Các Phương Pháp Sạc Pin Chì-Acid

Ắc quy chì - axit: Chuyển đổi năng lượng và phương pháp sạc

Ắc quy chì - axit đóng vai trò là phương tiện lưu trữ năng lượng hóa học, có thể chuyển đổi thành năng lượng điện khi cần thiết. Quá trình chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện được gọi là sạc, trong khi quá trình ngược lại, khi năng lượng điện được chuyển đổi trở lại thành năng lượng hóa học, được gọi là xả. Trong giai đoạn sạc, dòng điện chạy qua ắc quy, được thúc đẩy bởi các phản ứng hóa học diễn ra bên trong nó. Ắc quy chì - axit chủ yếu sử dụng hai phương pháp sạc chính: sạc điện áp không đổi và sạc dòng điện không đổi.

Sạc điện áp không đổi

Sạc điện áp không đổi là phương pháp phổ biến nhất để sạc ắc quy chì - axit. Phương pháp này mang lại nhiều lợi ích, chẳng hạn như giảm thời gian sạc tổng thể và tăng dung lượng ắc quy lên tới 20%. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm: hiệu suất sạc giảm khoảng 10%.

Trong phương pháp sạc điện áp không đổi, điện áp sạc giữ nguyên trong suốt toàn bộ chu kỳ sạc. Khi bắt đầu quá trình, khi ắc quy ở trạng thái đã xả, dòng sạc tương đối cao. Khi ắc quy tích lũy điện, điện thế ngược (emf) của nó tăng lên. Do đó, dòng sạc dần giảm theo thời gian, khi ắc quy gần đạt trạng thái sạc đầy. Mối quan hệ động giữa điện áp sạc, dòng sạc và đặc tính nội bộ của ắc quy đảm bảo rằng ắc quy được sạc hiệu quả trong khi giảm thiểu nguy cơ sạc quá mức hoặc hư hỏng.

Lợi ích của sạc điện áp không đổi

Một trong những lợi ích chính của sạc điện áp không đổi là khả năng linh hoạt trong việc điều chỉnh các tế bào có dung lượng khác nhau và mức độ xả khác nhau. Phương pháp này cho phép sạc đồng thời nhiều tế bào mà không cần phải khớp chính xác các đặc tính của chúng. Ngoài ra, mặc dù dòng sạc ban đầu rất cao, giai đoạn dòng cao này tương đối ngắn. Do đó, nó không gây bất kỳ thiệt hại đáng kể nào cho các tế bào, đảm bảo tuổi thọ và an toàn của chúng.

Khi quá trình sạc sắp hoàn tất, dòng sạc dần giảm và tiếp cận không. Điều này xảy ra vì điện áp của ắc quy cuối cùng gần bằng điện áp của mạch cung cấp, loại bỏ sự khác biệt điện thế thúc đẩy dòng điện.

Sạc dòng điện không đổi

Trong phương pháp sạc dòng điện không đổi, các ắc quy được nối tiếp thành các nhóm. Mỗi nhóm sau đó được kết nối với nguồn điện trực tiếp (DC) thông qua các rơle tải. Số lượng ắc quy trong mỗi nhóm được xác định bởi điện áp của mạch sạc, với yêu cầu rằng điện áp của mạch sạc không được thấp hơn 2,7 volt cho mỗi tế bào.

Trong suốt thời gian sạc, dòng sạc được duy trì ở mức không đổi. Khi điện áp ắc quy tăng trong quá trình sạc, điện trở trong mạch được giảm để đảm bảo dòng điện không thay đổi. Để ngăn chặn các vấn đề như phát khí quá mức hoặc quá nhiệt, quá trình sạc thường được thực hiện trong hai bước riêng biệt. Giai đoạn đầu tiên bao gồm sạc ắc quy với dòng điện tương đối cao, theo sau là giai đoạn hoàn thiện với dòng điện thấp hơn, đảm bảo chu kỳ sạc được kiểm soát và hiệu quả hơn.

Chi tiết về phương pháp sạc dòng điện không đổi

Trong phương pháp sạc dòng điện không đổi, dòng sạc thường được đặt ở khoảng một phần tám của định mức ampe của ắc quy. Giá trị dòng cụ thể này giúp đảm bảo quá trình sạc cân bằng và an toàn. Khi ắc quy được sạc, điện áp dư từ mạch cung cấp được tiêu tán trên điện trở nối tiếp trong mạch sạc.

Khi kết nối các nhóm ắc quy để sạc, cần cân nhắc kỹ về cách bố trí của chúng. Mục tiêu là sắp xếp các kết nối theo cách giảm thiểu tiêu thụ năng lượng của điện trở nối tiếp. Điều này không chỉ tăng cường hiệu quả tổng thể của hệ thống sạc mà còn giảm thiểu sự mất mát công suất không cần thiết.

Về điện trở nối tiếp, khả năng chịu dòng của nó cực kỳ quan trọng. Nó phải bằng hoặc lớn hơn dòng sạc yêu cầu. Nếu không đáp ứng yêu cầu này, điện trở có thể bị quá nhiệt, cuối cùng dẫn đến cháy và làm gián đoạn quá trình sạc.

Ngoài ra, khi chọn ắc quy cho một nhóm sạc, rất quan trọng là chúng phải có cùng dung lượng. Trong trường hợp cần sạc các ắc quy có dung lượng khác nhau cùng nhau, chúng nên được nhóm và quản lý dựa trên ắc quy có dung lượng nhỏ nhất trong số đó. Thực hành này ngăn ngừa các vấn đề như sạc quá mức hoặc sạc thiếu cho từng ắc quy trong nhóm, do đó bảo vệ hiệu suất và tuổi thọ của mỗi ắc quy.