Методи за зареждане на олово-киселинни акумулатори

Свинцово-кисели батерии: преобразуване на енергия и методи за зареждане

Свинцовата киселина батерия служи като средство за съхранение на химична енергия, която може да бъде преобразувана в електрическа енергия, когато е необходимо. Процесът на преобразуване на химичната енергия в електрическа енергия се нарича зареждане, докато обратният процес, при който електрическата мощност се преобразува обратно в химична енергия, се нарича разряждане. По време на фазата на зареждане, електрическият ток протича през батерията, подтикван от основните химически реакции, които се случват в нея. Свинцовата киселина батерия използва предимно два основни метода за зареждане: зареждане с постоянна напрежение и зареждане с постоянен ток.

Зареждане с постоянна напрежение

Зареждането с постоянна напрежение е най-популярният метод за зареждане на свинцови кисели батерии. Този подход предлага няколко предимства, като намаляване на общото време за зареждане и увеличаване на капацитета на батерията до 20%. Обачно, това има цена: намаление на ефективността на зареждането с около 10%.

При метода на зареждане с постоянна напрежение, зарядното напрежение остава постоянно през целия цикъл на зареждане. В началото на процеса, когато батерията е в разрядено състояние, зарядният ток е относително висок. Като батерията събира заряд, нейната обратна електромоторна сила (ЕМФ) се увеличава. Следователно, зарядният ток постепенно намалява с времето, докато батерията се приближава до напълно заредено състояние. Тази динамична връзка между зарядното напрежение, тока и вътрешните характеристики на батерията осигурява, че батерията е зареждана ефективно, като се минимизира риска от прекомерно зареждане или повреда.

Преимущества на зареждането с постоянна напрежение

Едно от ключовите преимущества на зареждането с постоянна напрежение е неговата гъвкавост в акомулирането на клетки с различни капацитети и различни нива на разряждане. Този метод позволява едновременно зареждане на множество клетки без нужда от точна подбор на техните характеристики. Освен това, въпреки че зарядният ток е висок в началото на процеса, тази фаза с висок ток е относително кратка. Резултатът е, че не причинява значителни повреди на клетките, осигурявайки им дълголетие и безопасност.

Докато процесът на зареждане приближава завършването, зарядният ток постепенно намалява и се приближава до нула. Това се случва, защото напрежението на батерията в крайна сметка става почти равно на напрежението на питащата верига, елиминирайки потенциалната разлика, която задвижва тока.

Зареждане с постоянен ток

При метода на зареждане с постоянен ток, батериите се свързват в сериози, за да се формират групи. Всяка група се свързва с пряка токова (DC) питаща магистрала чрез нагрузителни реостати. Броят на батериите във всяка група се определя от напрежението на зарядната верига, с изискване, че напрежението на зарядната верига трябва да не е по-малко от 2,7 волта за клетка.

През целия период на зареждане, зарядният ток се поддържа на постоянен niveau. Като напрежението на батерията се увеличава по време на процеса на зареждане, съпротивлението в веригата се намалява, за да се гарантира, че токът остава непроменен. За да се предотвратят проблеми като прекомерно газене или прекомерно затопляне, процесът на зареждане често се извършва в две различни фази. Първоначална фаза включва зареждане на батериите с относително висок ток, следвана от финална фаза с по-нисък ток, осигурявайки по-контролиран и ефективен цикъл на зареждане.

Детайли на метода на зареждане с постоянен ток

При подхода на зареждане с постоянен ток, зарядният ток обикновено се установява на около една осма от ампеража на батерията. Тази конкретна стойност на тока помага да се осигури балансиран и безопасен процес на зареждане. По мере на зареждането на батерията, излишното напрежение от питащата верига се разсейва върху серийното съпротивление, свързано в зарядната верига.

При свързването на групи батерии за зареждане, трябва да се обърне внимание на техния конфигурация. Целта е да се организират свързванетата по начин, който минимизира енергийното потребление от серийното съпротивление. Това не само засилва общата ефективност на системата за зареждане, но и намалява ненужните загуби на мощност.

По отношение на самото серийно съпротивление, неговата способност да пренася ток е от критическо значение. Тя трябва да е равна или по-голяма от необходимия заряден ток. Неудържане на това изискване може да доведе до прекомерно затопляне на съпротивлението, което в крайна сметка може да я изгори и да наруши процеса на зареждане.

Освен това, при избора на батерии за зареждана група, е важно те да имат един и същ капацитет. В случаи, когато батерии с различен капацитет трябва да бъдат зареждани заедно, те трябва да бъдат групирани и управлени според батерията с най-малък капацитет сред тях. Тази практика предотвратява проблеми като прекомерно зареждане или недостатъчно зареждане на отделните батерии в групата, като така се защитава производителността и продължителността на живота на всяка батерия.