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不斷發展的真空吸塵器和未來安全:使用表面貼裝保險絲保護鋰離子電池

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本文探討了吸塵器的發展歷史,重點介紹了鋰離子電池的貢獻,並解釋了我們的表面貼裝型保險絲在保護這些電池方面的作用。

吸塵器的原理與功能

吸塵器的基本工作原理是利用風扇產生負壓,吸入灰塵和碎屑。這些顆粒隨後被空氣過濾器分離,並收集到容器中。這種簡單而高效的機制廣泛應用於家用、專業和工業吸塵器。

吸塵器的首要性能在於其吸力。評估其性能時,「吸力」是關鍵指標。吸力大小相當於汽車的馬力(最大輸出功率)。然而,吸力強並不一定代表清潔效果好。吸塵器的實際清潔效果很大程度上取決於吸嘴的設計。因此,製造商不僅致力於提升吸力,還致力於開發高效的地板吸嘴。

一般來說,吸力較大的吸塵器更能處理各種形狀的碎屑和各種地板材質。吸塵器的吸力是透過連接到吸塵器的測量設備來測量不同的風量和真空度,然後確定其最大值來計算的。使用的公式是“0.01666 * 風量 (m³/min) * 真空度 (Pa)”,結果以瓦特 (W) 表示。在日本,JIS C 9108 標準要求吸塵器必須標註吸力,以協助消費者做出明智的選擇。

家用、專業和工業用吸塵器的每個類別都有其獨特的特點,概述如下。

家用吸塵器 這些吸塵器專為普通家庭和小型商店設計。它們大多採用輕質塑膠製成,方便操作。
專業吸塵器 這些吸塵器專為專業清潔公司設計,是企業註冊的必備產品。許多吸塵器都注重耐用性,採用金屬外殼和長壽命馬達等設計元素。其機身大部分為容器,使其能夠在長時間使用中收集大量碎屑。
工業吸塵器 這些吸塵器是專門為特定環境和任務而設計的,例如無塵室、防爆、多塵環境或吸取碳粉。

電源也多種多樣,其優缺點概述如下。

牆壁插座供電的吸塵器 這些吸塵器能夠長時間清潔,並具有持續的高吸力。處理電源線可能會比較麻煩,除非是有室外排氣功能的型號。
充電式吸塵器
這些吸塵器使用可充電電池供電,無需費力收放電源線,即可快速清潔。即使在沒有牆壁插座的地方,它們也能輕鬆使用。許多吸塵器結構緊湊,單手即可攜帶,而有些則直立或配有腳輪。由於電池容量有限,充電型號通常吸力較小,使用時間較短。電池在重複使用後也可能會老化,需要更換新電池。
引擎驅動的吸塵器 一些專業的輪式吸塵器配有引擎。

吸塵器的演變與歷史(從開始到2000年代)

吸塵器的歷史始於1868年,當時艾夫斯·W·麥加菲(Ives W. McGaffey)發明了一台手動吸塵器。這台最初的吸塵器利用負壓吸入碎屑。然而,其複雜的手動操作限制了它的廣泛應用。 1901年,休伯特·塞西爾·布斯(Hubert Cecil Booth)發明了一台電動吸塵器。它內建了一個織物過濾器,可以有效地吸除碎屑。 1905年,美國查普曼和史金納公司推出了一款重約40公斤的家用電動吸塵器。

1907年,詹姆斯·默里·斯潘格勒(James Murray Spangler)發明了直立式吸塵器,進一步加速了該電器的發展。 1931年,直立式吸塵器進入日本市場,但由於當時當地的居家環境,普及速度較慢。二戰後,美國和歐洲地毯的廣泛使用刺激了對吸塵器的需求。在日本,20世紀60年代,住宅計畫增多,改善了家居環境,促進了吸塵器的使用。此外,地毯的日益普及也推動了此類電器的需求成長。

1980年代初,為了方便丟棄,使用紙袋的吸塵器開始問世。從1990年代到21世紀初,吸塵器的主流從罐式吸塵器轉變為無線棒式和旋風式吸塵器。 21世紀初,機器人吸塵器和能夠去除微米級灰塵的吸塵器相繼問世。吸塵器技術不斷發展。這些進步標誌著吸塵器的普及,並使其從簡單的清潔工具轉變為必不可少的家用電器。

落地移動式(筒式) 這種類型的吸塵器機身寬大,透過拉動軟管移動,適合清潔家具較低的日式房間。其低矮的設計使其易於收納在壁櫥中。這種類型的吸塵器曾經在日本家庭中很受歡迎。
圓柱落地移動式(圓筒式) 直立式圓柱形機身,透過拉動軟管移動,在日本常用於專業模特兒。
立式(直立型) 此款吸塵器機身較高,底部設有地板吸口,頂部設有操作手柄,可直立存放。
掃帚型(棍棒型) 這種類型是直立的並且重量輕。
單手便攜型(手提式) 這種緊湊型產品可以單手攜帶和操作。它通常可充電(無線)。
過肩型(單肩型) 這種類型可以戴在肩上,適合清潔建築物或高處。
背負式(背包式、腰包式) 此類型用於各種車輛,例如飛機、火車(客車)和巴士。
室外排氣型(中央淨化器) 這種類型的集塵器是將室外集塵器連接到各個房間的插座上,然後連接軟管。雖然其優點是可以防止廢氣污染房間,但缺點是需要昂貴的設備和安裝費用,並且需要攜帶很長的軟管。
輪式箱型 這種類型的掃地機也被稱為清掃車,可以手動推動或架設操作。它使用電動馬達或引擎來收集、清潔和推進。這種類型有乾式和濕式兩種版本,濕式使用清潔劑或水。它適用於大型建築項目和戶外區域。
機器人類型 這種輪式機器人可以自主清潔。最初的許多型號都是為專業用途設計的。然而,自2000年代以來,也出現了家用型號。
目前廣泛使用的吸塵器類型表
這是一張展示不同類型吸塵器的圖片。
吸塵器的圖片

機器人吸塵器的演變(2000 年代至今)

自2000年代以來廣泛使用的掃地機器人配備了各種尖端技術。它們會自動穿過地板以吸入碎片和灰塵。雖然它們可能無法提供徹底的清潔,但它們可以去除大部分室內灰塵,從而減少清潔所需的工作量。有些配備了先進技術,例如距離感測器、具有學習功能的人工智慧以及連接到智慧型手機的能力。

吸塵器的進一步發展和鋰離子電池的重要性

電池技術,尤其是可充電二次電池的進步,使得無線吸塵器和機器人吸塵器得以實際應用。鋰離子電池的發明和廣泛應用極大地促進了這些吸塵器的發展,鋰離子電池的特點是重量輕、輸出功率高。這些電池擁有更大的電容量,從而能夠延長工作時間,並擴大其應用範圍。

迪睿合表面貼裝型保險絲的作用

機器人和棒式吸塵器等設備中使用的鋰離子電池與電池管理系統 (BMS) 集成,以確保電池安全。這些 BMS 可以通過集成自控保護器 (SCP) 來保護,這是一種由 Dexerials 開發的表面貼裝型保險絲。此保險絲透過關閉充電和放電電路並在過度充電或過度放電時將電池與電氣風險隔離來確保安全。

安裝在機器人吸塵器中的鋰離子電池的 BMS 電路板上的SCP
安裝在機器人吸塵器中的鋰離子電池的 BMS 電路板上的SCP

機器人吸塵器內建鋰離子電池,並透過充電座充電。它們通常在無人看管的情況下充電和放電(清潔)。這意味著它們可能在某個時間或地點過度充電或放電,而不會被任何人察覺。鑑於鋰離子電池蘊藏的巨大能量,必須配備嚴格的保護措施。其中一個重要的保護部件是SCP安全保護單元)。

充電機器人吸塵器(範例)
充電機器人吸塵器(範例)

大約 30 年來,我們的自控保護器 (SCP) 一直是鋰離子電池可靠的二次保護裝置,以其性能和品質贏得了客戶的信任。SCP安裝在鋰離子電池的二次保護電路上,確保充放電電路的物理、不可逆關閉。其作用是故意斷開並安全禁用電路,以防止鋰離子電池充放電控制不穩定。

自 1994 年商業化以來,我們的SCP已被公認為鋰離子電池的標準二次保護保險絲,截至 2020 年 4 月,出貨量已超過 20 億個。(更多詳情請參考文章,
什麼是“ SCP”?– 保護鋰 (Li) 離子電池免受過充、過電流等錯誤的影響。

隨著組件變得越來越小、越來越輕,SCP將繼續推動吸塵器的革新,並在新型電池供電設備中得到更廣泛的應用。未來,我們將持續開發該產品,幫助客戶安全無憂地進行新產品創新。

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