Ochrana a řízení provozu lithiových akumulátorů

Na obrázku 7.14 vidíme schématické zobrazení ochrany a řízení provozu lithiových akumulátorů. Odpory R1 a R2 slouží k vyrovnávání napětí jednotlivých článků za pomoci tranzistorů T1 a T2. Tranzistory Td a Tc jsou při běžném provozu sepnuté. Pokud je při nabíjení dosaženo konečného nabíjecího napětí dojde k rozepnutí tranzistoru T_C a tím dojde k odpojení nabíjecího obvodu. V případě vybití akumulátorových článků pod stanovenou mez dojde k rozepnutí tranzistoru T_D a přeruší se vybíjení. Na tomto obrázku si můžeme objasnit důvod, proč se doporučuje mít baterie složené z lithiových článků ve stavu nabitém a tak je i skladovat. Pokud je v baterii jeden článek s nižší kapacitou (např. na konci životnosti) nebo s vyšším samovybíjením, dochází neustále i při vypnutém spotřebiči k vyrovnávání napětí všech ostatních článků v baterii a mohlo by dojít k vybití nejen na hodnotu konečného vybíjecí napětí, ale až na hodnoty pod povolenou bezpečnostní mez a potom již běžné nabíječe tento akumulátor nenabijí.

Na schématickém obrázku je zobrazena řídící elektronika s vyrovnáváním napětí jednotlivých článků, které se běžně říká elektronika s balancérem.

U jednočlánkových baterií nebo i u 2-5 článkových baterií se setkáváme jen s bezpečnostní elektronikou. Ta nevyrovnává napětí jednotlivých článků ani neřídí nabíjení, ale opravdu slouží jen jako ochrana před poruchou nabíječe nebo poruchou elektroniky přístroje. Abychom byli konkrétní. Pokud budeme mít jednočlánkovou baterii s konečným nabíjecím napětím 4,20 V, tak by měl na toto napětí být nastaven nabíječ, ale v případě jeho poruchy bezpečnostní elektronika vypne nabíjení při napětí 4,3 V. Článek bude sice zničen, ale nedojde k explozi nebo zničení přístroje (Viz též schématické zobrazení na obrázku 4.9).

Zapojování bezpečnostní elektroniky:
Důležitý je správný postup při zapojování elektroniky. Vždy se nejdříve zapojuje mínus baterie, následně plus baterie a dále se připojují jednotlivé odbočky napětí od nejvyššího napětí k nejnižšímu. Takže pokud mám 4 článkovou baterii (14,4 V), tak nejdříve zapojíme mínus (0 V), pak plus (14,4 V) a následně odbočku z 10,8 V, pak 7,2 V a až poslední odbočku z 3,6V. Pokud se ihned na výstupech neobjeví napětí, stačí na chvilku připojit nabíječ a elektronika začne fungovat.

Podobné je to i při odpojování elektroniky. Postup je přesně opačný. Když se bude jednat opět o 14,4 V baterii, odpojíme nejdříve odbočku z 3,6 V, pak 7,2 V, pak 10,8 V, poté plus a naposledy mínus.

Nedodržení postupu při zapojování nebo odpojování většinou vede k přetížení elektroniky a její zničení.

Při zapojování elektroniky pro jednočlánkovou baterii (3,6 V nebo 1S) na pořadí zapojení nezáleží.

Při zapojování je třeba brát zřetel i na požadavky pro zacházení se zařízeními náchylnými na elektrostatické pole.