Pengisian Baterai, dengan cara yang benar!
Baterai adalah perangkat elektrokimia yang menyimpan energi dalam struktur ikatan kimia dan melepaskan energi dalam bentuk elektron yang dihasilkan dari reaksi pelepasan kimia baterai. Pengisian baterai menyediakan elektron untuk mereformasi ikatan kimia yang disimpan dalam bahan aktif baterai. Ini adalah pengisian baterai yang sebenarnya dari semua bahan kimia, termasuk yang disebutkan Dalam blog ini: varian timbal-asam, nikel-logam hidrida, nikel-kadmium dan lithium-ion. Dalam blog ini, kita akan membahas prosedur pengisian optimal untuk baterai 12volt.
Sebagai aturan umum ada tiga jenis utama pengisian:
• Tegangan Konstan (CV)
• Arus Konstan (CC)
• Daya konstan (pengisian lancip)
Semua profil pengisian dan semua peralatan pengisian menggunakan varian, seringkali dalam kombinasi, dari metode dasar ini.
Laju pengisian baterai tergantung pada jumlah elektron yang mengalir per detik (arus) ke dalam baterai. Kecepatan aliran listrik seperti cahaya adalah tetap, sehingga untuk meningkatkan laju muatan, kerapatan arus atau jumlah amp yang mengalir per detik harus ditingkatkan. Jika gaya mendorong elektron ke AM meningkat yaitu tegangan, maka aliran elektron meningkat. Volt lebih tinggi = lebih banyak amp.
Tegangan dan resistansi internal dari berbagai jenis baterai bergantung pada kimianya dan tegangan pengisian akan bervariasi. Di blog ini, kami akan mempertimbangkan baterai timbal-asam, baterai Lithium-ion, baterai Nickel Cadmium dan kimia baterai Nickel Metal Hydride.
Dimulai dengan timbal-asam, kita dapat menggambarkan reaksi kimia yang menyimpan dan melepaskan elektron, yang digambarkan sebagai “Teori Sulfat Ganda”
- PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O………………………………………..eq. 1
Dalam reaksi ini elektrolit, asam sulfat encer, diubah menjadi air saat bereaksi dengan pelat positif dan negatif selama pelepasan. Pelat negatif dioksidasi karena melepaskan elektron untuk membentuk timbal sulfat dan pelat positif direduksi dari timbal oksida menjadi timbal sulfat karena menerima elektron untuk mengubah timbal dioksida menjadi timbal sulfat. Selama waktu ini produksi air menyebabkan pengenceran elektrolit asam dan pengurangan beda potensial antara pelat. Ini menghasilkan SG elektrolit yang lebih rendah dan tegangan baterai yang lebih rendah. Pada pengisian baterai, ini terbalik. Kedua parameter ini, tegangan baterai dan elektrolit SG, oleh karena itu merupakan pengukuran status pengisian baterai timbal-asam.
Pengisian baterai dari asam timbal 12 volt memerlukan voltase lebih tinggi dari voltase istirahat baterai saat terisi penuh, yang biasanya antara 12,60 dan 12:84 untuk baterai baru yang kebanjiran dan 12:84 hingga 13,08 untuk baterai VRLA baru. Ada empat variasi dasar baterai timbal-asam: flat plate flooded, tubular flooding dan versi VRLA yaitu AGM (flat plate) dan GEL (kebanyakan tubular). Jenis baterai, aplikasinya, dan metode pengisian daya terkait diberikan dalam Tabel 1.
| Jenis baterai | Metode pengisian baterai normal |
|---|---|
| Baterai asam timbal pelat datar metode pengisian tipe banjir | Pengisian lancip arus konstan Pengisian lancip arus konstan / tegangan konstan Pengisian lancip tegangan konstan |
| Pelat tubular baterai asam timbal membanjiri metode pengisian | Pengisian lancip arus konstan Pengisian lancip arus konstan / tegangan konstan Pengisian lancip tegangan konstan |
| Metode pengisian baterai asam timbal VRLA (AGM SMF) | Pengisian arus konstan / tegangan konstan Pengisian tegangan konstan Arus konstan / pengisian tegangan konstan dengan pulsa |
| Metode pengisian baterai VRLA gel tubular asam timbal | Pengisian arus konstan / tegangan konstan Pengisian tegangan konstan Arus konstan / pengisian tegangan konstan dengan pulsa |
| Metode pengisian baterai Nikel Kadmium | Arus konstan lambat dengan pengatur waktu tanpa kontrol Arus konstan dengan pemutusan dT/dT Arus konstan dengan pemutusan -dV/dT |
| Metode pengisian baterai lithium ion | Arus konstan dengan pemutus arus akhir Arus konstan dengan pemutus tegangan Tegangan konstan dengan pemutus arus akhir |
Tabel 1 – jenis baterai yang berbeda dan metode pengisian baterai yang relevan dari berbagai jenis kimia baterai
- CC = arus konstan
- CV = tegangan konstan
- dT/dt = kemiringan suhu
- -dV/dt – kemiringan tegangan negatif
Metode pengisian yang tercantum, dijelaskan sebagai berikut:
- Muatan arus konstan
Dalam jenis pengisian ini, tegangan naik saat pengisian baterai selesai. Arus dibatasi pada nilai yang menjaga voltase dan suhu baterai ke level rendah. Umumnya, ada pengatur waktu untuk mematikan pengisi daya untuk mencegah kelebihan gas dan kehilangan air serta mengurangi korosi grid positif. 1a. Metode pengisian ini tidak cocok untuk baterai timbal-asam yang disegel atau perawatannya rendah.
- Tegangan konstan, arus lancip terbatas biaya
Dengan pengisian tegangan terbatas, masalah evolusi gas diminimalkan atau bahkan dihilangkan. Pada Gambar.1b kita melihat bahwa tegangan mencapai puncaknya, umumnya antara 13,38 dan 14,70 volt untuk baterai 12 volt. Jelas bahwa arus menurun dengan cepat setelah tegangan pengisian maksimum tercapai. Pengisian jenis ini umumnya membutuhkan waktu lama karena tingkat arus yang rendah pada tahap pengisian terakhir. Biasanya digunakan untuk UPS atau daya siaga di mana ada periode pengisian yang lama.
- Biaya lancip
Ini adalah bentuk pengisi daya yang paling sederhana, biasanya berbasis transformator, yang memberikan keluaran daya yang konstan, yaitu watt. Arus turun saat tegangan meningkat, yang mempertahankan input daya konstan ke baterai. Gbr.1c menunjukkan kurva tipikal di mana arus berhenti saat tegangan baterai meningkat. EMF belakang juga meningkat dengan SOC State-of-charge yang berarti bahwa arus akan turun ke tingkat yang sangat rendah karena baterai tidak dapat menarik lebih banyak daya.
- Jenis pengisi daya ini tidak cocok untuk baterai bebas perawatan yang disegel asam timbal karena jumlah gas yang dihasilkan tergantung pada tegangan baterai. Dalam hal ini, tegangan pengisian setinggi 16 atau 17 volt dapat dicapai yang akan menyebabkan evolusi gas yang serius dan membuka katup pelepas tekanan dengan kehilangan air berikutnya.
- Pengisian arus dan tegangan dua tahap terbatas
Profil pengisian populer lainnya ditunjukkan pada Gambar. 1d. Dengan ini, tegangan dibiarkan naik dalam fase curah sampai mencapai tegangan gas. Arus kemudian turun ke tingkat tetap rendah untuk mengurangi tegangan yang secara bertahap naik ke tingkat penyerangan dengan gas beracun. Umumnya, ada batas waktu yang terkait dengan waktu pengisian fase massal awal. Ini memungkinkan periode pemberian gas beracun yang tetap dan input ampere-jam tetap berdasarkan status pengisian daya baterai
- Tegangan pengisian massal terbatas dengan menyamakan pulsa arus konstan.
Ara. 2 adalah representasi dari metode pengisian pulsa umum. Ini umumnya bermanfaat bagi pengguna baterai VRLA yang memiliki waktu terbatas untuk mengisi ulang baterai mereka sepenuhnya. Dalam metode ini, ada fase CC dan CV di mana sebagian besar muatan diterapkan.
- Denyut nadi umumnya berupa ledakan arus 10 hingga 20 detik dengan pembatasan tegangan diikuti dengan jeda hingga beberapa menit. Karena tegangan tertinggal dari arus, yang memiliki durasi terbatas, tegangan tidak mencapai tingkat puncak sebelum mati. Dengan cara ini, evolusi gas dibatasi dan jeda waktu antara pulsa saat ini memungkinkan gas untuk bergabung kembali ke air, mencegah kekeringan.
Komentar sejauh ini ditujukan pada baterai timbal-asam. Pengisian baterai Li-ion, NiCd dan NiMH memerlukan algoritma pengisian baterai yang berbeda dengan baterai timbal-asam. Dimulai dengan baterai Lithium-ion, poin langsung yang perlu diperhatikan adalah bahwa ada tegangan pengisian yang berbeda untuk katoda Li-ion yang berbeda. Sebuah Lithium-ion -FePO4 beroperasi pada 3. 2V per sel sementara Li-Co adalah 4.3v per sel. Ini berarti Anda tidak dapat menggunakan pengisi daya yang sama untuk kedua baterai ini.
Namun, prinsip umumnya sama untuk semua jenis baterai lithium-ion dan sangat berbeda dari baterai timbal-asam. Karena tidak ada reaksi kimia selama proses pengisian dan pengosongan, transfer cepat dengan kecepatan yang sangat tinggi dibatasi oleh keluaran pengisi daya atau BMS (Sistem Manajemen Baterai). Biasanya, antara tingkat 0,1C dan 1C pada arus konstan dengan pemutusan tegangan adalah umum. Gambar 3 menunjukkan profil pengisian khas untuk sel li-ion. Periode pengisian juga dapat diakhiri ketika arus minimum tercapai sekitar 2-3% dari nilai ampere 1C.
NiMH dan NiCd juga memiliki pola charging yang berbeda dan respon yang sangat berbeda terhadap charging, baik terhadap kimia lain maupun terhadap satu sama lain. Gambar 4 menunjukkan pola pengisian khas untuk kedua Ni-Cad (a) dan NiMH (B). Meskipun kedua varian nikel memiliki tegangan istirahat dan operasi yang sama, tegangan pengisian daya dapat sangat bervariasi. Pengisi daya untuk kedua jenis tidak dapat mengandalkan tegangan sebagai mekanisme pemutusan muatan. Untuk alasan ini, pengisi daya cukup menggunakan pengisi daya arus konstan satu atau dua tahap dengan pemutusan berdasarkan waktu, kemiringan tegangan, dan kemiringan perubahan suhu. Pemeriksaan karakteristik muatan menunjukkan bahwa ada kenaikan suhu dan penurunan respons tegangan secara bersamaan saat muatan mencapai penyelesaian 100%.
Karakteristik ini digunakan untuk menentukan akhir muatan. Karena tegangan absolut bervariasi dengan suhu dan berbeda untuk kedua jenis sel. Permulaan kemiringan tegangan negatif (-dV/dt) atau kenaikan kemiringan suhu yang cepat (dT/dt), adalah karakteristik yang paling umum digunakan. Jika metode pengaturan waktu digunakan maka arus harus sangat rendah untuk mencegah pengisian yang berlebihan dan kehilangan oksigen. Dalam beberapa kasus, terutama dengan sel atau baterai yang tidak seimbang, yang terbaik adalah melepaskan hingga 0,9-1,0 volt per sel sebelum mengisi daya menggunakan metode pengatur waktu.
Bagaimana cara kerja pengisi daya baterai?
Semua pengisi daya menarik daya jaringan Arus Bolak-balik (AC) dan mengubahnya menjadi Arus Langsung. Dalam prosesnya, akan ada beberapa riak AC yang perlu dijaga agar kurang dari 3%. Beberapa pengisi daya baterai di pasaran memiliki fitur untuk menyaring riak, yang jika tidak, akan merusak baterai selama pengisian. Bagaimanapun, lebih baik menggunakan suplai 3 fase karena arus fase tunggal memiliki riak 10%.
Semua pengisi daya menarik daya jaringan Arus Bolak-balik (AC) dan mengubahnya menjadi Arus Langsung. Dalam prosesnya, akan ada beberapa riak AC yang perlu dijaga agar kurang dari 3%. Beberapa pengisi daya baterai di pasaran memiliki fitur untuk menyaring riak, yang jika tidak, akan merusak baterai selama pengisian. Bagaimanapun, lebih baik menggunakan suplai 3 fase karena arus fase tunggal memiliki riak 10%.
Pengisi daya tegangan konstan
Tegangan konstan memungkinkan arus penuh pengisi daya baterai mengalir ke baterai sampai catu daya mencapai tegangan yang telah ditentukan sebelumnya. Arus kemudian akan meruncing ke nilai minimum setelah level tegangan tercapai. Baterai dapat dibiarkan terhubung ke pengisi daya baterai hingga siap digunakan dan akan tetap berada pada “voltase mengambang” itu, pengisian daya menetes untuk mengimbangi pengosongan otomatis baterai yang normal.
Tegangan konstan arus konstan
Tegangan konstan / arus konstan (CVCC) adalah kombinasi dari dua metode di atas. Pengisi daya membatasi jumlah arus ke tingkat yang telah ditentukan sebelumnya hingga baterai mencapai tingkat tegangan yang telah ditentukan sebelumnya. Arus kemudian berkurang saat baterai terisi penuh. Baterai timbal-asam menggunakan metode pengisian tegangan konstan arus konstan (CC/CV). Arus yang diatur menaikkan tegangan terminal sampai batas tegangan muatan atas tercapai, pada titik mana arus turun karena saturasi.
Berbagai jenis pengisi daya baterai
Teknologi pengisian baterai yang ada mengandalkan mikroprosesor (chip komputer) untuk mengisi ulang, menggunakan 3 langkah pengisian yang diatur. Ini adalah “pengisi daya pintar”. Ini tersedia. Tiga langkah dalam pengisian baterai timbal-asam adalah input arus utama untuk konversi, dan pengisian daya mengambang pada periode yang berkelanjutan. Biaya pemerataan berkala untuk menjaga keseragaman diperlukan. Gunakan rekomendasi pabrikan baterai tentang prosedur pengisian dan voltase atau pengisi daya yang dikontrol mikroprosesor berkualitas untuk mempertahankan kapasitas baterai dan masa pakai baterai.
“Pengisi daya pintar” diprofilkan dengan mempertimbangkan teknologi pengisian daya kontemporer, dan juga mengambil informasi dari baterai untuk memberikan manfaat pengisian daya maksimum dengan pengamatan minimum.
VRLA – Baterai Gel dan AGM memerlukan pengaturan voltase yang berbeda. Ini untuk menghindari gas dan kekeringan. Proses rekombinasi oksigen dalam baterai Valve Regulated Lead-acid (VRLA) memerlukan pengaturan tegangan yang lebih rendah untuk menghindari evolusi hidrogen dan pengeringan sel.
Tegangan pengisian maksimum untuk baterai Gel adalah 14,1 atau 14,4 volt, yang lebih rendah dari kebutuhan baterai tipe basah atau AGM VRLA untuk pengisian penuh. Melebihi tegangan ini dalam baterai Gel dapat menyebabkan gelembung di gel elektrolit dan kerusakan permanen.
Peringkat saat ini untuk pengisi daya baterai merekomendasikan ukuran pengisi daya pada arus maksimum 25% dari kapasitas baterai. Beberapa baterai menentukan kapasitas 10% Lebih aman menggunakan arus yang lebih rendah, meskipun membutuhkan waktu lebih lama.
Metode pengisian arus konstan – tegangan konstan (CCCV) adalah pilihan yang baik. Arus konstan meningkatkan tegangan terminal sampai batas tegangan pengisian atas tercapai, pada titik mana arus turun karena saturasi. Waktu pengisian daya adalah 12–16 jam dan lebih lama (36 jam) untuk baterai stasioner besar. Baterai timbal-asam lebih lambat dan tidak dapat diisi secepat sistem baterai lainnya. Dengan metode CCCV, baterai timbal-asam diisi dalam tiga langkah, [1] pengisian arus konstan, [2] Tegangan konstan, dan [3] pengisian daya mengambang setelah pengisian selesai.
Muatan arus konstan menerapkan sebagian besar muatan dan menghabiskan kira-kira setengah dari waktu pengisian yang diperlukan; muatan topping berlanjut pada arus muatan yang lebih rendah dan memberikan saturasi, dan muatan pelampung terus menerus mengkompensasi kerugian yang disebabkan oleh self-discharge. Selama pengisian arus konstan, baterai terisi hingga sekitar 70 persen dalam 5-8 jam; 30 persen sisanya diisi dengan Tegangan Konstan yang bertahan 7-10 jam lagi. Pengisian daya mengambang pada langkah ketiga menjaga baterai tetap terisi penuh.
Pengisian daya baterai, dapatkah Anda mengisi daya baterai 12V secara berlebihan?
Dalam semua bahan kimia ini, pengisian yang berlebihan dapat menimbulkan risiko kerusakan atau keselamatan. Dalam kasus baterai asam timbal, tegangan overcharge dibatasi dan kelebihan arus dihamburkan dalam pemecahan air, pelepasan hidrogen dan oksigen dan penciptaan panas. Peningkatan arus tidak akan meningkatkan tegangan, itu akan meningkatkan tingkat kehilangan gas dan air dan menyebabkan kenaikan suhu. Beberapa overcharge ditoleransi terutama ketika pemerataan sel atau baterai diperlukan.
Untuk baterai lithium-ion, overcharge sulit dilakukan karena BMS tergabung dalam baterai. Ini akan memotong suplai arus setelah tegangan pemutusan tercapai, atau suhu menjadi terlalu tinggi. Ini adalah tindakan pencegahan yang diperlukan karena sel li-ion mengandung elektrolit yang mudah menguap yang akan dilepaskan pada suhu yang lebih tinggi. Ini adalah uap dari elektrolit yang terbakar di baterai li-ion membuat overcharge sangat berbahaya. Baterai NiCad dan NiMH tidak boleh diisi daya secara berlebihan karena akan kehilangan oksigen dan elektrolit, meskipun baterai tersebut adalah versi yang disegel.
Ada beberapa indikator SOC baterai: tegangan sisa diukur pada terminalnya, berat jenis elektrolit (baterai terbuka banjir) atau nilai impedansi. Mereka berbeda untuk setiap bahan kimia baterai, dan untuk alasan ini, yang terbaik adalah melihat setiap jenis secara terpisah:
1. Timbal-asam.
Berat jenis.
Reaksi pelat dengan asam sulfat pada pengisian dan pelepasan menentukan rasio asam terhadap air dalam sel.
Ketika diisi konsentrasi asam sulfat tinggi, ketika dibuang lebih rendah (persamaan 1). Karena massa jenis asam adalah 1,84 dan massa jenis air adalah 1 berat jenis, SG elektrolit meningkat pada pengisian dan menurun pada pengosongan.
Reaksi memiliki hubungan orde pertama yang berarti perubahan konsentrasi linier sehingga pengukuran SG memberikan indikasi langsung SOC baterai, Gambar. 5.
Satu catatan peringatan: ini tidak berlaku saat pengisian baterai sedang berlangsung dan dalam jumlah besar, atau fase pra-gas. Tanpa pengadukan elektrolit, asam yang lebih padat yang dihasilkan pada muatan akan tenggelam, meninggalkan sebagian besar elektrolit lebih encer sampai tegangan 2,4 volt per sel tercapai. Dari titik ini, gas yang berevolusi di pelat akan menciptakan aksi pengadukan untuk mencampur asam.
Tegangan istirahat: Ini dapat menjadi indikasi SOC dan terkait dengan berat jenis sel dalam hubungan berikut:
- Volt istirahat = SG + 0,84 …………………………………………………………..eq 2
Sebagai contoh, sel 2V dengan berat jenis 1,230 akan memiliki tegangan diam 1,230 + 0,84 = 2,07 volt
Menggunakan hubungan ini dapat memberikan indikasi yang cukup akurat dari baterai SOC, namun, baterai yang berbeda memiliki rentang operasi yang berbeda untuk SG sehingga kondisi pengisian atas VRLA SG bisa menjadi 1,32 dibandingkan dengan OPzS dengan SG atas 1,28. Suhu juga mempengaruhi SG dan tegangan sel. Pengaruh suhu pada tegangan rangkaian terbuka diberikan pada Tabel 2.
Faktor lain adalah baterai yang baru diisi memiliki konsentrasi asam yang tinggi di sebelah pelat karena pembentukan asam sulfat pada muatan. Inilah sebabnya mengapa tegangan setelah pengisian tetap tinggi untuk beberapa waktu mungkin hingga 48 jam sebelum menetap pada nilai yang konsisten. Kecuali jika pelepasan singkat dilakukan ke baterai maka baterai harus beristirahat untuk memungkinkan pemerataan konsentrasi asam sebelum melakukan pembacaan tegangan.
Alat yang dibutuhkan untuk pengukuran SOC
Ini terdiri dari voltmeter DC atau multimeter untuk pengukuran tegangan dan hidrometer untuk pembacaan berat jenis.
Untuk sel yang tergenang, selain uji pelepasan, hidrometer adalah metode terbaik untuk menentukan status pengisian. Penggunaan hidrometer memang membutuhkan latihan dan harus dilakukan dengan sangat hati-hati. Prosedurnya adalah menempatkan baterai pada posisi yang sesuai sehingga pembacaan hidrometer dapat dilakukan setinggi mata (Gbr. 6 di atas).
Untuk baterai yang disegel, tidak mungkin menggunakan hidrometer sehingga pengukuran voltase sisa adalah satu-satunya pilihan. Metode ini berlaku untuk baterai asam timbal yang disegel dan dibanjiri.
Untuk ini, multimeter harus diatur pada tegangan maksimum yang sesuai untuk memastikannya dapat membaca lebih dari 12 volt, tetapi juga menghasilkan akurasi minimal 2 desimal. Menggunakan persamaan 2, tegangan dapat digunakan setelah penyesuaian suhu, untuk memperkirakan SG dan oleh karena itu SOC baterai, asalkan nilai SG pabrikan untuk baterai yang terisi penuh diketahui.
Dalam kedua kasus penggunaan tegangan atau hidrometer untuk mengukur State-of-charge, SOC, perlu untuk menerapkan kompensasi suhu. Tabel 2, disediakan oleh BCI, memberikan penyesuaian yang tepat untuk pembacaan hidrometer dan meteran tegangan.
Tabel 2 Kompensasi untuk Gravitasi Spesifik elektrolit dan pembacaan tegangan dengan suhu
| Elektrolit Suhu Fahrenheit (°F) | Elektrolit Suhu Celcius (°C) | Tambahkan atau Kurangi ke Pembacaan SG Hydrometer | Tambah atau Kurangi Pembacaan Voltmeter Digital |
|---|---|---|---|
| 160 ° | 71.1° | +.032 | +.192 V |
| 150 ° | 65.6° | +.028 | +.168 V |
| 140 ° | 60,0° | +.024 | +.144 V |
| 130 ° | 54,4° | +.020 | +.120 V |
| 120 ° | 48.9° | +.016 | +.096 V |
| 110° | 43.3° | +.012 | +.072 V |
| 100 ° | 37,8° | +.008 | +.048 V |
| 90 ° | 32.2° | +.004 | +.024 V |
| 80 ° | 26.7° | 0 | 0 V |
| 70 ° | 21.1° | -.004 | -.024 V |
| 60 ° | 15.6° | -.008 | -.048 V |
| 50 ° | 10 ° | -.012 | -.072 V |
| 40 ° | 4.4° | -.016 | -.096 V |
| 30° | -1.1° | -.020 | -.120 V |
| 20 ° | -6.7° | -.024 | -.144 V |
| 10 ° | -12,2° | -.028 | -.168 V |
| 0 ° | -17,6° | -.032 | -.192 V |
2. Li-ion, NiMH dan NiCd.
Untuk semua kimia ini, pengukuran SOC menghadirkan tantangan serius. Semua memiliki kurva pelepasan yang sangat datar dengan perbedaan tegangan yang sangat kecil antara kondisi terisi penuh dan kondisi kosong. Reaksi charge-discharge dalam sel NiCd dan NiMH tidak cukup mengubah SG elektrolit dan semua kimia Li-ion beroperasi dengan sel yang benar-benar tertutup. Hal ini membuat pemeriksaan spot statis atau acak pada baterai dalam layanan hampir tidak mungkin, tentu saja untuk pengguna non-profesional. Kondisi terkini, pengukuran SOC untuk bahan kimia ini didasarkan pada pembacaan dinamis yang diambil selama operasinya.
Mereka dapat didasarkan pada hitungan ampere-jam, respons tegangan terhadap arus pelepasan atau bahkan pulsa arus konstan. Peralatan pengukur biasanya dibangun ke dalam perangkat mahal atau canggih seperti kendaraan listrik atau mesin industri, di mana perlu untuk mengetahui waktu pengoperasian yang tersedia. Pada peralatan yang kurang canggih seperti perkakas listrik tangan, melihat perkakas berhenti atau berjalan kurang cepat adalah satu-satunya indikasi yang tersedia.
Ada penguji spektrometer impedansi yang tersedia secara komersial yang mengukur impedansi internal baterai untuk memprediksi status pengisiannya. Perangkat ini bergantung pada algoritme berdasarkan pengujian ratusan baterai di berbagai status pengisian dan berbagai usia untuk memprediksi SOC. Hasilnya spesifik untuk kimia dan usia baterai tertentu. Semakin banyak tes yang telah dilakukan untuk membuat algoritma semakin akurat algoritma tersebut.
Saat mengisi daya baterai, dapatkah Anda mengisi daya baterai secara berlebihan?
Namun, Anda memutuskan untuk mengukur status pengisian daya, ada aturan yang berlaku untuk semua jenis baterai. Ini untuk mencegah pengosongan baterai yang berlebihan yang dapat menyebabkan sel-sel individual rusak dengan menyebabkan mereka mundur, bahkan memiliki tegangan negatif. Pengisian yang berlebihan kurang jelas seperti dalam kasus asam timbal kadang-kadang perlu dilakukan untuk menyamakan sel atau baterai individu di bank. Namun, pengisian berlebih yang berlebihan menyebabkan gas dengan kehilangan air dan korosi pada pelat positif yang keduanya mengurangi masa pakai baterai.
Untuk baterai berbasis Nikel , kehilangan air adalah masalah paling umum lagi yang menyebabkan berkurangnya masa pakai. Dalam kasus kimia litium, biasanya tidak mungkin untuk melakukan overcharge karena BMS yang tergabung yang secara otomatis memotong input arus pada tegangan yang telah ditentukan sebelumnya. Dalam beberapa desain, ada sekering built-in yang mencegah overcharge. Namun, ini biasanya membuat baterai tidak dapat dioperasikan secara permanen.
Pengisian baterai, overcharge bagaimana Anda menghindarinya?
Keputusan untuk mengisi ulang baterai tergantung pada keadaan penggunaan dan tingkat pengosongan. Sebagai aturan umum untuk semua bahan kimia, baterai tidak boleh di bawah 80% DOD untuk memaksimalkan masa pakainya. Ini berarti bahwa SOC akhir baterai harus dihitung dari titik pengukuran hingga akhir operasi hariannya. Jika misalnya SOC adalah 40% pada awal operasi dan akan menggunakan 70% dari kapasitasnya pada akhir operasi maka baterai harus diisi ulang sebelum memungkinkan untuk melanjutkan.
Untuk membuat keputusan ini perlu untuk menentukan kapasitas yang tersisa atau run time yang tersisa dalam baterai. Ini tidak langsung karena kapasitas baterai ditentukan oleh tingkat pengosongan. Semakin tinggi tingkat debit, semakin sedikit kapasitas yang tersedia. Baterai asam timbal sangat rentan terhadap hal ini, seperti yang ditunjukkan pada Gbr.8.
Baterai berbasis Li-ion dan NiCd memang telah mengurangi kapasitas pada tingkat debit yang lebih tinggi tetapi mereka tidak diucapkan seperti asam timbal. Ara. Gambar 9 menunjukkan pengaruh dari 3 tingkat pengosongan yang berbeda pada kapasitas yang tersedia dari baterai NiMH. Dalam hal ini, 0.2C (tarif 5 jam), 1C (tarif 1 jam) dan 2C (tarif 1/2 jam).
Dalam semua kasus, profil tegangan tetap sangat datar tetapi pada tingkat yang dikurangi sampai akhir periode pelepasan ketika tegangan tiba-tiba runtuh.
Pengisian baterai - perhitungan waktu pengisian & pengosongan baterai
Perhitungan waktu pengisian dan pengosongan baterai
Untuk menetapkan waktu pengosongan untuk setiap baterai dalam keadaan pengisian tertentu, arus yang ditarik dan kapasitas baterai pada laju pengosongan tertentu harus diketahui. Waktu pengoperasian dapat dihitung secara kasar dengan menggunakan aturan praktis untuk setiap bahan kimia baterai.
Mengetahui kapasitas efektif pada tingkat debit tertentu akan memungkinkan waktu berjalan untuk diprediksi sebagai berikut:
Kapasitas standar baterai (amp jam) = C
Arus pelepasan (amp) = D
Faktor debit = D/C = N
Laju debit (amp) = NC
Kapasitas pada laju debit D (amp jam) = CN
Waktu pengosongan untuk baterai yang terisi penuh (jam) = CN /D
Menggunakan estimasi status pengisian sebagai persentase, waktu berjalan dapat dihitung:
Waktu berjalan = % status pengisian x CN /(100xD) = jam
Perhitungan waktu pengisian sangat rumit karena tergantung pada status pengisian baterai, jenis baterai, output pengisi daya, dan jenis pengisi daya. Hal ini diperlukan untuk mengetahui status pengisian baterai untuk menentukan ampere-jam yang perlu dimasukkan ke dalam baterai untuk mengisi ulang. Tingkat di mana ini terjadi tergantung pada peringkat pengisi daya dan bagaimana pengisiannya. Jelas baterai li-ion dapat diisi ulang dalam beberapa jam dari benar-benar datar jika pengisi daya memiliki output yang cukup.
Baterai timbal-asam yang disegel dengan pembatasan pada keluaran pengisi daya akan memakan waktu lebih lama karena pembatasan tegangan dan arus yang berkurang dalam fase penyerangan dengan gas beracun. Setelah status pengisian ditentukan, Anda dapat menghitung berapa ampere-jam yang diperlukan untuk dimasukkan kembali ke baterai. Mengetahui karakteristik pengisi daya akan membantu untuk membuat perhitungan waktu berdasarkan kecepatan pengisian dengan mempertimbangkan pola pengisian yang digunakan.
Faktor lainnya adalah suhu lingkungan (kondisi cuaca) yang mempengaruhi tegangan pengisian dan arus yang ditarik oleh pengisi daya. Temperatur yang lebih tinggi akan menurunkan tegangan pengisian tetapi juga meningkatkan arus yang ditarik. Untuk baterai dengan muatan mengambang, perlu untuk menerapkan kompensasi tegangan dengan suhu. Microtex dapat memberikan saran tentang penyesuaian yang diperlukan di mana suhu bervariasi secara signifikan dari standar 25 °C.
Kata-kata terakhir tentang pengisian baterai!
Pengisian baterai yang benar dan mengetahui status pengisiannya tidaklah mudah. Seringkali baterai dibeli tanpa saran atau layanan cadangan dari vendor. Itulah mengapa penting untuk membeli dari pemasok terkemuka yang mengutamakan kepuasan pelanggan. Untuk saran tentang perawatan atau pemasangan pengisian daya baterai, tindakan terbaik adalah menghubungi pemasok tepercaya profesional.
Seperti biasa, Microtex, produsen baterai internasional yang sudah lama berdiri dengan catatan kepuasan pelanggan yang sempurna selalu siap membantu. Mereka adalah salah satu dari sedikit perusahaan yang memiliki pengetahuan dan produk untuk memasok dan merawat baterai untuk hampir semua aplikasi industri dan konsumen. Jika pengisian baterai Anda membuat baterai Anda turun, hubungi orang yang tidak mau.
Untuk semua pengisian daya baterai, hubungi Microtex.
