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O desenvolvimento da tecnologia de carregamento rápido

Palavras como Rápido e rápido têm significados muito subjetivos. Por exemplo, quando fui ao médico mais cedo do que de costume, a recepcionista disse que eu cheguei cedo e poderia me ver em breve. Muito bem, acho que posso voltar correndo para o trabalho a tempo de participar de uma reunião que pensei ter perdido. Dois anos atrás, fui chamado à clínica depois de ler um livro de “Pessoas e carros” e um livro da “National Geographic”.

 

Antes de ir ao médico, ainda tive tempo de terminar de ler as duas revistas “Road and Track” publicadas no ano passado. Foi uma reunião longa … Quando eu disse à recepcionista que o tempo da consulta parecia ser mais longo do que eu esperava, ela disse que era rápido o suficiente. Talvez o que eu espere seja velocidade e o resultado seja velocidade. Eu acho muito lento.

Em uma era em que as baterias de níquel-cádmio são essenciais para a maioria dos produtos eletrônicos portáteis, começamos a definir termos para diferentes taxas de cobrança. Na taxa de carregamento padrão de C / 10, a bateria leva 12 horas para carregar totalmente. Nessa velocidade, a bateria pode parar de funcionar sem carregar. Depois, há a carga rápida C / 3, que interromperá o carregamento por quase quatro horas antes de atingir a capacidade máxima. Finalmente, leva mais de uma hora para carregar rapidamente de C / 2 a C na velocidade de C para carregar totalmente a bateria. Essa taxa de carregamento é interrompida e geralmente é totalmente carregada antes de entrar no modo de carregamento de espera.

Com as baterias de lítio se tornando uma fonte de energia de carregamento portátil, o carregamento rápido é um bom campo diferente. Dispositivos aumentam o desafio de smartphones e tablets. O Samsung NotePro 12.2, o último tablet que estou considerando, é um bom exemplo. Este tablet usa uma bateria de 9500mHr e um carregador 2A. Isso significa que se os usuários não estiverem conectados o dia todo, eles irão carregar a noite toda. Da discussão até agora, devo deixar a bateria funcionar por mais de 10 horas para ficar satisfeito.

Voltando ao carregamento rápido desses dispositivos, a demanda determina as expectativas do cliente. Palavras como rápido ou rápido podem ser usadas para definir expectativas. A Figura 1 mostra o tempo necessário para carregar totalmente de diferentes estados de carga (soc) em diferentes correntes máximas de carga. Como pode ser visto na figura, ao usar o carregamento SOC de 75%, não é importante usar adaptadores de capacidade 2A ou 3A. Demora mais de 1.2 horas para carregar totalmente. Isso se deve à tensão de carga estável. Portanto, se os consumidores quiserem carregar mais rápido com carregadores rápidos, eles cairão no desespero.

No entanto, se você não carregar no início, haverá uma diferença de cerca de 20 minutos entre as taxas de carregamento 2A e 3A. É tudo uma questão de definir expectativas. Em seu artigo, Botsford e Szczepanek forneceram parâmetros para carregamento lento, carregamento rápido, carregamento rápido e carregamento rápido. Embora este artigo seja sobre veículos elétricos, ele aponta o significado consistente desses termos. Neste artigo, rápido é melhor do que rápido e lento, e rápido é melhor do que rápido. Isso é consistente com outras cláusulas de carregamento da bateria.

O carregamento rápido é uma característica marcante do desenvolvimento de baterias de lítio

Veja a Figura 1. Compare a corrente de carga máxima e o tempo necessário para carregar totalmente sob diferentes condições de energia

O relatório citou uma diretiva do California Air Resources Board (ARB). O pedido exige que o carregador rápido tenha um alcance de 100 quilômetros após carregar por 10 minutos. Claro, isso significa que a bateria pode viajar mais de 100 quilômetros.

Podemos usar o mesmo conceito para expressar a pressa ou velocidade dos dispositivos portáteis. Por exemplo, podemos estipular que a energia da bateria obtida após um carregador rápido ser carregado por 30 minutos deve ser capaz de manter pelo menos 5 horas de operação do equipamento. Este é apenas um exemplo. Supondo que a velocidade de carregamento rápido seja 1C, a bateria pode suportar 10 horas de operação normal.

Eu entendo que os benefícios de fornecer carregamento rápido superam as dificuldades de lidar com problemas técnicos reais. Se não podemos definir expectativas para avaliar o ponto de vista do cliente, a liquidação rápida pode não ser tão valiosa quanto pensamos. Fornecer um adaptador que não é muito maior do que o adaptador atual de 10 W, junto com o fornecimento do dobro da fonte de alimentação por menos do que o dobro do custo, certamente nos manterá ocupados. Em muitos casos, os clientes esperam que o dispositivo possa ser carregado por meio do dispositivo para obter mais energia. Para resolver o problema de geração de calor causado pelo carregamento de smartphones e tablets ultrafinos com o dobro da velocidade, o poder de conversão precisa ser bastante aumentado.