Metode punjenja olovno-kиселикских батерија

Olova - kiselike baterije: Pretvaranje energije i metode punjenja

Olova - kiselika baterija služi kao sredstvo za čuvanje hemijske energije, koja se može pretvoriti u električnu energiju kad god je potrebno. Proces pretvaranja hemijske energije u električnu poznat je kao punjenje, dok se obrnuti proces, gde se električna snaga pretvara nazad u hemijsku energiju, zove ispunjenje. Toku punjenja, struja teče kroz bateriju, pokrevena podležnim hemijskim reakcijama unutar nje. Olova - kiselika baterija uglavnom koristi dve osnovne metode punjenja: punjenje konstantnim naponom i punjenje konstantnom strujom.

Punjenje konstantnim naponom

Punjenje konstantnim naponom predstavlja najrasprostranjeniju metodu punjenja olova - kiseline baterije. Ovaj pristup nudi nekoliko prednosti, kao što su smanjivanje ukupnog vremena punjenja i poboljšanje kapaciteta baterije do 20%. Međutim, dolazi sa kompromisom: smanjenjem efikasnosti punjenja oko 10%.

U metodi punjenja konstantnim naponom, naponsko punjenje ostaje fiksirano tokom celog ciklusa punjenja. Na početku procesa, kada je baterija u ispunjenom stanju, punoćna struja je relativno visoka. Dok baterija akumulira naboj, njeno suprotan elektromotorni napon (emf) raste. Kao rezultat, punoćna struja postepeno opada tokom vremena, kako se baterija približava potpuno punom stanju. Ovaj dinamički odnos između punoćnog napona, struje i unutrašnjih karakteristika baterije osigurava da baterija bude učinkovito punjena, dok se smanjuje rizik od preopterećenja ili oštećenja.

Prednosti punjenja konstantnim naponom

Jedna od ključnih prednosti punjenja konstantnim naponom jeste njegova fleksibilnost u prilagođavanju celija različitih kapaciteta i različitih nivoa ispunjenosti. Ova metoda omogućava istovremeno punjenje više celija bez potrebe za preciznim uparivanjem njihovih karakteristika. Takođe, iako je punoćna struja visoka na početku procesa, ova faza visokog toka je relativno kratka. Kao rezultat, ne dovodi do značajnog oštećenja celija, osiguravajući njihovu dugovečnost i sigurnost.

Kako se proces punjenja približava završetku, punoćna struja postepeno opada i približava se nuli. To se dešava jer se naponski nivo baterije postepeno približava naponskom nivou napajanja, eliminirajući potencijalnu razliku koja pokreće tok struje.

Punjenje konstantnom strujom

U metodi punjenja konstantnom strujom, baterije su spojene u seriju kako bi se formirale grupe. Svaka grupa zatim povezuje sa glavnim napajanjem jednosmjerne struje (DC) preko optornih otpornika. Broj baterija u svakoj grupi određuje se naponom punoćnog kruga, sa zahtevom da napon punoćnog kruga ne bude manji od 2,7 volta po celiji.

Tokom celog perioda punjenja, punoćna struja se zadržava na konstantnom nivou. Dok se naponski nivo baterije povećava tokom procesa punjenja, otpor u krugu se smanjuje kako bi se osiguralo da struja ostane nepromenjena. Da bi se sprecile probleme poput prekomernog gaziranja ili pregrejanja, proces punjenja se često vrši u dva distinktna koraka. Inicijalna faza uključuje punjenje baterija sa relativno visokom strujom, zatim slijedi finalna faza sa nižom strujom, osiguravajući bolje kontrolisan i učinkovit ciklus punjenja.

Detalji metode punjenja konstantnom strujom

U pristupu punjenja konstantnom strujom, punoćna struja se obično postavlja na oko jedne osmine amperskog kapaciteta baterije. Ova specifična vrijednost struje pomaže u osiguranju ravnotežnog i sigurnog procesa punjenja. Dok se baterija puni, prekomerna naponska razlika iz napajanja se rasipa preko serijskog otpora povezanog u punoćnom krugu.

Kada se grupe baterija povezuju za punjenje, potrebno je pažljivo razmotriti njihovu konfiguraciju. Cilj je organizovati veze na način koji minimizira potrošnju energije serijskim otporom. Ovo ne samo da poboljšava ukupnu efikasnost sistema punjenja, već takođe smanjuje nepotrebnu gubitku snage.

Što se tiče samog serijskog otpora, njegov kapacitet prenosenja struje je od ključnog značaja. Morá biti jednak ili veći od potrebne punoćne struje. Neispunjavanje ovog zahteva može dovesti do pregrejanja otpora, što može dovesti do njegovog spaljenja i prekidu procesa punjenja.

Takođe, pri odabiru baterija za grupu punjenja, bitno je da imaju isti kapacitet. U slučajevima kada je potrebno puniti baterije različitih kapaciteta zajedno, trebalo bi ih grupisati i upravljati na osnovu one sa najmanjim kapacitetom među njima. Ova praksa sprečava probleme poput preopterećenja ili nedopunjenja pojedinačnih baterija unutar grupe, čime se štiti performanse i vek trajanja svake baterije.