādes metodes, kuru pamatā ir atgriezeniskās saites organizēšana starp akumulatora vadības sistēmu un lādētāju, kā arī akumulatora uzlādes samazināšana. strāva līdz pašreizējās vērtības balansēšanai, lai gan tas ievērojami palielina uzlādes laiku. Varat arī mēģināt samazināt atsevišķa akumulatora vidējo uzlādes spriegumu.

Uzlādes pakāpe, kas sasniegta dažādos stabilizācijas sprieguma līmeņos

Pārejas sprieguma lielums no CC režīma uz CV režīmu ietekmē uzlādes pakāpi, līdz kurai akumulators tiek uzlādēts, kad tā uzlādes strāva tiek samazināta līdz 0,02 AR.

Attēlā 13.a attēlā parādīta sprieguma atkarība no uzlādes laika pie dažādām sprieguma vērtībām pārejai uz CV režīmu. Attēlā 13b - strāvas atkarība no uzlādes laika. Grafikos pārejas spriegums uz CV režīmu ir: 1 - 3,7 V; 2 - 3,6 V; 3 - 3,5 V; 4–3,4 V.

Rīsi. 13. Laika atkarība pie dažādām sprieguma vērtībām pārejai uz CV režīmu:
a) akumulatora spriegums;
b) akumulatora uzlādes strāva

Attēlā 14.a attēlā parādīta akumulatora uzlādes laika atkarība, pirms tā uzlādes strāva samazinās līdz 0,02 AR par sprieguma vērtību pārejai uz CV režīmu. Attēlā 14b - sasniedzamās uzlādes pakāpes atkarība no uzlādes sprieguma. Redzams, ka pārejas spriegumam uz CV režīmu mainoties no 3,7 līdz 3,45 V, akumulatora uzlādes laiks un uzlādes pakāpe gandrīz nemainās. Tas nozīmē, ka akumulatoru, kā arī atsevišķu akumulatoru var uzlādēt ar zemāku spriegumu, piemēram, līdz 3,4-3,45 V, ar sekojošu pāreju uz uzlādes režīmu ar stabilizētu spriegumu. Šīs metodes trūkums ir tāds, ka viena akumulatora uzlādes laiks nedaudz palielinās.

Rīsi. 14. Atkarība:
a) uzlādes laiks, līdz strāva samazinās līdz 0,02 C no pārejas uz CV režīmu sprieguma vērtības;
b) sasniedzamā uzlādes pakāpe no uzlādes sprieguma

Attēlā 15.a attēlā parādīts grafiks akumulatora uzlādei ar strāvu 0,2 C, līdz vidējais akumulatora spriegums sasniedz 3,4 V ar pāreju uz uzlādes režīmu pie šī sprieguma. Jaudas starpība ir ±2,5%. Uzlāde apstājās, kad strāva samazinājās līdz 0,02 C, savukārt akumulatora uzlādes pakāpe bija 96%. Attēlā 15.b attēlā parādīts tas pats grafiks laika skalā.

Rīsi. 15. Bateriju 1 sprieguma vērtību izkliedes grafiks (δ C= 0%), 2 (δ AR= +2,5%) un 3 (δ AR = -2,5 %)

Tādējādi, uzlādējot akumulatoru, kas sastāv no virknē savienotiem LFP LIB, ir lietderīgi samazināt vidējo uzlādes spriegumu līdz 3,4-3,45 V. Konkrēta veida akumulatoram ir jānosaka precīza vidējā uzlādes sprieguma vērtība.

SECINĀJUMS

Darbā apskatīts LFP LIB modelis kā aktīvs divu terminālu tīkls, kura parametri (ģeneratora spriegums un iekšējā pretestība) ir nelineāri atkarīgi no uzlādes/izlādes strāvas, uzlādes pakāpes un temperatūras. Modeļa parametru noteikšanai tika izmantoti eksperimentālie dati.

Tiek uzskatīta līdzvērtīga shēma, kas vispiemērotāk apraksta akumulatora uzvedību uzlādes laikā un tā galveno parametru atkarību no uzlādes pakāpes, un tiek parādīti eksperimentālie dati. Izmantojot vienkāršu modeli, tiek analizēta LIAB uzvedība uzlādes laikā un atsevišķu akumulatoru parametru izkliedes ietekme uz šo procesu.

Pamatojoties uz veiktajiem aprēķiniem, tika iegūti ieteikumi par LFP akumulatora uzlādes sprieguma parametriem. Ir pierādīts, ka vidējais spriegums, kas tiek pievadīts akumulatoram, uzlādējot akumulatoru, ir jāsamazina līdz 3,4-3,45 V. Konkrētā vērtība jānosaka, pamatojoties uz NRC atkarību no uzlādes pakāpes konkrētam akumulatora tipam.

LITERATŪRA

1. Čens M., Rinkona-Mora G.A. Precīzs elektriskā akumulatora modelis, kas spēj paredzēt darbības laiku un I-V veiktspēju // IEEE Transactions on Energy Conversion, v. 21, Nr. 2. 2006. gada jūnijs.
2. Albér G. Ohmic mērījumi: vēsture un fakti. [http://www.alber.com/Docs/Brochure_WhitePaperG_Alber.pdf]
3. GOST R IEC 896-1-95. Svina-skābes stacionārie akumulatori. Vispārīgās prasības un pārbaudes metodes. 1. daļa. Atvērtie veidi.
4. DIN 40729. Akumulators; Galvanische Sekundrelemente; Grundbegriffe.
5. Kedrinskis I.A., Dmitrenko V.E., Grudjanovs I.I. Litija strāvas avoti. M.: Energoizdat, 1992. 240 lpp.

Specifikācijas

• Savienotājs: 510 savienotājs
• Akumulatora tips: 26650 formāts (iespējams izmantot 18650 formātu, izmantojot īpašu adapteri)
• Izmēri: 46 x 30 x 93 mm
• Režīmi: VW/Bypass/TC-Ni/TC-Ti/TC-SS/TCR
• Atbalstītā pretestība VW/Bypass režīmā: 0,1 - 3,5 omi
• Darba jauda: 1 – 100 W
• Regulējams temperatūras diapazons: 100 - 315 °C / 200 - 600 °F

Kontrole

1. Ieslēdziet/izslēdziet

Vispirms ievietojiet 26650 akumulatoru tam paredzētajā nodalījumā.

Pēc tam piecas reizes nospiediet galveno pogu, lai ieslēgtu ierīci. Ierīce izslēdzas tādā pašā veidā, nospiežot to piecas reizes. Izmantojot īpašu adapteri, ir iespējams izmantot arī 18650 akumulatoru ar maksimālo ieteicamo jaudu 75 W. (Lūdzu, ņemiet vērā: pirms lietošanas iestatiet jaudu atbilstoši klīreomizera specifikācijām. Neizmantojiet bojātas baterijas vai baterijas ar ārējiem bojājumiem.)

2. Stealth režīms

Kad ierīce ir ieslēgta, vienlaikus dažas sekundes turiet nospiestu galveno pogu un kreiso pogu, līdz ekrānā tiek parādīts ziņojums “Stealth ON”. Šajā režīmā tvaicēšanas laikā ekrāns tiks izslēgts. Lai izslēgtu slepeno režīmu, atkārtojiet šo procedūru vēlreiz, līdz tiek parādīts ziņojums “Stealth OFF”.

3. Bloķēšanas vadības pogas

Kad ierīce ir ieslēgta, nospiediet pogu “pa labi” un “pa kreisi” vienlaikus un turiet dažas sekundes, līdz tiek parādīts ziņojums “Bloķēt”. Lai noņemtu slēdzeni, atkārtojiet procedūru, līdz tiek parādīts ziņojums “Atbloķēt”.

4. Bloķēšanas slēdzis

Pārvietojiet bloķēšanas slēdzi pa kreisi/pa labi, lai mehāniski bloķētu galveno pogu.

5. Micro-USB porta funkcija

USB portu var izmantot uzlādei un programmaparatūras atjauninājumiem.

6. Apgrieziet displeju

Kad ierīce ir izslēgta, dažas sekundes vienlaikus nospiediet kreiso un labo pogu, līdz attēls displejā apgriežas par 180 grādiem. Reversais apvērsums tiek veikts tādā pašā veidā. Šī funkcija ļaus jums saglabāt ierīces lietošanas ērtumu neatkarīgi no tā, kurā rokā vēlaties to turēt.

Pārslēgties starp VW/Bypass/TC-Ni/TC-Ti/TC-SS/TCR režīmiem

1. Lai ieietu izvēlnē, ātri nospiediet galveno pogu 3 reizes pēc kārtas.

Displejs parāda:

(1). Režīms: jauda (Variwatt), BP (apvedceļš), Temp Ni, Temp Ti, Temp SS un TCR.

(2). Temperatūra: 100 - 315°C/ 200 - 600°F.

(3). Jauda (W) un pretestība (Ω) termiskās kontroles režīmos vai jauda (W) un spriegums (V) varivatu/apvedceļa režīmos.

(4). Lietotāja informācija (Puff: kopējais dvesmu skaits, laiks: kopējais uzpūšanās laiks, PCB: plates temperatūra) un strāva (A).

(5). Akumulatora uzlādes indikators.

Pēc ieiešanas izvēlnē, trīs reizes nospiežot galveno pogu, sāk mirgot pirmā informācijas rindiņa. Nospiediet labo pogu, lai izvēlētos vajadzīgo režīmu: VW, Bypass, TC-Ni, TC-Ti, TC-SS vai TCR. Lai apstiprinātu savu izvēli, vienu reizi nospiediet galveno pogu vai pagaidiet, līdz atlasītā līnija mirgo desmit reizes.

Varivatu režīms (VW)

Šajā režīmā lietotājs var regulēt izejas jaudu diapazonā no 1 līdz 100 vatiem. Lai mainītu jaudu, vienkārši nospiediet kreiso un labo pogu.

Apvedceļa režīms

Šajā režīmā spriegums tiek piegādāts tieši no akumulatora uz iztvaicētāju.

Atbalstīto pretestību diapazons apiešanas režīmā ir 0,1–3,5 omi.

TC-SS režīms

Šis režīms ļauj izmantot SS316 nerūsējošo tēraudu kā sildelementu.

TCR (M1, M2, M3)

TCR, temperatūras pretestības koeficients, ir jaunākais režīms, kas ieviests Wismec produktos, lai atbalstītu dažādus spoļu materiālus un precizētu temperatūras kontroles izmantošanu.

TCR režīmā, mirgojot pirmajai izvēlnes rindiņai, nospiediet kreiso pogu, lai atvērtu apakšizvēlni, un atlasiet vienu no vienumiem (M1, M2 vai M3), izmantojot labo pogu. Lai apstiprinātu savu izvēli, nospiediet galveno pogu.

TCR režīma iestatīšana

Kad ierīce ir izslēgta, vienlaikus apmēram 5 sekundes turiet nospiestu galveno pogu un labo pogu, lai atvērtu TCR režīma iestatījumu izvēlni:

(1). Izmantojot vadības pogas, atlasiet vienumu M1, M2 vai M3;

(2). Nospiediet galveno pogu, lai apstiprinātu savu izvēli;

(3). Izmantojiet vadības pogas, lai izvēlētos vēlamo koeficienta vērtību;

(4). Nospiediet un apmēram 10 sekundes turiet galveno pogu, lai saglabātu iestatījumus.

Dažādu materiālu TCR vērtību tabula

Piezīme

1. Norādītās vērtības ir faktiskās temperatūras vērtības

pretestības koeficients, kas reizināts ar 105.

2. Vispārējais TCR1 vērtību diapazons ir 1000.

Papildu funkcijas temperatūras kontroles režīmam

Temperatūras iestatīšana: Termiskās kontroles režīmos jūs varat neatkarīgi noregulēt vēlamo iztvaicētāja spoles temperatūru diapazonā no 100 - 315 °C vai 200 - °600 F, izmantojot kreiso un labo vadības pogu.

Pārslēdzieties starp Celsija un Fārenheita skalām

Regulējot temperatūru, kad tiek sasniegta augšējā vai apakšējā robeža, ierīce automātiski pārslēdzas no Celsija uz Fārenheita un otrādi.

Pat atrodoties temperatūras regulēšanas režīmā, varat iestatīt maksimālo jaudu, ko ierīce piegādās iztvaicētājam. Lai to izdarītu, trīs reizes nospiediet galveno pogu, lai atvērtu izvēlni, pēc tam nospiediet kreiso pogu, mirgos ikona “W”. Izmantojiet labo pogu, lai pielāgotu jaudu, un nospiediet galveno pogu, lai apstiprinātu.

Bloķēt/atbloķēt iztvaicētāja pretestību

Trīs reizes ātri nospiediet galveno pogu, lai atvērtu izvēlni. Pēc tam divreiz nospiediet kreiso pogu, lai displeja trešā rinda (izsmidzinātāja pretestība) mirgo. Tagad nospiediet labo pogu, lai bloķētu vai atbloķētu izsmidzinātāja pretestību. Slēdzenes ikona blakus pretestības vērtībai norāda, ka pretestības bloķēšana ir iespējota. ( SVARĪGS: Bloķējiet pretestību tikai tad, kad iztvaicētājs ir istabas temperatūrā.)

Jauna iztvaicētāja uzstādīšana

Ja uzstādāt iztvaicētāju ar lielāku pretestību nekā iepriekš uzstādītajam iztvaicētājam, iespējams, būs "jāuzlabo" bāzes iztvaicētāja pretestība istabas temperatūrā.

SVARĪGS:

1. Ja uzstādītā atomizatora pretestība pārsniedz iepriekš noteikto vērtību vismaz par 5%, displejā parādīsies paziņojums “jauna spole pa labi, tā pati spole pa kreisi”. Apstipriniet savu izvēli, nospiežot atbilstošo taustiņu: "pa kreisi" - ja izmantojat to pašu pulverizatoru, vai "pa labi" - mainot sildelementu.

2. Maksimālā pieļaujamā pretestība TC režīmos ir 1,5 omi. Ja

pretestība pārsniedz pieļaujamo vērtību, ierīce automātiski pārslēgsies uz VW režīmu.

Informācijas līniju režīmu pārslēgšana

Maksimālās jaudas iestatīšana

Trīs reizes nospiediet galveno pogu, lai atvērtu izvēlni. Trīs reizes nospiediet kreiso pogu, lai informācijas līnija mirgo. Nospiežot pogu “pa labi”, izvēlieties vajadzīgo displeja režīmu - uzpūtienu skaitu (Pusff), kopējo dvesmu laiku (Time) vai pašas ierīces temperatūru (PCB).

Pašreizējais pašreizējais displejs

Pašreizējā pašreizējā vērtība tiek parādīta vienā no displeja rindām.

Kļūdu ziņojumi un brīdinājumi

Nav brīdinājuma par izsmidzinātāju

Paziņojums tiek parādīts, ja, nospiežot galveno pogu, ierīce nevar noteikt pievienoto izsmidzinātāju.

Izsmidzinātāja zems brīdinājums

Ja iztvaicētāja pretestība ir mazāka par 0,1 omi mainīgā vatu režīmā vai mazāka par 0,05 omi temperatūras kontroles režīmos, ierīce displejā parādīs atbilstošu brīdinājumu.

Izsmidzinātāja aizsardzība pret īssavienojumu

Šis ziņojums tiek parādīts, ja iztvaicētājā ir īssavienojums.

Ierīce ir pārāk karsta

Šis ziņojums tiek parādīts, ja ierīces iekšējā temperatūra pārsniedz 70°. Šādā gadījumā ierīce automātiski izslēdzas, un tai ir nepieciešams laiks, lai tā atdziest.

Vairāk nekā 10 sekunžu aizsardzība

Ja galvenā poga tiek nospiesta ilgāk par 10 sekundēm pēc kārtas, tiek aktivizēta aizsardzība pret nejaušu nospiešanu un displejā parādās attiecīgs ziņojums.

Temperatūras aizsardzība

Ja temperatūras kontroles režīmā pašreizējā temperatūra

spirāle ir sasniegusi lietotāja norādīto vērtību, tiek parādīts atbilstošs ziņojums.

SVARĪGS:Šis ziņojums nav ziņojums par kļūdu vai kļūmi.

Vājš akumulators

Ja tvaicēšanas laikā akumulatora spriegums nokrītas zem noteiktas robežas (2,9 V), ierīce parāda atbilstošu ziņojumu un samazina izejas jaudu.

Zems akumulatora līmenis

Ja akumulatora uzlādes līmenis nokrītas zem 10%, displejā sāk mirgot akumulatora simbols, brīdinot lietotāju par akumulatora uzlādi.