Что не так с современными батареями?
Рынок портативных энергостанций демонстрирует бурный рост. Эти небольшие устройства получили широкое распространение из-за своей многофункциональности: в них есть USB-порты для электроники, 12-вольтовые выходы постоянного тока и мощный 220-вольтовый выход переменного тока. Однако у этого есть и обратная сторона: за привлекательной подачей скрывается серьёзная техническая проблема, которая долгие годы мешает повышению качества продукции и приводит к её удорожанию.
Причины поломок ячеек и потери мощности
Большинство портативных электростанций на рынке используют LiFePO₄-аккумуляторы с номинальным напряжением 12,8 В или 25,6 В. Это означает, что внутри устройства работает минимум четыре последовательно соединённые ячейки.
Однако, здесь присутствует важный нюанс: чем длиннее цепочка из ячеек, тем критичнее их полная одинаковость. Если хотя бы один элемент начинает деградировать - теряет ёмкость или выдаёт меньше мощности - это сразу снижает эффективность всей батареи. В результате станция будет раньше отключаться, сильнее нагреваться и быстрее выходить из строя.
Новое решение: одна ячейка вместо четырех
|
|
Компания Litjet предлагает использовать одну мощную ячейку вместо четырех слабых.
Преимущества нового решения
Исключение риска дисбаланса
При использовании единой аккумуляторной ячейки отпадает необходимость обеспечивать согласованную работу нескольких элементов. В случае деградации изменения параметров происходят в пределах одного элемента, не оказывая каскадного влияния на систему.
Оптимизация производственного процесса
Переход к конструкции на базе одной ячейки позволяет существенно упростить технологический цикл:
- отсутствует необходимость в последовательном соединении множества аккумуляторных элементов
- исключается потребность в балансировочных устройствах
- процесс контроля качества существенно упрощается
Интеграция силовой и управляющей электроники
Все ключевые функции системы объединены на единой управляющей плате, которая выполняет следующие задачи:
- BMS-защита: мониторинг и регулирование напряжения, тока и температуры аккумулятора
- MPPT-контроллер: управление процессом зарядки от солнечных панелей с максимальной эффективностью
- Инвертор: преобразование постоянного тока в переменный
- Блок центрального управления: координация работы всех компонентов системы
Недостатки
В связи с этим оптимальным техническим решением является ограничение выходной мощности на уровне 300 Вт, что позволяет сохранить баланс между стоимостью устройства, его надёжностью и эффективностью.
Следует подчеркнуть, что такое ограничение не снижает практическую ценность системы. Для большинства типовых сценариев эксплуатации — питания компактных электрических приборов, обеспечения аварийного энергоснабжения и использования в туристических условиях — мощности 300 Вт является более чем достаточной.
Перспективы
Вместо дальнейшего усложнения многоячеечных систем компания Litjet выбрала альтернативный подход и в результате получила следующие преимущества:
- повышенную надёжность устройства
- снижение производственных затрат
- упрощение эксплуатационного и сервисного обслуживания
Для конечных пользователей это означает более выгодное соотношение стоимости и функциональности, а для отрасли - формирование нового технологического ориентира, которому неизбежно будут следовать конкуренты.