كيفية حساب إعدادات شاحن البطارية

لحساب معلمات الشاحن الخاصة ببطارية معينة ، يجب أولاً مراعاة نوع ومعلمات البطارية التي ستقوم بشحنها مع هذا الجهاز. أهم خصائص البطارية القابلة لإعادة الشحن هي: السعة ، فولطية الشحن الكاملة ، أقصى تيار الشحن المسموح به ، بالإضافة إلى مجموعة من درجات حرارة التشغيل المسموح بها.

اعتمادًا على نوع البطارية ، ونوع المواد التي تستخدمها - يجب تحديد معلمات الشاحن بشكل فردي. نحن هنا ننظر إلى بطاريات الرصاص الحمضية والليثيوم أيون ، أو بالأحرى ملامح شحنها.

الحقيقة هي أنه إذا كانت البطارية مشحونة دائمًا بشكل صحيح ، وفقًا للقيم المثلى للجهد والتيار ، فسوف تحتفظ بسعتها في العديد من دورات تفريغ الشحن. بطبيعة الحال ، شريطة أن يتم تفريغها أيضًا ، وتخضع لقيود ، بدون حمولات زائدة ، دون ارتفاع درجة الحرارة. لذلك ، كيفية حساب المعلمات من الشاحن للبطارية؟

بطارية ليثيوم أيون

الجسيمات المشحونة الرئيسية المسؤولة عن تشكيل التيار في بطارية ليثيوم أيون، هو أيون الليثيوم موجبة الشحنة. إنه قادر على اختراق الشبكة البلورية للمادة الموجودة في الأنود ، على سبيل المثال ، في الكربون على شكل جرافيت ، وأيضًا تشكيل أملاح أو أكاسيد فلزية (على سبيل المثال ، مع المنجنيز والكوبالت أو بالحديد والفوسفور).

بسبب التركيب الكيميائي فقط ، يجب ألا يتجاوز الجهد الأقصى للشحن النهائي بين أقطاب بطارية ليثيوم أيون 4.2 فولت ، أو ما هو أفضل ، 4.1 فولت ، مما سيطيل عمر الخدمة ويبطئ من التغييرات التي لا رجعة فيها.

من الضروري شحن بطارية ليثيوم أيون بجهد 5 فولت حتى لا تنتظر إلى أجل غير مسمى. في هذه الحالة ، يجب أن يكون تيار الشحن الأمثل من 50 إلى 100٪ من قيمة السعة ، أي أن بطارية 2400 مللي أمبير / ساعة سوف تشحن بالشكل الأمثل مع تيار من 2.4A إلى 1.2A.

لمنع الشحن الزائد ، تقوم أجهزة الشحن عالية الجودة بشحن هذه البطاريات على مرحلتين: في المرحلة الأولى ، يتم تزويد 5 أقطاب بالكهرباء وتذهب الشحنة بأقصى تيار مسموح به لفترة من الوقت حتى يتم الوصول إلى عتبة الجهد في منطقة 4.1 فولت ، ثم تبدأ المرحلة الثانية - مع انخفاض الحالية عندما يتم إحضار الجهد إلى 4.1-4.2 فولت النهائي.

لذلك ، تُحسب قوة الشاحن لبطارية ليثيوم أيون (لخلية واحدة) على النحو التالي: اضرب أقصى جهد بجهد أقصى ، على سبيل المثال 5V * 2.4A = 1.2W - على سبيل المثال.

بطارية الرصاص الحمضية

تعمل بطارية الرصاص الحمضية بسبب التفاعلات الكيميائية للرصاص وثاني أكسيد الرصاص في محلول مائي من حامض الكبريتيك. تم تصميم أي بطارية السيارة الكلاسيكية بهذه الطريقة. أثناء عملية الشحن ، تتحلل كبريتات الرصاص إلى أيونات (SO4 سالبة الشحنة وموجبة الشحنة H) ، ويتشكل ثاني أكسيد الرصاص في الكاثود ، ويتكون الرصاص النقي في الأنود. في التفريغ ، يتأكسد الرصاص المعدني إلى كبريتات الرصاص ، ويتم تقليل ثاني أكسيد الرصاص في الكاثود ، ويتأكسد الرصاص في الأنود.

إذا تم إعادة شحن البطارية (الاحتفاظ بالشحن لفترة طويلة جدًا) ، فستنتهي كبريتات الرصاص ، وسيبقى الماء فقط ، وسيبدأ التحليل الكهربائي: سيتم توليد الأكسجين عند الأنود ، وسيتم توليد الهيدروجين في الكاثود (قطب كهربائي سالب) - ستتم رؤيته في الإلكتروليت السائل أثناء انتقاله فقاعات.

بسبب التركيب الكيميائي ، فإن الجهد الأقصى لشحن خلية واحدة من بطارية حمض الرصاص هو 2.17 فولت. في بطارية 12 فولت ، هناك 6 أقسام متصلة بالسلسلة ، وفي بطارية 6 فولت توجد ثلاثة أقسام متصلة بالسلسلة.وبالتالي ، فإن الجهد الأقصى لشحن بطارية 12 فولت هو 13.02 فولت. لمدة 6 فولت - 6.51 فولت.

وبالتالي ، يجب أن يوفر الشاحن أثناء عملية الشحن جهدًا ثابتًا للأقطاب الكهربائية استنادًا إلى ما لا يقل عن 2.45 فولت لكل خلية (بحيث لا يستمر الشحن إلى أجل غير مسمى) - بالنسبة إلى 12 فولتًا ، يكون هذا 14.7 فولت ، ويتحول إلى 6 فولت إلى 7 فولت ، 35 فولت. يؤخذ تيار الشحن الأولي على النحو الأمثل بنسبة 30 ٪ من السعة.

نتيجةً لذلك ، يجب حساب الحد الأقصى لقوة العمل للشاحن على أنه أقصى جهد مضروب في الحد الأقصى الحالي ، على سبيل المثال 14.7V * 30A = 441W - للحصول على بطارية حمض الرصاص بجهد اسمي يبلغ 12 فولت وسعة 100Ah.