เทคนิคนี้มีความหมายหรือไม่ในการชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion?


10

นี่คือการจำลองแบบของคำถามนี้บน Android SE ฉันรู้สึกว่าจริงๆแล้วมันเป็นคำถามวิศวกรรมไฟฟ้าเพราะมันครอบคลุมถึงพฤติกรรมของแบตเตอรี่ในรายละเอียด

โดยทั่วไปมีการอ้างว่าขั้นตอนต่อไปนี้จะมีนัยสำคัญ (การปรับปรุงสองครั้งที่ถูกอ้างสิทธิ์) ปรับปรุงการใช้งานแบตเตอรี่ (เวลาที่อุปกรณ์สามารถทำงานบนการชาร์จแบตเตอรี่ครั้งเดียว):

  • เปิดโทรศัพท์ของคุณ
  • เชื่อมต่อเครื่องชาร์จและรอจนกระทั่งแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว (ไฟสีเขียวติด)
  • ถอดอุปกรณ์ชาร์จ
  • รอจนกระทั่งไฟสีเขียวดับและเชื่อมต่ออุปกรณ์ชาร์จกลับ
  • เมื่อไฟสีเขียวติดสว่างให้ปิดโทรศัพท์

ตอนนี้ปิดโทรศัพท์ต่อไป

  1. ถอดอุปกรณ์ชาร์จ
  2. รอจนกระทั่งไฟแสดงสถานะสีเขียวดับ
  3. เชื่อมต่ออุปกรณ์ชาร์จรอสัญญาณไฟสีเขียวและถอดอุปกรณ์ชาร์จอีกครั้ง
  4. ทำซ้ำขั้นตอน "3" 10 ครั้ง การวนซ้ำแต่ละครั้งอาจใช้เวลาตั้งแต่ 30 วินาทีถึง 30 นาทีโดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 1 นาที

คำอธิบายขั้นตอนนำมาจากบทความนี้เป็นภาษารัสเซียซึ่งฉันได้อ่านและการแปลภาษาอังกฤษนั้นถูกต้อง

นี่คือวิธีที่ฉันเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้น ขณะที่ไฟแสดงสถานะสีเขียวเปิดอยู่แบตเตอรี่กำลังสูบพลังงานเข้า ในบางจุดวงจรชาร์จตัดสินใจว่าแรงดันไฟฟ้าสูงพอที่จะประกาศชาร์จฉบับสมบูรณ์ ( นี้ต้องแก้ปัญหาบางอย่างสำหรับความสะดวกของลูกค้า )

จากนั้นเมื่อเครื่องชาร์จถูกตัดการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงดังนั้นเมื่อเครื่องชาร์จถูกเชื่อมต่ออีกครั้งวงจรการชาร์จแรงดันไฟฟ้าที่สัมผัสด้านล่างเกณฑ์ "หยุดการชาร์จ" และเปิดไฟแสดงสถานะสีเขียวเพื่อแสดงว่า มากกว่า.

เนื่องจากทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในขณะที่แบตเตอรี่ใกล้กับขีด จำกัด "หยุดการชาร์จ" กระแสไฟในการชาร์จมีน้อยและเมื่อไฟแสดงสถานะสีเขียวดับหมายความว่าไม่ได้ชาร์จแบตเตอรี่ - กำลังชาร์จไฟช้ากว่ามาก ดังนั้นเพียงแค่ปล่อยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครื่องชาร์จอีกชั่วโมงจะมีประสิทธิภาพ

อาจเกิดอะไรขึ้นในระหว่างขั้นตอนที่อธิบายไว้? มันจะปรับปรุงรันไทม์ของแบตเตอรี่หรือไม่ สมมติฐานของฉันถูกต้องหรือไม่


"Li-ion ไม่จำเป็นต้องชาร์จจนเต็ม ... และไม่ต้องการที่จะทำเช่นนั้นในความเป็นจริงมันจะดีกว่าที่จะไม่ชาร์จเต็มเพราะแรงดันไฟฟ้าสูงจะเน้นไปที่แบตเตอรี่การเลือกเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าต่ำหรือกำจัด ความอิ่มตัวของค่าใช้จ่ายทั้งหมดยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี แต่สิ่งนี้จะลดเวลาการใช้งานเพื่อตอบสนองการใช้งานได้สูงสุดผู้ชาร์จส่วนใหญ่สำหรับผลิตภัณฑ์เพื่อผู้บริโภคจะได้รับความจุสูงสุด batteryuniversity.com/learn/article/…
endolith

คำตอบ:


9

ฉันคิดว่าสิ่งที่พวกเขากำลังพยายามทำที่นี่คือ 'หลอก' ความฉลาดในการชาร์จแบตเตอรี่ของโทรศัพท์ แบตเตอรี่ Li-On นั้นงอนมากและมีกลยุทธ์การชาร์จที่ค่อนข้างซับซ้อน ทุกอย่างต้องตัดสินใจอะไรที่เรียกว่า State-Of-Charge (SOC) SOC เป็นเพียงเปอร์เซ็นต์ในท้ายที่สุด แต่การมาถึงที่หมายเลข SOC นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยจำนวนมากที่ไม่ง่ายต่อการอ่านเสมอและบางครั้งต้องมีการอนุมานทางอ้อม ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณมีโทรศัพท์มือถือที่มีแบตเตอรี่ Li-On ที่ 3.7V และ 1000mAH เราจะเริ่มต้นด้วยการเรียกเก็บเงินเต็มจำนวนดังนั้นเรารู้ว่า SOC คือ 100% ขณะที่คุณใช้อุปกรณ์ของคุณคุณกำลังดึงกระแสไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลง - ในที่สุด ด้วยการวัดกระแสไฟฟ้าและการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าคุณสามารถเดาได้ว่า SOC คืออะไร ปัญหาหนึ่งคือแรงดันไฟฟ้าไม่มีประโยชน์อย่างมากในการกำหนด SOC เพราะมันจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนักจนกระทั่งแบตเตอรี่ใกล้หมด - นั่นไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการจะทำกับแบตเตอรี่ Li-On ดังนั้นคุณต้องพึ่งพากระแสหลักเป็นหลัก

ดังนั้น SOC ของคุณจะถูกประเมินตลอดการใช้งาน มันอาจจะต่ำถึง 50% ดังนั้นคุณจึงเสียบมันเข้าไปชาร์จ ในขณะที่กำลังชาร์จจะตรวจสอบกระแสไฟชาร์จและแรงดันแบตเตอรี่เพื่อกำหนดว่า SOC จะเป็น 100% อีกครั้งเมื่อใด เท่านั้นเนื่องจากข้อผิดพลาดในการวัดมันบอกว่าค่าใช้จ่ายเสร็จสมบูรณ์เมื่อ SOC เป็นจริงเพียง 95% ตอนนี้โทรศัพท์ของคุณคิดว่า 95% ได้รับการชาร์จจนเต็ม - และมันจะจำสิ่งนี้ไว้เพื่ออ้างอิงในอนาคตเพราะมันไม่ต้องการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไป (มันแย่มาก) โดยพื้นฐานแล้วมันพยายามอ่านเมื่อแบตเตอรี่เต็มโดยการวัดว่ามีอะไรเกิดขึ้นและคาดเดาตำแหน่งที่ทำให้ SOC ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ผ่านมา

ข้อผิดพลาดจะไม่ใหญ่ดังนั้นในระหว่างการชาร์จ / คายประจุปกติคุณจะไม่สังเกตเห็นปัญหา แต่บางครั้งข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้และโทรศัพท์ของคุณคิดว่ามันชาร์จเต็มเมื่อมีการชาร์จน้อยหรือไม่มีเลย - มันส่งตรงจากเต็มไปสู่ที่ว่างเปล่าและเนื่องจากการคำนวณ SOC ที่ไม่ถูกต้องโทรศัพท์จะไม่พยายามชาร์จแบตเตอรี่มากขึ้น ไม่ต้องการทำให้เสียหาย

ในกรณีเหล่านี้คุณต้องรีเซ็ตสถานะ SOC ฉันมี Droid Incredible 2 และฉันทำได้โดยถอดแบตเตอรี่ออกและกดปุ่มเปิด / ปิดค้างไว้ 30 วินาทีจากนั้นจึงใส่แบตเตอรี่และชาร์จโทรศัพท์ขณะที่ปิดอยู่ วิธีนี้จะแก้ไขปัญหาที่แบตเตอรี่คิดว่าเต็ม แต่ลดลงเหลือ 10% อย่างรวดเร็วและปัญหาที่คิดว่าอยู่ที่ 10% แต่มีประจุเหลืออยู่มาก

กลยุทธ์ที่อธิบายไว้ในโพสต์ของคุณพยายามที่จะปรับ SOC ใหม่หรือหลอกลวงอัลกอริทึมอย่างใด ไม่เคยพัฒนาเครื่องชาร์จที่พึ่งพา SOC ฉันไม่สามารถบอกได้ว่ามันจะใช้งานได้หรือไม่ หากแบตเตอรี่ของคุณทำตัวตลกลองสิ่งที่ฉันแนะนำก่อน


1
+1 ว่าเอฟเฟกต์เกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์อย่างสมบูรณ์ หากเอฟเฟกต์ยังคงมีอยู่เลย ความจุของแบตเตอรี่มักไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ จาก "การฝึกอบรม" สิ่งที่อาจเกิดขึ้นคืออุปกรณ์นั้นถูกหลอกให้ใช้งานได้นานกว่าแบตเตอรี่ที่ปลอดภัย อย่างมีประสิทธิภาพมันทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง

6

โดยทั่วไปมีการอ้างว่าขั้นตอนต่อไปนี้จะมีนัยสำคัญ (การปรับปรุงสองครั้งที่ถูกอ้างสิทธิ์) ปรับปรุงการใช้งานแบตเตอรี่ (เวลาที่อุปกรณ์สามารถทำงานบนการชาร์จแบตเตอรี่ครั้งเดียว):

  • ในสถานการณ์ในอุดมคติและในสถานการณ์จริงส่วนใหญ่สิ่งนี้จะไม่ทำงาน

  • ในสถานการณ์ที่ใช้งานได้ในระดับหนึ่งจะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยรวมสั้นลงและอาจทำลายโทรศัพท์ได้

  • หากได้รับมากกว่า 5% - 10% มีบางอย่างผิดปกติหรือไม่ได้มาตรฐานกับการออกแบบอุปกรณ์

  • การเพิ่มขึ้นของความจุในการจัดเก็บของ LiIon นั้นทำให้ค่าใช้จ่ายของวงจรชีวิตลดลง


วิธีการใดก็ตามที่ให้การปรับปรุง 2 เท่าสำหรับการชาร์จ LiIon แสดงให้เห็นว่าสำหรับบางระบบชาร์จที่มีอยู่นั้นผิดพลาดหรือไม่ได้มาตรฐานในบางวิธี (อาจเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ) LiIon CELLมีเทคนิคการกำหนดจุดสิ้นสุดที่ควบคุมได้อย่างมาก ในกรณีที่แบตเตอรี่ประกอบด้วยสองเซลล์ขึ้นไปอาจมีละติจูดบางส่วนหากจุดเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ไม่สามารถเข้าถึงด้วยระบบไฟฟ้าได้ ด้วยเซลล์เดียวทำให้นักออกแบบสามารถกำหนดได้อย่างสมบูรณ์ หวังว่านักออกแบบจะมีความสามารถ การไร้ความสามารถเกิดขึ้น

โทรศัพท์มักใช้เซลล์เดียวดังนั้นเคล็ดลับข้างต้นไม่ควรแม้แต่จะเริ่มทำงาน

วิธีการมาตรฐาน:

  • ชาร์จจนกระทั่งถึง Vmax

  • ชาร์จ AT Vmax จนกว่าจะถึง Imin

  • หยุด. ถอดแรงดันการชาร์จออกโดยสิ้นเชิง อย่า "ชาร์จแบบหยดน้ำ"

รีสตาร์ท: - สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่เช่น

หลังจาก N นาทีนำไปใช้ใหม่ Vmax และวัดกระแส
ถ้าฉัน> ชาร์จ Imin จนกว่าฉันจะถึงขั้นต่ำและหยุดอีกครั้ง

หากที่ชาร์จถูกชาร์จเป็นระยะเวลาคงที่ที่นี่คุณสามารถปั๊มได้มากขึ้นใน
BUT Iin ที่เซลล์กำหนดไว้และจะต่ำมาก ณ จุดนี้

Vmax ถูกกำหนดโดยผู้ออกแบบและมักจะเป็น 4.2V / เซลล์ที่ 25C อาจเป็น 4.25 หรือ 4.3 สำหรับความกล้าหาญและโง่ เพิ่มจาก 4.2 เป็น 4.3 เพิ่มความจุ 5% อาจจะมากกว่านี้อีกนิด

แต่การทำเช่นนี้จะทำให้อายุการใช้งานของวงจรสั้นลงด้วยเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าการเพิ่มขึ้นของความจุต่อวงจรที่มากขึ้นเพื่อให้ความสามารถในการส่งมอบสุทธิลดลงตลอดชีวิต


1

ฉันไม่แน่ใจว่าวิธีนี้ดีหรือไม่ แบตเตอรี่ LiIon โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรงและแม้กระทั่งระเบิดของฉันถ้าคิดราคาแพงเกินไป ดังนั้นจึงมีกลไกความปลอดภัยในตัวเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น สิ่งที่ฉันคิดว่าเกิดขึ้นคือโทรศัพท์ใช้พลังงานเล็กน้อยเมื่อถูกปิดเครื่องโดยถอดปลั๊กเครื่องชาร์จจากนั้นพลังงานที่ขาดหายไปจำนวนเล็กน้อยนี้จะถูกสูบกลับเข้าไปเมื่อเครื่องชาร์จเสียบปลั๊กอีกครั้ง ในทางกลับกันมันยังคงเป็นปริศนาสำหรับฉันทำไมมันจะไม่ง่ายกว่าที่จะปิดโทรศัพท์ในขณะที่ยังคงอยู่ในที่ชาร์จ ... อย่างไรก็ตามการคิดค่าใช้จ่ายสูงสุดนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิชาเคมีเท่านั้น ในชิปที่มีอยู่ในแบตเตอรี่ของคุณซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจสอบปริมาณประจุและสามารถ (ในที่สุด) เริ่มต้นการปลดการเชื่อมต่อความปลอดภัย วันที่คุณมีแบตเตอรี่ที่ 'โง่'


ฉันไม่คิดว่าการใช้พลังงานของโทรศัพท์หรือวงจรในแบตเตอรี่มีผลต่อแรงดันไฟฟ้าตกหลังจากการชาร์จ ฉันมีโอกาสได้ทำงานกับแบตเตอรี่ LiPo ที่ไม่มีการป้องกันเลยมีเพียงสองเซลล์ในซีรีย์และปลั๊กและแรงดันไฟฟ้าของพวกเขาลดลงเล็กน้อยหลังจากที่ถูกตัดการเชื่อมต่อจากที่ชาร์จ หลังจากผ่านไปสองสามนาทีแรงดันไฟฟ้าจะลดลงต่ำกว่าขีด จำกัด การชาร์จเต็มและเครื่องชาร์จจะเปิดใช้งานอีกครั้ง สิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ที่โง่เช่นกัน
AndrejaKo

อีกประเด็นคือความปลอดภัยในแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ จากสิ่งที่ฉันเห็นการกำหนดค่าปกติสำหรับ "เซลล์" หนึ่งเซลล์ที่มักใช้ในโทรศัพท์ของวันนี้คือขั้วบวกขั้วลบและเทอร์มิสเตอร์ที่อ่านโดยเครื่องชาร์จที่รวมเข้ากับโทรศัพท์และให้ข้อมูลอุณหภูมิ มันเป็นโทรศัพท์ที่ทำการประมวลผล
AndrejaKo
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.