सबसे अच्छा बैटरी चार्जर कैसे चुनें? 9 विस्तृत समीक्षा

बैटरी चार्जर - लेड एसिड बैटरी चार्ज करना

एक बैटरी को एक विद्युत रासायनिक उपकरण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो अपनी सक्रिय सामग्री के भीतर रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। यदि ऊर्जा के एक रूप को दूसरे रूप में बदलने की प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, तो हमारे पास एक रिचार्जेबल या सेकेंडरी या स्टोरेज सेल है। प्रतिक्रिया की दिशा को उलटने के लिए प्रत्येक निर्वहन के बाद ऐसी कोशिकाओं को बार-बार रिचार्ज किया जा सकता है। एक बैटरी के लिए अपने इच्छित डिज़ाइन किए गए जीवन को वितरित करने के लिए, जब भी आवश्यक हो, इसे उचित चार्जिंग प्राप्त करनी चाहिए।

वे कोशिकाएँ जिनमें अपरिवर्तनीय अभिक्रियाएँ होती हैं, प्राथमिक कोशिकाएँ कहलाती हैं।
एक लेड-एसिड बैटरी में सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड होते हैं जिन्हें विभाजक नामक फिल्मों को इन्सुलेट करके अलग किया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड का एक पतला घोल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग किया जाता है। सकारात्मक सक्रिय सामग्री लेड डाइऑक्साइड (PbO2) है और नकारात्मक सक्रिय सामग्री लेड है।
इससे पहले कि हम बैटरी चार्जर के विवरण में तल्लीन हों, बैटरी से संबंधित कुछ मामलों को संक्षेप में समझना आवश्यक है।

एम्पीयर करंट की इकाई है (जिसे इलेक्ट्रॉनों के निरंतर प्रवाह के रूप में परिभाषित किया गया है)। जब एक कूलम्ब (या एक एम्पीयर-सेकंड) एक सेकंड में एक बिंदु से आगे बढ़ता है, तो करंट को 1 एम्पीयर के रूप में परिभाषित किया जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक कंडक्टर में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के लिए वोल्टेज को प्रेरक शक्ति के रूप में लिया जा सकता है और इकाई वोल्ट है। जब 1 एम्पीयर-सेकंड में 1 जूल ऊर्जा होती है, तो हम कहते हैं कि इसमें 1 वोल्ट का विद्युत संभावित अंतर है।

इन दो शब्दों की तुलना एक इमारत में ओवरहेड पानी की टंकी से की जा सकती है। पानी की टंकी की ऊँचाई जितनी अधिक होगी, उतना ही अधिक बल होगा जिससे पानी बहेगा। इसी तरह, टैंक से उपयोगकर्ता के बिंदुओं तक पानी ले जाने वाले पाइप का व्यास जितना अधिक होगा, उपयोगकर्ता को प्राप्त होने वाले पानी की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। पाइप में बहने वाले पानी की तुलना उस दर से की जा सकती है जिस पर पानी बहता है।

एम्पीयर घंटा (आह) बिजली की मात्रा है, और यह वर्तमान और समय का एक उत्पाद है।
1 आह = 1 ए * 1 घंटा।
वाट (डब्ल्यू) शक्ति है, और यह वर्तमान और वोल्ट का एक उत्पाद है। उच्च इकाइयाँ kW (= 1000 W) हैं।

मेगा वाट, मेगावाट (=1000 किलोवाट) और गीगा वाट, जीडब्ल्यू (एक अरब डब्ल्यू (1,000,000,000 वाट)।1 डब्ल्यू = 1 ए * 1 वी = वीए।

ऊर्जा (Wh) इकाई समय में आपूर्ति की जाने वाली बिजली की मात्रा है। उच्च इकाइयाँ kWh (= 1000 Wh) हैं

मेगावाट-घंटा, MWh (= 1000 kWh) और गीगा वाट-घंटे, GWh (=(एक बिलियन Wh (1,000,000,000 वाट-घंटे)।

GW इकाइयों का उपयोग बड़े बिजली स्टेशनों से उत्पादन को संदर्भित करने के लिए किया जाता है। GWh का उपयोग बड़े इलेक्ट्रिक वाहन (EV) बैटरी उद्योगों और बड़ी क्षमता बैटरी स्टोरेज सिस्टम की उत्पादन क्षमता को संदर्भित करने के लिए किया जाता है Wh = 1 W * 1 h = 1 Wh
बैटरी की भाषा में, एक बैटरी को 1200 Wh (या 1.2 kWh) कहा जा सकता है यदि उसका वोल्टेज 12 है और Ah में इसकी क्षमता 100 है।
12 वी * 100 आह = 1200 Wh या 1.2 kWh।

एक बैटरी के इकाई द्रव्यमान द्वारा आपूर्ति की जाने वाली शक्ति को विशिष्ट शक्ति कहा जाता है और इकाई W प्रति किग्रा होती है।
विशिष्ट शक्ति r = W/kg और kW/kg।
इसी तरह, एक बैटरी के इकाई द्रव्यमान द्वारा आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा को विशिष्ट ऊर्जा कहा जाता है और इकाई प्रति किलो है।
विशिष्ट ऊर्जा = Wh/kg और kWh/kg। (जिसे Wh kg-1 भी लिखा जाता है)
इसी प्रकार, एक बैटरी के इकाई आयतन द्वारा आपूर्ति की जाने वाली शक्ति को शक्ति घनत्व कहा जाता है और इकाई W प्रति लीटर होती है।
शक्ति घनत्व = डब्ल्यू/लीटर और किलोवाट/लीटर।
एक बैटरी के इकाई आयतन द्वारा आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा को ऊर्जा घनत्व कहा जाता है और इकाई प्रति लीटर होती है।
1 डब्ल्यू = 1 जे प्रति सेकंड

ऊर्जा घनत्व = Wh/लीटर और kWh/लीटर। (इसे WL-1 या ^Wl – ¹ के रूप में भी लिखा जाता है)

लेड-एसिड सेल की डिस्चार्ज-चार्ज प्रतिक्रिया है

पीबी (एनपी) + पीबीओ ₂ (पीपी) + 2 एच ₂ एसओ ₄ डिस्चार्ज ⇔ चार्ज पीबीएसओ ₄ (पीपी) + पीबीएसओ ₄ (एनपी) + 2 एच ₂ ओ (पीपी के पास)

नोट: एनपी = नकारात्मक प्लेट = डिस्चार्ज के दौरान एनोड = डिस्चार्ज के दौरान इलेक्ट्रॉनों का दाता। पीपी = सकारात्मक प्लेट = निर्वहन के दौरान कैथोड = निर्वहन के दौरान इलेक्ट्रॉनों का स्वीकर्ता

एक चार्ज के दौरान इलेक्ट्रोड की भूमिकाएं उलट दी जाएंगी; एनोड कैथोड की तरह व्यवहार करेगा और इसके विपरीत। इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता अब इलेक्ट्रॉनों को छोड़ेगा और दाता उन्हें प्राप्त करेगा।

थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा शब्द उस कार्य का एक माप है जिसे एक सिस्टम से निकाला जा सकता है। गैल्वेनिक सेल के मामले में, परिणामी (उत्पाद) उत्पन्न करने के लिए अभिकारकों के बीच रासायनिक संपर्क के कारण आवेशित कणों की गति के माध्यम से विद्युत कार्य किया जाता है।

इसलिए, ऊर्जा जी के संदर्भ में दी जाती है, गिब की मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन , जो ऊर्जा रूपांतरण प्रक्रियाओं से निकाली जा सकने वाली रासायनिक ऊर्जा की अधिकतम मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है।

अगर ई सेल और प्रक्रिया का ईएमएफ (इलेक्ट्रोमोटिव बल या वोल्टेज या क्षमता) है, जो हो रहा है (यानी, एक लेड-एसिड सेल का निर्वहन ), के मार्ग से जुड़ा हुआ है n फैराडे ( F ) प्रति मोल अभिकारकों के एक इलेक्ट्रोड से दूसरे इलेक्ट्रोड में, तो सेल द्वारा किया गया विद्युत कार्य इस प्रकार दिया जाता है एनएफई । मुक्त ऊर्जा में तदनुरूपी वृद्धि तंत्र पर किए गए विद्युत कार्य के बराबर होती है। इसलिये,

जी = एनएफई या

जी = -एनएफई या

-ΔG° = nFE°

(मानक स्थितियों के तहत; ई ° मानक इलेक्ट्रोड क्षमता या मानक सेल वोल्टेज को संदर्भित करता है)।

गिब्स समीकरण

( मानक स्थितियों से क्या तात्पर्य है? : 25°C या सेल्सियस (298.1°K या केल्विन), 1 बार दबाव, और प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की गतिविधि (जिसे लगभग एकाग्रता के मान के रूप में लिया जा सकता है), Pb ²⁺ , एक है)।

इस समीकरण को गिब्स समीकरण कहते हैं।

गिब्स समीकरण सेल वोल्टेज को मुक्त ऊर्जा (डीजी) में परिवर्तन से जोड़ता है। यदि प्रतिक्रिया स्वचालित रूप से होती है (उदाहरण के लिए लीड-एसिड सेल का निर्वहन ), Δ जी नकारात्मक है (ऊर्जा मुक्त होती है) और ईएमएफ सकारात्मक है यानी, एनएफ का एक चार्ज स्वचालित रूप से उस दिशा में प्रवाहित होगा जैसा कि सेल प्रतिक्रिया में माना जाता है।

दूसरी ओर, यदि Δ G धनात्मक है, तो यह प्रणाली को इलेक्ट्रोलिसिस (यानी, लेड-एसिड सेल के चार्ज के दौरान) की घटना को करने में सक्षम बनाता है।

सेल का EMF

सेल का ईएमएफ एक गहन थर्मोडायनामिक गुण है, जो अभिकारकों के द्रव्यमान और सेल के आकार दोनों से स्वतंत्र है। गहन संपत्ति ( व्यापक संपत्ति के विपरीत) अभिकारकों के द्रव्यमान और इसलिए बैटरी के आकार पर निर्भर नहीं करती है। चाहे आपके पास कुछ मिलीग्राम या कुछ किलोग्राम सामग्री हो, सिस्टम समान वोल्टेज दिखाएगा और सामग्री के द्रव्यमान को बढ़ाकर इसे बढ़ाया नहीं जा सकता है। व्यक्तिगत इलेक्ट्रोड क्षमता उस इलेक्ट्रोड सामग्री की एक अंतर्निहित विद्युत रासायनिक संपत्ति है, और कोई भी समान परिस्थितियों में इसके मूल्य को नहीं बदल सकता है।

गहन संपत्ति के उदाहरण इलेक्ट्रोड और कोशिकाओं के वोल्टेज हैं; दूसरी ओर, व्यापक गुण पदार्थ की मात्रा पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, द्रव्यमान, आयतन, ऊर्जा, एम्पीयर घंटा और वाट घंटा। इस प्रकार, लेड-एसिड सेल में 4.5 ग्राम लेड डाइऑक्साइड सक्रिय सामग्री सैद्धांतिक रूप से एक एम्पीयर घंटा (आह) प्रदान करेगी, लेकिन यदि आपके पास 45 ग्राम हैं, तो यह आह से दस गुना अधिक वितरित करेगा। तो, यह एक व्यापक संपत्ति है; दोनों मामलों में इलेक्ट्रोड क्षमता समान होगी, अर्थात् 1.69 वी। इसी तरह के तर्क सीसा और सल्फ्यूरिक एसिड सक्रिय सामग्री के लिए सामने रखे जा सकते हैं।

मानक सेल क्षमता (E°) ऊपर दिए गए मानक मुक्त ऊर्जा परिवर्तन (DG°) से संबंधित है।

लेड-एसिड सेल का ईएमएफ व्यंजक से निर्धारित किया जा सकता है

_{उत्पादों का} Gº – _{अभिकारकों का} Gº

जहां G° _{प्रतिक्रियाशील} प्रजातियों के गठन की मानक मुक्त ऊर्जा को संदर्भित करता है।

गठन की मानक मुक्त ऊर्जा

तालिका नंबर एक

गठन की मानक मुक्त ऊर्जा, कोशिका प्रतिक्रिया में भाग लेने वाली रासायनिक _{प्रजातियों} की G°

( हंस बोडे, लेड-एसिड बैटरीज, जॉन विले, न्यूयॉर्क, 1977, परिशिष्ट IV, पृष्ठ 366। )

रिएक्टेंट्स / उत्पाद	संख्यात्मक मान (k cal mole−1 )
पीबीओ2	-52.34
पंजाब	0
H2SO4	-177.34
पीबीएसओ4	-193.8
H2O	-56.69

समग्र प्रतिक्रिया के रूप में लिखा जाता है

Pb + PbO ₂ + 2H ₂ SO ₄ _⇄ 2PbSO ₄ + 2H ₂ O E° = 2.04 V.

_{उत्पादों का} ΔG° = ΣΔGº – _{अभिकारकों का} ΣΔGº

के संबंधित मूल्यों को प्रतिस्थापित करके (जो हमें मानक पाठ्यपुस्तकों से मिलता है, उदाहरण के लिए, [1. हंस बोडे, लेड-एसिड बैटरी, जॉन विले, न्यूयॉर्क, 1977, परिशिष्ट IV, पृष्ठ 366 ]

= [2( − 193 . 89) + 2( – 56 . 69)] – [0 – ( – 52 . 34) + 2( – 177 . 34)]

= – 94 । 14 किलो कैलोरी तिल ^– ¹

= – 94 । 14 किलो कैलोरी तिल ^– ¹ × 4 । 184 kJ मोल ⁻ ¹ (kcal को kJ में 4.184 से गुणा करने के लिए)

= – 393 । 88 kJ प्रति मोल

ई° = -ΔG°/nF

= – ( – 393 । 88 × 1000) / 2 × 96485

= 2 । लीड-एसिड सेल के लिए 04 वी

लेड-एसिड सेल का मानक सेल वोल्टेज 2.04 V . है

और एक लेड-एसिड सेल की समग्र या कुल सेल प्रतिक्रिया को इस प्रकार लिखा जाता है:

पीबी + पीबीओ ₂ + 2 एच ₂ एसओ ₄ डिस्चार्ज⇔ चार्ज पीबीएसओ ₄ (पीपी) + पीबीएसओ ₄ (एनपी) + 2 एच ₂ ओ (पीपी के पास)

लेड-एसिड सेल के चार्ज और डिस्चार्जिंग के विवरण में जाने से पहले, हमें इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में इस्तेमाल होने वाले कुछ शब्दों का कुछ ज्ञान होना चाहिए।

हम पहले से ही मानक शर्तों का अर्थ जानते हैं।

जब हम कोशिका अभिक्रिया को विचलित करते हैं (चाहे आगे की दिशा में या विपरीत दिशा में), तो हम कहते हैं कि कोशिका अशांत स्थिति में है न कि संतुलन की स्थिति में।

जब भी कोई विद्युत-रासायनिक प्रणाली बाधित होती है, तो मानक विभव से हमेशा अंतर होता है। इस प्रकार, यदि एक लेड-एसिड सेल को डिस्चार्ज दिशा में मजबूर किया जाता है, तो सेल वोल्टेज एक निश्चित मूल्य से कम हो जाता है, जो कि करंट के परिमाण पर निर्भर करता है। वर्तमान मूल्य जितना अधिक होगा, मानक मूल्य से विचलन उतना ही अधिक होगा।

अब सेल वोल्टेज होगा

ई _{डिस्क} = ई° – V।

E _{डिस्क} का मान E° के मान से कम होगा।

इसके विपरीत, यदि सेल को विपरीत दिशा (यानी, चार्जिंग मोड) में मजबूर किया जाता है, तो सेल वोल्टेज एक निश्चित मूल्य से बढ़ जाएगा जो फिर से वर्तमान के परिमाण पर निर्भर करता है।

ई _सीएच = ई° + V।

δV के मान को ओवरवॉल्टेज या ओवरपोटेंशियल कहा जाता है और इसे प्रतीक η द्वारा दर्शाया जाता है।

V का मान डिस्चार्ज रिएक्शन के लिए नेगेटिव और चार्ज रिएक्शन के लिए पॉजिटिव होगा।

सेल के वोल्टेज में कमी या वृद्धि की इस घटना को ध्रुवीकरण कहा जाता है और इलेक्ट्रोड को ध्रुवीकृत अवस्था में कहा जाता है।

इसलिए, हम समीकरणों को इस प्रकार फिर से लिखते हैं:

ई _{डिस्क} = ई° – ।

ई _च = ई° + .

इस प्रकार यह देखा गया है कि निर्वहन के दौरान

ई _{डिस्क}< ई डिग्री और

चार्ज के दौरान

ई _चो> ई डिग्री।

वोल्टेज के इस विचलन के कारण क्या हैं?

इस विचलन के कुछ कारण हैं:

आंतरिक प्रतिरोधों (आईआर) (η _ओमिक ) के कारण नुकसान
प्रक्रिया की शुरुआत के दौरान दो इलेक्ट्रोड पर चार्ज ट्रांसफर के कारण सक्रियण ध्रुवीकरण _टी ।
इलेक्ट्रोलाइट और अन्य भाग लेने वाली प्रजातियों (η _सी ) की कमी के कारण एकाग्रता ध्रुवीकरण।

आईआर ध्रुवीकरण के कारण होने वाले नुकसान को इलेक्ट्रोड करंट कलेक्टरों और बेहतर चालकता वाले इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके कम किया जा सकता है। कम प्रतिरोध वाला विभाजक भी मदद करेगा।

सक्रियण ध्रुवीकरण इलेक्ट्रोड की चरण सीमाओं में चार्ज वाहक के हस्तांतरण से संबंधित है और इस प्रक्रिया को स्थानांतरण प्रतिक्रिया के रूप में नामित किया गया है। दो इलेक्ट्रोड पर चार्ज ट्रांसफर प्रतिक्रियाओं के कारण ट्रांसफर ओवरवॉल्टेज को बैटरी इलेक्ट्रोड में एक संगत झरझरा संरचना होने से बहुत कम किया जा सकता है। उत्तरार्द्ध वास्तविक आंतरिक सतह क्षेत्र को बढ़ाता है (बीईटी सतह क्षेत्र, जिसमें छिद्रों, दरारें और फिशर के क्षेत्र शामिल हैं) प्रतिक्रियाओं के लिए उपलब्ध आयामों, लंबाई और चौड़ाई के गुणन द्वारा प्राप्त स्पष्ट सतह क्षेत्र के विपरीत।

वर्तमान घनत्व

यह बदले में वर्तमान घनत्व (अर्थात एम्पीयर प्रति वर्ग सेमी) को कम करता है। इस प्रकार, 40% की कुल सरंध्रता वाली प्लेट सक्रियण ध्रुवीकरण के कारण 50% सरंध्रता वाले प्लेट की तुलना में अधिक नुकसान पहुंचाएगी।

एकाग्रता ध्रुवीकरण (η _c) अधिक होगा यदि प्रतिक्रिया उत्पाद (सीसा-एसिड सेल के मामले में लेड सल्फेट और पानी के अणु) को इलेक्ट्रोड सतहों से दूर स्थानांतरित नहीं किया जाता है ताकि ताजा अभिकारकों (जैसे इलेक्ट्रोड और सल्फेट आयनों दोनों से लेड आयन) के लिए रास्ता बनाया जा सके। लेड-एसिड सेल के मामले में इलेक्ट्रोलाइट से)। मैं_c डिस्चार्ज प्रतिक्रिया के अंत में अधिक स्पष्ट होगा। एक सेल के अंदर, आयनों का परिवहन प्रसार और प्रवासन द्वारा किया जाता है।

प्रसार सांद्रता में अंतर के कारण होता है, जबकि प्रवास विद्युत क्षेत्र की ताकतों के कारण होता है।

इलेक्ट्रोलाइट या विभाजक के थोक में प्रसार हो सकता है: चूंकि आयन एक इलेक्ट्रोड पर उत्पन्न होते हैं और दूसरे इलेक्ट्रोड पर खपत होते हैं, आयनों को इलेक्ट्रोड के बीच स्थानांतरित करना पड़ता है।

यह झरझरा इलेक्ट्रोड में भी होता है क्योंकि विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। प्रतिक्रिया उत्पाद सक्रिय द्रव्यमान के भीतर प्रसार द्वारा अपने अंतिम स्थान पर जा सकते हैं।

प्रवास द्वारा विशेष आयनिक प्रजातियों (आवेशित कणों) द्वारा किए जाने वाले कुल प्रवाह का हिस्सा उनकी स्थानांतरण संख्या का एक कार्य है। एक द्विआधारी इलेक्ट्रोलाइट में, धनायनों और आयनों में अलग हो जाने पर स्थानांतरण संख्या समीकरण द्वारा संबंधित होती है

_सी + _ए = 1,

जहाँ _C + _A , धनायनों और ऋणायनों की परिवहन संख्या को दर्शाता है।

स्थानांतरण संख्या आयनों की सांद्रता और तापमान पर निर्भर करती है। द्विआधारी नमक समाधान में वे लगभग 0.5 के करीब हैं। इस प्रकार दोनों आयनिक प्रजातियां आयनिक चालकता में समान रूप से साझा करती हैं।

प्रोटॉन (एच ⁺ ) और हाइड्रॉक्सिल आयनों (ओएच ^– ) की उच्च आयनिक गतिशीलता के कारण मजबूत एसिड और क्षार में महत्वपूर्ण विचलन होते हैं। बैटरी इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड (एच ⁺ और एचएसओ ^2- ₄ में अलग) और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (के ⁺ और ओएच ^– में विघटित) के मान नीचे दिए गए हैं। ₄

_{एच ⁺} = 0 । 9; HSO4 _^2- = 0 । 1; _{के ⁺} = 0 । 22; ^{ι _ओएच-} = 0 । 78

स्थानांतरण संख्या इस बात का माप है कि वर्तमान प्रवाह के कारण किसी विशेष आयन की सांद्रता प्रवासन से कितनी प्रभावित होती है। एक छोटा मान प्रवासन प्रक्रियाओं पर छोटे प्रभाव का संकेत है और एक उच्च मूल्य प्रवासन प्रक्रिया पर अधिक प्रभाव का संकेत देता है।

2. डी. बर्नड्ट, बैटरी टेक्नोलॉजी हैंडबुक में, एड। HA Kiehne, दूसरा संस्करण, 2003, मार्सेल डेकर, इंक., न्यूयॉर्क, तालिका 1.2।
3. जेएस न्यूमैन। विद्युत रासायनिक प्रणाली। एंगलवुड क्लिफ्स: अप्रेंटिस-हॉल, 1991, पृष्ठ 255।
4. एसयू फाल्क, ए जे साल्किंड। क्षारीय भंडारण बैटरी। न्यूयॉर्क: जॉन विले एंड संस, 1969, पृष्ठ 598

इसे स्पष्ट करने के लिए, हमें समझना चाहिए कि निर्वहन प्रतिक्रिया कैसे आगे बढ़ रही है। जैसे ही बैटरी टर्मिनलों को खपत करने वाले उपकरण से जोड़ा जाता है, बाहरी सर्किट के माध्यम से इलेक्ट्रॉन नकारात्मक प्लेट से सकारात्मक टर्मिनल की ओर प्रवाहित होने लगते हैं। सेल के अंदर, आवेशित कणों का कर्तव्य है कि वे करंट प्रवाह की देखभाल करें। आवेशित कण प्रोटॉन (H ⁺ ) और बाइसल्फेट आयन (HSO¯4) हैं।

डिस्चार्ज के दौरान, नकारात्मक HSO¯4 आयन (इस मामले में, इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड से बाइसल्फेट आयन जो H ⁺ और HSO¯4 के रूप में अलग हो जाते हैं) नकारात्मक प्लेट की ओर बढ़ते हैं। ये ऋणात्मक आयन सक्रिय पदार्थ, Pb, उत्पादक, लेड सल्फेट, PbSO ₄ के साथ संयुक्त होते हैं। प्रतिक्रिया एक सकारात्मक चार्ज हाइड्रोजन आयन भी पैदा करती है जिसे प्रोटॉन कहा जाता है) जो दूर चला जाता है। लीड सक्रिय सामग्री की एनोडिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप जारी दो इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट के माध्यम से सकारात्मक टर्मिनल तक पहुंचते हैं।

नेगेटिव प्लेट या नेगेटिव हाफ सेल रिएक्शन: Pb + HSO¯4 ⇄ Pb ²⁺ + SO4 ^2- +H ⁺ + 2e ^– E°= -0.35 V

द्विसंयोजी लेड आयन और सल्फेट आयन तुरंत मिलकर लेड सल्फेट बनाते हैं और ऋणात्मक प्लेट पर लेड सल्फेट के रूप में जमा हो जाते हैं।

अब तक, हमने नकारात्मक प्लेट प्रतिक्रियाओं की तस्वीर देखी है।

अब देखते हैं कि धनात्मक प्लेट पर एक साथ क्या होता है।

ऋणात्मक प्लेट से इलेक्ट्रॉन, धनात्मक टर्मिनल पर पहुंचने के बाद, धनात्मक सक्रिय मार्शल, PbO2 के साथ प्रतिक्रिया करके लेड सल्फेट और _दो पानी के अणु बनाते हैं।

धनात्मक प्लेट या धनात्मक अर्ध सेल अभिक्रिया: PbO ₂ + 3H ⁺ + HSO¯4 + 2e ^– ⇄ Pb ²⁺ + SO ₄ ^2- + 2H ₂ O E° = 1.69 V

द्विसंयोजी लेड आयन (Pb ²⁺ ) और सल्फेट आयन ( ) तुरंत मिलकर लेड सल्फेट बनाते हैं और पॉजिटिव प्लेट पर लेड सल्फेट के रूप में जमा हो जाते हैं।

विघटन-जमा या विघटन-वर्षा तंत्र

इस प्रकार की प्रतिक्रिया, जहां लेड और लेड डाइऑक्साइड लेड आयनों के रूप में घुल जाते हैं और तुरंत संबंधित इलेक्ट्रोड पर लेड सल्फेट के रूप में जमा हो जाते हैं, एक विघटन-निक्षेपण या विघटन-वर्षा तंत्र के माध्यम से हो रहा है।

अब दो अर्ध-कोशिका अभिक्रियाओं को मिलाकर, हमारे पास है

ऋणात्मक प्लेट या ऋणात्मक अर्ध-कोशिका अभिक्रिया: Pb + HSO¯4 ⇄ Pb ²⁺ + SO4 ^2- +H ⁺ + 2e ^–

धनात्मक प्लेट या धनात्मक अर्ध-कोशिका अभिक्रिया: PbO ₂ + 3H ⁺ + HSO¯4 + 2e ^– Pb ²⁺ + SO4 ^2- + 2H ₂ O

कुल मिलाकर या कुल प्रतिक्रिया: पीबी + पीबीओ ₂ + 2 एच ₂ एसओ ₄ डिस्चार्ज⇔ चार्ज 2 पीबीएसओ ₄ + 2 एच ₂ ओ

यह प्रतिक्रिया सिद्धांत 1881 में ग्लैडस्टोन और जनजाति द्वारा प्रस्तावित किया गया था, लेकिन सीसा-एसिड सेल का आविष्कार 1859 में रेमंड गैस्टन प्लांटे, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी द्वारा किया गया था।

जे.एच. ग्लैडस्टोन और ए. ट्राइब, केमिस्ट्री ऑफ़ द प्लांटे एंड फ़ौरे एक्यूमुलेटर्स, नेचर , 25 (1881) 221 और 461।

जे.एच. ग्लैडस्टोन और ए. ट्राइब, केमिस्ट्री ऑफ़ द प्लांटे एंड फ़ौरे एक्यूमुलेटर्स, नेचर, 26 (1882) 251, 342 और 602; 27 (1883) 583

डिस्चार्ज की प्रतिक्रिया तब तक जारी रहेगी जब तक कि लगभग आधी सक्रिय सामग्री डिस्चार्ज की धीमी दर के लिए लेड सल्फेट में परिवर्तित नहीं हो जाती, जैसे कि 20- या 10-घंटे की दर। इस समय तक, सक्रिय सामग्रियों की प्रतिरोधकता इतनी बढ़ गई होगी कि आगे के निर्वहन से सेल वोल्टेज में बहुत तेजी से गिरावट आएगी। आम तौर पर, सेल वोल्टेज को 1.75 V प्रति सेल से कम नहीं जाने दिया जाता है।

डिस्चार्ज की गहराई (डीओडी) के 80% से अधिक डीप डिस्चार्ज बाद के रिचार्ज को और अधिक कठिन बना देगा।

जैसे ही लेड डिस्चार्ज रिएक्शन के दौरान लेड आयनों के रूप में घुल जाता है, यह सल्फेट आयनों के साथ जुड़ जाता है और नेगेटिव प्लेट पर जमा हो जाता है। लेड आयन या लेड सल्फेट अणु ऋणात्मक प्लेट से अधिक दूर नहीं जाते हैं। इसका कारण यह है कि तनु सल्फ्यूरिक अम्ल के विलयनों में लेड सल्फेट की विलेयता बहुत कम होती है। यह 1 मिलीग्राम प्रति लीटर से ऊपर के क्रम का है, लेड सल्फेट के लिए द्विसंयोजक लेड आयनों का जमाव उन जगहों पर तेजी से होगा जहां इलेक्ट्रोलाइट की उच्च सांद्रता होती है। जैसे-जैसे डिस्चार्ज आगे बढ़ता है, इलेक्ट्रोलाइट में लेड सल्फेट की घुलनशीलता 4 मिलीग्राम प्रति लीटर तक बढ़ जाती है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि आगे के निर्वहन के कारण एसिड अधिक पतला हो जाता है और ऐसे तनु अम्लों में, लेड सल्फेट की घुलनशीलता अधिक होती है, प्रति लीटर 4 मिलीग्राम तक।
इस प्रकार जमा किया गया लेड सल्फेट सतह और दरारों और दरारों दोनों पर विभिन्न आकारों के क्रिस्टल तक बढ़ता रहेगा। . फिल्म संरचना में असंतत होगी। धीमी गति से निर्वहन प्रक्रिया के दौरान, लेड सल्फेट संरचना का यह असंतत रूप सक्रिय सामग्री के आंतरिक भागों को प्रतिक्रिया में भाग लेने में मदद करता है क्योंकि यह एक खुली संरचना प्रदान करता है जो आयनों के आसान प्रवेश की सुविधा प्रदान करता है। इसलिए, डिस्चार्ज प्रक्रिया प्लेट के अंदरूनी हिस्से में गहराई से आगे बढ़ सकती है।

इसके विपरीत, डिस्चार्ज की उच्च दर पर, डिस्चार्ज उत्पाद, पीबीएसओ ₄ द्वारा सतह को अवरुद्ध कर दिया जाता है, जो बिना किसी ब्रेक के एक सतत संरचना बनाता है। इस प्रकार, प्लेटों के अंदरूनी हिस्सों में आगे की प्रतिक्रियाएं बाधित होती हैं और यही कारण है कि हमें उच्च निर्वहन दरों पर अपेक्षित क्षमता नहीं मिल सकती है।

लीड-एसिड बैटरी चार्ज करना

एक चार्जिंग प्रतिक्रिया के दौरान, रिवर्स घटना होती है, वर्तमान प्रवाह उलट जाता है और ऑक्सीकरण होता है
सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर जगह और नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर कमी।

तालिका 2

चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान दो इलेक्ट्रोड के लक्षण

इलेक्ट्रोड	निर्वहन	चार्ज
नकारात्मक प्लेट	झरझरा (स्पंजी) सीसा एनोड 2 इलेक्ट्रॉन देता है पंजाब -2e- → Pb2+ वोल्टेज कम हो जाता है (कम सकारात्मक हो जाता है)। PbSO4 में परिवर्तित	~ 40% पंजाब + ~ 60% PbSO4 कैथोड 2 इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करता है Pb2+ PbSO4 में 2 इलेक्ट्रॉन लेता है वोल्टेज घटता है (अधिक नकारात्मक हो जाता है) पीबी धातु में पुनर्प्राप्त H2 ओवरचार्ज के दौरान विकसित हुआ
सकारात्मक प्लेट	झरझरा लेड डाइऑक्साइड कैथोड 2 इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करता है Pb4+ (PbO2 से) + 2e- → Pb2+ वोल्टेज कम हो जाता है (कम सकारात्मक हो जाता है)। PbSO4 में परिवर्तित	~ 50% PbO2 + ~ 50% PbSO4 एनोड 2 इलेक्ट्रॉन छोड़ता है Pb2+ PbSO4 में PbO2 हो जाता है PbO2 . में परिवर्तित वोल्टेज बढ़ता है O2 ओवरचार्ज के दौरान विकसित हुआ

आकृति 1
चार्ज और डिस्चार्ज प्रतिक्रियाओं के दौरान लेड-एसिड सेल के लिए क्षमता के मान बदलें
सेल वोल्टेज गैल्वेनिक सेल के कामकाज के किसी भी स्तर पर दो मानों का संयोजन है
इस प्रकार
सेल वोल्टेज = सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता – नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता
इसलिए
लेड-एसिड सेल का ओपन सर्किट वोल्टेज या इक्विलिब्रियम वोल्टेज = 1.69 – (-0.35) = 2.04 वी
डिस्चार्ज के अंत में या उसके पास, सेल वोल्टेज, EDisch = 1.50 – (- 0.20) = 1.70 V
एक चार्ज के अंत में या उसके पास, सेल वोल्टेज, ECh = 2.05 – (-0.65) = 2.70 V

बैटरी चार्जर - चार्जिंग गुणांक

पिछले डिस्चार्ज में खर्च की गई आह क्षमता को वापस पाने के लिए रिचार्जेबल बैटरी को चार्ज करने की आवश्यकता होती है।

पहले के आउटपुट की तुलना में बैटरी को पिछली पूरी तरह चार्ज स्थिति में लाने के लिए आवश्यक आह की मात्रा 10 से 15% अधिक होगी। पिछले आउटपुट के लिए चार्ज इनपुट के इस अनुपात को चार्ज गुणांक कहा जाता है

चार्ज गुणांक = इनपुट आह / पिछला आउटपुट आह = ~ 1.1 से 1.2।

अर्थात्, लगभग 10 से 20% अतिरिक्त आह को द्वितीयक प्रतिक्रियाओं की भरपाई के लिए लगाया जाना चाहिए, जो कि जल-विभाजन अधिभार प्रतिक्रियाओं और ग्रिड जंग प्रतिक्रियाओं द्वारा गठित होते हैं। साथ ही, आंतरिक प्रतिरोध के कारण एक छोटा सा हिस्सा खो जाएगा।

बैटरी चार्जर - लेड एसिड बैटरी की चार्जिंग क्षमता

एम्पीयर घंटे दक्षता

( एक एम्पीयर घंटा या कूलम्बिक दक्षता और ऊर्जा या वाट-घंटे दक्षता )

पूर्वगामी तर्कों से, यह देखा जा सकता है कि हमें परिभाषित करना होगा कि “चार्जिंग दक्षता” क्या है।

एम्पीयर घंटे दक्षता

भारतीय मानक IS 1651 परीक्षण प्रक्रिया का वर्णन इस प्रकार करता है:

एक पूरी तरह से चार्ज की गई बैटरी को 1.85 वोल्ट प्रति सेल के अंतिम वोल्टेज के लिए दस घंटे की दर से निर्वहन के अधीन किया जाएगा।
सटीक आह आउटपुट की गणना की जाएगी।
बैटरी अब समान करंट पर समान एम्पीयर-घंटे से रिचार्ज की जाती है।
बैटरी अब पहले की तरह दूसरे डिस्चार्ज के अधीन है।
आह (कूलम्बिक) दक्षता = η _आह = आह दूसरे निर्वहन के दौरान दिया गया / आह इनपुट।

ऊर्जा या वाट-घंटे की दक्षता

वाट-घंटे की दक्षता की गणना औसत डिस्चार्ज और रिचार्ज वोल्टेज के अनुपात से ऊपर वर्णित एम्पीयर-घंटे की दक्षता को गुणा करके की जाएगी।

ऊर्जा या वाट घंटे की दक्षता = _Wh = η _आह * (मीन डिस्चार्ज वोल्टेज / मीन चार्ज वोल्टेज)

उसी दर पर पिछले डिस्चार्ज के 100% के बराबर इनपुट के मामले में लेड-एसिड सेल की चार्जिंग की एम्पीयर घंटे (या कूलम्बिक) दक्षता लगभग 95% के बराबर होती है और ऊर्जा या वाट घंटे की दक्षता लगभग 85 होती है। -90%। भारतीय मानक (आईएस 1651) भी न्यूनतम एम्पीयर-घंटे की दक्षता 90% और न्यूनतम वाट-घंटे की दक्षता 75% निर्दिष्ट करता है।

चार्जिंग दक्षता नकारात्मक प्लेट के बजाय सकारात्मक प्लेट द्वारा सीमित है। जब सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर लगभग तीन चौथाई लेड सल्फेट को वापस लेड डाइऑक्साइड में बदल दिया जाता है और पानी पर्याप्त तेजी से आंतरिक प्लेट झरझरा संरचना में नहीं फैल सकता है, तो ऑक्सीजन के विकास जैसी माध्यमिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। कुछ समय के लिए, चार्जिंग करंट को PbSO ₄ को PbO ₂ में बदलने की प्राथमिक प्रक्रिया और द्वितीयक ओवरचार्ज प्रतिक्रियाओं के बीच वितरित किया जाता है। यदि चार्जिंग पर्याप्त रूप से लंबे समय तक जारी रहती है ताकि लगभग सभी लेड सल्फेट को लेड डाइऑक्साइड में परिवर्तित कर दिया जाए तो सभी चार्जिंग करंट द्वितीयक प्रतिक्रियाओं के लिए चला जाता है।

बैटरी चार्जर का चार्जिंग वोल्टेज

जैसा कि पहले बताया गया है

ई _चो> ई डिग्री।

इसलिए, हमें इस प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए थोड़ा अधिक वोल्टेज देना होगा। आम तौर पर, एक अच्छा चार्जर चार्जिंग के लिए पर्याप्त रूप से उच्च वोल्टेज स्रोत के साथ डिज़ाइन किया जाएगा। यह अंगूठे का एक अच्छा नियम है कि 2 वी सेल के लिए कम से कम 3 वी प्रदान करना चाहिए ताकि सेल 2.7 वी प्रति सेल के वोल्टेज तक पहुंचकर पूर्ण चार्ज प्राप्त कर सके। लेकिन हमें केबल आदि में होने वाले नुकसान को ध्यान में रखना चाहिए।

इसलिए 12 वी की बैटरी के लिए, बैटरी चार्जर को कम से कम 18 से 20 वी देना चाहिए।

यदि यह वोल्टेज 15 V से कम कर दिया जाता है तो बैटरी पूरी तरह से चार्ज अवस्था में नहीं आ सकती है।

रिचार्ज के दौरान: 2PbSO ₄ + 2H ₂ O → PbO ₂ + Pb + 2H ₂ SO ₄
दोनों इलेक्ट्रोड पर लेड सल्फेट लेड आयनों के रूप में घुल जाता है और तुरंत नकारात्मक प्लेट पर लेड के रूप में और सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर PbO2 के रूप में जमा हो जाता है।

सकारात्मक प्लेट पर

PbSO ₄ + 2H ₂ O → PbO ₂ + 4H ⁺ +SO ₄ ²- + 2e ^–

इलेक्ट्रॉन आगे की प्रतिक्रिया के लिए नकारात्मक प्लेट की यात्रा करते हैं

नकारात्मक प्लेट पर

पीबीएसओ ₄ + 2ई ^– → पीबी + एसओ ₄ ²-

चूंकि सल्फेट आयन दोनों प्लेटों पर पुन: उत्पन्न होते हैं, वे प्रोटॉन के साथ मिलकर सल्फ्यूरिक एसिड बनाते हैं और इसलिए इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व बढ़ जाता है।

बैटरी गैसिंग

अब तक हमने चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान केवल उपयोगी प्रतिक्रियाएं ही देखी हैं। लेकिन ओवरचार्ज पीरियड्स में कुछ साइड रिएक्शन या सेकेंडरी रिएक्शन होते हैं। दो मुख्य माध्यमिक या पार्श्व प्रतिक्रियाएं हैं:

पानी का इलेक्ट्रोलिसिस और
सकारात्मक ग्रिड का क्षरण

इन प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

जल इलेक्ट्रोलिसिस

2H ₂ O → O ₂ + 2H ₂ (अतिरिक्त बाढ़ की दोनों प्लेटों पर, इलेक्ट्रोलाइट लेड-एसिड सेल)

धनात्मक प्लेट से ऑक्सीजन और ऋणात्मक प्लेटों से हाइड्रोजन निकलती है और वेंट प्लग होल के माध्यम से वायुमंडल में बाहर निकल जाती है।

लेकिन वॉल्व रेगुलेटेड लेड एसिड बैटरी (VRLA) सेल में ऑक्सीजन तो विकसित होती है, लेकिन हाइड्रोजन नहीं। इस प्रकार विकसित ऑक्सीजन को भी बाहर निकलने की अनुमति नहीं है, लेकिन अवशोषक ग्लास मैट (एजीएम) विभाजक में उपलब्ध रिक्तियों के माध्यम से फैलती है और पानी के अणुओं को पुन: उत्पन्न करने के लिए नकारात्मक सक्रिय सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह वह कदम है जो वीआरएलए सेल के लिए बिना पानी के टॉप-अप के पनपना संभव बनाता है।

2H ₂ O → O ₂ + 4H+ + 4e – भूखे इलेक्ट्रोलाइट या VRLA कोशिकाओं की सकारात्मक प्लेट पर

लीड एसिड बैटरी में सकारात्मक ग्रिड का क्षरण

दोनों प्रकार के लेड-एसिड कोशिकाओं में सकारात्मक ग्रिड क्षरण एक ही तरह से होता है:

ग्रिड जंग: Pb + 2H ₂ O → PbO ₂ + 4H ⁺ + 4e ^–

यदि एक प्लेटिनाइज्ड प्लेटिनम इलेक्ट्रोड को कैथोड बनाया जाता है, तो हाइड्रोजन लगभग प्रतिवर्ती पर विकसित होता है

समाधान की हाइड्रोजन क्षमता। अन्य इलेक्ट्रोड के साथ, जैसे सीसा, अधिक नकारात्मक क्षमता की आवश्यकता होती है

इस प्रतिक्रिया होने के लिए।

जब तक सेल वोल्टेज 2.3 V के मान तक नहीं पहुंच जाता, तब तक नगण्य गैसिंग होती है। लेकिन गैसिंग 2.4 वी प्रति सेल से शुरू होती है। 2.4 वी से परे, गैसिंग अधिक है और इसलिए चार्जिंग दक्षता कम हो जाएगी। 2.5 वी पर, गैसिंग प्रचुर मात्रा में होगी, और बैटरी इलेक्ट्रोलाइट का तापमान बढ़ना शुरू हो जाएगा। अब इलेक्ट्रोलाइट के आंदोलन को प्रदान करने के लिए पर्याप्त गैसिंग है और विशिष्ट गुरुत्व बराबर होना शुरू हो जाता है। जब बैटरी निष्क्रिय होती है, तो इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व शीर्ष स्तर की तुलना में नीचे की तरफ थोड़ा अधिक होगा। कोशिकाओं के लम्बे होने पर यह बढ़ जाता है।

लीड-एसिड बैटरी को किसी भी दर पर चार्ज किया जा सकता है जिससे टर्मिनलों पर अत्यधिक गैसिंग, उच्च तापमान और बहुत अधिक वोल्टेज नहीं होता है। पूरी तरह से डिस्चार्ज की गई बैटरी बिना गैसिंग और वोल्टेज और तापमान में किसी भी उल्लेखनीय वृद्धि के चार्ज की शुरुआत में चार्ज की उच्च दर को अवशोषित कर सकती है।

चार्जिंग प्रक्रिया के कुछ समय में, जब लगभग सभी लेड सल्फेट को पॉजिटिव प्लेट में लेड डाइऑक्साइड में बदल दिया जाता है, तो द्वितीयक प्रतिक्रियाएं प्रबल होती हैं। ये जल इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया और सकारात्मक ग्रिड जंग हैं, जैसा कि पहले दिया गया है।

इस तरह का सकारात्मक ग्रिड क्षरण गठन चरण से (या जार गठन के मामले में) पहले चार्ज से शुरू होता है। यह जंग लेड-एसिड बैटरी के जीवन का सबसे प्रतिकूल पहलू है। चूंकि जब भी सेल ओवर चार्ज क्षेत्र में प्रवेश करता है तो सकारात्मक ग्रिड का क्षरण होता है, ग्रिड संरचना का एक हिस्सा लेड डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है और इसलिए प्रत्येक जंग अवधि में ग्रिड का वजन थोड़ा कम हो जाता है। अंततः, एक चरण पर पहुंच जाएगा जब ग्रिड पर प्रतिक्रिया स्थलों से इलेक्ट्रॉन निरंतर ग्रिड संरचना की अनुपलब्धता के कारण बस बार तक नहीं जा सकते हैं

नतीजतन, सक्रिय सामग्री का एक हिस्सा ऊर्जा उत्पादन प्रक्रिया में भाग नहीं ले सकता है और क्षमता कम हो जाती है, जिससे बैटरी का जीवन समाप्त हो जाता है।

सीसा-एसिड कोशिकाओं के निर्माता मिश्र धातु तत्वों को शामिल करके इस समस्या को कम करने का प्रयास करते हैं जो सीसा मिश्र धातुओं के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। कुछ ऐसे मिश्रधातु घटक आर्सेनिक (As) और सिल्वर (Ag) भिन्नात्मक प्रतिशत में हैं। एक नियम के रूप में, सकारात्मक मिश्र धातुओं में As की मात्रा लगभग 0.2% और Ag लगभग 0.03 से 0.05% होगी।

बैटरी चार्जर - वर्तमान स्वीकृति अर्थ

वर्तमान स्वीकृति सेल के डिजाइन से तय होती है। उदाहरण के लिए, अधिक संख्या में प्लेटों के साथ इकट्ठी हुई एक समान आह बैटरी (अर्थात प्लेटें पतली होंगी), बढ़े हुए सतह क्षेत्र के कारण उच्च चार्जिंग करंट को स्वीकार कर सकती हैं। अलग-अलग प्लेटों की चार्ज क्षमता को मापने के लिए विस्तृत प्रक्रियाओं के लिए, पाठकों को के. पीटर्स के एक लेख के लिए संदर्भित किया जाता है।. [8]

ऋणात्मक प्लेट की आवेश-स्वीकृति धनात्मक प्लेट की तुलना में अधिक होती है (चित्र 1 देखें) जो मुख्य रूप से इसके मोटे, अधिक खुले और ताकना संरचना के कारण होती है जो आसानी से प्लेट के इंटीरियर में एसिड प्रसार को स्वीकार करती है। कई डिज़ाइन कारकों के आधार पर, सकारात्मक 70-80% SOC पर अधिक चार्ज होना शुरू हो जाता है। कुछ आंतरिक पैरामीट्रिक डिज़ाइन कारक हैं ताकना संरचना, वास्तविक सतह क्षेत्र, आदि। अन्य बाहरी पैरामीटर एम्पीयर में चार्जिंग करंट, इलेक्ट्रोलाइट का तापमान आदि हैं।

नेगेटिव प्लेट की चार्ज-स्वीकृति अधिक होती है और यह तुलनात्मक रूप से बाद की अवधि में, 90% SOC [8] ओवरचार्ज क्षेत्र में चली जाती है। के. पीटर्स, एआई हैरिसन, डब्ल्यूएच ड्यूरेंट, पावर सोर्स 2. नॉन-मैकेनिकल इलेक्ट्रोकेमिकल पावर सोर्सेज में रिसर्च एंड डेवलपमेंट, पेर्गमोन प्रेस, न्यूयॉर्क, यूएसए, 1970, पीपी। 1-16।]

[9. पूर्वाह्न हार्डमैन, जर्नल ऑफ पावर सोर्सेज वॉल्यूम। 23, वर्ष 1988, पृष्ठ, 128]।

कुछ बिंदु पर, हालांकि, माध्यमिक प्रतिक्रियाएं नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर शुरू होती हैं, मुख्य रूप से हाइड्रोजन आयन (प्रोटॉन) की हाइड्रोजन गैस में साधारण इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण द्वारा कमी (-350 एमवी से बहुत कम क्षमता पर होती है जो नकारात्मक प्लेट प्रतिवर्ती क्षमता है, ई ° मान।), लगभग -0.6 से 0.95 वी पर:

2H ⁺ + 2e ^– → H ₂

नकारात्मक प्लेट पर जमा होने वाली ऐसी ही एक महत्वपूर्ण अशुद्धता सुरमा (एसबी) है, जो ग्रिड में अपेक्षाकृत अधिक मात्रा में सुरमा युक्त कोशिकाओं में एंटीमनी-माइग्रेशन नामक घटना के कारण जमा होती है। यद्यपि अधिकांश लीड-एसिड कोशिकाओं के लिए एंटीमनी ग्रिड मिश्र धातु का एक अनिवार्य घटक है, लेकिन इसका सेल के प्रदर्शन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

चार्जिंग के जंग चरण के दौरान (प्रत्येक चक्र के चार्ज के अंत की ओर), सकारात्मक ग्रिड एनोडिक हमले के तहत आता है और सुरमा एसबी ⁵⁺ आयनों के रूप में समाधान में गुजरता है, जिसका एक हिस्सा सकारात्मक सक्रिय सामग्री द्वारा अवशोषित होता है जहां यह बढ़ावा देता है स्थानीय कोशिका निर्माण के कारण स्व-निर्वहन। इस प्रकार घुली हुई सुरमा का शेष भाग कैथोड सतह (नकारात्मक प्लेट सतह) (“एंटीमोनी माइग्रेशन” ) पर Sb ³⁺ के रूप में जमा हो जाता है और लेड की तुलना में कम हाइड्रोजन के कारण यह हाइड्रोजन के समय से पहले विकास का कारण बनता है। बाद में, प्रचुर गैस विकास अवधि के दौरान, सुरमा, अनुकूल परिस्थितियों में, कुछ हद तक स्टिबिन गैस (SbH ₃ ) के रूप में जारी किया जा सकता है, जब यह प्रोटॉन के साथ जुड़ता है।

अनुकूल परिस्थितियों में, आर्सेनिक (As) के साथ भी इसी तरह की प्रतिक्रिया से आर्सिन (ASH ₃ ) निकलता है, जो एक जहरीली गैस है। इसलिए, इस मिश्र धातु घटक को स्वाभाविक रूप से टाला जाता है जहां बंद परिवेश में कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है, जैसे पनडुब्बी।

थर्मोडायनामिक रूप से, यह प्राथमिक चार्जिंग प्रतिक्रिया की तुलना में कम क्षमता पर होता है, लेकिन सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीजन उत्पादन के साथ, लीड इलेक्ट्रोड पर हाइड्रोजन पीढ़ी के लिए अत्यधिक क्षमता अपेक्षाकृत महान (लगभग -0.650 वी) है और इसलिए रिचार्ज काफी हद तक पहले पूरा किया जा सकता है हाइड्रोजन का विकास पूर्ण रूप से शुरू होता है।

इन गैसों को वेंट प्लग होल के माध्यम से सेल से निकाल दिया जाता है। दोनों प्लेटें अधिक क्षमता पर अशुद्धता के प्रभाव से प्रभावित होती हैं, और इस प्रकार दोनों प्लेटों का पूरी तरह से कुशल पुनर्भरण संभव नहीं है। उदाहरण के लिए, यदि आप ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया क्षमता को हाइड्रोजन विकास के साथ जोड़ते हैं, तो हमारे पास है

1.95 + (-0.95) = 2.9 वी प्रचुर गैस विकास के लिए।

एक और ध्यान देने योग्य बात यह है कि मौलिक नियमों के अनुसार, पानी 1.23 V पर विघटित होना चाहिए और ऑक्सीजन इस क्षमता पर एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर विकसित होना चाहिए। लेकिन प्रैक्टिकल सेल में ऐसा नहीं है। यदि ऐसा होता है, तो लेड-एसिड सेल की स्थिरता ही एक प्रश्न होगी। मानक धनात्मक प्लेट विभव (E° = 1.69 V) उस वोल्टेज से लगभग 0.46V ऊपर है जिस पर पानी विघटित होना चाहिए (1.23V)। कारण फिर से ओवरवॉल्टेज है। अर्थात्, सल्फ्यूरिक एसिड के घोल में लेड डाइऑक्साइड पर ऑक्सीजन के विकास के लिए वोल्टेज सकारात्मक प्लेट के E° मान 1.95V से काफी ऊपर है।

इस प्रकार सल्फ्यूरिक एसिड घोल में लेड डाइऑक्साइड पर ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया को रोक दिया जाता है, सकारात्मक प्लेट के E° मान से 0.26 V (1.95-1.69 = 0.26) ऊपर और जल अपघटन क्षमता (1.95-1.23 = 0.72V) से लगभग 0.72 V ऊपर और इसलिए ऑक्सीजन तब तक विकसित नहीं होता जब तक कि एक शुद्ध शुद्ध घोल में ओवरवॉल्टेज मान नहीं पहुंच जाता।

इसी तरह, सल्फ्यूरिक एसिड के घोल में लेड पर हाइड्रोजन का विकास दृढ़ता से बाधित होता है क्योंकि हाइड्रोजन लेड पर अत्यधिक क्षमता रखता है। यह अत्यधिक क्षमता वाला मान लगभग 0.6 V अधिक ऋणात्मक है और सल्फ्यूरिक एसिड समाधान, E° = -0.35V में लेड के मानक इलेक्ट्रोड क्षमता से नीचे है। इसलिए हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया नकारात्मक प्लेट के पूर्ण प्रभार में बाधा नहीं डालेगी जब तक कि इलेक्ट्रोड मान -0.95V एक सख्ती से शुद्ध समाधान में प्राप्त न हो जाए। यही कारण है कि नेगेटिव प्लेट में पॉजिटिव प्लेट की तुलना में बेहतर चार्ज दक्षता होती है।

लेकिन, एक व्यावहारिक सेल में, यह चरण इस वोल्टेज से बहुत पहले पहुंच जाता है। वास्तव में, यह 2.9 V एक व्यावहारिक कोशिकाओं में बिल्कुल भी महसूस नहीं किया जाता है, क्योंकि अशुद्धियों के कारण होने वाली प्रतिक्रियाएं प्रबल होती हैं और इसलिए मात्रा के अनुसार पूर्ण गैस का विकास होता है (H2 _: _O2 ) = 2:1) लगभग 2.6 वी पर प्राप्त होता है। हालांकि, यदि प्रभावित चार्जिंग वोल्टेज अत्यधिक अधिक है, तो 2.9 वी के इस मूल्य तक पहुंचा जा सकता है, विशेष रूप से, एसबी-मुक्त मिश्र धातु बैटरी 2.8 वी का मान प्राप्त कर सकती हैं और एंटीमोनियल के साथ कोशिकाओं का मान 0,2 V से कम होगा, मान लीजिए 2.6 V।

जैसे-जैसे साइकिल आगे बढ़ती है, एंटीमोनियल कोशिकाओं के मामले में गैसिंग मूल्य बहुत कम हो जाएगा, जबकि अन्य सेल इस प्रभाव से लगभग मुक्त हो जाएगा। यह भारी कमी “एंटीमोनी माइग्रेशन” नामक घटना के कारण है जैसा कि पहले बताया गया है।

स्वाभाविक रूप से, नई और साइकिल वाली बैटरियों का वोल्टेज अंतर 250 mV से बढ़कर 400 mV हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप सक्रिय पदार्थ आवेश को स्वीकार करने में असमर्थ हो जाते हैं और लगभग सभी करंट हाइड्रोजन और ऑक्सीजन उत्पन्न करते हैं। चित्र 3 इस पहलू को दिखाता है [10. बैटरी टेक्नोलॉजी हैंडबुक, एड में हंस टुफॉर्न, अध्याय 17, चित्र 17.2। हा कीहने, दूसरा संस्करण, 2003, मार्सेल डेकर, इंक., न्यूयॉर्क;।]

12v बैटरी चार्जर कैसे काम करता है?

बैटरी चार्ज करने के लिए, पॉजिटिव आउटपुट लीड बैटरी के पॉजिटिव टर्मिनल से जुड़ा होता है और इसलिए नेगेटिव को नेगेटिव टर्मिनल से। फिर चार्जर को उपयुक्त तरीके से एसी मेन सप्लाई से जोड़ा जाता है।

एसी इनपुट को एक रेक्टिफायर सर्किट द्वारा डीसी में परिवर्तित किया जाता है जिसमें आवश्यक वोल्टेज में बदलने के लिए एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर होता है। एक रेक्टिफायर करंट (AC) के द्वि-दिशात्मक प्रत्यावर्ती प्रवाह को यूनिडायरेक्शनल प्रवाह में परिवर्तित करता है। इस प्रकार, यह पूरे भार में एक निरंतर ध्रुवता बनाए रखता है। एक ब्रिज रेक्टिफायर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग डीसी में स्टेप डाउन लो वोल्टेज एसी को सुधारने के लिए किया जाता है और इसे एक उच्च मूल्य इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (फ़िल्टरिंग सर्किट) द्वारा आगे बढ़ाया जाता है।

इस फ़िल्टर्ड डीसी को एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में फीड किया जाता है जो वोल्टेज को एक स्थिर स्तर पर नियंत्रित करता है और इसे चार्ज की आवश्यकता वाली बैटरी पर लगाया जाता है,

चार्जर में करंट (एमीटर), वोल्टेज (वोल्टमीटर), और विशेष मामलों में एक टाइमर और एक एम्पीयर-घंटे मीटर के संकेतक होते हैं।

बैटरी को निर्माता के निर्देशों के अनुसार चार्ज किया जाता है

बैटरी चार्ज करने की प्रक्रिया - बैटरी चार्जर

चार्ज करने के लिए आवश्यक बैटरी को बाहर अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए और जंग उत्पाद को हटाने के बाद, यदि कोई हो, तो टर्मिनलों को सफेद वैसलीन की पतली कोटिंग दी जाएगी। इलेक्ट्रोलाइट स्तर की भी जाँच की जाएगी। इस समय टॉपिंग करने की आवश्यकता नहीं है जब तक कि स्तर विभाजकों की ऊंचाई से कम न हो।

बैटरी चार्ज करने के लिए अभिप्रेत चार्जर में वोल्टेज और करंट आउट पुट जैसे पर्याप्त विनिर्देश होने चाहिए। उदाहरण के लिए, एक 12 वी बैटरी को कम से कम 18 वी के आउटपुट सी वोल्टेज की आवश्यकता होती है। वर्तमान की आवश्यकता बैटरी की क्षमता और उस समय पर निर्भर करती है जिसके भीतर बैटरी को चार्ज करने की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, बैटरी की Ah क्षमता के 0ne दसवें एम्पीयर पर बैटरी चार्ज की जाएगी। इस प्रकार, एक 100 ah बैटरी को सामान्य चार्जिंग के लिए कम से कम 10 एम्पीयर आउटपुट की आवश्यकता होगी। अगर इसे जल्दी से चार्ज करना है, तो 15 एम्पीयर आउटपुट की आवश्यकता होगी।

पूरी तरह से डिस्चार्ज की गई बैटरी के लिए लगभग 110% क्षमता के इनपुट की आवश्यकता होती है। लेकिन, अगर बैटरी पहले से ही आंशिक रूप से चार्ज है, तो हमें एसओसी पता होना चाहिए। जो भी हो, वोल्टेज और विशिष्ट गुरुत्व दो महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं जिनकी निगरानी चार्ज की स्थिति को निर्धारित करने के लिए की जाती है। विशिष्ट गुरुत्व मान को बैटरी पर लगे लेबल से पढ़ा जाना चाहिए। एक पूरी तरह से चार्ज की गई बैटरी सामान्य रूप से 16.5 V और अधिक तक पहुंच जाएगी, अगर यह अच्छी स्थिति में है। यदि यह एक पुरानी बैटरी है, तो इस वोल्टेज तक आसानी से नहीं पहुंचा जा सकता है।

यह मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट में पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के कारण गैस के विकास और संचित लेड सल्फेट के कारण पहले से निर्मित प्रतिरोधों के कारण हीटिंग प्रभाव जैसी माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के कारण होता है।

बैटरी को रबर शीट या लकड़ी की बेंच जैसी इन्सुलेट सामग्री पर रखा जाता है। चार्जर लेड में पर्याप्त करंट ले जाने की क्षमता होनी चाहिए। आम तौर पर, 1 मिमी वर्ग तांबे के तार 3 एम्पीयर प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) को सुरक्षित रूप से ले जा सकते हैं। यह सुनिश्चित करने के बाद कि चार्जर बंद स्थिति में है, चार्जर लीड को संबंधित टर्मिनलों से जोड़ा जाएगा, अर्थात, सकारात्मक से सकारात्मक और नकारात्मक से नकारात्मक। वोल्टेज, विशिष्ट गुरुत्व और तापमान रीडिंग को एक लॉग शीट में दर्ज किया जाएगा, जिसका एक मॉडल नीचे दिया गया है:

बैटरी चार्जिंग रिकॉर्ड टेम्प्लेट

रीडिंग हर घंटे दर्ज की जानी चाहिए।

कैडमियम रीडिंग इंगित करेगी कि किसी विशेष प्लेट ने पूर्ण चार्ज प्राप्त किया है या नहीं। कैडमियम रेफरेंस इलेक्ट्रोड एक इंसुलेटेड कैडमियम रॉड है जिसमें तांबे के तार को ऊपर के सिरे पर मिलाया जाता है। नीचे के सिरे को इलेक्ट्रोलाइट में डुबोया जाएगा, ताकि यह सिर्फ तरल को छू सके, और यह अंदर की प्लेटों या अन्य लीड भागों के संपर्क में न आए।

पूरी तरह से चार्ज सकारात्मक प्लेट के लिए, कैडमियम रीडिंग 2.4 वी और अधिक होगी और नकारात्मक प्लेट के लिए, शून्य से 0.2 वी और कम होगी।

तालिका 4

लेड-एसिड सेल में प्रतिक्रियाएं और संबंधित कैडमियम संभावित रीडिंग

कैडमियम संभावित रीडिंग

प्रतिक्रियाओं	संभावित मूल्य	कैडमियम रीडिंग
ऑक्सीजन विकास क्षमता 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4e-	1.95 से 2.00 वी	2.00 - (-0.4) = 2.4 वी
सकारात्मक प्लेट की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता PbO2/PbSO4/H2SO4	1.69 वी	[1.69 - (-0.4) = 2.09 वी]
सकारात्मक प्लेट के निर्वहन का अंत	1.40 से 1.5 वी	1.40 - (-0.4) = 1.8 वी 1.50 - (-0.4) = 1.9 वी
मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड संभावित (एसएचई) 2H+ + 2e- → H2	0.00 वी	0.00 वी
नकारात्मक प्लेट के निर्वहन का अंत	-0.15, -0.20, -0.25 वी (विभिन्न वर्तमान घनत्व के लिए)	-0.15 - (-0.4) = 0.25 वी -0.20 - (-0.4) = 0.20 वी -0.25 - (-0.4) = 0.15 वी
नकारात्मक प्लेट की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता पंजाब/PbSO4/H2SO4	-0.35 वी	[-0.35 - (-0.4) = 0.05 वी]
कैडमियम संदर्भ इलेक्ट्रोड E° मान सीडी/सीडी2+	-0.40 वी	-0.40 वी
हाइड्रोजन विकास क्षमता- 2H+ + 2e− →H2 (एक वाणिज्यिक सेल के लिए)	-0.60 वी	-0.60 - (-0.4) = -0.20
हाइड्रोजन विकास क्षमता 2H+ + 2e− →H2 शुद्ध प्रायोगिक सेल के लिए	-0.95 वी	-0.95 - (-0.4) = -0.55

बैटरी चार्जर का कार्य सिद्धांत

चार्जिंग के अंत में, 12 वी की बैटरी 16.5 और उससे अधिक के टर्मिनल वोल्टेज प्राप्त कर सकती है। इस स्तर पर एक घंटे तक टर्मिनल वोल्टेज बनाए रखने के बाद, चार्जिंग को समाप्त किया जा सकता है। जब बैटरी 16 के करीब हो। 0 वी, यदि आवश्यक हो तो स्वीकृत पानी जोड़ा जा सकता है।

चार्जिंग के अंत के पास, बैटरी से भारी गैसिंग देखी जाएगी। चार्जिंग रूम के पास खुली लपटें नहीं लानी चाहिए। गैसें अपने संयोजन के अनुपात में विकसित होती हैं, यानी हाइड्रोजन 2 भाग और ऑक्सीजन 1 भाग। इसलिए यदि इन गैसों को उचित वेंटिलेशन के बिना चार्जिंग क्षेत्र में जमा होने दिया जाता है, तो संभावना है कि एक चिंगारी या एक खुली लौ गैसों को प्रज्वलित करेगी और वे विस्फोटक हिंसा के साथ मिलकर बैटरी और उसके आसपास को नुकसान पहुंचाएगी और आसपास के लोगों को भी नुकसान पहुंचाएगी। .

हवा में हाइड्रोजन के विस्फोटक मिश्रण की निचली सीमा 4.1% है, लेकिन सुरक्षा कारणों से हाइड्रोजन मात्रा के हिसाब से 2% से अधिक नहीं होनी चाहिए। ऊपरी सीमा 74% है। जब मिश्रण में इन गैसों (हाइड्रोजन के 1 भाग ऑक्सीजन के 1 भाग) का स्टोइकोमेट्रिक अनुपात होता है, तो हिंसा के साथ भारी विस्फोट होता है। यह स्थिति एक ओवरचार्जिंग बैटरी के अंदर प्राप्त की जाती है जिसमें वेंट प्लग को कवर पर कसकर खराब कर दिया जाता है। इसलिए यह सलाह दी जाती है कि वेंट प्लग को वेंट होल के ऊपर ढीला रखें और कसकर पेंच न करें।

बैटरी चार्ज करने के विभिन्न तरीके और विभिन्न प्रकार के बैटरी चार्जर

यद्यपि लेड-एसिड कोशिकाओं को चार्ज करने के विभिन्न तरीके हैं, उन सभी का प्रतिक्रिया उत्पादों को परिवर्तित करने का एक सामान्य उद्देश्य है, अर्थात् दोनों प्लेटों पर संबंधित सक्रिय सामग्री में लेड सल्फेट, सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर पीबीओ ₂ और नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर पीबी। .

2 पीबीएसओ ₄ + 2 एच ₂ ओ → पीबीओ ₂ + पीबी + 2 एच ₂ एसओ ₄

चार्जिंग व्यवस्थाओं में कई प्रकार हैं। लेकिन इन सभी विधियों में, केवल दो बुनियादी सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है: निरंतर चालू और निरंतर वोल्टेज चार्जिंग विधियां। उपलब्ध कई विधियां इन दो सिद्धांतों को अपने लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए जोड़ती हैं।

चार्जिंग की उपयुक्त विधि का चयन प्रकार, डिजाइन और सेवा शर्तों और चार्जिंग के लिए उपलब्ध समय पर निर्भर करता है। चार्जिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करने और समाप्त करने के लिए ये सभी चार्जिंग विधियां कई विधियों का उपयोग करती हैं।

इन विधियों को निम्नलिखित में वर्गीकृत किया जा सकता है:

तालिका 5

विभिन्न बैटरी चार्जर और बैटरी चार्जिंग विधियों के तरीकों का वर्गीकरण

विभिन्न बैटरी चार्ज करने के तरीके

लगातार-वर्तमान आधारित विधियां (सीसी)	लगातार-वोल्टेज आधारित विधियां (सीवी या सीपी)	संयोजन के तरीके	टेपर चार्जिंग	विशेष तरीके
सिंगल-स्टेप सीसी चार्जिंग विधि	लगातार वोल्टेज विधि	सीसी-सीवी विधि	सिंगल-स्टेप टेपर चार्जिंग विधि	1. प्रारंभिक प्रभार 2. समकारी प्रभार 3. अवसर चार्ज 4. गैस नियंत्रित चार्जिंग 5. ट्रिकल चार्जिंग 6. बूस्ट चार्जिंग 7. पल्स चार्जिंग 8. तेज या तेज चार्जिंग
दो-चरण सीसी चार्जिंग विधि	वर्तमान-सीमित या संशोधित सीवी विधि		टू-स्टेप टेंपर चार्जिंग मेथड

सिंगल स्टेप कॉन्स्टेंट-करंट आधारित चार्जिंग मेथड (CC मेथड) बैटरी चार्जर

जब रिचार्ज को संक्षेप में समाप्त करने की आवश्यकता होती है और जब उपयोगकर्ता आह के संदर्भ में इनपुट जानना चाहता है, तो निरंतर-चालू चार्जिंग विधि को नियोजित किया जा सकता है। जब पिछला आउटपुट ज्ञात हो, तब लगातार-चालू चार्जिंग को प्राथमिकता दी जाती है, ताकि बैटरी को 100% SOC पर वापस लाने के लिए 5-10% ओवरचार्ज प्रभावी हो सके। यह यह भी सुनिश्चित करेगा कि सही इनपुट दिया गया है ताकि अनुचित अधिभार से बैटरी का जीवन प्रतिकूल रूप से प्रभावित न हो। इस विधि के लिए सामान्य रिचार्ज समय 15 से 20 घंटे है।

इस पद्धति में, चार्जिंग अवधि के दौरान करंट को स्थिर बनाए रखा जाता है।

20-घंटे की क्षमता के 5 से 10% के वर्तमान चार्ज की सिफारिश की जाती है।

चार्ज करते समय बैटरी के बैक ईएमएफ में वृद्धि की भरपाई करने के लिए, चार्जिंग करंट को या तो इस्तेमाल किए गए श्रृंखला प्रतिरोध को बदलकर या ट्रांसफॉर्मर वोल्टेज को बढ़ाकर स्थिर बनाए रखना पड़ता है। आमतौर पर, धारा को स्थिर रखने के लिए श्रृंखला प्रतिरोध भिन्न होता है।

यह तरीका चार्जिंग का सबसे आसान और कम खर्चीला तरीका है। लेकिन इसमें कम चार्ज दक्षता का नुकसान है। यह प्रतिरोध में कुछ शक्ति के विलुप्त होने के कारण होता है और आंशिक रूप से बैटरी के 2.5 वी प्रति सेल तक पहुंचने पर पानी को विभाजित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले करंट के कारण भी होता है। जैसे ही बैटरी लगभग 70 से 75% चार्ज होती है, बैटरी गैस बनना शुरू कर देती है। चार्ज करने की इस पद्धति के परिणामस्वरूप हमेशा थोड़ी अधिक चार्जिंग होती है और विशेष रूप से चार्जिंग के अंत में जोरदार गैसिंग होती है।

निरंतर-चालू चार्जिंग विधि के लिए एक सामान्यीकृत चित्र चित्र 5 दिया गया है। चार्जिंग विशेषताएँ चित्र 6 . में दी गई हैं

दो-चरण निरंतर-चालू चार्जिंग विधि बैटरी चार्जर

दो चार्जिंग दरें, शुरुआती दर और परिष्करण दर, दो-चरण निरंतर-चालू चार्जिंग विधि में उपयोग की जाती हैं। परिष्करण दर आम तौर पर प्रारंभिक दर का आधा होता है। परिष्करण दर तब शुरू होती है जब बैटरी गैसों को विकसित करना शुरू कर देती है। यह आमतौर पर बैटरियों की बेंच चार्जिंग के लिए नियोजित एक पसंदीदा तरीका है। चार्जिंग विशेषता को चित्र 7 [11 में देखा जा सकता है। पीजी बालकृष्णन, लीड स्टोरेज बैटरी, Scitech प्रकाशन (इंडिया) प्रा। लिमिटेड, चेन्नई, 2011, पृष्ठ 12.8].

लगातार वोल्टेज या संभावित चार्जिंग के तरीके बैटरी चार्जर

लगातार वोल्टेज या संभावित (सीवी या सीपी) चार्जिंग विधि एक स्रोत वोल्टेज को नियोजित करती है जिसे पूरे चार्जिंग अवधि में स्थिर स्तर पर बनाए रखा जाता है। आमतौर पर, यह वोल्टेज 2.25 और 2.4 V प्रति सेल के बीच होगा।

वाल्व-विनियमित लीड-एसिड (VRLA) कोशिकाओं और बैटरी को चार्ज करने के लिए यह विधि अनुशंसित विधि है। CV विधि द्वारा VRLA बैटरी चार्ज करते समय पिछले डिस्चार्ज के डिस्चार्ज की गहराई (DOD) के बारे में चिंता करने की आवश्यकता नहीं है। निर्माता के अनुशंसित सीवी चार्ज वोल्टेज का उपयोग करके वीआरएलए बैटरियों को बिना किसी हानिकारक प्रभाव के चार्ज किया जा सकता है। लगभग सभी VRLAB निर्माता 0.25 से 0.30 C एम्पीयर के शुरुआती करंट की सलाह देते हैं।

यानी 100 Ah की बैटरी के लिए 25 से 30 एम्पीयर की शुरुआती धारा का चयन किया जा सकता है। उच्च धारा का उपयोग डीप-डिस्चार्ज बैटरियों को चार्ज करने के लिए किया जाता है जबकि निचले वाले का उपयोग सामान्य रूप से डिस्चार्ज की गई बैटरी के लिए किया जाता है। कम चार्जिंग वोल्टेज का प्रभाव यह है कि उच्च धारा के साथ चार्ज की गई बैटरी की तुलना में तापमान में वृद्धि कम होगी, लेकिन पूर्ण चार्ज में लगने वाला समय अधिक होगा।

चार्जिंग के अंत में, बैटरी वोल्टेज प्रभावित वोल्टेज के साथ समता प्राप्त कर लेता है जिससे चार्जिंग करंट बहुत कम मूल्य पर आ जाता है। सार्वभौमिक रूप से, अंत में वर्तमान बैटरी की क्षमता के प्रत्येक आह के लिए 2 से 4 एमए के मान तक पहुंच सकता है। 2.25 से 2.3 वी प्रति सेल पर, ठीक से निर्मित बैटरियों में कोई गैस विकास नहीं देखा गया है। हालांकि, प्रति सेल 2.4 वी पर गैसिंग स्पष्ट होगी। 2.4 V प्रति सेल पर विकसित गैस की मात्रा 6V/1500 Ah VRLAB के लिए 40-50 मिनट में लगभग 1000 मिली है।

खंड 6.1.ए के अनुसार। जापानी औद्योगिक मानक के अनुसार, JIS 8702-1:1998, चार्ज की अवधि लगभग 16 घंटे होगी या जब तक कि करंट लगातार दो घंटों के भीतर 20 घंटे की दर करंट (I ₂₀ ) एम्पीयर के 10% से अधिक नहीं बदलता है।[JIS 8702-1:1998] . उदाहरण के लिए, यदि बैटरी की 20-एच क्षमता (बैटरी के वोल्टेज के बावजूद) 60 आह है₂₀ , तो चार्ज पूरा हो गया होता यदि करंट 300 mA (यानी, I . से अधिक नहीं बदलता है)₂₀ = 60 आह / 20 ए = 3 ए। इसलिए, I का 0.1₂₀ = 0.3ए)

VR बैटरी के CP चार्ज का विवरण चित्र में दिखाया गया है

चार्जिंग दक्षता निरंतर चालू विधि से बेहतर है। इस पद्धति का दोष यह है कि इसके लिए एक उच्च धारा वाले नाले पर एक स्थिर वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जो महंगा होता है। इस पद्धति का उपयोग दूरसंचार और यूपीएस अनुप्रयोगों के लिए स्थिर कोशिकाओं के फ्लोट संचालन के लिए किया जाता है।

संशोधित निरंतर संभावित चार्जिंग - बैटरी चार्जर

औद्योगिक अनुप्रयोगों में, ऐसी विधि का उपयोग किया जाता है जहां चार्जिंग सर्किट सिस्टम का एक अभिन्न अंग होता है। उदाहरण ऑटोमोबाइल, यूपीएस आदि हैं। वर्तमान को सीमित करने के लिए एक श्रृंखला प्रतिरोध सर्किट में शामिल है, जिसका मूल्य प्रीसेट वोल्टेज प्राप्त होने तक बनाए रखा जाता है। इसके बाद वोल्टेज को तब तक स्थिर रखा जाता है जब तक कि बैटरी को स्टार्टिंग करंट, इमरजेंसी पावर आदि की आपूर्ति करने के लिए अपना कर्तव्य निभाने के लिए नहीं कहा जाता है।

स्थिर श्रृंखला प्रतिरोध का चुनाव बैटरियों में कोशिकाओं की संख्या और उनकी एम्पीयर-घंटे की क्षमता और चार्जिंग के लिए उपलब्ध अवधि पर निर्भर करता है। लागू वोल्टेज लगभग 2.6 से 2.65 वोल्ट प्रति सेल पर स्थिर रहता है।

जैसे-जैसे चार्जिंग आगे बढ़ती है, चार्जिंग करंट प्रारंभिक मूल्य से गिरने लगता है। जब वोल्टेज धीरे-धीरे 2.35 से 2.40 वोल्ट प्रति सेल तक बढ़ जाता है, तो गैसिंग वोल्टेज तेजी से बढ़ता है और इसलिए चार्जिंग करंट तेज दर से गिरता है।

ट्रैक्शन बैटरी जैसी डीप-साइकलिंग बैटरियों के लिए संशोधित स्थिर-संभावित चार्ज सामान्य है। कारखाने आम तौर पर एक निश्चित डिस्चार्ज-चार्ज टाइम प्रोफाइल को नियोजित करते हैं जैसे कि फोर्क लिफ्ट ट्रक के 6 घंटे के संचालन को 80% की गहराई (डीओडी) और 8 घंटे की अवधि के रिचार्ज के लिए। चार्जर को गैसिंग वोल्टेज के लिए सेट किया गया है और शुरुआती धारा 15 से 20 ए प्रति 100 आह तक सीमित है। करंट निरंतर वोल्टेज पर 4.5 से 5 ए प्रति 100 आह की परिष्करण दर तक कम होना शुरू हो जाता है, जिसे तब चार्ज के अंत तक बनाए रखा जाता है। कुल चार्ज समय एक टाइमर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

बैटरी चार्जर होते हैं जिनमें बैटरी को पूरी तरह चार्ज स्थिति में बनाए रखने के लिए चार्ज पूरा होने के बाद भी बैटरी से जुड़े रहने के प्रावधान होते हैं। यह इसकी स्थिति को बनाए रखने के लिए हर 6 घंटे में कम समय के लिए रिफ्रेशिंग चार्ज प्रदान करके प्राप्त किया जाता है

विवरण चित्र 12 में दिया गया है [ 12. लीड-एसिड बैटरी पर विशेष अंक, जे. पावर स्रोत 2 (1) (1977/1978) 96-98]

संयोजन विधियाँ (CC-CV विधियाँ) - बैटरी चार्जर

इस विधि में निरंतर-वर्तमान और निरंतर-क्षमता वाले चार्जिंग को एक साथ जोड़ दिया जाता है। इस विधि को (IU) (वर्तमान के लिए I और वोल्टेज के लिए U) चार्जिंग विधि के रूप में भी जाना जाता है। चार्ज की प्रारंभिक अवधि में, बैटरी को निरंतर चालू मोड में तब तक चार्ज किया जाता है जब तक कि बैटरी गैसिंग वोल्टेज तक नहीं पहुंच जाती और फिर इसे निरंतर संभावित मोड में बदल दिया जाता है। यह विधि चार्जिंग के अंत में निरंतर चालू चार्जिंग विधि के हानिकारक प्रभाव को दूर करती है।

इस विधि की चार्जिंग विशेषताओं को चित्र 11 में दाईं ओर दिखाया गया है।

टेपर चार्जिंग - बैटरी चार्जर

टेपर का अर्थ होता है नीचे की ओर झुकना। जैसा कि शब्द स्पष्ट रूप से इंगित करता है, वर्तमान चार्ज वोल्टेज को लगभग 2.1 वी प्रति सेल पर तय करके और 2.6 वी प्रति सेल पर समाप्त करके, उच्च मूल्य से कम करने की अनुमति दी जाती है। इन वोल्टेज पर वर्तमान मूल्यों के अनुपात को टेंपर वैल्यू कहा जाता है।

इस प्रकार, एक चार्जर जिसमें 50 ए का आउटपुट 2.1 वी प्रति सेल और 25 ए 2.6 वी प्रति सेल पर होता है, को 2:1 की टेपर विशेषता के रूप में वर्णित किया जाता है।

सिंगल-स्टेप टेंपर चार्जिंग और टू-स्टेप टेंपर चार्जिंग के तरीके हैं

सिंगल स्टेप टेपर चार्जिंग - बैटरी चार्जर

इस प्रकार की चार्जिंग में, वर्तमान टेंपर उच्च प्रारंभिक मूल्य से कम फिनिशिंग दर तक होता है, जो आमतौर पर बैटरी की 20-घंटे की दर क्षमता का लगभग 4 से 5% होता है। गैसिंग एक आवश्यक घटना है क्योंकि यह इलेक्ट्रोलाइट के घनत्व ढाल को बराबर करने में मदद करता है। यानी, यह स्तरीकरण घटना को बेअसर करता है। इसलिए, इस प्रक्रिया को होने देने के लिए पर्याप्त रूप से उच्च मूल्य पर परिष्करण दर तय की जाती है और साथ ही सकारात्मक ग्रिड को अनावश्यक रूप से खराब नहीं करता है। यहां, चार्जर आउटपुट वोल्टेज शुरू में लगभग 2.7 वोल्ट प्रति सेल पर सेट किया जाता है और चार्जिंग अवधि के अंत में इसे लगभग 2.1 से 2.2 वोल्ट प्रति सेल तक कम किया जाता है।

जब तक गैसिंग वोल्टेज (लगभग 2.4 वी प्रति सेल) प्राप्त नहीं हो जाता (एसओसी = 75 से 80%) और उसके बाद तेज दर पर टेपर हो जाता है, तब तक चार्जिंग करंट को धीरे-धीरे कम करने के लिए बनाया जाता है। आम तौर पर, टेंपर रेशियो 2:1 या 1.7 से 1 के अनुपात में तय होता है। चार्ज को पूरा करने में लगभग 12 घंटे का समय लगता है। गैसिंग वोल्टेज तक पहुंचने के बाद चार्जिंग अवधि को एक टाइमिंग डिवाइस को शामिल करके नियंत्रित किया जाता है जो गैसिंग वोल्टेज तक पहुंचने पर काम करना शुरू कर देता है।

चार्जिंग अवधि को 8 से 10 घंटे तक कम किया जा सकता है, लेकिन शुरुआती करंट को बढ़ाया जाना है, जो कि इसमें शामिल अर्थशास्त्र और उपभोक्ता की सामर्थ्य पर विचार किए बिना नहीं किया जा सकता है।

सिंगल स्टेप टेंपर चार्जिंग की चार्जिंग विशेषताओं को चित्र 12 . में दिखाया गया है

टू स्टेप टेंपर चार्जिंग - बैटरी चार्जर

चार्जिंग की यह विधि सिंगल स्टेप टेपर चार्जिंग के समान है, सिवाय इस तथ्य के कि कुल चार्जिंग समय लगभग 8 से 10h तक कम हो जाता है। चूंकि बैटरी गहराई से डिस्चार्ज होने पर तेज दर से चार्ज स्वीकार करने में सक्षम होती है, इसलिए पहले चरण में बैटरी के गैसिंग चरण तक पहुंचने तक एक उच्च धारा लगाई जाती है। बैटरी को लौटाए जाने वाले लगभग 70 से 80% एम्पीयर घंटे पहले चरण में तेज दर से बैटरी को दिए जाते हैं और शेष एम्पीयर-घंटे दूसरे चरण में फीड किए जाते हैं।

सिंगल-स्टेप टेपर चार्जिंग द्वारा 12V, 500 Ah बैटरी की चार्जिंग विशेषताओं को चित्र 13 . में दिखाया गया है

टेंपर चार्जिंग के तरीके ट्रैक्शन बैटरियों को चार्ज करने के लिए अधिक लोकप्रिय हैं जिन्हें सामान्य रूप से गहराई से डिस्चार्ज किया जाता है। इलेक्ट्रिक वाहनों के फ्लीट ऑपरेटरों, उदाहरण के लिए डाक वितरण वैन, दूध वितरण वाहन, को बैटरी से सर्वोत्तम संभव प्रदर्शन प्राप्त करने और इसमें शामिल नकदी के बड़े निवेश की रक्षा के लिए परिष्कृत बैटरी चार्जर की आवश्यकता होती है।

आरंभिक शुल्क

एक नई लेड-एसिड बैटरी को सक्रियण की आवश्यकता होती है और पहली बार चार्ज करने की इस प्रक्रिया को प्रारंभिक फिलिंग चार्जिंग कहा जाता है। बैटरी आवश्यक मात्रा में इलेक्ट्रोलाइट से भर जाती है और शिपिंग के लिए भेजे जाने से पहले पूरी तरह चार्ज हो जाती है। आम तौर पर यह प्रारंभिक चार्जिंग निरंतर चालू चार्जिंग विधि द्वारा कम करंट पर लंबी अवधि तक की जाती है जब तक कि बैटरी पूरी तरह से चार्ज होने के लिए 16.5 V या उससे अधिक का वोल्टेज प्राप्त नहीं कर लेती।

आजकल, यह प्रक्रिया बेमानी हो गई है क्योंकि हमें फ़ैक्टरी-चार्ज बैटरी उपयोग के लिए तैयार या ड्राई-चार्ज बैटरी मिलती है जिसमें केवल इलेक्ट्रोलाइट को जोड़ने की आवश्यकता होती है।

समकारी प्रभार

चार्ज इक्वलाइजिंग चार्ज सेल टू सेल डिफरेंस एक ऐसा तथ्य है जिसे किसी को स्वीकार करना होगा। कोई भी दो कोशिकाएँ सभी पहलुओं में समान नहीं हो सकतीं। सक्रिय सामग्री भार में अंतर, इलेक्ट्रोलाइट के विशिष्ट गुरुत्व में मामूली बदलाव, इलेक्ट्रोड की सरंध्रता आदि कुछ अंतर हैं। इन कारणों से, बैटरी में प्रत्येक सेल की अपनी विशेषताएं होती हैं; प्रत्येक को थोड़ा अलग शुल्क की आवश्यकता होती है। बार-बार चार्ज करने से बैटरी की लाइफ खत्म हो जाती है। 12V ऑटोमोटिव बैटरी 14.4V पर तैरती हैं। पूरी तरह से चार्ज की गई बैटरी के लिए 16.5 V के वोल्टेज स्तर की आवश्यकता होती है, जिसे वाहन में सेवा में कभी भी महसूस नहीं किया जाता है।

इसलिए ऑटोमोटिव बैटरी के जीवन को लम्बा करने के लिए इक्वलाइजिंग चार्ज (जिसे बेंच चार्जिंग भी कहा जाता है) की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, एक बैटरी जो हर छह महीने में आवधिक बेंच चार्ज प्राप्त करती है, बेंच चार्ज प्राप्त नहीं करने वाली बैटरी को कम से कम 10-12 महीने तक जीवित रख सकती है। बैटरी निर्माता के साथ आवृत्ति और बराबर शुल्क की सीमा पर चर्चा की जानी चाहिए। पूर्व-प्रोग्राम किए गए चार्जर के साथ कभी-कभी एक स्विच के माध्यम से एक ‘बराबर चार्ज’ उपलब्ध होता है जो कोशिकाओं के इलेक्ट्रोलाइट के वोल्टेज और सापेक्ष घनत्व को स्थिर करने के लिए उपयोग किए जाने वाले निरंतर निम्न प्रवाह प्रदान करता है।

इसी तरह, यूपीएस आपातकालीन बिजली आपूर्ति बैटरी और फोर्कलिफ्ट ट्रक बैटरी को भी इस तरह के बराबर शुल्क की आवश्यकता होती है। इन्वर्टर में उपयोग की जाने वाली बैटरी केवल 13.8 से 14.4 V तक चार्ज होती है। जैसा कि पहले कहा गया है, यह बैटरी में कोशिकाओं के बीच असंतुलन को बराबर करने के लिए पर्याप्त नहीं है। ये बैटरियां, यदि समय-समय पर इक्वलाइजेशन चार्ज दिए जाते हैं, तो वे अधिक समय तक जीवित रहेंगी।

बैटरियों को हर छह महीने में एक समान शुल्क दिया जाना है। लेकिन फोर्कलिफ्ट बैटरियों में इस्तेमाल होने वाली ट्रैक्शन बैटरियों को हर छठे या ग्यारहवें चक्र में एक बार इक्वलाइजेशन चार्ज दिया जाना चाहिए, यह इस बात पर निर्भर करता है कि बैटरियां नई हैं या पुरानी। नई बैटरियों को हर 11 चक्र में एक बार और पुराने वाले को हर 6 ^वें चक्र में एक बराबर चार्ज दिया जा सकता है। यदि बैटरियां प्रतिदिन नियमित रूप से पूर्ण प्रभार प्राप्त करती हैं, तो समकारी प्रभारों की आवृत्ति को 10 ^वें और 20 ^वें चक्र तक कम किया जा सकता है। एक समकारी प्रभार तब समाप्त किया जाएगा जब सेल्स 2 से 3 घंटे की अवधि में वोल्टेज और विशिष्ट गुरुत्व रीडिंग में कोई और वृद्धि नहीं दिखाते हैं।

इक्वलाइज़ेशन चार्ज पर विस्तृत लेख यहाँ पढ़ें।

अवसर चार्ज

जहां एक ऑफ-रोड या ऑन-रोड इलेक्ट्रिक वाहन को गहन रूप से संचालित किया जा रहा है, ब्रेक और अन्य संक्षिप्त आराम अवधि के दौरान चार्जर में प्लग करना भी वाहन की प्रभावी कार्य शिफ्ट को बढ़ाने में मदद कर सकता है और इस प्रकार ईवी के डाउनटाइम को कम कर सकता है। ऑपर्च्युनिटी चार्जिंग वह शब्द है जो लंच के समय या आराम की अवधि के दौरान ऐसी आंशिक चार्जिंग के लिए दिया जाता है।

इस तरह के अवसर शुल्क बैटरी के जीवन को कम करते हैं। बैटरी इस तरह के चार्ज और बाद के डिस्चार्ज को एक उथले चक्र के रूप में गिनाती है। जहां तक संभव हो अवसर शुल्क से बचना चाहिए। सामान्य चार्जिंग 15 से 20 ए प्रति 100 एएच क्षमता प्रदान करती है, जबकि अवसर शुल्क 25 ए प्रति 100 एएच क्षमता की थोड़ी अधिक धाराएं प्रदान करते हैं। इसका परिणाम उच्च तापमान में होता है और सकारात्मक ग्रिड के क्षरण को तेज करता है। और इसलिए जीवन कम हो जाएगा।

गैस नियंत्रित चार्जिंग

विकसित हाइड्रोजन गैस की तापीय चालकता का उपयोग चार्जिंग करंट की निगरानी के लिए किया जाता है। एक गर्म तत्व को ठंडा करने के लिए हाइड्रोजन गैस, एक बहुत अच्छा शीतलक का उपयोग किया जाता है। ताप तत्व के प्रतिरोध में परिवर्तन का उपयोग धारा को विनियमित करने के लिए किया जाता है। करंट को रेगुलेट करने के लिए थर्मिस्टर का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। कभी-कभी, उपयुक्त उत्प्रेरक के ऊपर सेल में विकसित हाइड्रोजन गैस और ऑक्सीजन गैस के पुनर्संयोजन के कारण ताप प्रभाव का उपयोग करंट को विनियमित करने के लिए हीट स्विच को संचालित करने के लिए किया जाता है।

ट्रिकल चार्जिंग

लगातार चार्ज होने पर चार्जर सेल्फ-डिस्चार्ज और इंटरमिटेंट डिस्चार्ज के कारण होने वाले नुकसान की बराबरी कर लेता है। एक रखरखाव शुल्क स्व-निर्वहन के लिए क्षतिपूर्ति करता है। दो ऑपरेटिंग मोड निरंतर टर्मिनल वोल्टेज द्वारा विशेषता हैं:

रखरखाव शुल्क 2.20 से 2.25 वी प्रति सेल

निरंतर चार्ज 2.25 से 2.35 वी प्रति सेल

बैटरी की उम्र और स्थिति के आधार पर, रखरखाव चार्ज (ट्रिकल चार्ज) के दौरान 40 से 100 mA/100 Ah नाममात्र क्षमता का वर्तमान घनत्व आवश्यक हो सकता है।

निरंतर चार्ज करंट काफी हद तक लोड प्रोफाइल पर निर्भर करता है। प्रत्येक पावर आउटेज के बाद रखरखाव शुल्क पर बैटरियों को रिचार्ज किया जाना चाहिए। अनियोजित भार के बाद निरंतर चार्ज पर बैटरियों के बारे में भी यही सच है।

बूस्ट चार्जिंग

जब कोई अन्य बैटरी उपलब्ध न हो और आपातकालीन कार्य के लिए SOC पर्याप्त न हो तो आपात स्थिति में डिस्चार्ज की गई बैटरी का उपयोग करने की आवश्यकता होने पर बूस्ट चार्जिंग का सहारा लिया जाता है। इस प्रकार, उपलब्ध समय और बैटरी के एसओसी के आधार पर एक लीड-एसिड बैटरी को उच्च धाराओं पर चार्ज किया जा सकता है। चूंकि आजकल फास्ट चार्जर उपलब्ध हैं, बूस्ट चार्जिंग आज परिचित है। आम तौर पर ऐसे बूस्ट चार्जर 100A पर चार्ज होने लगते हैं और 80A तक कम हो जाते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि तापमान 48-50 ^{डिग्री} सेल्सियस से अधिक नहीं होने देना चाहिए।

पल्स चार्जिंग

स्पंदित-वर्तमान चार्जिंग क्या है?

चार्जिंग बहुत कम अवधि के लिए की जाती है, यानी मिलीसेकंड (एमएस) में वर्तमान ऑन-टाइम, और एक निष्क्रिय अवधि (एमएस में ऑफ-टाइम) होती है। कभी-कभी डिस्चार्ज पल्स चार्ज से पहले भी हो सकता है।

ऑटोमोटिव लीड-एसिड कोशिकाओं के तेजी से चार्ज करने के लिए एक स्पंदित-वर्तमान तकनीक लागू की गई है। निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले गए हैं:

स्पंदित वर्तमान तकनीक अत्यधिक लाभकारी प्रभाव डाल सकती है।
यह रिचार्ज की दर में सुधार करता है।
यह लीड/एसिड बैटरी के चक्र-जीवन प्रदर्शन पर लाभकारी है, खासकर जब 100 एमएस से अधिक के ऑन-टाइम का उपयोग किया जाता है।
इसके अलावा, यह तकनीक उन कोशिकाओं को भी फिर से जीवंत कर सकती है जिन्हें लगातार चालू चार्जिंग के साथ साइकिल से चलाया गया है।
रिचार्जिंग समय को परिमाण के क्रम से कम किया जा सकता है, अर्थात ~ 10 घंटे से ~ 1 घंटा
चक्र जीवन को तीन से चार के कारक से बढ़ाया जा सकता है।

एक साइकिल वाली बैटरी (क्षमता = 80% प्रारंभिक मूल्य) के लिए स्पंदित-वर्तमान चार्जिंग के अनुप्रयोग से बैटरी की क्षमता में सुधार हो सकता है।
निरंतर चालू चार्जिंग के साथ डिस्चार्ज की उच्च दर पर Pb-Sb और Pb-Ca-Sn दोनों कोशिकाओं में समय से पहले क्षमता का नुकसान होता है।

अधिक जानकारी के लिए, पाठक लैम और ऊपर दिए गए अन्य लेखों को देख सकते हैं।

पनडुब्बी कोशिकाएं पल्स चार्जिंग का विषय रही हैं [14. मेल्विन जेम्स, जॉक ग्रुमेट, मार्टिन रोवन और जेरेमी न्यूमैन, जर्नल ऑफ पावर सोर्स 162 (2006) 878-883 879]। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला है कि

पल्स चार्जिंग से क्षमता में सुधार किया जा सकता है। यह क्षमता सुधार

नई अपेक्षाकृत नई कोशिकाओं के लिए नाटकीय था। लेकिन पुरानी कोशिकाओं (4-5 वर्ष पुरानी) के लिए क्षमता में सुधार प्राप्त करने से पहले 15 या अधिक पल्स चार्ज चक्रों की आवश्यकता थी।

पुरानी कोशिकाओं को गंभीर सल्फेशन का सामना करना पड़ा था, जिसे टूटने में अधिक चक्र लगते हैं।
कुछ सल्फेशन को उलटना असंभव है।
पल्स चार्जिंग के उपयोग ने यह भी संकेत दिया कि गैसिंग चार्ज को काफी हद तक कम किया जा सकता है।

बढ़ी हुई पल्स आवृत्ति के साथ गैस का विकास कम हो जाता है। यह ऑक्सीजन के विकास के साथ अधिक स्पष्ट है, जो पनडुब्बी बैटरी के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है जो सकारात्मक प्लेट जंग से ग्रस्त है क्योंकि गैस चार्जिंग के दौरान सकारात्मक प्लेट से ऑक्सीजन विकसित होता है।
एक सेल में पल्स चार्जिंग के आवेदन के बाद, पारंपरिक चार्ज रूटीन फिर से शुरू होने के बावजूद लाभकारी प्रभाव बना रहता है।

विशिष्ट पल्स चार्ज प्रोग्राम नीचे दिखाया गया है:

पल्स चार्जिंग का उपयोग समय के साथ सल्फेशन को बनने से रोकने में मदद कर सकता है। यदि शुरुआत से ही पल्स चार्जिंग का उपयोग किया जाए तो यह उचित चार्जिंग और रखरखाव के साथ कोशिकाओं में सल्फेशन बिल्डअप को कम करने में सक्षम हो सकता है। इस विधि से पहले से हो चुके सल्फेशन के संचय को उलट नहीं किया जा सकता है। यदि कोशिकाओं को लगातार बराबर या अधिक चार्ज किया जाता है, तो यह कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाता है, जिससे उनकी क्षमता और जीवन कम हो जाता है। Microtex अनुशंसा करता है कि आपकी बैटरियों के विशिष्ट गुरुत्व का नियमित रूप से परीक्षण किया जाए ताकि यह पता लगाया जा सके कि वे कितने समय तक चलेंगे, किसी भी कमजोर या विफल कोशिकाओं की पहचान करें, और उनके आवेश की स्थिति की पुष्टि करें। सल्फेशन बिल्डअप या चार्ज के असंतुलन की स्थिति में निम्नलिखित चरणों का पालन किया जा सकता है।

तेज़ या तेज़ चार्जिंग - बैटरी चार्जर

पच्चीस साल पहले, यह माना जाता था कि लेड-एसिड बैटरी को उच्च दरों पर चार्ज नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि सकारात्मक सक्रिय सामग्री को अपूरणीय क्षति होगी। यह माना जाता था कि फास्ट चार्जिंग के परिणामस्वरूप ग्रिड जंग और गैसिंग के अत्यधिक स्तर होंगे, जिसके परिणामस्वरूप वीआरएलए बैटरी जल्दी और तेजी से विफल हो जाएगी।

रैपिड चार्ज न केवल समय और ऊर्जा की बचत करने वाला साबित हो रहा है, बल्कि यह गैसिंग को भी खत्म करता है और रखरखाव को कम करता है। कोर्डेश ने पहली बार 1972 में सीलबंद Ni-Cd सेल के लिए फास्ट चार्जिंग का प्रस्ताव रखा था, [17. के. कोर्डेश, जे. इलेक्ट्रोकेम। Soc., 113 (1972) 1053] को बाद में 1993 में कनाडा में Norvik Technologies द्वारा VRLA बैटरी के लिए विकसित किया गया था।

उनके Minitcharger™ ने साबित कर दिया कि डीप-डिस्चार्ज्ड Ni-Cd बैटरियों का पुनर्भरण 5 से 10 मिनट [18] में किया जा सकता है। जेके नोर, यूएस पेटेंट 5,202,617(1993)]।

1990 के दशक के पहले भाग में, वेलेरियोट, नोर, और एटेल ऑफ़ कॉमिन्को, कनाडा ने इस तकनीक को पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी [19. ईएम वेलेरियोट, जे। नोर, वीए एटेल, प्रोक। पांचवां अंतर्राष्ट्रीय लीड-एसिड बैटरी संगोष्ठी, विएना, वीए, यूएसए, 17-19 अप्रैल 1991, पीपी 93-122]. वर्ष 1994 में, वेलेरियोट, चांग और जोचिम ने साबित किया कि यह प्रक्रिया पतली प्लेट वाली VRLA बैटरी के लिए भी उपयुक्त थी [ M. Valeriote, TG Chang, DM Jochim, Proc. अनुप्रयोगों और अग्रिमों पर 9 वें वार्षिक बैटरी सम्मेलन का, लॉन्ग बीच, सीए, यूएसए, जनवरी 1994, पीपी. 33-38 ] ।

नब्बे के दशक की शुरुआत से ही इस तकनीक को सभी प्रकार की ट्रैक्शन बैटरियों पर लागू किया गया है [20. के. नोर और जेएल वोग्ट, प्रोक। आवेदन और अग्रिमों पर 13 वां वार्षिक बैटरी सम्मेलन, जनवरी 13-16, 1998, लॉन्ग बीच, सीए, 191-197]।

निम्नलिखित दो प्रकार की डीप-साइक्लिंग हाइब्रिड लेड/एसिड बैटरी पर बहुत तेज़ चार्जिंग के प्रभावों का अध्ययन 1994 में एक मिनिटचार्जर (नॉरविक ट्रैक्शन इंक, कनाडा) [21] का उपयोग करके किया गया था। टीजी चांग, ईएम वेलेरियोट और डीएम जोकिम, जे। पावर स्रोत 48 (1994) 163-175]।

बाढ़ वाली हाइब्रिड बैटरी (इस काम में “एपी” के रूप में संदर्भित) में 4.7% के एंटीमोनियल मिश्र धातु से बने सकारात्मक ग्रिड और उच्च कैल्शियम-कम-टिन मिश्र धातु (पीबी- 0.1 wt.% सीए) से बने विस्तारित प्रकार के नकारात्मक ग्रिड थे। -0.3wt.% एसएन)। पीएएम वजन ~ 800 ग्राम था, और एनएएम ~ 540 ग्राम प्रत्येक कोशिका में। यह डीप-डिस्चार्ज प्रकार था और इसकी क्षमता 80 आह ₂₀ , 54.4 आह ₅ और 50.9 आह ₃ थी)

ग्रेविटी कास्ट पॉजिटिव ग्रिड वाली वाल्व-विनियमित बैटरियां कम सुरमा मिश्र धातु (Pb -1.5wt.% Sb-0.3wt.% Sn (इस काम में “ST” बैटरी के रूप में संदर्भित) से बनाई गई थीं। कॉन्फ़िगरेशन 5P + 6N था नकारात्मक ग्रिड Pb-O.12wt. %Ca-O.4wt.% Sn मिश्र धातु से डाले गए थे। ये बैटरी डीप-साइक्लिंग अनुप्रयोगों के लिए थीं। बैटरी की क्षमता 54.5 आह थी₅ और 52.5 आह ₃

यह पाया गया कि 5-मिनट/50%-रिचार्ज और 15-मिनट/80%-रिचार्ज दरों को काफी स्वीकार्य तापमान वृद्धि के साथ, बाढ़ वाली बैटरी के मामले में प्राप्त किया जा सकता है। 80% गहराई के निर्वहन के बाद, गर्मी का प्रमुख स्रोत ओमिक था जब चार्ज के पहले 40% बहुत उच्च दर, 300 ए (5 से 6 सी ₃ एम्पीयर) पर लौटा। तापमान बैटरी के भीतर असमान रूप से वितरित किए गए थे। इसके बाद, गैर-ओमिक ध्रुवीकरण उत्तरोत्तर अधिक महत्वपूर्ण हो गया। हाइब्रिड पुनर्संयोजन बैटरी के लिए, ऑक्सीजन चक्र चार्ज के बाद के चरणों के दौरान गर्मी का एक बड़ा स्रोत है, विशेष रूप से पिछली गैर-एंटीमोनियल बैटरी की तुलना में जिनकी जांच की गई है [21 टीजी चांग, ईएम वेलेरियोट और डीएम जोचिम, जे। पावर स्रोत 48 (1994) 163-175]।

बाढ़ और VRLA बैटरी की फास्ट चार्जिंग

तालिका 6.

[21. टीजी चांग, ईएम वेलेरियोट और डीएम जोकिम, जे। पावर स्रोत 48 (1994) 163-175]।]

	बाढ़ आ गई बैटरी	वाल्व-विनियमित बैटरी
5-मिनट/50%-रिचार्ज और 15-मिनट/80%-रिचार्ज दरें	हां	हां
तापमान बढ़ना	स्वीकार्य	स्वीकार्य
गर्मी का स्रोत	ओमिक (शुल्क का 40% तक)	चार्ज के बाद के चरणों के दौरान ऑक्सीजन चक्र गर्मी का एक बड़ा स्रोत है
चार्ज	2.45 वी/सेल (14.7 वी/बैटरी) के निरंतर प्रतिरोध-मुक्त वोल्टेज पर चार्ज किया गया	2.45 वी/सेल (14.7 वी/बैटरी) के निरंतर प्रतिरोध-मुक्त वोल्टेज पर चार्ज किया गया
वर्तमान	250 से 300 ए (5 से 6 सी3 एम्पीयर)	250 से 300 ए (5 से 6 सी3 एम्पीयर)
शुरुआती 3 मिनट में	वीआरबी से 1 वी अधिक
वर्तमान कम करना	चार्ज करने के 3 मिनट के बाद 300-ए के स्तर से गिरावट शुरू हुई	चार्ज करने के 3 मिनट के बाद 300-ए के स्तर से गिरावट शुरू हुई
तापमान	उच्च ओमिक ताप और तापमान में वृद्धि की उच्च दर; 4 मिनट . के बाद घटने लगा	4 मिनट की चार्जिंग के बाद ही करंट कम होना शुरू हुआ, और यह बाकी चार्जिंग अवधि के दौरान फ्लडेड टाइप के मुकाबले ज्यादा था।
		जब वीआर बैटरी के लिए करंट कम हुआ, तो तापमान बढ़ने की दर अधिक हो गई। 6 मिनट के बाद, हालांकि तापमान अभी भी बढ़ रहा था, वृद्धि की दर घटने लगी। लगभग 20 मिनट की चार्जिंग के बाद ही तापमान में धीमी गिरावट शुरू हुई; उसी निरंतर प्रतिरोध-मुक्त वोल्टेज के साथ, वीआर बैटरी ने एक उच्च धारा को स्वीकार किया, जिससे और भी अधिक गर्मी उत्पन्न हुई। अकेले पानी के अपघटन के लिए लगभग 40% की तुलना में, ऑक्सीजन चक्र पर खर्च की गई ऊर्जा पूरी तरह से (100%) गर्मी में परिवर्तित हो जाती है।

चित्र 17. चार्जिंग: वी _{रेफरी} =2.45 वी/सेल; करंट, I, =3OO अधिकतम; डीओडी = 80%। [21. टीजी चांग, ईएम वेलेरियोट और डीएम जोकिम, जे। पावर स्रोत 48 (1994) 163-175।]

फ्लड और VRLA बैटरी की फास्ट चार्जिंग की तुलना।

तालिका 7. MinitCharger® . के साथ बैटरी लाइफ

[22. के. टोमैंट्सचगर, ईवी वेलेरियोट, जेएस क्लारचुक, टीजी चांग, एमजे देवर, वी। फेरोन, और डीएम जोकिम, प्रो। 13आवेदन और अग्रिम पर वां वार्षिक बैटरी सम्मेलन , जनवरी 13-16, 1998, लॉन्ग बीच, सीए, 173-178।]

बैटरी प्रकार	बैटरी साइकिल लाइफ
	पारंपरिक बैटरी चार्जर	मिनिटचार्जर®	स्रोत
Ni-Cd सेल, टाइप करें A	500	1400	आईएनसीओ(1989)
Ni-Cd सेल, टाइप B	450	1900	आईएनसीओ(1996)
नी-एमएच सेल, टाइप ए	400	1600	आईएनसीओ (1996)
नी-एमएच सेल, टाइप बी	1500	4000 . से अधिक	आईएनसीओ (1996)
लीड एसिड ट्रैक्शन बैटरी, VRLA टाइप	250	1500	COMINCO (1997)

चांग और जोकिम ने भी इसी तरह के परिणाम प्राप्त किए हैं। उन्होंने 12V VRLA बैटरी (सर्पिल घाव प्रकार) को पारंपरिक-चार्ज और रैपिड-चार्ज साइकलिंग परीक्षणों के अधीन किया [21. टीजी चांग, ईएम वेलेरियोट और डीएम जोकिम, जे। पावर स्रोत 48 (1994) 163-175। 23. चांग, टीजी, जोचिम, डीएम, जे। पावर स्रोत, 91 (2000) 177-192]। पारंपरिक चार्ज शासन के लिए चक्र जीवन 250 चक्र और रैपिड-चार्ज शासन के लिए 1000 चक्र था।

बहुत तेजी से चार्ज को बड़ी सफलता मिली है और इसके परिणामस्वरूप उच्च जीवन प्राप्त हुआ है। एक सर्वेक्षण से पता चला है कि कॉमिन्को रिसर्च टीम [22. के. टोमैंट्सचगर, ईवी वेलेरियोट, जेएस क्लारचुक, टीजी चांग, एमजे देवर, वी। फेरोन, और डीएम जोचिम, प्रोक। 13वां आवेदन और अग्रिम पर वार्षिक बैटरी सम्मेलन, जनवरी 13-16, 1998, लॉन्ग बीच, सीए, 173-178।] 5 मिनट, 15 मिनट में 80% और 30 मिनट में 100%। इस संबंध में, वीआरएलएबी का प्रदर्शन बाढ़ वाली एसएलआई बैटरी से बेहतर है।

परंपरागत रूप से चार्ज किए गए सकारात्मक सक्रिय सामग्री को बड़े कणों और कई बड़े छिद्रों की विशेषता है। तेजी से चार्ज की गई प्लेटों में कोई बड़े कण, छिद्र या रिक्तियां नहीं देखी गईं। परंपरागत रूप से चार्ज की गई प्लेटों ने पीएएम के 2 एम ² / जी सतह क्षेत्र का प्रदर्शन किया और 900 चक्रों के बाद भी 3 मीटर ² / जी के उच्च वर्तमान प्रदर्शित सतह क्षेत्र मूल्य पर चार्ज किया गया [22. के. टोमैंट्सचगर, ईवी वेलेरियोट, जेएस क्लारचुक, टीजी चांग, एमजे देवर, वी। फेरोन, और डीएम जोचिम, प्रोक। आवेदन और अग्रिम पर 13 वां वार्षिक बैटरी सम्मेलन, जनवरी 13-16, 1998, लॉन्ग बीच, सीए, 173-178 ] ।

बाद के मामले में पीएएम केवल धीरे-धीरे विस्तारित हुआ और परिणामस्वरूप विभाजक और नकारात्मक प्लेट पर कम दबाव डाला गया, इस प्रकार विभाजक और एनएएम घनत्व में शॉर्ट्स के माध्यम से “सोखने” के जोखिम को कम किया गया। फास्ट चार्ज का नाटकीय प्रभाव यह है कि जीवन चक्र परीक्षण के अधीन 12V/50Ah सर्पिल घाव VR LAB (जब 10h और 15 मिनट चार्ज व्यवस्था के तहत परीक्षण किया जाता है) पारंपरिक रूप से चार्ज की गई बैटरी केवल 250 चक्र (प्रारंभिक क्षमता का 80% तक) दे सकती है जबकि फास्ट चार्ज व्यवस्था के तहत वे लगभग चार गुना अधिक साइकिल दे सकते हैं।

पारंपरिक और तेज चार्ज प्लेटों के PAM और NAM के SEM चित्र

इसी तरह का परिणाम पीटी मोसले [जर्नल ऑफ पावर सोर्सेज 73 _1998. 122-126] ALABC-CSIRO प्रोजेक्ट नं। एएमसी-009)। VRLA बैटरियों की उच्च दर वाली बैटरी चार्जिंग एक सुई जैसी आदत की विशेषता वाले उच्च सतह क्षेत्र के रूप में सकारात्मक सक्रिय सामग्री को पुनर्स्थापित करती है और जब बैटरी को कम दरों पर रिचार्ज किया जाता है तो सकारात्मक सक्रिय सामग्री बड़े कण बनाती है।

बैटरी चार्जर आरेख

आप बैटरी चार्जर को बैटरी पर कब तक छोड़ सकते हैं?

यह दो कारकों पर निर्भर करता है:

चार्जर लाइव है या नहीं?
क्या चार्जर में इंटरमिटेंट रिफ्रेशिंग चार्ज देने का प्रावधान है?

यदि चार्जर बंद है, तो शायद चार्जर से जुड़ी बैटरी को छोड़ने में कोई हानि नहीं है, बशर्ते चार्ज के किसी भी हिस्से में कोई खराबी न हो, जैसे चार्जर की ओर जाने वाले एसी तारों का गलत कनेक्शन।

हालांकि, यदि चार्जर चालू है, तो बैटरी को अधिमानतः डिस्कनेक्ट कर देना चाहिए ताकि अधिक चार्ज करने के हानिकारक प्रभाव बैटरी के जीवनकाल को कम न करें।

यदि चार्जर में रुक-रुक कर रिफ्रेशिंग चार्ज देने का प्रावधान है, तो चार्जर से जुड़ी बैटरी को छोड़ सकते हैं। यह बैटरी को पूरी तरह चार्ज स्थिति में बनाए रखने में मदद करेगा और बैटरी की आवश्यकता होने पर किसी भी समय उपयोग किया जा सकता है।

कार बैटरी चार्जर कैसे काम करता है?

ऑटोमोटिव इलेक्ट्रिक सिस्टम में निम्नलिखित घटक होते हैं:

स्टार्टिंग, लाइटिंग और इग्निशन सिस्टम (एसएलआई सिस्टम) में मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल दोनों घटक/उपकरण होते हैं जो इंजन को क्रैंक करने और वाहन को अच्छे संचालन में रखने के लिए एक साथ काम करते हैं।

प्रमुख घटक हैं:

इग्निशन बटन
12V या 24V की बैटरी।
संबंधित घटकों के साथ उच्च टोक़ डीसी स्टार्टर मोटर (या क्रैंकिंग मोटर)
अल्टरनेटर-रेक्टिफायर व्यवस्था
वोल्टेज नियंत्रक या नियामक (कट-आउट और कट-इन रिले)

जब चालक इग्निशन स्विच को चालू करता है, तो बैटरी से स्टार्टर मोटर में एक नियंत्रण सर्किट के माध्यम से भारी धारा प्रवाहित होती है और स्टार्टर मोटर पहियों को घुमा सकती है और इसलिए वाहन चलना शुरू हो जाता है।

स्टार्टर मोटर का उद्देश्य इंजन को कुछ गति प्राप्त करने में मदद करना है ताकि वह काम कर सके। इसलिए स्टार्टर इंजन को कार चलाने के लिए इच्छित गति प्राप्त करने में मदद करता है। यह हो जाने के बाद, स्टार्टर उपयोगी नहीं रह जाता है और इस प्रकार बंद हो जाता है।

स्वचालित बैटरी चार्जर में, चार्ज के तहत बैटरी के वोल्टेज को समझने के लिए एक वोल्टेज सेंसर सर्किट शामिल किया जाता है। जब बैटरी वोल्टेज आवश्यक इष्टतम स्तर तक पहुंच जाता है तो चार्जर स्वचालित रूप से बंद हो जाता है।

बैटरी पॉजिटिव टर्मिनल से पावर्ड होने वाले कंपोनेंट तक सिंगल केबल के साथ करंट प्रवाहित होता है, और कार के मेटल बॉडी (जिसे अर्थ बनाया जाता है, बैटरी का नेगेटिव टर्मिनल कार की बॉडी से जुड़ा होता है) के जरिए बैटरी में वापस जाता है। शरीर एक मोटी केबल द्वारा बैटरी के अर्थ टर्मिनल (नकारात्मक टर्मिनल) से जुड़ा होता है।

बैटरी द्वारा स्टार्टर मोटर को आपूर्ति की जाने वाली धारा बैटरी की क्षमता का 3 से 4 गुना 150 से 400 एम्पीयर है)। यानी बैटरी स्टार्टर मोटर को 3C से 4C एम्पीयर की करंट सप्लाई करती है। इसलिए, इस करंट को ले जाने वाली केबल को कम से कम वोल्टेज ड्रॉप के लिए पर्याप्त रूप से डिज़ाइन किया जाना चाहिए। ऑटोमोबाइल इग्निशन सिस्टम के दो मुख्य कार्य पर्याप्त वोल्टेज का उत्पादन करना है ताकि यह आसानी से जलती हुई हवा/ईंधन मिश्रण के लिए एक चिंगारी बना सके और दूसरा यह स्पार्क के समय पर नियंत्रण रखता है और इसे उपयुक्त सिलेंडर तक पहुंचाता है। एक विशिष्ट ऑटोमोबाइल इग्निशन सिस्टम 12-वोल्ट स्रोत से 20000 वोल्ट और 50000 वोल्ट के बीच कहीं वोल्टेज उत्पन्न करता है।

बैटरी का आकार कार की क्षमता के साथ बदलता रहता है। इस प्रकार, मारुति 800 या ऑल्टो जैसी छोटी कार के लिए, 12 वी/33 आह बैटरी का उपयोग किया जाता है, जबकि टाटा या बेंज ट्रक के लिए 12 वी या 24 वी/180 आह बैटरी का उपयोग किया जाता है।

जब इंजन काम कर रहा होता है तो एक ऑटोमोबाइल चार्जिंग सिस्टम आम तौर पर 13.5 और 14.4 वोल्ट के बीच वोल्टेज उत्पन्न करता है। यह ऑटोमोबाइल लाइट, म्यूजिक सिस्टम, हीटर, इंजन इलेक्ट्रिकल सिस्टम के संचालन के लिए विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है। बहुत पहले, ऑटोमोबाइल में डीसी जनरेटर का उपयोग किया जाता था। 60 के दशक की शुरुआत में, अल्टरनेटर-रेक्टिफायर सिस्टम ने डीसी जनरेटर को दूसरे पर इसके फायदे के कारण बदल दिया। लेकिन इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रगति के साथ, सभी कारें एक अल्टरनेटर-रेक्टिफायर व्यवस्था का उपयोग करती हैं (एसी उत्पन्न होता है और डीसी में परिवर्तित होता है।)

स्पार्क इग्निशन इंजन में, संपीड़न स्ट्रोक के अंत में संपीड़ित वायु-ईंधन मिश्रण को प्रज्वलित करने के लिए एक उपकरण की आवश्यकता होती है। इग्निशन सिस्टम इस आवश्यकता को पूरा करता है। यह विद्युत प्रणाली का एक हिस्सा है जो आवश्यक वोल्टेज पर विद्युत प्रवाह को स्पार्क प्लग तक पहुंचाता है जो सही समय पर चिंगारी उत्पन्न करता है। इसमें एक बैटरी, स्विच, वितरक इग्निशन कॉइल, स्पार्क प्लग और आवश्यक वायरिंग शामिल हैं।

एक कम्प्रेशन इग्निशन इंजन, यानी डीजल इंजन को किसी इग्निशन सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि, कंप्रेशन स्ट्रोक के अंत में डीजल को उच्च तापमान पर संपीड़ित हवा में इंजेक्ट किए जाने पर ईंधन-वायु मिश्रण का स्व-प्रज्वलन होता है।

बैटरी को खत्म होने से बचाने के लिए, निर्माता वोल्टेज रेगुलेटर/कट-आउट लगाते हैं। यह बैटरी से जनरेटर को कनेक्ट/डिस्कनेक्ट करता है।

जब जनरेटर का आउटपुट बैटरी वोल्टेज से कम होता है, तो यह जनरेटर को बैटरी से डिस्कनेक्ट कर देता है। इसके विपरीत, जब आउटपुट अधिक होता है, तो यह जनरेटर को वापस बैटरी से जोड़ता है। इस प्रकार, यह बैटरी को धीमी इंजन गति पर डिस्चार्ज होने से रोकता है। जब बैटरी टर्मिनल वोल्टेज लगभग 14.0 से 14.4 V तक पहुंच जाता है। कट-आउट रिले बैटरी को चार्जिंग सर्किट से डिस्कनेक्ट कर देता है।

क्या मैं बैटरी चार्जर के साथ कार स्टार्ट कर सकता हूँ?

यदि कोई मौजूदा बैटरी के साथ वाहन को शुरू नहीं कर सकता है, तो चार्जर से उपयुक्त डीसी वोल्टेज की आपूर्ति की जा सकती है, जैसे कि वे किसी अन्य समान बैटरी के टर्मिनल थे। यह ठीक वैसे ही है जैसे किसी वाहन को जम्प-स्टार्ट से स्टार्ट करना। इस काम को करने से पहले उचित सावधानियां बरतनी चाहिए। किसी पेशेवर की मदद लेनी चाहिए।

एप्लिकेशन के आधार पर सबसे अच्छे चार्जर कौन से हैं?

इन्वर्टर बैटरी चार्जर

इनवर्टर विद्युत/इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं जो घरों या छोटे प्रतिष्ठानों की जरूरतों को पूरा करने के लिए डीसी को बैटरी से एसी में परिवर्तित करते हैं। रेक्टिफायर रिवर्स फंक्शन करता है। यानी रेक्टिफायर एसी को डीसी में बदलता है। डीसी एक प्रकार का विद्युत प्रवाह है जो बैटरी को चार्ज करने और कुछ उपकरणों को संचालित करने के लिए आवश्यक है।

होम इनवर्टर में आम तौर पर अलग-अलग घरों की बिजली आवश्यकताओं के आधार पर एक या दो 12 वी बैटरी होती है।

निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस) एक समान उपकरण है, लेकिन मुख्य बिजली की विफलता और यूपीएस द्वारा फिर से शुरू होने के बीच का समय तत्काल (शून्य-समय की देरी) है, जबकि एक इन्वर्टर में समय की देरी 10-20 मिलीसेकंड है। कुछ उत्पादन इकाइयों और बैंकों में, इस देरी से ग्राहकों और बैंकरों को भारी नुकसान और शर्मिंदगी होगी। उदाहरण के लिए, होम डेस्कटॉप कंप्यूटर में, इन्वर्टर से कनेक्ट होने पर स्क्रीन ब्लैकआउट हो जाएगी, जबकि यूपीएस के मामले में आपको पावर आउटिंग का अनुभव नहीं होता है।

जैसा कि हम अच्छी तरह से जानते हैं कि अगर बैटरियों को 14.4 V प्रति 12 V बैटरी से अधिक वोल्टेज पर चार्ज किया जाता है, तो टर्मिनलों और कनेक्टरों के आसपास जंग उत्पाद के निर्माण के अलावा, अप्रिय गंध वाले धुएं और अवांछित सड़े हुए अंडे की गंध बैटरी से निकलेगी। जो उपयोगकर्ताओं के लिए असुविधाजनक हो सकता है, इसलिए, इन बैटरियों को लगभग 14.0 V से अधिक के ऑन-चार्ज वोल्टेज प्राप्त करने की अनुमति नहीं है और पसंदीदा सेटिंग मान 13.8 V है। कम चार्ज वोल्टेज के कारण, इलेक्ट्रोलिसिस के कारण पानी की हानि भी होती है। कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप स्वीकृत पानी के साथ दो टॉप-अप के बीच लंबा अंतराल होता है। और फिल्टर के साथ फुल-वेव रेक्टिफिकेशन एक अच्छा अतिरिक्त है।

कारों के लिए बैटरी चार्जर

ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रिकल सिस्टम ऑनबोर्ड एसएलआई बैटरी की चार्जिंग का ख्याल रखता है। जैसा कि संशोधित चार्जिंग निरंतर संभावित चार्जिंग के तहत चर्चा की गई है, सिस्टम में प्रारंभिक वृद्धि को स्वीकार्य सीमा के भीतर रखने के लिए श्रृंखला में एक प्रतिरोध शामिल है। 12 वी बैटरी के लिए अधिकतम चार्जिंग वोल्टेज 14.0 से 14.4 वी है। एसएलआई बैटरी एक उथली साइकिल वाली बैटरी होने के कारण जब भी वोल्टेज पूर्व निर्धारित स्तर पर आता है तो चार्ज प्राप्त होता है।

चार्ज करने के लिए, बैटरी को डायोड नामक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के माध्यम से अल्टरनेटर के स्टेटर से जोड़ा जाता है, जो केवल एक दिशा में प्रवाह की अनुमति देता है, यानी स्टेटर से बैटरी तक करंट और अल्टरनेटर के निष्क्रिय होने पर विपरीत दिशा में नहीं। .

इसलिए, यह बैटरी पैक के अवांछित निर्वहन को रोकता है।

कटआउट रिले चार्जिंग सिस्टम और बैटरी के बीच एक सर्किट ब्रेकर के रूप में कार्य करता है जब अल्टरनेटर कोई करंट उत्पन्न नहीं कर रहा होता है। यदि जनरेटर काम नहीं कर रहा है या बहुत कम गति से चल रहा है तो यह बैटरी को डिस्चार्ज होने से रोकता है।

बैटरी के पुराने संस्करणों में समय-समय पर पानी जोड़ना एक रखरखाव की आवश्यकता है। लेकिन, उन्नत बैटरियों में गैस का स्तर कम होता है और पानी की मिलावट लगभग समाप्त हो जाती है, या 12 से 18 महीनों में एक बार।

स्थिर अनुप्रयोगों के लिए बैटरी चार्जर

एक स्थिर बैटरी कई प्रतिष्ठानों में आपातकालीन बिजली आपूर्ति का स्रोत है, जहां बिजली की आपूर्ति में एक सेकंड के अंश के लिए भी ब्रेक सहनीय नहीं है। बड़े बैटरी इंस्टालेशन जिन्हें बिजली की आपूर्ति के लिए केवल बहुत कम समय के लिए बुलाया जाता है, उन्हें स्थिर या स्टैंडबाय या आपातकालीन बिजली आपूर्ति कहा जाता है। उनका उपयोग उपयोगिता, स्विचगियर और अन्य औद्योगिक वातावरण में किया जाता है। ऐसी बैटरियों का उपयोग प्रारंभिक अवधि के लिए बिजली प्रदान करने के लिए किया जाता है जब तक कि वे एक जनरेटर शुरू नहीं कर सकते ताकि यह कार्य को संभाल सके।

यद्यपि इस एप्लिकेशन के लिए कई प्रकार की लेड-एसिड बैटरी (फ्लैट प्लेट बैटरी, प्लांट बैटरी, शंक्वाकार प्लेट बैटरी, आदि) और निकल-कैडमियम (Ni-Cd) बैटरी उपलब्ध हैं, अधिकांश उपयोगकर्ता फ्लडेड प्रकार की ट्यूबलर स्थिर बैटरी पसंद करते हैं , विशेष रूप से, इस उद्देश्य के लिए OPzS प्रकार।

एक स्थिर बैटरी बैंक की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता सामान्य मुख्य विफलता के मामले में बैटरी की बिजली की तत्काल आपूर्ति है। इस वजह से बैटरी हमेशा रेडी-टू-एक्ट फुल चार्ज कंडीशन में होनी चाहिए। इसलिए, चार्जिंग सिस्टम महत्व प्राप्त करता है। इसकी निर्भरता बहुत महत्वपूर्ण है।

इन बैटरियों को निरंतर संभावित मोड द्वारा फ्लोट-चार्ज किया जाता है। वे 24, 48, 72, 120 और 130 वी के वोल्टेज समूहों में आते हैं। क्षमता 40 आह से लेकर कुछ हजार-एम्पीयर घंटे तक हो सकती है।

6 से 50 एम्पीयर डीसी। अंतर्निहित अलार्म उच्च डीसी वोल्टेज, कम डीसी वोल्टेज, सकारात्मक और नकारात्मक जमीनी दोष, और निर्वहन के अंत के लिए शामिल हैं। औद्योगिक बैटरी चार्जर में डिजिटल नियंत्रण और एक एलसीडी डिस्प्ले है। कई सुरक्षा विशेषताएं शामिल हैं जैसे सभी फील्ड टर्मिनलों पर वायर सुरक्षा और पूर्ण एसी इनपुट और डीसी आउटपुट सुरक्षा

बैटरी चार्जर ख़रीदने के लिए आसान दिशानिर्देश

बैटरी चार्जर चुनने के लिए निम्नलिखित दिशानिर्देश हैं:

चार्ज की जाने वाली बैटरी के वोल्टेज को जानें। एक लेड-एसिड सेल के लिए, प्रत्येक सेल के लिए संतोषजनक और सामान्य चार्जिंग के लिए 3 वोल्ट की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, 12 वी बैटरी के लिए, टर्मिनलों पर 20 वी डीसी आउटपुट वाला चार्जर खरीदें।

एम्पीयर विवरण (यानी, करंट) पर आते हैं: बैटरी लेबल से, बैटरी की क्षमता का पता लगाएं। यदि क्षमता 10 घंटे की दर से 100 आह है, तो 10% वर्तमान उत्पादन पर्याप्त है। तो, 10 ए चार्जर का सुझाव दिया गया है। लेकिन आप 15A चार्जर भी ले सकते हैं; तो लागत अधिक होगी। इसका फायदा यह है कि बैटरी को कम समय में चार्ज किया जा सकता है। बैटरी प्रारंभिक अवधियों में उच्च धाराओं को अवशोषित कर सकती हैं। तो, आप इसे पहले 50% इनपुट के लिए 15 ए पर चार्ज कर सकते हैं और फिर करंट को सामान्य 10 %.

चार्जर एक डिजिटल या एनालॉग वोल्टमीटर और एमीटर से लैस हो सकता है। एक अतिरिक्त सुविधा डिजिटल एएच मीटर होगी। इसके अलावा, रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन को जोड़ा जा सकता है। इससे बैटरी और चार्जर दोनों सुरक्षित रहेंगे।
फिल्टर के साथ एक फुल-वेव रेक्टिफायर बैटरी से लंबा जीवन प्राप्त करने के लिए अच्छा है। ऐसा चार्जर कम एसी तरंग उत्पन्न करेगा और इसलिए चार्जिंग के दौरान सकारात्मक ग्रिड और इलेक्ट्रोलाइट के तापमान में वृद्धि का क्षरण कम होगा।
संक्षेप में, 12 वी/100 एएच बैटरी के लिए, डिजिटल मीटर के साथ 20 वी/10 एम्पीयर पर रेट किया गया चार्जर और फुल-वेव रेक्टिफिकेशन और रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन वाले फिल्टर एक अच्छी खरीद है।

ट्रेनों के लिए बैटरी चार्जर

[संदर्भ: एसजी टीएल और एसी कोचों की 25 kW/4.5kW इलेक्ट्रॉनिक रेक्टिफायर कम रेगुलेटर यूनिट (ERRU) पर हैंडबुक, सितंबर 2019। “सामान्य सेवाएं: ट्रेन लाइटिंग”, इंस्टीट्यूशन ऑफ रेलवे इलेक्ट्रिकल इंजीनियर्स (IREE), भारत सरकार द्वारा, रेल मंत्रालय, सितंबर 2010।]

आप जहां भी जाते हैं बिजली की आवश्यकता होती है और रेलवे के डिब्बों में रोशनी और पंखे चलाने की छूट नहीं है। वातानुकूलित (एसी) डिब्बों के लिए, कोच के अंदर लगे एयर कंडीशनिंग इकाइयों को चलाने के लिए काफी अच्छी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है।

बिजली उत्पन्न करने के पारंपरिक तरीकों में से एक है, कम वोल्टेज की स्थिति के दौरान कोच को बिजली खिलाने के लिए समानांतर से जुड़ी पर्याप्त एम्पीयर-घंटे क्षमता की बैटरी के साथ रेलवे कोचों के एक्सल द्वारा संचालित अल्टरनेटर का उपयोग करना। इस प्रकार के कोचों को “सेल्फ-जेनरेटिंग (एसजी)” कोच कहा जाता है।

इन एसजी कोचों में, मैग्नेटिक एम्पलीफायर-नियंत्रित रेक्टिफायर कम रेगुलेटर यूनिट्स (आरआरयू) का उपयोग शुरू में अल्टरनेटर के एसी आउटपुट को डीसी में बदलने और अल्टरनेटर के फील्ड करंट के नियमन के माध्यम से उत्पन्न डीसी वोल्टेज को नियंत्रित / नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। यह गैर-पीढ़ी की अवधि के दौरान बैटरी से अल्टरनेटर में करंट के रिवर्स फ्लो को भी रोकता है।

इस रेक्टिफाइड और रेगुलेटेड डीसी पावर का इस्तेमाल कोच के अंदर विभिन्न इलेक्ट्रिकल उपकरण और एक्सेसरीज को संचालित करने और बैटरी चार्ज करने के लिए किया जाता है।

110 वी/120 एएच ₁₀ क्षमता की लेड एसिड बैटरियों को ब्रॉड गेज (बीजी) डिब्बों में 3 सेल मोनोब्लॉक इकाइयों से अंडरस्लंग बॉक्स में व्यवस्थित किया जाता है। उत्पादन विफल होने की स्थिति में, बिजली प्राप्त करने के लिए कोच को आसन्न कोच से जोड़ने के लिए प्रत्येक छोर की दीवार पर बीजी के लिए चार आपातकालीन फीड टर्मिनल बॉक्स और एमजी कोच के लिए एक नंबर प्रदान किया जाता है।

बाहरी स्रोत से बैटरी चार्ज करने की सुविधा के लिए अंडर फ्रेम के प्रत्येक तरफ एक नंबर का आपातकालीन टर्मिनल बॉक्स केंद्रीय रूप से प्रदान किया जाता है। (उदाहरण के लिए, जब ट्रेन रेलवे जंक्शन प्लेटफॉर्म पर निष्क्रिय हो)। बीजी एसी कोचों के लिए 18 kW/25 kW ब्रशलेस अल्टरनेटर का उपयोग किया जाता है। एसी-2 टियर/एसी-3 टियर/चेयर कारों में ऐसे दो अल्टरनेटर का उपयोग किया जाता है और फर्स्ट एसी कोच में केवल एक अल्टरनेटर का उपयोग किया जाता है। 10 घंटे की रेटिंग पर 800/1100 Ah क्षमता की बैटरियों का उपयोग BG कोचों के I AC/AC-2 Tier/AC-3 टियर/चेयर कार में किया जाता है।

यद्यपि भारत में पहली ट्रेन ने 16 अप्रैल ¹⁸⁸³ को बोरी बंदर (अब मुंबई सीएसटी का नाम बदलकर) से ठाणे तक 400 लोगों के साथ 34 किमी की यात्रा की, मैसर्स द्वारा अग्रणी धुरी संचालित डायनेमो के माध्यम से ट्रेन लाइटिंग सिस्टम (टीएल)। जे. स्टोन एंड कंपनी 1930 में ही भारतीय रेलवे में आई थी। डायनेमो / ब्रशलेस अल्टरनेटर एक्सल से फ्लैट / ‘वी’ बेल्ट के माध्यम से संचालित होते हैं, जब ट्रेन चलती है तो लोड की आपूर्ति करती है और बैटरी चार्ज करती है। प्लेटफॉर्म और अन्य जगहों पर ट्रेन के निष्क्रिय होने पर बैटरी लोड की आपूर्ति करती है।

ट्रेन की रोशनी के लिए निम्नलिखित प्रणालियाँ वर्तमान में उपयोग में हैं –

1) एक्सल चालित प्रणाली 110 वी डीसी आपूर्ति पर काम कर रही है।

2) 415 वी, 3 फेज जनरेशन एसी 110 वी उपयोग के साथ मध्य पीढ़ी।

3) 3 चरण 415 वी पीढ़ी और एसी 110 वी उपयोग के साथ पीढ़ी पर समाप्त

4) 3 चरण 750 वी पीढ़ी और एसी 110 वी उपयोग के साथ पीढ़ी पर समाप्त

बनाए जा रहे सभी डिब्बों में केवल 110 वोल्ट का सिस्टम है। 24 वी सिस्टम में संचालित कोचों को पहले ही 110 वी सिस्टम में बदल दिया गया है।

अल्टरनेटर की विभिन्न रेटिंग के लिए ईआरआरयू के डीसी आउटपुट टर्मिनलों पर मानक रेटिंग नीचे दी गई है:

(i) 25 kW, 130V, 193A

(ii) 4.5 किलोवाट 128.5 वी 35ए

ERRU को कोच के अंडरफ्रेम में लगाया गया है और इसे -5 डिग्री से 55 डिग्री सेल्सियस और 98% सापेक्षिक आर्द्रता के तापमान में संतोषजनक ढंग से काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सेवा कंपन और शंटिंग झटके का सामना करने के लिए भारी धूल भरे क्षेत्र में काम करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है।

विद्युत संचरण वी-बेल्ट के माध्यम से होता है। कुल 12 नग (प्रत्येक तरफ 6) और 4 नग। एसी और टीएल अल्टरनेटर पर क्रमशः सी-122 आकार के (केवल एक तरफ) दिए गए हैं। अल्टरनेटर की गति 0 से 2500 RPM तक भिन्न होती है। कोच के पहिये का व्यास 915 मिमी है जब नया और 813 मिमी जब पूरी तरह से पहना जाता है, तो कट-इन गति और पूर्ण आउटपुट के लिए न्यूनतम गति (एमएफओ) के अनुरूप किमी / घंटा में ट्रेन की गति की गणना करने के लिए नए पहिया व्यास पर विचार किया जाएगा। अल्टरनेटर की गति।

इलेक्ट्रॉनिक रेक्टिफायर कम रेगुलेटर यूनिट (ERRU) (25 kW और 4.5 kW दोनों) की आउटपुट विशेषताएँ नीचे दी गई हैं:

नो-लोड डीसी आउटपुट वोल्टेज अधिकतम 135 वी है, जिसे सेट किया जा सकता है 128 ± 0.5 वी, 97 ए (1100 और 650 आह बैटरी के लिए ) और 128 ± 0.5, 19 ए 120 एएच बैटरी के लिए ) 1500 आरपीएम पर (न्यूनतम और अधिकतम गति के बीच में), वोल्टेज विनियमन ± 2 %, दक्षता 95% (न्यूनतम)। वोल्टेज तरंग को 2 %. 400 आरपीएम से 2500 आरपीएम (1100 और 650 आह बैटरी के लिए) और 350 आरपीएम से 2500 आरपीएम (120 आह बैटरी) की गति पर भार भिन्नता 10 ए से 193 ए है।

उच्च क्षमता वाली बैटरियों के लिए, 222 ए पर 120 वी (न्यूनतम) वोल्टेज 120 वी (न्यूनतम) है, वर्तमान 230 ए (अधिकतम) तक सीमित है। 120 एएच बैटरी के लिए, 40 ए के अधिभार पर वोल्टेज 115 वी (न्यूनतम) पर सेट किया गया है।

1100 आह बैटरी के लिए बैटरी चार्जिंग की वर्तमान सीमा 220 ए, 650 आह बैटरी के लिए 130 ए और 120 आह बैटरी (अधिकतम) के लिए 24 ए है। अंतिम दो पैरामीटर यूनिवर्सल वोल्टेज कंट्रोलर (UVC) के साथ-साथ कोच इंडिकेशन पैनल (CIP) से सेट किए जा सकते हैं।

4.5 kW EERU के लिए, भार भिन्नता 350 RPM से 2500 rpm पर 1 A से 37.5 A होगी। 40 ए के अधिभार पर वोल्टेज 115 वी (न्यूनतम) है, वर्तमान 43 ए (अधिकतम) तक सीमित है।

हम देख सकते हैं कि चार्जिंग करंट 1100/220 = 5 है; 650/130= 5 और 120/24 = 5। यानी चार्जिंग करंट इन सभी बैटरियों के लिए सीमित है, C/5 एम्पीयर है, अधिकतम वोल्टेज 128 V है। (यानी, बैटरी बैंक के OCV से 16% ऊपर)।

ओवरऑल कोच के ब्लॉक डायग्राम के बारे में अधिक जानकारी के लिए वायरिंग निम्नलिखित डायग्राम और अल्टरनेटर-ईआरआरयू सिस्टम के ब्लॉक डायग्राम की तरह होगी, नीचे दिए गए लिंक को संदर्भित किया जा सकता है:

https://rdso.indianrailways.gov.in/works/uploads/File/Handbook%20on%2025%20&%204.5%20kW%20ERRU%20of%20SG%20TLAC%20coaches.pdf

ट्रैक्शन बैटरी चार्जर

फोर्कलिफ्ट बैटरी का प्रदर्शन और जीवन ट्रैक्शन बैटरी चार्जर और नियोजित चार्जिंग के तरीकों से प्रभावित होता है। फोर्कलिफ्ट बैटरी चार्जर को बैटरी के वोल्टेज और आह के अनुरूप चुना जाना चाहिए।

एक अच्छा फोर्कलिफ्ट बैटरी चार्जर

- चार्ज करते समय तापमान वृद्धि को सीमित करना चाहिए
- अनुचित ओवरचार्जिंग के बिना, चार्जर को सही समय पर बैटरी को करंट देना बंद कर देना चाहिए
- इक्वलाइजेशन चार्ज की सुविधा होनी चाहिए (अर्थात उच्च धाराओं पर चार्ज करना)।
- खतरनाक स्थितियों के मामले में, एक ऑटो-शटऑफ सुविधा प्रदान की जानी चाहिए।
- माइक्रोप्रोसेसर या पीसी के माध्यम से प्रोग्राम करने योग्य होना चाहिए।
- कुछ चार्जर्स में, सेल में पतली हवा के पाइप के माध्यम से हवा की गति भी प्रदान की जाती है।

चार्जिंग वोल्टेज रेंज 24 वी से 96 वी तक भिन्न होती है।

करंट बैटरी की क्षमता पर निर्भर करता है, जो 250 Ah से 4000 Ah . के बीच होता है

ट्रैक्शन बैटरी चार्जिंग के तरीके

सिंगल-स्टेप टेपर चार्जिंग: चार्जर अपना काम लगभग 16A/100Ah पर शुरू करता है और सेल वोल्टेज बढ़ने पर करंट कम हो जाता है। जब सेल वोल्टेज 2.4V/सेल तक पहुँच जाता है, तो करंट 8A/100 Ah तक कम हो जाता है और फिर 3 से 4 A/100 Ah की अंतिम दर तक पहुँच जाता है। चार्जिंग एक टाइमर द्वारा बंद कर दी जाती है। बिना हवा की हलचल के 80% डिस्चार्ज की गई बैटरियों में लगभग 11 से 13 घंटे (आह इनपुट फैक्टर 1.20) लग सकते हैं।

चार्जिंग टाइम में अंतर शुरुआती करंट की भिन्नता के कारण होता है, यानी यदि शुरुआती करंट 16 A/100 Ah है, तो अवधि कम है और यदि यह 12A/100Ah है, तो अवधि अधिक है। वायु आंदोलन सुविधा के साथ, अवधि 9 से 11 घंटे (आह इनपुट कारक 1.10) तक कम हो जाती है।

टू-स्टेप टेंपर चार्जिंग (सीसी-सीवी-सीसी मोड): यह पहले के तरीके में सुधार है। चार्जर 32 A / 100 Ah के उच्च करंट से शुरू होता है। जब सेल वोल्टेज 2.4 V प्रति सेल तक पहुंच जाता है तो चार्जर स्वचालित रूप से टेंपर मोड में चला जाता है और करंट तब तक कम होता रहता है जब तक कि प्रति सेल 2.6 V तक नहीं पहुंच जाता है और करंट 3 से 4 A/100 Ah की फिनिशिंग दर पर चला जाता है और 3 से 4 तक जारी रहता है। घंटे। बिना हवा की हलचल के 80% डिस्चार्ज की गई बैटरियों के लिए लगभग 8 से 9 घंटे (आह इनपुट फैक्टर 1.20) लग सकते हैं। वायु आंदोलन सुविधा के साथ, अवधि 7 से 8 घंटे तक कम हो जाती है (आह इनपुट कारक 1.10)।

गेल्ड VRLA बैटरियों की चार्जिंग: (CC-CV-CC मोड):

चार्जर 15 A / 100 Ah के करंट से शुरू होता है। जब सेल वोल्टेज 2.35 वी प्रति सेल तक पहुंच जाता है तो चार्जर स्वचालित रूप से टेंपर मोड में चला जाता है और चार्जर उसी वोल्टेज पर सीवी मोड में चला जाता है। इसमें अधिकतम 12 घंटे लगते हैं। सीवी चरण को तब तक स्थिर रखा जाता है जब तक कि चार्ज करंट 1.4 A/100 Ah के सीमित मान तक गिर जाता है। दूसरा चरण कुछ घंटों तक चल सकता है, अधिकतम 4 घंटे। यह अवधि पहले चरण की अवधि पर निर्भर करती है।

उच्च आवृत्ति फोर्कलिफ्ट बैटरी चार्जर

मौजूदा चार्जर आमतौर पर दो प्रकार के होते हैं: फेरो-रेजोनेंट और सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (एससीआर)। वे अधिक किफायती हैं, लेकिन वे कम कुशल भी हैं।
उच्च-आवृत्ति स्विचिंग पावर उपकरणों को शामिल करने वाला बैटरी चार्जर, उदाहरण के लिए, MOSFET (मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) और IGBT (आइसोलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर) लाइन फ़्रीक्वेंसी (कुछ kHz से कुछ सौ kHz) की तुलना में बहुत अधिक आवृत्तियों पर काम करते हैं। इसके विपरीत, MOSFETs और IGBTs, अपनी पूर्ण-ऑन/ऑफ क्षमता के साथ, किसी भी क्षण ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है ताकि चार्जर वांछित आउटपुट का उत्पादन कर सके। एससीआर एक अनियंत्रित टर्न-ऑफ के साथ अर्ध-नियंत्रित उपकरण हैं।

एचएफ चार्जर बिजली की आपूर्ति स्विच करने के रूप में कार्य करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे उच्च आवृत्तियों (50-170 किलोहर्ट्ज़) पर इलेक्ट्रॉनिक स्विच चालू और बंद करते हैं।

इस एचएफ प्रौद्योगिकी के लाभों में शामिल हैं:

उच्च आवृत्ति बैटरी चार्जर
170 kHz तक उच्च आवृत्ति	रूपांतरण से होने वाले नुकसान कम हैं
बढ़ी हुई चार्जिंग दक्षता (87 से 95%)	ऊर्जा की बचत के कारण कम ऊर्जा लागत (20% तक)
कम एसी लहर वर्तमान	कम तापमान वृद्धि के कारण लंबा जीवन। पानी की कम हानि के कारण कम रखरखाव लागत
यह सार्वभौमिक रूप से अनुकूलनीय है	फ्लड, एजीएम, और जेल बैटरियों को बिना किसी ओवरचार्जिंग या अंडरचार्जिंग के चार्ज किया जा सकता है।
छोटा आकार, हल्का वजन, और अधिक स्थान की बचत	इसमें एक छोटा पैर स्थान है और इसे आसानी से ऑन-बोर्ड पर लगाया जा सकता है
ऐसे चार्जर 40 से 300 ए के चार्जिंग करंट के साथ 24 वी से 80 वी बैटरी के लिए चार्जर से विभिन्न श्रेणियों में उपलब्ध हैं।

भूमिगत खनन बैटरी अनुप्रयोगों के लिए बैटरी चार्जर

अंडरग्राउंड माइनिंग बैटरियां मुख्य रूप से डीप-साइकिल लेड-एसिड बैटरी हैं। विशिष्ट वोल्टेज 48 और 440 V के बीच होता है, और क्षमता 700 Ah से 1550 Ah तक होती है।

इन बैटरियों को चार्ज करना ट्रैक्शन बैटरियों को चार्ज करने के समान है। बैटरियों को चार्ज किया जाता है
2.6 वी शुरू में 21 ए से 17 ए प्रति 100 आह और अंत में 4.5 ए प्रति 100 आह के साथ परिष्करण दर के रूप में। चार्जिंग को 6 से 8 घंटे में पूरा किया जा सकता है।

बैटरियां आईएस 5154:2013 भाग 1 (आईईसी 60254-2006) के अनुरूप हैं

समुद्री बैटरी चार्जर

समुद्री अनुप्रयोगों के लिए बैटरियों को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है। स्टार्टर बैटरियों में पतली प्लेटें होती हैं और थोड़े समय के लिए बड़ी मात्रा में बिजली देने में सक्षम होती हैं। अन्य प्रकार की एक गहरी साइकिल बैटरी है जिसका उपयोग अन्य समुद्री अनुप्रयोगों जैसे इलेक्ट्रॉनिक सहायक उपकरण, एक ट्रोलिंग मोटर और ऑनबोर्ड विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए किया जाता है। इसके अतिरिक्त, डुअल-फंक्शन बैटरियां SLI बैटरी और डीप साइकिल बैटरी दोनों के रूप में कार्य करती हैं। विशिष्ट बैटरी के लिए विशिष्ट चार्जर का उपयोग किया जाता है। VR लेड-एसिड बैटरियों पर CC-CV मोड का उपयोग किया जाना चाहिए।

ऐसे चार्जर भी हैं जो एक साथ चार बैटरी चार्ज कर सकते हैं। सभी प्रकार की समुद्री बैटरी, वीआर बैटरी (एजीएम और गेल्ड दोनों) के साथ-साथ कम रखरखाव वाली बाढ़ वाली बैटरी चार्ज की जा सकती हैं।

चूंकि नावों में बैटरी और चार्जर का उपयोग किया जाता है, इसलिए उन्हें सूखा रहना चाहिए और उनमें पर्याप्त हवादारी होनी चाहिए। वे वाटरप्रूफ, शॉकप्रूफ और कंपन-प्रतिरोधी भी होने चाहिए और यदि आवश्यक हो तो पूरी तरह से सील कर दिए जाने चाहिए। इसके अतिरिक्त, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि चार्जर में रिवर्स पोलरिटी प्रोटेक्शन फीचर और स्पार्क-प्रूफ क्षमताएं हों।

सौर अनुप्रयोगों के लिए बैटरी चार्जर

सौर विकिरण में भिन्नता के कारण, एसपीवी पैनलों के उत्पादन में उतार-चढ़ाव होता है। नतीजतन, एक चिंता मुक्त चार्जिंग प्रक्रिया सुनिश्चित करने के लिए एसपीवी पैनल और बैटरी के बीच एक डिजिटल अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकर (एमपीपीटी) जुड़ा हुआ है। एक एमपीपीटी एक इलेक्ट्रॉनिक डीसी से डीसी कनवर्टर है जिसे सौर सरणी (पीवी पैनल) और बैटरी बैंक के बीच मैच को अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सौर पैनलों से डीसी आउटपुट को महसूस करता है, इसे उच्च-आवृत्ति एसी में बदलता है और बैटरी की बिजली आवश्यकताओं से बिल्कुल मेल खाने के लिए एक अलग डीसी वोल्टेज और वर्तमान में कदम रखता है। एमपीपीटी होने का लाभ नीचे बताया गया है।

अधिकांश पीवी पैनल 16 से 18 वोल्ट के आउटपुट के लिए बनाए गए हैं, भले ही एसपीवी पैनल की नाममात्र वोल्टेज रेटिंग 12 वी है। लेकिन नाममात्र 12 वी बैटरी में 11.5 से 12.5 वी (ओसीवी) की वास्तविक वोल्टेज रेंज हो सकती है। प्रभारी राज्य (एसओसी)। चार्जिंग स्थितियों के तहत, एक अतिरिक्त वोल्टेज घटक को बैटरी तक पहुंचाना पड़ता है। सामान्य चार्ज नियंत्रकों में, एसपीवी पैनल द्वारा उत्पादित अतिरिक्त बिजली गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है, जबकि एमपीपीटी बैटरी की आवश्यकताओं को महसूस करता है और एसपीवी पैनल द्वारा उच्च शक्ति का उत्पादन करने पर उच्च शक्ति देता है। इस प्रकार, एमपीपीटी का उपयोग करके अपव्यय, अंडरचार्ज और ओवरचार्ज से बचा जाता है।

तापमान एसपीवी पैनल के प्रदर्शन को प्रभावित करता है। जब तापमान बढ़ता है तो एसपीवी पैनल की दक्षता कम हो जाती है। (नोट: जब एसपीवी पैनल उच्च तापमान के संपर्क में आता है, तो एसपीवी पैनल द्वारा उत्पादित करंट में वृद्धि होगी, जबकि वोल्टेज में कमी आएगी। चूंकि वोल्टेज में कमी करंट में वृद्धि से तेज होती है, एसपीवी पैनल की दक्षता कम हो जाती है।) इसके विपरीत, कम तापमान पर, दक्षता बढ़ जाती है। 25 डिग्री सेल्सियस (जो मानक परीक्षण स्थितियों ( एसटीसी ) का तापमान है) से कम तापमान पर, दक्षता बढ़ जाती है। लेकिन दक्षता लंबे समय तक संतुलित रहेगी।

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