В предыдущей статье мы разобрали разные типы аккумуляторов и рассказали почему выбрали литиевые. Но с литиевым аккумулятором есть одна проблема, они при неправильной эксплуатации могут загореться и даже взорваться. Мы решили эту проблему в нашем устройстве и сегодня расскажу как.
Для начала давайте разберём физику процесса, почему аккумулятор загорается или взрывается?
Начнём со взрыва. Чаще всего вздувание и взрыв аккумулятора происходит в следствие короткого замыкания заряженного аккумулятора. Из-за того что через аккумулятор продолжительный промежуток времени течёт большой ток, происходит перегрев аккумулятора, жидкий электролит начинает вскипать, из за образования паров электролита и их разогрева, давление внутри ячейки повышается. И происходит либо вздувание в случае мягкого корпуса, либо взрыв в случае жёсткого корпуса.
Загореться аккумулятор может в случае разрушения оболочки и контакта с воздухом. Причём загореться может только заряженный аккумулятор, по той причине что в разряженном аккумуляторе литий находиться в состоянии оксида и он не способен вступать в реакцию с воздухом, то есть гореть. Но вот когда мы заряжаем аккумулятор, в слое графита образуется запас металлического лития. И когда мы нарушаем оболочку аккумулятора, происходит во первых короткое замыкание которое разогревает литий, во вторых контакт разогретого металлического лития с воздухом и быстрое возгорание.
Так как же можно предотвратить горение или взрыв лития?
На практике взрыв или возгорание является следствием короткого замыкания. А причиной замыкания может быть как превышение допустимой мощности так и короткое замыкание при зарядке. Поэтому что бы защитить аккумулятор и пользователя достаточно предотвратить короткое замыкание и перегрузку. Для этого при использовании аккумуляторных сборок применяют BMS защиту, которая защищает аккумулятор от неправильной зарядки и перегрузки. И обычно ограничиваются только ей. Но мы пошли чуть дальше, ведь существует риск перегрева аккумулятора, без коротких замыканий.
На этот случай мы предусмотрели температурную защиту. Реализована она на базе датчика температуры который контролирует вентилятор и в случае сильного перегрева, даёт сигнал и отключает устройство предотвращая разогрев до температуры вскипания электролита. По сути эта система является резервной на случай если пользователь вдруг BMS не успеет сработать вовремя. Она же отключает устройство в случае превышения допустимой мощности и защищает плату. Но нам и этого показалась мало
И третей ступенью защиты всех наших устройств является предохранитель на выходе 220В. Хотя правильнее его назвать первой ступенью, ведь он рассчитан не только что бы предотвратить повреждение аккумулятора но и защищает электрическую плату от перегрузок. Например когда пользователь подключит фен мощностью 1,5 кВт к ПикНик нано, который рассчитан на 300 Вт, то ничего страшнее срабатывания предохранителя не произойдёт.
В итоге мы получили три параллельных элемента защиты. Первый это предохранитель, который реагирует на перегрузку по потреблению. Второй это регулирующая система платы. И третий это стандартная BMS плата защиты аккумулятора.
Узнать больше о проекте можно на сайте piknikenergy.pro