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Lo sviluppo della tecnologia di ricarica rapida

Parole come Veloce e veloce hanno significati molto soggettivi. Ad esempio, quando sono andato dal dottore prima del solito, l’addetto alla reception ha detto che sono arrivato presto e che potevo vedermi presto. Molto bene, penso di poter tornare di corsa al lavoro in tempo per partecipare a una riunione che pensavo di essermi perso. Due anni fa, sono stato chiamato in clinica dopo aver letto un libro di “People and Cars” e un libro di “National Geographic”.

 

Prima di andare dal dottore, ho anche avuto il tempo di finire di leggere le due riviste “Road and Track” pubblicate l’anno scorso. È stato un incontro lungo… Quando ho detto alla receptionist che l’orario dell’appuntamento sembrava essere più lungo di quanto mi aspettassi, ha detto che era abbastanza veloce. Forse quello che mi aspetto è la velocità, e il risultato è la velocità. Penso che sia davvero lento.

In un’epoca in cui le batterie al nichel-cadmio sono essenziali per la maggior parte dei prodotti elettronici portatili, abbiamo iniziato a definire termini per diverse velocità di ricarica. Alla velocità di ricarica standard di C/10, la batteria impiega 12 ore per caricarsi completamente. A questa velocità, la batteria può smettere di funzionare senza caricarsi. C’è poi la ricarica rapida C/3, che interromperà la ricarica per quasi quattro ore prima di raggiungere la capacità massima. Infine, ci vuole più di un’ora per caricare rapidamente da C/2 a C alla velocità di C per caricare completamente la batteria. Questa velocità di carica viene interrotta e di solito viene caricata completamente prima di entrare nella modalità di carica continua.

Con le batterie al litio che diventano una fonte di alimentazione di ricarica portatile, la ricarica rapida è un campo diverso. I dispositivi aumentano la sfida di smartphone e tablet. Il Samsung NotePro 12.2, l’ultimo tablet che sto prendendo in considerazione, è un buon esempio. Questo tablet utilizza una batteria da 9500 mHr e un caricabatterie da 2 A. Ciò significa che se gli utenti non sono collegati tutto il giorno, caricheranno tutta la notte. Dalla discussione ad oggi, dovrei far funzionare la batteria per più di 10 ore per essere soddisfatto.

Tornando alla ricarica rapida di questi dispositivi, la domanda determina le aspettative dei clienti. Parole come veloce o veloce possono essere usate per impostare le aspettative. La figura 1 mostra il tempo necessario per caricare completamente da diversi stati di carica (soc) a diverse correnti di carica massime. Come si può vedere dalla figura, quando si utilizza la ricarica SOC al 75%, non è importante utilizzare adattatori di capacità 2A o 3A. Ci vogliono più di 1.2 ore per caricarsi completamente. Ciò è dovuto alla tensione di carica stabile. Pertanto, se i consumatori vogliono ricaricare più velocemente con caricabatterie veloci, cadranno nella disperazione.

Tuttavia, se non si carica all’inizio, c’è una differenza di circa 20 minuti tra le velocità di ricarica da 2A e 3A. Si tratta di stabilire aspettative. Nel loro articolo, Botsford e Szczepanek hanno fornito parametri per la ricarica lenta, la ricarica rapida, la ricarica rapida e la ricarica rapida. Sebbene questo articolo riguardi i veicoli elettrici, sottolinea il significato coerente di questi termini. In questo articolo, veloce è meglio di veloce e lento, e veloce è meglio di veloce. Ciò è coerente con altre clausole di ricarica della batteria.

La ricarica rapida è una caratteristica eccezionale dello sviluppo delle batterie al litio

Vedere la Figura 1. Confrontare la corrente di carica massima e il tempo necessario per caricare completamente in diverse condizioni di alimentazione

Il rapporto cita una direttiva del California Air Resources Board (ARB). L’ordine richiede che il caricabatterie rapido abbia un’autonomia di 100 miglia dopo una ricarica di 10 minuti. Naturalmente, questo significa che la batteria può percorrere più di 100 miglia.

Possiamo usare lo stesso concetto per esprimere la fretta o la velocità dei dispositivi portatili. Ad esempio, possiamo stabilire che la potenza della batteria ottenuta dopo aver caricato un caricabatterie rapido per 30 minuti dovrebbe essere in grado di mantenere almeno 5 ore di funzionamento dell’apparecchiatura. Questo è solo un esempio. Supponendo che la velocità di ricarica rapida sia 1C, la batteria può supportare 10 ore di funzionamento normale.

Capisco che i vantaggi di fornire una ricarica rapida superino le difficoltà di affrontare problemi tecnici reali. Se non siamo in grado di stabilire aspettative per valutare il punto di vista del cliente, una soluzione rapida potrebbe non essere così preziosa come pensiamo. Fornire un adattatore non molto più grande dell’attuale adattatore da 10 W, insieme a fornire il doppio dell’alimentazione a meno del doppio del costo, ci terrà sicuramente occupati. In molti casi, i clienti sperano che il dispositivo possa essere caricato attraverso il dispositivo per ottenere più energia. Per risolvere il problema della generazione di calore causato dalla ricarica di smartphone e tablet ultrasottili a una velocità doppia, è necessario aumentare notevolmente la potenza di conversione.