|
|
In een laptopaccu - AccuWijzer
|
Ooit nagedacht wat er exact zit in het battery pack van uw laptop. Wij halen de deksel van een exemplaar en leggen uit hoe het komt dat ze heel soms in vlammen opgaan.
Lithium-Ion accu’s zijn zowel populair als essentieel in mobiele IT toepassingen. De unieke combinatie van laag gewicht, geringe maat en veel energie opslaan, maakt dit stukje techniek een belangrijk deel van een laptop net als het LCD en de harde schijf.
Diezelfde dingen maken li-ion cellen gevaarlijk. De gelijke energie nodig om een laptop ca. vier uur te laten werken kan staal doen smelten als het in een paar seconden vrijkomt. En li-ion cellen kunnen dergelijke energie makkelijk opbrengen. De schade kan van buiten komen, maar ook intern optreden door fabricage fouten. Veel potentieel gevaarlijke situaties worden vermeden door zorgvuldige montage van de cellen en goede ondersteunende elektronica. Er zit veel meer design achter een laptopaccu als op het eerste gezicht lijkt.
 |
|
Het meest indrukwekkende deel van li-ion cellen is niet wanneer het fout gaat, maar het feit dat het slechts één of twee stuks per miljoen exemplaren zijn die per jaar worden gebruikt waar het mis gaat. Hier een stukje over wat in de energiedoos zit die je laptop veilig laat werken.
Temperatuur sensors
Zoals dit pack is gemaakt, lopen deze twee “armen” langs de cellen in het pack (zie figuur beneden), en houden de temperatuur van het pack in de gaten. Als dit te hoog resp. te laag is sluit de elektronica de cellen af van laden/ontladen. De laptop kan ook temperatuur sensors hebben in het accu compartiment om de temperatuur in de gaten te houden.
Li-ion cellen
Één van de acht cellen uit dit voorbeeld, bevat 6 Wattuur aan energie. Vertaald naar twee Kilowatt in tien seconden, mogelijk vrij te komen onder foutieve condities. Buitengewone hitte bij één cel kan lijden tot falen bij de volgende enzovoorts. Een lawine effect die het hele pack vernietigd en waarschijnlijk inclusief de laptop.
Voltage regulering en omzetting
Dit handhaaft veilige condities gedurende laden/ontladen. Een li-ion cel voelt zich het prettigst tussen ca. 3,0 en 4,2 Volt. Alhoewel het elektronisch circuit is ontworpen om alle gevaarlijke condities te vermijden en door afsluiten van het pack de situatie veilig moet maken, kan een fout in de componenten het risico verhogen of catastrofaal doen eindigen.
Laptop connector
Deze is special ontworpen om kortsluiting te voorkomen als het pack los van de laptop is. Zelf als er een beschadiging plaatsvindt waardoor sluiting ontstaat, reageert de elektronica en beschermt de cellen tegen snel ontladen.
Voltage monitoring
De meeste consumenten apparatuur beschouwt een aantal cellen in serie als één geheel, maar dit kan niet met li-ion cellen. Als de cellen ouder worden verliezen sommige cellen sneller capaciteit dan andere. Dit kan zelfs zo ver gaan dat bij diep ontladen omkeer van polariteit dreigt, een erg gevaarlijke conditie! Het interne elektronische circuit houd daarom elke individuele cel in de gaten of er geen grenzen overschreden worden. Het sluit zelfs het pack af als één der cellen uit balans is t.o.v. de rest.
Accu capaciteits meter
Veel li-ion packs hebben een meter bestaande uit meestal een rijtje LEDjes en een knop waarmee de restcapaciteit van het pack kan worden uitgelezen. Om dit enigszins accuraat te kunnen weergeven, houd de elektronica zorgvuldig bij hoeveel energie in- en uit elke cel gaat, zowel als het gedrag van de cellen. De aanwijzing kan na verloop van tijd minder accuraat worden. De meer moderne packs kalibreren de meting zelf om de zoveel tijd om precies te blijven aangeven.
|