Tehniline teave --- Laadija ja akude olulised osad
Kaasaskantavate seadmete pidevalt laienev turg loob üha suurema nõudluse akude parema jõudluse ja tööea järele. Nende kriteeriumide täitmiseks on laetavate elementide mahtuvus ja suutlikkus pidevalt suurenenud, alates kaubanduslike nikkel-kaadmiumakude (NiCd) ja suletud pliiakude (SLA) turuletoomisest 1960. aastatel kuni nikkelmetallhüdriid- (NiMH) ja liitiumioonakude (Li-I või Li+) tehnoloogiate hilisema kasutuselevõtuni. Igal elemenditüübil on oma eelised, kuid otsus, millist tüüpi akut konkreetses rakenduses kasutada, võib sõltuda nii majanduslikest kaalutlustest kui ka tehnilisest sobivusest.
Aku põhitõed
Tabelis on näidatud mõned kõige levinumate sekundaarsete elementide tüüpide töö- ja laadimisomadused. Jõudlus varieerub olenevalt tootjast, seega tuleks neid andmeid kasutada ainult suunistena. Maksimaalsed lubatud laadimiskiirused varieeruvad, kuid selle ja elemendi amper-tunni mahutavuse (C) põhjal saab kiirlaadimise aegu arvutada näidatud valemite abil. Pidage meeles, et need on rusikareegelid, mis põhinevad ulatuslikul kogemusel, ja et tagastatav mahtuvus sõltub väga palju elementide algseisundist ja vanusest.
| Iseloomulik | SLA (üldkoosolek) | NiCd | NiMH-akud | Li+/Li-polümeer |
| Energiatihedus (Wh/kg) | 30 | 40 | 60 | 100 |
| Töötsüklid (tüüpilised) | 300 | 800 | 500 | 800 |
| Töötemperatuur (°C) | 0–35 | 0–45 | 0–40 | 0–50 |
| Maksimaalne laadimisvool (A) | 0,25 °C | 2C | 1C | 1C |
| Tasustamismeetod | Pidev pinge | Pidev vool | Pidev vool | Pidev vool/pinge |
| Kiire laadimise aeg (h) | C/A + 2 tundi | K/K + 20% | K/K + 20% | C/A × 2 |
Laadijate sobitamine akude järgi
Kasutajatele meeldib laadija, mis laeb akusid võimalikult kiiresti. Kuid kiirus pole laadija disainimisel ainus tegur. Kui laadimist saab teha üleöö, võib sobiv tilklaadija olla väga kompaktne, kuna see ei pea palju voolu tekitama. See on tõenäoliselt ka kerge, hõlpsasti kaasaskantav ja suhteliselt odav toota.
Suletud pliiakud vajavad voolupiiranguga konstantse pingega laadimist. Ooterežiimis olevate SLA akude puhul piisab pidevast laadimisest pingel 2,25 V/element. Selle potentsiaali juures aku üle ei lae ja võib jääda lõputult ühendatuks ilma kahjustusi tekitamata. NiCd ja NiMH akude puhul on samaväärne öine (14 tundi) konstantse vooluga laadimine temperatuuril 0,1 °C. Kuigi enamik SLA ja NiCd elemente sobivad pikaajaliseks tilklaadimiseks, tuleb NiMH akude puhul laadimine kahjustuste vältimiseks lõpetada.
Milliseid tegureid tuleb aga kiirlaadija valimisel arvesse võtta? Väga kõrge kiirlaadimiskiirus võib kahjustada elementide üldist eluiga. Akutootjate jaoks ei ole tingimata esmatähtis hoiatada lühema eluea ja realistlike laadimistsüklite eest ning kui nad seda teevad, ei pruugi üksikasjad olla nii selged. Edukas kiirlaadimine kiirusega kuni 2C nõuab aku parameetrite intelligentset jälgimist laadimistsükli kõigis etappides. Uusima põlvkonna intelligentsed laadijad suudavad arvestada kaitseahelate ning töötemperatuuri ja kontakttakistuse kõikumiste mõjudega. Kiirlaadijate oluline omadus on laadimiskiiruse automaatne vähendamine enne ülelaadimise algust ning sellele järgnevat temperatuuri ja rõhu tõusu.
NiCd- ja NiMH-akude laadimisomadused on sarnased, kuigi NiMH tekitab laadimise ajal rohkem soojust ja tipppinge on vähem ilmne. Mõlemas elemenditüübis kasutatakse mitmesuguseid konstantse vooluga kiirlaadimise lõpetamise tehnikaid. Nende hulka kuuluvad dV/dt, pinge muutumise kiirus tipppinge lähedal; -dV, elemendi pinge langus üle tipppinge; ja elemendi temperatuuri tuvastamine täislaadimisel. Niklipõhiste elementide puhul on samuti väga soovitav vooluring, mis on ette nähtud kuritarvitatud, vormimata või vanade elementide ümberkujundamiseks ja konditsioneerimiseks enne lahtist laadimist. Ilmselgelt on kõigil neil omadustel oma hind, kuid ilma selle keerukuseta võivad elemendid tõsiselt kahjustuda, piirates nii mahtuvust kui ka eluiga ning ohustades ohutusprobleeme.
Li-I-elementide laadimine sarnaneb SLA-ga, mõlemad nõuavad voolupiiranguga konstantset pinget. Li-I puhul on aga oluline, et laadijal oleks lõpp-punkti voolukatkestus ja tõrkekindel taimer üldise kaitse tagamiseks. Individuaalsete rakenduste spetsiifiliste nõuete tõttu tuleks Li-I laadimissüsteemid integreerida akupaki konstruktsiooniga võimalikult varakult projekteerimisprotsessi käigus. Lawtronicsi intelligentsete Li-I-laadijate uus põlvkond vastab elementide tootjate seatud kriteeriumidele ja neid saab konfigureerida vastavalt enamiku originaalseadmete tootjate (OEM) nõuetele.
Akutehnoloogia areneb aeglaselt, kuid kindlalt ning intelligentne laadija disain tagab kasutajale maksimaalse kasu.