Baterija se zagrijava tijekom punjenja: uzroci, sigurne granice i praktični popravci

Telefon koji je dvadesetak minuta stajao na punjaču osjeća se toplo uz vaš dlan, a prvi instinkt je zapitati se nije li nešto u redu. Obično ništa nije. Punjenje je egzotermni proces: pretvaranje izmjenične struje iz zida u niskonaponsku istosmjernu struju koja je potrebna bateriji, a zatim potiskivanje litijevih iona s jedne elektrode na drugu, oba oslobađaju toplinu kao nusprodukt.

Prvi zaključak: površinske temperature od otprilike 30°C do 40°C (86°F do 104°F) tijekom punjenja su uobičajene, a brzo punjenje može gurnuti bateriju na oko 45°C (113°F) prije nego što regulator punjenja namjerno uspori. Toplina koja postaje bolna za držanje, nastavlja se penjati nakon prvih pola sata ili dolazi zajedno s natečenim kućištem, kemijskim mirisom ili konektorom koji je vruć dok je baterija hladna, ukazuje na grešku, a ne na normalne gubitke.

Koliko je zapravo normalna toplina tijekom punjenja?

Temperatura je najkorisnije pojedinačno očitanje koje možete uzeti, jer odvaja obične gubitke od kvara u razvoju. Trake ispod odražavaju tipično ponašanje za litij-ionske telefone, tablete, prijenosna računala i pakete alata; točne brojke ovise o ćeliji, punjaču i kućištu, pa ih čitajte kao raspone, a ne kao fiksne granice.

Zašto se baterija zagrijava tijekom punjenja

Toplina mora doći odnekud, a strujni krug za punjenje nudi samo nekoliko mjesta za njezino porijeklo. Rad kroz njih po redu brži je od pogađanja.

• Gubici pretvorbe. Punjač pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, a uređaj to ponovno pretvara u napon potreban ćeliji. Svaki stupanj gubi otprilike 10 do 20 posto kao toplinu, koja se pojavljuje u adapteru, kabelu i bateriji.
• Struja punjenja. Otporno zagrijavanje raste s kvadratom struje. Udvostručenje struje punjenja otprilike učetverostručuje toplinu koja se stvara unutar ćelije i ožičenja, zbog čega punjenje od 65 W zagrijava telefon mnogo više od punjenja od 5 W tijekom noći.
• Starenje stanica. Nakon otprilike 500 punih ciklusa stanica obično zadržava 80 posto svog kapaciteta, a unutarnji otpor je porastao. Ista struja sada proizvodi više topline nego kad je paket bio nov.
• Temperatura okoline i protok zraka. Uređaj koji se puni ispod jastuka, unutar zatvorene kutije ili na kontrolnoj ploči automobila nema kamo odlijevati toplinu. Punjenje u prostoriji od 35°C može samo po sebi dodati nekoliko stupnjeva.
• Otpor kabela i konektora. Tanki, dugi ili istrošeni kabeli, oštećeni utikači i korodirani kontakti utičnice dodaju otpor izvan baterije. Ta se toplina pojavljuje na utikaču, a ne na ćeliji.
• Položaj punjača. Adapter zakopan ispod mekanog namještaja ili naslagan u zatvorenoj ladici ne može raspršiti vlastite gubitke i propušta tu toplinu.
• Opterećenje tijekom punjenja. Navigacija, video i igre dodaju toplinu pražnjenja iz procesora povrh topline punjenja.
• Strana ponude. Preopterećeni razdjelnici, djelomično namotani produžni kabeli i labavi kontakti utičnica doprinose vlastitom udjelu, što je lako previdjeti.

Što strana utičnice i razvodnika doprinosi

Većina savjeta o vrućoj bateriji odnosi se na telefon. U praksi, značajan udio slučajeva pregrijavanja prati utičnica, produžni kabel ili traka na koju je punjač priključen. Kontaktni otpor je uobičajeni krivac. Utičnica koja labavo zahvaća utikač tjera struju kroz manje kontaktno područje, a to se područje ponaša poput grijaćeg elementa: tijelo utikača postaje primjetno toplo za nekoliko minuta dok baterija ostaje hladna. Ako je utikač topliji od telefona, problem je uzvodno.

Zaštita od preopterećenja važna je iz istog razloga u većem opsegu. Traka nominalne vrijednosti 16 A od koje se traži da istovremeno napaja grijač, adapter za prijenosno računalo i punjač za telefon radit će toplije nego što bi trebala, a traka s odgovarajućom sklopkom za zaštitu od preopterećenja ili toplinskim prekidačem otvorit će strujni krug prije nego temperatura kućišta postane opasnost. Kućišta izlivena od polikarbonata su bolji izbor u toplim okruženjima, jer materijal zadržava svoju mehaničku čvrstoću i otpornost na plamen na višim temperaturama nego mnoge alternative koje se koriste u jeftinim trakama.

Cable3G EU razvodnik s 4 utičnice i zaštitom od preopterećenja Četiri EU utičnice na 16 A/220-250 V sa zaštitnim prekidačem od preopterećenja, unutarnjim dijelovima od bakra i PC kućištem otpornim na vatru za distribuciju električne energije u kućanstvu. Pogledajte proizvod →

Trake s USB priključcima dodaju drugi izvor topline. AC-to-DC pretvarač unutar trake radi neprekidno i zagrijava se sam; kada je traka s četiri izlaza i dva USB priključka opterećena blizu svoje snage, ta unutarnja toplina izlazi kroz isto kućište. Ostavljanjem zračnog prostora oko trake i izbjegavanjem njezinog lančanog povezivanja iza namještaja pretvarač se zadržava unutar njegovog dizajnerskog prozora.

Kabelski koluti su predmet koji se najčešće zlorabi u ovom kontekstu. Potpuno namotani kolut koji nosi veliko opterećenje punjenja ili grijanja ne može raspršiti toplinu iz smotanog vodiča, a unutarnji zavoji postaju sve topliji. Odmotajte kabel u potpunosti prije upotrebe, poštujte struju koluta i provjerite je li spoj uzemljenja netaknut kad god kolut napaja vanjsku opremu.

Kabelski kolut od 10 m standarda EU sa zaštitom od preopterećenja Desetmetarski kolut za EU kabele snage 16 A/220-250 V, s vatrostalnim PP omotačem, punom bakrenom jezgrom i zaštitnim prekidačem od preopterećenja za unutarnju ili vanjsku upotrebu. Pogledajte proizvod →

Znakovi upozorenja koji znače da odmah prestanete puniti

Toplina nije isto što i opasnost, ali vrijedi odmah djelovati na nekoliko specifičnih signala, a ne pratiti ih.

Praktični načini za održavanje niske temperature punjenja

1. Punite na tvrdoj, otvorenoj površini kao što je radni stol ili polica, nikada na posteljini, presvlakama ili papiru.
2. Uklonite debela ili izolirana kućišta tijekom brzog punjenja kako bi paket mogao zračiti toplinom.
3. Uskladite adapter s uređajem. Punjač čija je vrijednost znatno veća od ulaza uređaja gura struju koju krug punjenja mora raspršiti.
4. Upotrijebite kabel označen za struju i zamijenite svaki kabel čiji je utikač promijenio boju ili je labav.
5. Izbjegavajte punjenje na izravnoj sunčevoj svjetlosti, u parkiranom vozilu ili pored radijatora.
6. Tešku upotrebu, poput navigacije i igranja, ostavite nakon punjenja, a ne tijekom njega.
7. Rezervirajte noćno punjenje za adapter niske snage umjesto brzog punjača.
8. Provjerite temperaturu tijela utikača, ne samo baterije; topli utikač obično znači problem s utičnicom ili kabelom.

Što bi kupci trebali provjeriti u hardveru za punjenje

Za distributere i proizvođače opreme koji navode razdjelnike, produžne kabele ili kolute uz proizvode punjača, nekoliko mjerljivih točaka odlučuje o tome hoće li se hardver hladiti tijekom godina rada. Nazivna struja mora premašiti realno priključno opterećenje, a ne nazivnu pločicu jednog adaptera. Kontaktni sklopovi trebaju koristiti odgovarajuću leguru bakra s dovoljnom silom umetanja i životnim ciklusom kako bi se izbjeglo gore opisano stanje slabog držanja. Materijal kućišta trebao bi biti otporan na toplinu i plamen, a proizvod bi trebao ispunjavati standarde relevantne za odredišno tržište, kao što su GB2099.1 i GB1002 za Kinu ili odgovarajuće europske i korejske konfiguracije za izvoz.

Sustav kvalitete dobavljača dio je toplinske priče. Proizvođači koji rade prema ISO 9001 sa vlastitom sposobnošću projektiranja mogu prilagoditi geometriju kontakta, debljinu stijenke i ocjenu materijala kada kupčeva aplikacija radi toplo, umjesto da nude samo kataloške varijante. Ispitivanje porasta temperature pri nazivnom opterećenju, dokumentirani kontaktni materijali i jasna specifikacija zaštite od preopterećenja razumne su stavke koje treba zatražiti prije naručivanja. The opseg razvodnika pokrivanje ovih parametara praktična je polazna točka za većinu aplikacija povezanih s punjenjem.

U većini slučajeva, baterija koja se zagrije tijekom punjenja jednostavno radi ono što fizika zahtijeva, a toplina se smiri unutar normalnog pojasa nakon što struja punjenja padne na kraju ciklusa. Navika koju vrijedi izgraditi je provjeravati temperature na dva mjesta, na bateriji i utikaču, i tretirati trend kao signal. Rastuća toplina s hladnim utikačem je razgovor o mobitelu ili punjaču; vrući priključak s hladnom baterijom je razgovor o utičnici, kabelu ili traci i to je obično jeftinije rješenje.