W niniejszym cyklu artykułów zajmiemy się metodami zwiększania mocy akumulatorów litowo-jonowych, a faktycznie elektronarzędzi bezprzewodowych, korzystając z przykładu rozwiązań stosowanych przez Metabo. W pierwszym artykule naszego cyklu Paweł Ozga, specjalista ds. szkoleń i pokazów w Metabo Polska, opowie o podstawach teoretycznych takich metod.

Mówiąc o akumulatorach litowo-jonowych (Li-Ion), mamy na myśli baterie, w których źródłem prądu są wielokrotnie ładowalne ogniwa litowo-jonowe. – Faktycznie rodzaj stosowanych ogniw określa typ akumulatora – informuje Paweł Ozga. I tak na rynku elektronarzędzi dostępne są jeszcze wycofywane z użycia akumulatory niklowo-kadmowe (NiCD) i niklowo-wodorkowe (NiMH), którymi nie będziemy się tu zajmować, mające odpowiednio ogniwa niklowo-kadmowe lub

Metabo stosuje wysokiej jakości elektronikę Ultra-M, która nie tylko optymalizuje pracę ogniw Li-Ion, ale także inteligentnie zarządza działaniem elektronarzędzia oraz ładowarki, jak i komunikuje akumulator litowo-jonowy z tymi urządzeniami. – Informuje ona też za pomocą 4-diodowych wyświetlaczy zamontowanych w bateriach o ilości dostępnej energii – dodaje Paweł Ozga. – Pozwala to użytkownikom elektronarzędzi na optymalne wybranie momentu ładowania akumulatorów.
Ogniwa w akumulatorze Li-Ion łączy się szeregowo i/lub równolegle. – Przez ich połączenie szeregowe zwiększa się napięcie baterii, zaś równoległe – jej pojemność – informuje Paweł Ozga.

O technice akumulatorowego zasilnia elektronarzędzi opowiada Paweł Ozga, specjalista ds. szkoleń i pokazów w Metabo Polska

– Mówiąc dokładniej, napięcie baterii to nic innego jak suma napięć poszczególnych ogniw połączonych szeregowo, zaś jej pojemność to suma ich pojemności w połączeniu równoległym. W praktyce równolegle łączy się tzw. pakiety, w których ogniwa są połączone szeregowo. Pojemność pakietu jest równa pojemności nominalnej ogniwa. Zaś akumulatora – sumie pojemności połączonych równolegle poszczególnych pakietów. Producenci elektronarzędzi w swoich akumulatorach stosują ogniwa o wspomnianym napięciu 3,6 V i różnej pojemności. Np. Metabo w swoim systemie zasilnia Li-Power wykorzystuje ogniwa o pojemności 2,6 Ah, zaś w wysokoprądowym LiHD – 3,1 Ah. Pojemność wyrażana w amperogodzinach (Ah), obok napięcia prądu podawanego w woltach (V), jest kluczowym parametrem każdej baterii informującym o maksymalnej ilości gromadzonej w niej energii. Im

Jak już wspomnieliśmy, ogniwa Li-Ion są bardzo wrażliwe wysoką temperaturę. Przyczyną jej powstawania jest ich oporność wewnętrzna, która zwiększa się wraz ze wzrostem pojemności. – Zatem z ogniwa o mniejszej pojemności można pobierać prądy o większym natężeniu bez ryzyka jego zniszczenia, gdyż nie powodują one zbyt dużego wzrostu temperatury baterii – stwierdza Paweł Ozga. – Dlatego dla ogniw Li-Ion określono maksymalną bezpieczną wartość prądu ich rozładowania. I tak np. dla ogniw Li-Ion stosowanych przez Metabo w systemie zasilania Li-Power wynosi ona 22–23 A i w przypadku 2-pakietowej baterii 18 V/5,2 Ah ma wielkość 45–46 A. Dla wysokoprądowych ogniw Metabo LiHD bezpieczna wartość prądu rozładowania wynosi 30 A, co w przypadku baterii 18 V/6,2 Ah oznacza możliwość uzyskania 60 A (krótkotrwały prąd rozładowania może osiągnąć nawet 100 A).
Nieco upraszczając, można więc stwierdzić, że gdy maksymalna bezpieczna wartość natężenia prądu zostanie przekroczona, elektronika baterii, aby nie dopuścić do niebezpiecznego przegrzania ogniw Li-Ion, ogranicza jego pobór albo w przypadkach skrajnych (za wysokiego obciążenia) natychmiast odcina zasilanie od elektronarzędzia. – To zjawisko użytkownik postrzega jako przerwanie jego zasilania – dodaje Paweł Ozga.

Ostatnim zagadnieniem, które chcemy tu poruszyć, jest moc akumulatora Li-Ion, którą bezpiecznie możemy z niego uzyskać, tzn. bez ryzyka zniszczenia jego ogniw. – Ma ona kluczowe znaczenie dla efektywności pracy elektronarzędzia bezprzewodowego. Jak wiadomo, jeśli mamy do dyspozycji więcej mocy, to możemy wydajniej pracować maszyną. Moc akumulatora to nic innego jak iloczyn natężenia i napięcia pobieranego z niego prądu. To proste równanie jest podstawą wszystkich metod zwiększania mocy akumulatorów litowo-jonowych, które będą omawiane w następnych odcinkach naszego cyklu – konkluduje PawełOzga.

pins