อุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่กรดตะกั่ว
อุณหภูมิส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อย่างไร?
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แรงดันไฟฟ้าสมดุลของเซลล์ตะกั่ว-กรด หรือ EMF หรือแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะลดลง ซึ่งควบคุมโดย สมการ Nernst และพฤติกรรมทางเทอร์โมไดนามิกของเซลล์ไฟฟ้าเคมี
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือ -2.5 ถึง -3.0 มิลลิโวลต์ต่อ °C ต่อเซลล์
ค่าสัมประสิทธิ์ลบหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แรงดัน OCV และประจุลอยตัวจะลดลง
ผลของอุณหภูมิต่อความถ่วงจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์ (Sp.Gr.)
อุณหภูมิยังส่งผลต่อความหนาแน่นของกรดด้วย
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อิ เล็กโทรไลต์จะขยายตัว ส่งผลให้ความถ่วงจำเพาะลดลง
ปัจจัยชดเชยอุณหภูมิสำหรับแรงโน้มถ่วงจำเพาะอยู่ที่ประมาณ 0.00007-0.001 ต่อ °C
โดยทั่วไปการขยายตัวของอิเล็กโทรไลต์จะอยู่ที่ประมาณ 4-5% ในช่วง 50 °C ซึ่งส่งผลให้ค่า Sp ที่วัดได้ลดลงอย่างเห็นได้ชัด ก. และควรแก้ไขโดยใช้ไฮโดรมิเตอร์โดยอ้างอิงจากตารางชดเชยอุณหภูมิ
แนวทางการแก้ไขแรงดันไฟฟ้า
สำหรับการชดเชยแรงดันไฟในการชาร์จและการลอยตัว ค่าต่อไปนี้ถือเป็นมาตรฐาน:
| อุณหภูมิ | การแก้ไขแรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์ | การแก้ไขทั่วทั้งระบบ (เช่น ระบบ 48V) |
|---|---|---|
| ↑ 1°C เหนือ 25°C | −3.0 mV ต่อเซลล์ (ลอย/ประจุ) | −72 mV ต่อสาย 48V |
| ↓1°C ต่ำกว่า 25°C | +3.0 mV ต่อเซลล์ (ลอย/ประจุ) | +72 mV ต่อสาย 48V |
ค่าเหล่านี้ใช้ได้กับแบตเตอรี่ที่ทำงานด้วยความถ่วงจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์ประมาณ 1.280 @ 25°C ซึ่งถือเป็นค่าทั่วไปในการใช้งานพลังงานคงที่และพลังงานขับเคลื่อน
อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานแบตเตอรี่
อุณหภูมิในการทำงานส่งผล ต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพ และความปลอดภัย :
ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม: 20°C ถึง 25°C.
เกณฑ์ที่น่ากังวลเล็กน้อย: เริ่มต้นที่ 27°C เมื่อเริ่มมีการปล่อยก๊าซเพิ่มขึ้น
ข้อกังวลสูง: ที่ อุณหภูมิ 35°C ขึ้นไป อัตราการกัดกร่อนของกริด การสูญเสียน้ำ และการคายประจุเองจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
กฎหลัก: อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะลดลงครึ่งหนึ่งเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10°C เหนือ 25°C ( กฎของอาร์เรเนียส )
สรุป
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์ตะกั่ว-กรด จะลดลง ประมาณ 2.5–3.0 mV/°C ต่อเซลล์ เนื่องจากผลทางเทอร์โมไดนามิก ในเวลาเดียวกัน การขยายตัวของอิเล็กโทรไลต์ทำให้แรงโน้มถ่วงจำเพาะลดลง ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จและลอยตัวจะต้องลดลงประมาณ 3 mV/°C เหนือ 25°C เพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จไฟเกิน การเกิดก๊าซมากเกินไป และการกัดกร่อนของกริดก่อนเวลาอันควร ในทำนองเดียวกัน ที่อุณหภูมิต่ำ แรงดันไฟฟ้าจะต้องเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยกิจกรรมที่ลดลง ใช้ระบบการชาร์จที่ชดเชยอุณหภูมิเสมอเพื่อรักษาสุขภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
