Metode punjenja olovo-kiselih baterija

Svjećne baterije: Pretvorba energije i metode punjenja

Svjećna baterija služi kao sredstvo za pohranu kemjske energije, koja se može pretvoriti u električnu energiju kad god je potrebno. Proces pretvaranja kemjske energije u električnu poznat je kao punjenje, dok se obrnuti proces, gdje se električna energija vraća u kemjsku, naziva ispunjavanjem. Tijekom faze punjenja, struja teče kroz bateriju, pogonjenih podliježecim kemjskim reakcijama unutar nje. Svjećna baterija uglavnom koristi dvije glavne metode punjenja: punjenje konstantnim naponom i punjenje konstantnom strujom.

Punjenje konstantnim naponom

Punjenje konstantnim naponom predstavlja najčešću metodu punjenja svjećnih baterija. Ovaj pristup nudi nekoliko prednosti, poput smanjenja ukupnog vremena punjenja i povećanja kapaciteta baterije do 20%. Međutim, to donosi i kompromis: smanjenje učinka punjenja od otprilike 10%.

U metodi punjenja konstantnim naponom, napad punjenja ostaje fiksiran tijekom cijelog ciklusa punjenja. Na početku procesa, kada je baterija ispunjena, struja punjenja je relativno visoka. Kako baterija akumulira naboj, njeni suprotan elektromotorni napon (emf) raste. Stoga se struja punjenja postepeno smanjuje tijekom vremena, kako se baterija približava potpuno punom stanju. Ova dinamička relacija između napona punjenja, struje i internih karakteristika baterije osigurava da baterija bude učinkovito punjena, smanjujući pri tome rizik od preopterećenja ili oštećenja.

Prednosti punjenja konstantnim naponom

Jedna od ključnih prednosti punjenja konstantnim naponom jest njegova fleksibilnost u smještaju celija različitih kapaciteta i različitih razina ispunjavanja. Ova metoda omogućuje istodobno punjenje više celija bez potrebe za preciznim uparivanjem njihovih karakteristika. Nadalje, iako je struja punjenja visoka na početku procesa, ova faza visoke struje je relativno kratka. Kao rezultat, ne uzrokuje značajne oštećenja celija, osiguravajući njihovu dugovečnost i sigurnost.

Kako se proces punjenja približava završetku, struja punjenja postepeno opada i približava se nuli. To se događa jer se napad baterije postepeno približava napadu napajajućeg kruga, eliminirajući potencijalnu razliku koja pokreće protok struje.

Punjenje konstantnom strujom

U metodi punjenja konstantnom strujom, baterije su spojene u niz kako bi se formirale grupe. Svaka grupa zatim povezuje na glavni izvor jednosmjernog struje (DC) putem otpornika. Broj baterija u svakoj grupi određuje se napajanjem kruga, s zahtjevom da napad punjenja ne bude manji od 2,7 volta po celiji.

Tijekom cijelog vremena punjenja, struja punjenja održava se na konstantnom nivou. Kako napad baterije raste tijekom procesa punjenja, otpor u krugu smanjuje se kako bi se osiguralo da struja ostane nepromijenjena. Da bi se spriječili problemi poput prekomjernog gaziranja ili pregrejanja, proces punjenja često se vrši u dvije odvojene faze. Početna faza uključuje punjenje baterija relativno visokom strujom, nakon čega slijedi faza završetka s nižom strujom, osiguravajući bolje kontrolirani i učinkoviti ciklus punjenja.

Detalji metode punjenja konstantnom strujom

U pristupu punjenja konstantnom strujom, struja punjenja obično se postavlja na oko jedne osmine amperage baterije. Ova specifična vrijednost struje pomaže u osiguravanju ravnotežnog i sigurnog procesa punjenja. Kako baterija puni, prekomjerna napetost iz napajajućeg kruga rasipa se kroz seriju otpora spojenih u krugu punjenja.

Pri spajanju grupa baterija za punjenje, mora se pažljivo promatrati njihova konfiguracija. Cilj je organizirati veze na način koji minimizira potrošnju energije serijom otpora. To ne samo poboljšava ukupnu učinkovitost sustava punjenja, već smanjuje i nepotrebnu gubitku snage.

Što se tiče samog serijskog otpora, njegova kapacitet za prenosenje struje je ključnog značaja. Morali bi biti jednak ili veći od potrebne struje punjenja. Neispunjavanje ovog zahtjeva može dovesti do pregrejanja otpora, što može dovesti do njegovog sgorijevanja i prekidu procesa punjenja.

Nadalje, kod odabira baterija za grupu punjenja, bitno je da imaju istu kapacitet. U slučajevima kada je potrebno puniti baterije različitih kapaciteta zajedno, trebale bi se grupirati i upravljati na temelju baterije s najmanjom kapacitetom među njima. Ova praksa sprečava probleme poput preopterećenja ili nedopunjenja pojedinih baterija unutar grupe, čime se štiti performanse i vijek trajanja svake baterije.