バッテリー短絡

電池、特にリチウムイオンは、今日世界中で広く使用されています。それらは、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、ビデオ ゲーム コンソールなどの多くの電気機器に見られます。

これらのバッテリーは充電できるので非常に便利ですが、適切に保護しないと多くの問題を引き起こす可能性があります。多くの状況でバッテリーが爆発し、重大な損傷や人への危害さえ引き起こしているのを見てきました。

短絡は、バッテリーの安全性と性能に対する最大の脅威の 1 つです。バッテリーが急速に容量を失い、膨張し、恒久的な損傷を受ける可能性があります。

したがって、このような問題が発生しないことを保証する保護システムを整備する必要があります。幸いなことに、最新のバッテリーには、これらのタスクを実行するシステムが組み込まれています。それらは短絡保護システムと呼ばれます。

このガイドでは、これらのシステムの機能とその重要性について説明します。詳細については、読み続けてください。

バッテリー短絡保護

バッテリーは、現代の世界で非常に重要になっています。しかし、電気エネルギーを蓄え、生成するため、短絡などの問題が発生しやすくなります。

短絡保護システムは、危険があるときはいつでも回路を切断してエネルギー伝達を遮断するように設計されています。このシステムは、特定の条件を感知するとオフになるスイッチのようなものです。

バッテリーショートとは？

回路保護がどのように機能するかを理解するには、まず短絡という用語を理解する必要があります。どういう意味ですか？

簡単に言えば、短絡とは、通常のバッテリ範囲をはるかに超える負荷を持つことを意味します。高電圧または低電圧に関係なく、バッテリは抵抗負荷が低いかゼロの場合に短絡します。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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このような状態は、バッテリーに損傷を与える可能性があります。また、長期間維持すると、負荷も同様の損傷に直面する可能性があります。

せいぜい、バッテリーの消耗が速すぎて、ほとんどの場合数秒以内です。最悪の場合、バッテリーが発火して爆発し、負荷にも影響を与えます。

短絡保護

ご覧のとおり、短絡したバッテリーによる損傷は壊滅的なものになる可能性があります。このような問題のために新しいバッテリーやデバイスを購入することは、最も避けたいことです。

だからこそ、信頼できる保護システムが必要なのです。バッテリ短絡保護は、回路を流れる電流が多すぎることを感知すると、電気エネルギーを伝導する可能性のある接続を切断します。

車のバッテリーのような高電流バッテリーの配線にはヒューズが付属しており、短絡があると必ず開きます。一方、低電流バッテリは、短絡電流が低すぎる場合、そのような保護を実際には必要としません。

それを念頭に置いて、大電流バッテリでは短絡が深刻な問題であり、適切な保護が必要であることは明らかです。メーカーは、これらの製品に伴うリスクを十分に認識しており、サーキット ブレーカーを通じて消費者に安全性を保証するための対策を講じています。

まとめ

外部電極間の短絡状態により、バッテリーの放電が速すぎて通常の限界を超えてしまいます。これにより、バッテリーが発熱します。温度が上昇し続けると、バッテリーが過熱し、発火または爆発する可能性があります。

短絡保護は、問題を検出してからマイクロ秒以内に放電電流を遮断するシステムです。この機能は、放電過電流保護に似ています。ただし、短絡保護は大きな放電電流に反応します。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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バッテリー短絡保護の例 – リレー

リレーを使用して短絡保護を行うことができます。これは、バッテリー端子が接触して短絡を引き起こさないようにするための、シンプルで安価で非常に効果的な方法です。

スマート バッテリーには、バッテリーを内部で監視および保護する BMS が付属していることを理解しています。しかし、そのような機能を持たないバッテリーを使用している場合はどうなるでしょうか?鉛蓄電池は、十分に注意しないと簡単にショートする可能性がある電池の例です。

保護回路を作成するには、バッテリーに応じて 5V または 1V のリレー モジュールが必要です。また、緑と赤の LED が 1 つ、抵抗器が 2 つ、電流を開くための押しボタンが 1 つ必要です。

バッテリーのマイナス端子をリレーの共通端子に接続し、プラス端子をリレー コイルの一端に接続します。次に、セットアップのコイルのマイナス端子と 2 番目の端子の間にプッシュ ボタンを接続します。ここで、赤の LED をノーマル クローズ端子とマイナス端子の間に設定し、緑の LED をノーマル オープンとバッテリーのプラス端子の間に設定します。

このシステムは適切に開閉し、バッテリーと負荷を潜在的な損傷から保護します。電流は常に抵抗の最も少ない経路から流れようとするという原理に基づいています。バッテリーと負荷を安全に保ち、修理や新しいバッテリーの購入に多額の費用を費やす必要もありません。

バッテリー短絡試験

バッテリーの電気的性能や安全性を評価するためにテストを行うことができます。これは、リチウムイオン電池の一般的な方法です。テストには、連続充電テスト、内部短絡テスト、過充電および過放電テスト、および大電流テストが含まれます。

短絡テストは、不適切なバッテリー ユーザー条件をシミュレートするために行われます。テストには、外側からバッターを短絡させて、発火または破裂を引き起こす可能性のある状態を示すことが含まれる場合があります。

テストは非常に簡単です。これは、80 +/- 20 オームの回路負荷を介してバッテリーのプラス端子とマイナス端子を接続することで実現できます。バッテリーの温度も記録する必要があります。

バッテリー短絡電流

短絡電流はバッテリーごとに異なります。一部のバッテリは電流が低い場合があり、他のバッテリはより重要な場合があります。

産業用スタンバイ バッテリでは、通常の特性ではそうではない場合に、電流が高くなることがあります。数千アンペアの電流を持つさらに小さなバッテリーを使用することも珍しくありません。大型のバッテリーでは、このような電流は 40,000 アンペアを超える場合があります。

充電量が少ない場合、短絡電流は公表されている数値と同じになる場合があります。これは、バッテリが完全に充電されている場合を除いて、内部抵抗が比較的同じままであるためです。

短絡電流を決定するためのテストをいつでも実行できます。これは、バッテリーがサポートできる負荷の量と、バッテリーを安全に保つ方法を判断するのに役立ちます。