איסוף עצמי: רחוב מוטה גור 9 פתח תקוה

 

 

  

הכרת Lithium-Ion וטכנולוגיית Smart Battery

דף הבית >> 35.מאמרים >> הכרת Lithium-Ion וטכנולוגיית Smart Battery
 

הכרת Lithium-Ion וטכנולוגיית Smart Battery

אחת השאלות הכי נפוצות ששואלים הלקוחות של מחשבים ניידים אישיים היא "כמה זמן תחזיק הסוללה?" התשובה אינה פשוטה. ללא יוצא מן הכלל, אנשים מגלים שזמן הפעולה של הסוללה משתנה בהתאם לאופן השימוש במחשב הנייד ומקום השימוש בו; אך רוב הלקוחות אינם מבינים מדוע לעתים הסוללה לא פועלת זמן ארוך כפי שחזה מד דלק הסוללה (מד צריכת החשמל).
הערה:אורך חיי הסוללה משתנה בהתאם לתצורת המוצר, דגם המוצר, היישומים שנטענים במוצר, הגדרת ניהול צריכת החשמל של המוצר, ותכונות המוצר בהן משתמש הלקוח. כמו בכל הסוללות, הקיבול המרבית של סוללה זו תפחת עם הזמן או השימוש.
עם התחזקות המחשוב הנייד, הצרכנים נדרשים להבין כיצד גורמים סביבתיים וגורמים הקשורים לשימוש משפיעים על זמן הפעולה ותוחלת החיים של הסוללה. מסמך זה מסביר גורמים אלה, מתאר את טכנולוגיית הסוללה החכמה שמובנית במחשבים הניידים של HP, וממליצה פעולות למיקסום חיי הסוללה.
 

בטיחות סוללה

HP מתייחסת לבטיחות ברצינות רבה, ומספקת עבור סוללות גיליונות נתוני בטיחות חומרים (MSDS) (באנגלית) שמספקים מידע בטיחות כללי על סוללות מספקים חיצוניים בהן נעשה שימוש במוצרים של HP ובתעשייה כולה. בנוסף לכך, HP משתפת פעולה עם ספקי סוללות חיצוניים כדי להביא לשיפורים מתמשכים בבטיחות ובתכן, שעוזרים לספק רמות גבוהות יותר של בטיחות ואמינות. במקרה הלא-סביר של בעיית בטיחות פוטנציאלית, משתמשת HP בתהליכים מוכחים הטובים ביותר מסוגם ומשתפת פעולה עם סוכנויות הרגולציה המתאימות ברחבי העולם, כדי לעזור לספק רמת בטיחות גבוהה ככל האפשר ואת חווית המשתמש הטובה ביותר.
 

מהי סוללת ליתיום-יון?

מארז סוללת ליתיום-יון (Li-Ion) עשוי מתאים מרובים שמחוברים בטור ובמקביל בהתאם לדרישות המתח והזרם של ההתקן. מחשבים ניידים של HP משתמשים ב-‏3 סוגים שונים של תאי סוללת ליתיום-יון: צילינדרי, פריזמתי ופולימרי.
  • קוטרם של תאים צילינדריים הוא בערך 18 מ"מ ואורכם בערך 65 מ"מ, והם נקראים בדרך כלל תאי 18650. תאים אלה משמשים בדרך כלל במארזי סוללות שעוביים כ-‏20 מ"מ.
  • תאים פריזמתיים הם בעלי גורם צורה צר ומלבני; הסוגים הנפוצים ביותר הם מארזי סוללות ליתיום-יון 6‏-תאים ו-‏8‏-תאים שעוביים כ-‏12 מ"מ, כגון סוללות HP MultiBay ומחשבי לוח.
  • תאי פולימר דקים יותר מתאים פריזמתיים. הם משמשים תכופות במוצרים כגון מחשב הכיס IPAQ ומחשבים ניידים-מאוד מסוימים, להם דרושים מארזי סוללה בעובי שאינו עולה על ‏10 מ"מ.
סוללות ליתיום-יון קלות יותר, מאחסנות אנרגיה רבה יותר, ושומרות את המטען שבהן למשך זמן רב יותר מאשר סוללות מבוססות-ניקל בגודל בר-השוואה. בנוסף לכך, סוללות ליתיום-יון ניתנות לטעינה לפני שהן מתרוקנות לגמרי, כי הן אינן פגיעות להשפעת הזיכרון.
מארז סוללות ליתיום-יון 6‏-תאים נטען למתח המרבי שלו תוך 2.5 עד 3 שעות, כשהמערכת במצב כבוי. כשהסוללה טעונה לגמרי, מעגל הגנה (בקרת מטען) מובנה עוצר את זרימת הזרם לסוללה. מעגל ההגנה מונע טעינה או פריקה של הסוללה מעבר לגבולות הבטיחות.
למרות שמעגל ההגנה משתמש בכמות קטנה של אנרגיה כדי לפעול, קצב הפריקה-העצמית של סוללת ליתיום-יון נמוך מזה של סוללות נטענות שמבוססות על ניקל. תנאים שמגדילים את קצב הפריקה-העצמית של סוללות ליתיום-יון, ושכדאי להימנע מהם, מתוארים בסעיף מהי קיבול סוללה במסמך זה.
www.afik2.com,www.afik2.co.il
 

מהו מחזור החיים של סוללה?

מחזור חיים של סוללה הוא המספר הכולל של מחזורי פריקה-טעינה (איור 1) שסוללה מפיקה לפני שהיא כבר לא יכולה להחזיק מטען שימושי. קשה לאמוד את מחזור החיים של סוללת ליתיום-יון נטענת, מכיוון שמחזור החיים מושפע מטמפרטורת הפעילות הממוצעת של הסוללה וקצב פריקת האנרגיה שלה.
כעקרון, טמפרטורות גבוהות יותר וקצבי פריקת אנרגיה גבוהים יותר מקצרים את מחזור החיים של הסוללה. טמפרטורת הפעילות של הסוללה תלויה בטמפרטורת האוויר ובחום שיוצרים המחשב הנייד עצמו והסביבה המיידית שלו, כמו תחנת עגינה. קצב פריקת (התרוקנות) האנרגיה תלוי בסוג היישומים שפועלים במחשב הנייד ובהגדרות ניהול צריכת החשמל שלו.
לדוגמה, הפעלה של יישומים שדורשים משאבי מחשב רבים, כמו CAD, משחקים, וסרטי DVD מרוקנת את הסוללה מהר יותר ומקצרת את מחזור החיים שלה יותר מאשר ההפעלה של יישומי עיבוד תמלילים.
איור 1: מחזור פריקה
מחזור עבור סוללת ליתיום-יון נטענת הוא הכמות המצטברת של פריקה ששווה בערך לקיבול המטען המלא שלו. לדוגמה, 10 פריקות של 10% או 2 פריקות של 50% מייצגות מחזור אחד.
 

מהו קיבול סוללה?

קיבול סוללה מבוטא באמפר-שעות (Ah). אנרגיית הסוללה, שמבוטאת בוואט-שעות (Wh), היא מכפלת קיבול הסוללה (Ah) ומתח הסוללה (V). טווח מתח הפעילות של מארז סוללת ליתיום-יון נותר קבוע יחסית לאורך תקופת השמישות שלה; אך הקיבול שלה מתחיל לקטון באופן לינארי, פחות או יותר, ברגע שמתחילים להשתמש בה. סוללות חדשות מסווגות לפי הקיבול הנקוב שלהן.
במהלך הזמן, קיבול הסוללה בפועל קטֵן כתוצאה מחוסר יעילות אלקטרוכימי בכל תא. אובדן קיבול (הזדקנות) זה הוא בלתי הפיך; לא ניתן להשיבו על ידי מיחזור הסוללה. בהדרגה, פחות ופחות חומר פעיל יהיה זמין בכל תא לאחסון אלקטרוכימי של מטען. כתוצאה מכך תיהנו מקיצור זמן ההרצה של המחשב.
דרך מעשית לבטא את הקיבול בפועל של סוללה לאורך זמן נקראת קיבול בטעינה מלאה (FCC). קיבול בטעינה מלאה מבוטאת כאחוז מהקיבול המדורגת ההתחלתית של הסוללה. קיבול בטעינה מלאה מושפע מעומס הפריקה הטיפוסי על הסוללה ומפרופיל המשתמש. בעומסי פריקה רגילים, משך החיים של סוללות ליתיום-יון הוא בין 300 ו-‏500 מחזורים. בשימוש מתון צפויות סוללות ליתיום-יון לספק כ-‏80% מהקיבול הנקוב שלהם אחרי 300 מחזורים או כשנת שימוש אחת (איור 2). אומדן זה מתייחס לצרכנים טיפוסיים שמשלימים מחזור אחד בכל יום עבודה על ידי הפעלה של יישומים שדורשים מתח נמוך עד בינוני (מעבד תמלילים, דואר אלקטרוני, וגיליונות אלקטרוניים) במצב קווי או אלחוטי.
איור 2: שימוש מתון בסוללה מלאה
קיבול טעינה מלאה בשימוש מתון הוא כ-‏80% אחרי 300 מחזורים.
 

כיצד קובעת HP את תקופת האחריות?

HP מעניקה 12 חודשי אחריות לסוללות ליתיום-יון. תקופת האחריות מבוססת על הצפי שהסוללה תספק 80% מהקיבול ההתחלתי שלה אחרי 300 מחזורים בעומסי מתח נמוכים עד בינוניים. עומסי מתח גבוהים עלולים לגרום לסוללה להגיע ל-‏80% מהקיבול ההתחלתי תוך תקופה קצרה מתקופת האחריות של 12 חודשים. סוללות ליתיום-יון תמשכנה לפעול בסף קיבול נמוך מ-‏80%; אך הקיבול (זמן פעולה) בין טעינות ימשיך לרדת.
בטבלה הבאה מרוכזות תחזיות הקיבול בטעינה מלאה אחרי שנה לפי 2 פרופילים, ובעומסי מתח שונים. הפרופיל הראשון הוא של מחשב נייד שהסוללה שלו עובר פריקה וטעינה כמעט בכל יום עבודה (300 מחזורים לשנה), בסביבה רגילה. הפרופיל השני הוא של מחשב נייח שמשלים מחזור של הסוללה פעם בשבוע בסביבה עם טמפרטורה גבוהה, כמו בתחנת עגינה. כפי שהטבלה מראה, החום הנוסף שיוצרים הפעלתם של יישומי מתח גבוה או תחנת עגינה מאיץ את אובדן הקיבול.
יישומי מתח גבוה עשויים להפחית את מחזור חיי הסוללה עד כדי 25%.
תחזיות קיבול בטעינה מלאה אחרי שנת שימוש
נמוך (עיבוד תמלילים, אינטרנט, דואר אלקטרוני)> ‎80% ‎80%
בינוני (אלחוטי, גיליונות אלקטרוניים, ניהול בסיסי נתונים) ‎80% ‎70%
גבוה* (CAD,‏‏ משחקים תלת ממדיים, DVD, בהירות LCD גבוהה) ‎60% ‎50%
עומס מתח (יישומים) מחשב נייד מחזור סוללה מדי יום (25ºC) מחשב נייח (עם תחנת עגינה) מחזור סוללה מדי שבוע (>35ºC)
 

מהי טכנולוגיית סוללה חכמה?

אי-הדיוק של המערכת שמנטרת את מצב טעינת הסוללה ומדווחת עליו יוצר קושי בהערכת זמן הפעולה של הסוללה. מחשבים ניידים מסוימים אומדים את מצב טעינת הסוללה לפי בדיקת היצרן את דגם המוצר המסוים עם תצורה פרטנית. שיטה זו אינה מדויקת כשמכניסים סוללה אחרת עם מצב טעינה אחר, מכיוון שאומדן מצב הטעינה של כל סוללה מבוסס על ההיסטוריה שלו במערכת.
כדי לסייע בניטור וניהול של סוללות ליתיום-יון, מספקים המחשבים הניידים של HP Compaq מידע מדויק ומיידי על המצב באמצעות טכנולוגיית סוללה חכמה. טכנולוגיית סוללה חכמה של HP מבוססת על מערכת סוללה חכמה (SBS) שנבנתה על ידי יצרני סוללות גדולים בשנת 1995 כדי לקדם תקן תעשייתי לטכנולוגיית סוללה נטענת. מערכת סוללה חכמה מאופיינת על ידי סוללה חכמה שמתחזקת את המצב שלה עצמה ומדווחת עליו, וכך מספקת לך מידע מדויק, בין אם אתה משתמש בסוללות שונות באותו מחשב נייד או באותה סוללה במחשבים ניידים שונים.
למידע נוסף על מערכת סוללה חכמה, גש לכתובת /http://www.sbs-forum.org (באנגלית).
 

מהו כיול סוללה חכמה?

פריקות וטעינות קצרות חוזרות ונשנות גורמים לאי-דיוק גובר והולך בין מצב טעינת הסוללה וקריאות מד צריכת החשמל. יש לכייל תקופתית את הסוללה כדי ש"תלמד מחדש" את הקיבול השימושי שלה, כדי שתוכל לסנכרן את מצב הטעינה שלה עם מד צריכת החשמל. תהליך הכיול ממקסם את זמן הפעולה של המחשב הנייד כי הוא מקנה אומדן מדויק של המטען שנותר בסוללה. כיול גם מונע אובדן נתונים שעלול לקרות בעת תהליך השינה אם לא נותר מספיק מתח להשלמת פעילויות שמור-לדיסק קריטיות.
סוללות חכמות מכיילות את הקיבול בטעינה מלאה שלהן בכל פעם שהן משלימות מחזור פריקה-טעינה מלא, בין אם הן נטענות במחשב הנייד או במטען/ממצב עצמאי. כיול באמצעות המחשב הנייד פחות נוח, כי הוא עשוי להמשך עד ארבע שעות; אך הוא יכול להוביל לתוצאות רלוונטיות יותר מהשימוש במטען עצמאי.
תוצאות כיול באמצעות המחשב הנייד רלוונטיות יותר כי הסוללה לומדת מחדש את הקיבול שלה בטעינה מלאה בעודה נתונה בעומס מתח מעשי. במטען עצמאי הסוללה נפרקת תחת עומס קבוע. אם העומס הקבוע נמוך מהעומס בו נתון המחשב הנייד בדרך כלל, הקיבול הנלמד של הסוללה עשוי להיות גבוה מהקיבול האמיתי שלה. במילים אחרות, הסוללה שאך כוילה עשויה שלא לספק את זמן הפעולה שנחזה על ידי מד צריכת החשמל אם היא נתונה לעומס גבוה מהעומס שמשמש לכיול הסוללה.
הדיוק של הסוללה החכמה של היום מאפשר כיול מדויק כשהסוללה נפרקת עד לכ-‏5% מהקיבול הנותר שלה. כתוצאה מכך, ניתן לקבוע את התראת הסוללה ל-‏5% מהקיבול הנותר שלה, כדי שהסוללה החכמה תכייל את הקיבול שלה בעת שימוש רגיל.
כל שנותר לך לעשות הוא לפרוק תקופתית את הסוללה, עד להשמעת ההתראה של 5% קיבול. הצורך לבצע תהליך זה תלוי בשימוש של כל אחד. ככלל, יש לכייל סוללת ליתיום-יון לפחות אחת ל-‏3 חודשים. סוללה שלעתים רחוקות נפרקת במלואה יש לכייל אחת לחודש בערך.
 

כיצד המחשב הנייד טוען את הסוללה?

בהתאם להמלצות של ספקי הסוללה ולשיטות העבודה המומלצות, המחשבים הניידים לא ממשיכים לטעון את הסוללה כאשר היא מגיעה לרמת טעינה מלאה (100%). לאחר שהסוללה הגיעה לרמת טעינה מלאה, האפשרות סיים סיבית טעינה מוגדרת, ומונעת את טעינת הסוללה. הסוללה לא מנקה את האפשרות סיים סיבית טעינה עד שמד הטעינה יורד לרמת טעינה נמוכה ה-94%. לאחר שמד טעינת הסוללה יראה רמת נמוכה מ-94%, האפשרות סיבית טעינה תוגדר וטעינת הסוללה תתחיל באמצעות מתאם ה-AC המחובר למחשב הנייד. אם מתאם ה-AC אינו מחובר בין רמות 94% ל-100%, האפשרות סיבית טעינה לא תוגדר והמחשב הנייד לא יטען עוד את הסוללה.
 

הגדלת הקיבול ומשך החיים של הסוללה

אחרי שקראת את המידע המוצג במסמך זה, עליך להיות מודע לכך שהתנאים הבאים עלולים להשפיע לרעה על משך החיים והפעולה של הסוללה.

גורמים שתורמים לאובדן קיבול הסוללה

  • תאי סוללה מסוג ליתיום-יון סובלים מאובדן קיבול הדרגתי ובלתי-הפיך בכל מחזור של פריקה-טעינה. הזדקנות זו מתרחשת מהר יותר ככל שהטמפרטורה ועומסי הפריקה גדלים.
  • קצב הפריקה העצמית של סוללת ליתיום-יון גבוה יותר אם הסוללה נשארת במחשב נייד שאינו מחובר למתח.
  • בעת אחסון ממושך או תקופות ארוכות ללא שימוש, מטען הסוללה יפחת אל מתחת לרמת המתח הנמוכה המומלצת שלה.
  • השארת הסוללה במצב מרוקן למשך פרק זמן ממושך תאיץ את הירידה ב-FCC.
  • השארת הסוללה ברמה גבוהה של טעינה בסביבת טמפרטורה גבוהה למשך פרקי זמן ממושכים (לדוגמה, הפעלת מחשב נייד בתחנת עגינה תחת עומס כבד), תאיץ את אובדן הקיבול.
  • הפעלת יישומים מתקדמים בעת השימוש בסוללה מאיצה את אובדן הקיבול. לדוגמה, הפעלת משחקים תלת-ממדיים מפחיתה את הקיבול בטעינה מלאה מהר יותר מאשר שימוש ביישומי עיבוד תמלילים.

המלצות לאופני טיפול בסוללה

המלצות לשימוש בסוללה ואחסונה מפורטות במדריך למשתמש של HP עבור כל דגם. להלן המלצות נוספות לאופני טיפול בסוללה:
  • אחסן סוללות Li-Ion בטמפרטורה שבין 20°C ו-‏25°C עם 30% עד 50% טעינה.
  • אין לפרק את הסוללה, למעוך או לנקב אותה; אין לקצר את המגעים החיצוניים שעל גבי הסוללה; ואין להשליך את הסוללה לאש או למים.
  • אין להשאיר סוללות חשופות לטמפרטורות גבוהות במשך פרקי זמן ארוכים. חשיפה ממושכת לחום (לדוגמה, בתוך מכונית חמה) תאיץ את ההתדרדרות של תאי ליתיום-יון.
  • יש להוציא את הסוללה לפני אחסון של המחשב הנייד (כשהוא כבוי ולא מחובר למתח AC) למשך יותר משבועיים.
  • יש להוציא את הסוללה מהמחשב הנייד אם המחשב צפוי להיות מחובר למתח AC (באמצעות מתאם לשקע בקיר או תחנת עגינה) במשך יותר משבועיים ברציפות.
  • השתמש בסוג סוללה עם הקיבול (Ah) הנקוב הגבוה ביותר אם אמורים להיות מורצים במחשב יישומים מתקדמים על מתח סוללה.
  • כייל את הסוללה בהתאם למודל השימוש. בתנאי שימוש רגילים, יש לכייל סוללות לפחות אחת ל-‏3 חודשים; עם זאת, סוללה שלעתים רחוקות נפרקת במלואה יש לכייל אחת לחודש בערך
  • הרחק את הסוללה מילדים.
  • השתמש רק בסוללה שנלוותה למחשב, בסוללה חלופית שניתנה על-ידי HP, או בסוללה תואמת שנרכשה כאביזר.
 

האם עליי לטעון את הסוללה לפני השימוש במחשב?

לא. סוללות ליתיום-יון יעילות יותר מסוללות נטענות מבוססות ניקל, והן עוברות תהליך התגבשות בזמן הייצור שלהן. הן אינן זקוקות לטעינה ההתחלתית לפני השימוש בהן.
 

עצות לשימור מתח סוללה

באפשרותך לשנות ידנית את צריכת החשמל של המחשב הנייד ולשמר את מתח הסוללה.
  • הפחת את בהירות המסך לרמת הקריאות המינימלית. השתמש במקשים Fn ו-F7 או F8 כדי להתאים את הבהירות.
  • נתק ציוד היקפי כשהוא אינו בשימוש. כוננים קשיחים חיצוניים, תקליטורים, כונני Zip, כרטיסי PC, והתקני ציוד היקפי אחרים יכולים לצרוך מתח מהסוללה גם כשהם אינם נמצאים בשימוש פעיל. נתק אותם כאשר תסיים להשתמש בהם.
  • הפחת את מהירות המעבד. ככל שהמחשב פועל מהר יותר, כך הוא מנצל את אספקת המתח מהר יותר. הפחתת מהירות המעבד תאפשר שימוש ממושך יותר בסוללה. שיטות להפחתת מהירות המעבד משתנות מדגם לדגם, והמדריך למשתמש שלך מכיל הוראות לביצוע פעולה זו.
  • כבה את האלחוט באמצעות לחצן ההפעלה-כיבוי שלו, כשהוא אינו בשימוש. אם המחשב הנייד שלך כולל לחצן הפעלה-כיבוי עבור האלחוט, לחץ עליו עד שהנורית תכבה.
  • בדוק אם פועלות ברקע תוכניות. יש תוכניות שמתקינות אוטומטית תוכנית שירות להפעלה מהירה ופועלות ברקע כשהמחשב מופעל. באפשרותך להפחית את דרישות המתח על ידי חיפוש והסרה תקופתיים של תוכניות שאינן נחוצות. ראה מחשבים ניידים אישיים של HP - שיפור ביצועי המחשב שלך ל-Windows Vista.
 
לייבסיטי - בניית אתרים