Načini polnjenja olovnokislinske baterije

Svindlavodne baterije: Pretvorba energije in načini polnjenja

Svindlavodna baterija služi kot shramba kemijske energije, ki jo lahko kadarkoli pretvorimo v električno energijo. Postopek pretvorbe kemijske energije v električno energijo se imenuje polnjenje, medtem ko obratni postopek, kjer se električna energija spet pretvori v kemijsko energijo, se imenuje razpolnjenje. Med fazo polnjenja skozi baterijo teče električni tok, ki ga pogajajo področne kemijske reakcije znotraj nje. Svindlavodne baterije predvsem uporabljajo dva osnovna načina polnjenja: polnjenje konstantnega napetosti in polnjenje konstantnega toka.

Polnjenje konstantnega napetosti

Polnjenje konstantnega napetosti je najpogostejša metoda polnjenja svindlavodnih baterij. Ta pristop ponuja več prednosti, kot so zmanjšanje skupnega časa polnjenja in povečanje kapacitete baterije do 20%. Vendar pa s tem prideta tudi nekaj odgovarjanj, kot je zmanjšanje učinkovitosti polnjenja za približno 10%.

Pri metodi polnjenja konstantnega napetosti ostane napetost polnjenja fiksna skozi celoten cikel polnjenja. Na začetku procesa, ko je baterija v stanju razpolnjenosti, je tok polnjenja relativno visok. Ko baterija nabira naboj, se njena nazajna elektromotorna sila (emf) povečuje. Tako se tok polnjenja s časom postopoma zmanjšuje, saj baterija dosega svoje popolnoma polnjenje. Ta dinamična povezanost med napetostjo polnjenja, tokom in notranjimi lastnostmi baterije zagotavlja, da je baterija učinkovito napolnena, hkrati pa se zmanjša tveganje prepolnjenja ali poškodbe.

Prednosti polnjenja konstantnega napetosti

Ena ključnih prednosti polnjenja konstantnega napetosti je njegova prilagodljivost pri sprejemanju celic z različnimi kapacitetami in različnimi stopnjami razpolnjenosti. Ta metoda omogoča istovremeno polnjenje več celic brez potrebe po točnem uskladitvi njihovih lastnosti. Poleg tega, čeprav je tok polnjenja na začetku procesa visok, ta visoko-tokovna faza traja relativno kratko. Tako ne povzroči nobenega značilnega škoda celicam, kar zagotavlja njihovo dolgoletnost in varnost.

Ko se proces polnjenja približa koncu, se tok polnjenja postopoma zmanjša in se približa nič. To se zgodi, ker se napetost baterije postopoma približa napetosti krmarne naprave, s čimer se izenači potencialna razlika, ki pogaja tok.

Polnjenje konstantnega toka

Pri metodi polnjenja konstantnega toka so baterije povezane v serijo, da tvorijo skupine. Vsaka skupina je nato povezana z neposredni strmo napajalno napravo (DC) preko optornih upornikov. Število baterij v vsaki skupini je določeno z napetostjo krmarne naprave, z zahtevanjem, da mora biti napetost krmarne naprave vsaj 2,7 voltov na celico.

Skozi celoten čas polnjenja se ohranja konstanten tok polnjenja. Ko se napetost baterije poveča med procesom polnjenja, se odpornost v krmarji zmanjša, da se zagotovi, da ostane tok nespremenjen. Za preprečevanje problemov, kot so prekomerna gasevanje ali preseganje, se proces polnjenja pogosto izvaja v dveh ločenih fazah. Začetna faza vključuje polnjenje baterij z relativno visokim tokom, sledi pa zaključna faza z nižjim tokom, kar zagotavlja bolj nadziran in učinkovit cikel polnjenja.

Podrobnosti metode polnjenja konstantnega toka

Pri pristopu polnjenja konstantnega toka je tok običajno nastavljen okoli ene osmine amperage baterije. Ta specifična vrednost toka pomaga zagotoviti uravnotežen in varen postopek polnjenja. Ko se baterija polni, se presežna napetost iz krmarne naprave razprši preko serijskega upornika, povezanega v krmarji polnjenja.

Pri povezovanju skupin baterij za polnjenje je treba zelo pazljivo premisliti o njihovi konfiguraciji. Cilj je, da se povezave uredijo tako, da se zmanjša poraba energije zaradi serijskega upornika. To ne le poveča skupno učinkovitost sistema polnjenja, ampak tudi zmanjša nepotrebnne izgube energije.

Kar zadeva sam serijski upornik, njegova zmogljivost za nosenje toka je ključnega pomena. Morala bi biti enaka ali večja od zahtevanega toka polnjenja. Nezadostitev tega zahtevanja lahko vodi do preseganja upornika, kar lahko končno vodi do njegovega izgoritve in motnje v procesu polnjenja.

Poleg tega, pri izbiri baterij za skupino polnjenja je ključno, da imajo isto kapaciteto. V primeru, da je potrebno polniti baterije z različnimi kapacitetami, bi morale biti združene in upravljane glede na baterijo z najmanjšo kapaciteto med njimi. Ta praksa preprečuje probleme, kot so prepolnjenje ali nedopolnjenje posameznih baterij v skupini, s tem pa varuje delovanje in življenjsko dobo vsake baterije.