배터리 충전, 올바른 방법!
배터리는 화학적으로 결합된 구조에 에너지를 저장하고 배터리의 화학적 방전 반응으로 인해 에너지를 전자 형태로 방출하는 전기화학 장치입니다. 배터리 충전은 배터리의 활성 물질에 저장된 화학 결합을 재형성하기 위해 전자를 제공합니다. 이것은 이 블로그에서 언급된 납산, 니켈 금속 수소화물, 니켈 카드뮴 및 리튬 이온 변형을 포함하여 모든 화학 물질의 진정한 배터리 충전입니다. 이 블로그에서는 12볼트 배터리에 대한 최적의 충전 절차에 대해 설명합니다.
일반적으로 충전에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.
• 정전압(CV)
• 정전류(CC)
• 일정한 전력(테이퍼 충전)
모든 충전 프로필과 모든 충전 장비는 이러한 기본 방법의 변형을 종종 조합하여 사용합니다.
배터리 충전 속도는 초당 배터리로 흐르는 전자(전류)의 수에 따라 달라집니다. 빛의 흐름과 같은 전기 흐름의 속도는 고정되어 있으므로 충전 속도를 높이려면 전류 밀도나 초당 흐르는 암페어 수를 높여야 합니다. 전자를 AM으로 밀어 넣는 힘, 즉 전압이 증가하면 전자의 흐름이 증가합니다. 더 높은 전압 = 더 많은 암페어.
다양한 배터리 유형의 전압 및 내부 저항은 화학적 성질에 따라 다르며 충전 전압도 그에 따라 달라집니다. 이 블로그에서는 납산 배터리, 리튬 이온 배터리, 니켈 카드뮴 배터리 및 니켈 금속 수소화물 배터리 화학을 고려할 것입니다.
납산으로 시작하여 “이중 황산염 이론”으로 설명되는 전자를 저장하고 방출하는 화학 반응을 설명할 수 있습니다.
- PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O …………………………………………………..eq. 1
이 반응에서 전해질인 묽은 황산은 방전 중에 양극 및 음극 판과 반응하여 물로 변환됩니다. 음극판은 전자를 포기하여 황산 납을 형성할 때 산화되고 양극은 전자를 받아 이산화 납을 황산 납으로 전환할 때 산화 납에서 황산 납으로 환원됩니다. 이 시간 동안 물이 생성되면 산성 전해질이 희석되고 플레이트 사이의 전위차가 감소합니다. 이것은 더 낮은 전해질 SG와 더 낮은 배터리 전압을 생성합니다. 배터리 충전 시에는 반대입니다. 따라서 이 두 매개변수, 배터리 전압 및 전해질 SG는 납산 배터리의 충전 상태를 측정합니다.
12볼트 납산의 배터리 충전은 완전히 충전되었을 때 배터리의 휴지 전압보다 높은 전압이 필요하며, 일반적으로 새 배터리의 경우 12.60~12:84, 새 VRLA 배터리의 경우 12:84~13.08입니다. 납축전지에는 4가지 기본 변형이 있습니다. 평판 만액형, 관형 만액형 및 AGM(평판) 및 GEL(대부분 관형)인 VRLA 버전이 있습니다. 배터리 유형, 적용 및 관련 충전 방법은 표 1에 나와 있습니다.
| 배터리 유형 | 일반 배터리 충전 방법 |
|---|---|
| 납축전지 평판 침수형 충전 방식 |
정전류 테이퍼 충전 정전류/정전압 테이퍼 충전 정전압 테이퍼 충전 |
| 납축전지 관형 플레이트 침수 충전 방식 |
정전류 테이퍼 충전 정전류/정전압 테이퍼 충전 정전압 테이퍼 충전 |
| 납산 VRLA 배터리(AGM SMF) 충전 방식 |
정전류/정전압 충전 정전압 충전 펄스로 정전류/정전압 충전 |
| 납산 관형 젤 VRLA 배터리 충전 방법 |
정전류/정전압 충전 정전압 충전 펄스로 정전류/정전압 충전 |
| 니켈 카드뮴 배터리 충전 방식 |
타이머가 없는 느린 정전류 dT/dT 컷오프가 있는 정전류 -dV/dT 컷오프가 있는 정전류 |
| 리튬 이온 배터리 충전 방식 |
최종 전류 차단이 있는 정전류 전압 차단 기능이 있는 정전류 최종 전류 차단이 있는 정전압 |
표 1 – 다양한 배터리 유형 및 다양한 유형의 배터리 화학 물질의 관련 배터리 충전 방법
- CC = 정전류
- CV = 정전압
- dT/dt = 온도 기울기
- -dV/dt – 음의 전압 기울기
나열된 충전 방법은 다음과 같습니다.
- 정전류 충전
이러한 충전 방식에서는 배터리 충전이 완료됨에 따라 전압이 상승합니다. 전류는 배터리 전압과 온도를 낮은 수준으로 유지하는 값으로 제한됩니다. 일반적으로 과도한 가스 발생 및 수분 손실을 방지하고 긍정적인 그리드 부식을 줄이기 위해 충전기를 끄는 타이머가 있습니다. 1a. 이 충전 방법은 밀폐형 또는 유지 보수가 적은 납축 배터리에는 적합하지 않습니다.
- 정전압, 전류 제한 테이퍼 충전
전압 제한 충전으로 가스 발생 문제가 최소화되거나 심지어 근절됩니다. 그림 1b에서 전압은 일반적으로 12볼트 배터리의 경우 13.38볼트와 14.70볼트 사이에서 피크에 도달하는 것을 볼 수 있습니다. 최대 충전 전압에 도달하면 전류가 급격히 감소하는 것이 분명합니다. 이러한 유형의 충전은 일반적으로 후기 충전 단계에서 낮은 전류 레벨로 인해 오랜 시간이 걸립니다. 일반적으로 충전 시간이 긴 UPS 또는 대기 전원에 사용됩니다.
- 테이퍼 차지
이것은 와트와 같은 일정한 전력 출력을 제공하는 일반적으로 변압기 기반의 가장 단순한 형태의 충전기입니다. 전압이 증가함에 따라 전류가 떨어지므로 배터리에 일정한 전원 입력이 유지됩니다. 그림 1c는 배터리 전압이 증가함에 따라 전류가 감소하는 일반적인 곡선을 보여줍니다. 역기전력은 또한 충전 상태 SOC와 함께 증가하는데, 이는 배터리가 더 많은 전력을 끌어낼 수 없기 때문에 전류가 매우 낮은 수준으로 떨어짐을 의미합니다.
- 이러한 유형의 충전기는 발생하는 가스의 양이 배터리 전압에 따라 달라지므로 납산 밀봉된 유지보수가 필요 없는 배터리에 적합하지 않습니다. 이 경우 16볼트 또는 17볼트의 높은 충전 전압에 도달할 수 있어 심각한 가스 발생을 일으키고 압력 릴리프 밸브가 열리면서 물이 손실될 수 있습니다.
- 2단계 전류 및 전압 제한 충전
또 다른 인기 있는 전하 프로필이 그림 1에 나와 있습니다. 1d. 이를 통해 전압은 가스 공급 전압에 도달할 때까지 벌크 단계에서 상승할 수 있습니다. 그런 다음 전류는 낮은 고정 레벨로 떨어지며 점차적으로 가스 발생 레벨까지 상승하는 전압을 감소시킵니다. 일반적으로 초기 벌크 상 충전 시간과 연결된 시간 제한이 있습니다. 이를 통해 배터리 충전 상태에 따라 고정 가스 공급 기간 및 고정 암페어 시간 입력이 가능합니다.
- 정전류 펄스를 균등화하는 전압 제한 대량 충전.
무화과. 도 2는 일반적인 펄스 충전 방식을 나타낸 것이다. 이것은 일반적으로 배터리를 완전히 재충전할 시간이 제한된 VRLA 배터리 사용자에게 유용합니다. 이 방법에는 대부분의 전하가 적용되는 CC 및 CV 단계가 있습니다.
- 펄스는 일반적으로 전압 제한이 있는 10~20초의 전류 버스트 후에 최대 몇 분의 일시 중지가 뒤따릅니다. 전압은 지속 시간이 제한된 전류보다 뒤떨어지기 때문에 소멸되기 전에 피크 레벨에 도달하지 않습니다. 이러한 방식으로 가스 발생이 제한되고 전류 펄스 사이의 일시 중지 시간으로 인해 가스가 물과 재결합하여 건조가 방지됩니다.
지금까지의 논평은 납축전지에 대한 것이었다. 리튬 이온, NiCd 및 NiMH 배터리를 충전하려면 납산 배터리와 다른 배터리 충전 알고리즘이 필요합니다. 리튬 이온 배터리부터 주목해야 할 점은 리튬 이온 캐소드마다 충전 전압이 다르다는 것입니다. A 리튬 이온 -FePO4는 3에서 작동합니다. Li-Co는 셀당 4.3v인 반면 셀당 2V입니다. 즉, 두 배터리에 동일한 충전기를 사용할 수 없습니다.
그러나 일반적인 원리는 모든 유형의 리튬 이온 배터리에서 동일하며 납산 배터리와 상당히 다릅니다. 충방전 과정에서 화학 반응이 없기 때문에 충전기 출력 또는 BMS(Battery Management System)에 의해 제한되는 매우 높은 속도로 전송이 빠릅니다. 일반적으로 전압 차단이 있는 정전류에서 0.1C와 1C 사이의 속도가 일반적입니다. 그림 3은 리튬 이온 전지의 일반적인 충전 프로파일을 보여줍니다. 최소 전류가 1C 암페어 값의 약 2-3%에 도달하면 충전 기간을 종료할 수도 있습니다.
NiMH와 NiCd는 또한 다른 화학 물질과 서로에 대해 서로 다른 충전 패턴과 충전에 대한 매우 다른 응답을 가지고 있습니다. 그림 4는 Ni-Cad의 일반적인 충전 패턴을 보여줍니다. (a) 및 NiMH (비). 두 니켈 변형이 동일한 나머지 및 작동 전압을 갖지만 충전 시 전압은 상당히 다를 수 있습니다. 두 유형의 충전기는 충전 종료 메커니즘으로 전압에 의존할 수 없습니다. 이러한 이유로 충전기는 단순히 시간, 전압 기울기 및 기울기의 온도 변화를 기반으로 한 종단이 있는 1단계 또는 2단계 정전류 충전기를 사용합니다. 충전 특성을 조사하면 충전이 100% 완료에 도달할 때 온도 상승과 동시에 전압 응답 강하가 있음을 알 수 있습니다.
이러한 특성은 충전 종료를 결정하는 데 사용됩니다. 절대 전압은 온도에 따라 다르며 두 유형의 셀에 따라 다릅니다. 음의 전압 기울기의 시작(-dV/dt) 또는 급격한 온도 기울기 증가(dT/dt)가 가장 일반적으로 사용되는 특성입니다. 타이밍 방법을 사용하는 경우 과충전 및 산소 손실을 방지하기 위해 전류가 매우 낮아야 합니다. 어떤 경우에는 특히 셀 또는 배터리의 균형이 맞지 않는 경우 타이머 방식을 사용하여 충전하기 전에 셀당 0.9-1.0볼트까지 방전하는 것이 가장 좋습니다.
배터리 충전기는 어떻게 작동합니까?
모든 충전기는 교류(AC) 그리드 전력을 끌어와 직류로 변환합니다. 이 과정에서 3% 미만으로 유지해야 하는 일부 AC 리플이 있습니다. 시중에 나와 있는 일부 배터리 충전기에는 충전 중 배터리에 손상을 줄 수 있는 잔물결을 필터링하는 기능이 있습니다. 어쨌든 단상 전류는 리플이 10%이므로 3상 전원을 사용하는 것이 좋습니다.
모든 충전기는 교류(AC) 그리드 전력을 끌어와 직류로 변환합니다. 이 과정에서 3% 미만으로 유지해야 하는 일부 AC 리플이 있습니다. 시중에 나와 있는 일부 배터리 충전기에는 충전 중 배터리에 손상을 줄 수 있는 잔물결을 필터링하는 기능이 있습니다. 어쨌든 단상 전류는 리플이 10%이므로 3상 전원을 사용하는 것이 좋습니다.
정전압 충전기
정전압을 사용하면 전원 공급 장치가 미리 설정된 전압에 도달할 때까지 배터리 충전기의 전체 전류가 배터리로 흐를 수 있습니다. 그런 다음 해당 전압 수준에 도달하면 전류가 최소값으로 감소합니다. 배터리는 사용할 준비가 될 때까지 배터리 충전기에 연결된 상태로 둘 수 있으며 정상적인 배터리 자체 방전을 보상하기 위해 세류 충전을 하는 “부동 전압”으로 유지됩니다.
정전압 정전류
정전압/정전류(CVCC)는 위의 두 가지 방법의 조합입니다. 충전기는 배터리가 미리 설정된 전압 수준에 도달할 때까지 전류의 양을 미리 설정된 수준으로 제한합니다. 그런 다음 배터리가 완전히 충전되면 전류가 감소합니다. 납산 배터리는 정전류 정전압(CC/CV) 충전 방식을 사용합니다. 조정된 전류는 충전 전압 상한에 도달할 때까지 단자 전압을 높이고 이 지점에서 포화로 인해 전류가 떨어집니다.
다양한 유형의 배터리 충전기
기존 배터리 충전 기술은 마이크로프로세서(컴퓨터 칩)에 의존하여 3단계의 규정된 충전을 사용하여 재충전합니다. 바로 ‘스마트 충전기’입니다. 이것들은 쉽게 구할 수 있습니다. 납산 배터리 충전의 3단계는 변환을 위한 주요 전류 입력과 연속 기간의 부동 충전입니다. 균일성을 유지하기 위한 주기적인 균등화 충전 이 필요합니다. 충전 절차 및 전압에 대한 배터리 제조업체의 권장 사항 또는 고품질 마이크로프로세서 제어 충전기를 사용하여 배터리 용량과 서비스 수명을 유지하십시오.
“스마트 충전기”는 최신 충전 기술을 염두에 두고 프로파일링되었으며 배터리에서 정보를 가져와 최소한의 관찰로 최대 충전 이점을 제공합니다.
VRLA – 젤 및 AGM 배터리에는 다른 전압 설정이 필요합니다. 이는 가스 발생 및 건조를 방지하기 위한 것입니다. VRLA(Valve Regulated Lead-Acid) 배터리의 산소 재결합 프로세스에서는 수소 발생 및 셀 건조를 방지하기 위해 더 낮은 전압 설정이 필요합니다.
젤 배터리의 최대 충전 전압은 14.1볼트 또는 14.4볼트이며, 이는 완전 충전에 필요한 습식 또는 AGM VRLA 유형 배터리보다 낮습니다. 젤 배터리에서 이 전압을 초과하면 전해질 젤에 기포가 발생하고 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.
배터리 충전기 의 정격 전류는 배터리 용량의 최대 25% 전류로 충전기 크기를 조정할 것을 권장합니다. 일부 배터리는 용량의 10%를 지정합니다. 시간이 오래 걸리지만 더 낮은 전류를 사용하는 것이 더 안전합니다.
정전류-정전압(CCCV) 충전 방법이 좋은 옵션입니다. 정전류는 충전 전압 상한에 도달할 때까지 단자 전압을 증가시키며, 이 지점에서 포화로 인해 전류가 떨어집니다. 충전 시간은 대형 고정 배터리의 경우 12~16시간 이상(36시간)입니다. 납산 배터리는 속도가 느리고 다른 배터리 시스템만큼 빠르게 충전할 수 없습니다. CCCV 방식에서는 납축전지를 [1] 정전류 충전, [2] 정전압, [3] 충전 완료 시 부동 충전의 3단계로 충전합니다.
정전류 충전은 대부분의 충전을 적용하고 필요한 충전 시간의 약 절반을 차지합니다. 토핑 충전은 더 낮은 충전 전류에서 계속되어 포화 상태를 제공하고 연속 부동 충전은 자체 방전으로 인한 손실을 보상합니다. 정전류 충전 중에 배터리는 5~8시간 내에 약 70%까지 충전됩니다. 나머지 30%는 7-10시간 동안 지속되는 정전압으로 채워집니다. 세 번째 단계의 부동 충전은 배터리를 완전 충전 상태로 유지합니다.
배터리 충전 중, 12V 배터리를 과충전할 수 있습니까?
이러한 모든 화학 물질에서 과충전은 손상 또는 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 납축전지의 경우 과충전 전압이 제한되고 물의 분해, 수소 및 산소 방출 및 열 생성으로 과전류가 소산됩니다. 전류를 높이면 전압이 증가하지 않으며 가스 발생 및 수분 손실률이 증가하고 온도가 상승합니다. 특히 셀 또는 배터리 균등화가 필요한 경우 약간의 과충전이 허용됩니다.
리튬 이온 배터리의 경우 배터리에 BMS가 내장되어 있어 과충전이 어렵습니다. 이렇게 하면 종단 전압에 도달하거나 온도가 너무 높아지면 전류 공급이 차단됩니다. 리튬 이온 전지에는 더 높은 온도에서 방출되는 휘발성 전해질이 포함되어 있으므로 이는 필요한 예방 조치입니다. 과충전을 매우 위험하게 만드는 리튬 이온 배터리에서 발화하는 것은 전해질의 증기입니다. NiCad 및 NiMH 배터리는 밀봉된 버전이라 하더라도 산소와 전해질을 잃게 되므로 과충전해서는 안 됩니다.
배터리의 SOC에는 몇 가지 지표가 있습니다. 단자에서 측정된 휴지 전압, 전해질의 비중(플러드 오픈 배터리) 또는 임피던스 값입니다. 배터리 화학 성분마다 다르므로 각 유형을 개별적으로 살펴보는 것이 가장 좋습니다.
1. 납산.
비중.
충전 및 방전 시 플레이트와 황산의 반응은 전지에서 산과 물의 비율을 결정합니다.
충전 시 황산의 농도가 높고 방전 시 더 낮습니다(eq. 1). 산의 밀도는 1.84이고 물의 비중은 1이므로 전해질의 SG는 충전시 증가하고 방전시 감소합니다.
반응은 농도 변화가 선형임을 의미하는 1차 관계를 가지므로 SG 측정은 배터리의 SOC를 직접적으로 나타냅니다(그림 1). 5.
한 가지 주의 사항: 배터리 충전이 진행 중이고 대량 또는 사전 가스 공급 단계에는 적용되지 않습니다. 전해질을 교반하지 않으면 충전 시 생성된 더 밀도가 높은 산이 가라앉고 전지당 2.4볼트의 전압에 도달할 때까지 전해질의 대부분이 더 희석됩니다. 이 시점부터 플레이트에서 발생하는 가스는 산을 혼합하기 위한 교반 작용을 생성합니다.
휴지 전압: 이것은 SOC의 표시일 수 있으며 다음 관계에서 셀의 비중과 관련이 있습니다.
- 나머지 전압 = SG + 0.84 …………………………………………………………………eq 2
예를 들어 비중이 1.230인 2V 셀의 정지 전압은 1.230 + 0.84 = 2.07볼트입니다.
이 관계를 사용하면 배터리 SOC를 합리적으로 정확하게 표시할 수 있지만 배터리마다 SG에 대한 작동 범위가 다르므로 VRLA SG의 최고 충전 조건은 최고 SG가 1.28인 OPzS와 비교하여 1.32가 될 수 있습니다. 온도는 또한 SG에 영향을 미치므로 셀 전압에 영향을 줍니다. 개방 회로 전압에 대한 온도의 영향은 표 2에 나와 있습니다.
또 다른 요인은 새로 충전된 배터리는 충전 시 황산이 형성되기 때문에 플레이트 옆에 높은 농도의 산이 있다는 것입니다. 이것이 충전 후 전압이 일정한 값으로 안정화되기 전까지 최대 48시간 동안 높은 상태를 유지하는 이유입니다. 배터리에 짧은 방전이 발생하지 않는 한 전압 판독을 수행하기 전에 산 농도의 균등화를 허용하도록 배터리를 정지해야 합니다.
SOC 측정에 필요한 도구
이들은 전압 측정을 위한 DC 전압계 또는 멀티미터와 비중 판독을 위한 비중계로 구성됩니다.
침수된 셀의 경우 방전 테스트 외에 비중계가 충전 상태를 결정하는 가장 좋은 방법입니다. 비중계를 사용하려면 약간의 연습이 필요하며 매우 조심스럽게 수행해야 합니다. 절차는 배터리를 적절한 위치에 두어 비중계 판독값을 눈높이에서 측정할 수 있도록 하는 것입니다(위의 그림 6).
밀폐형 배터리의 경우 비중계를 사용할 수 없으므로 나머지 전압을 측정하는 것이 유일한 옵션입니다. 이 방법은 밀폐형 및 침수형 납축전지 모두에 적용할 수 있습니다.
이를 위해 멀티미터는 12볼트 이상을 읽을 수 있도록 적절한 최대 전압으로 설정해야 하지만 최소 2자리의 정확도를 생성해야 합니다. eq를 사용하여 2, 전압은 완전히 충전된 배터리에 대한 제조업체의 SG 값을 알고 있는 경우 온도 조정 후 배터리의 SG 및 따라서 SOC를 추정하는 데 사용할 수 있습니다.
전압 또는 비중계를 사용하여 충전 상태(SOC)를 측정하는 두 경우 모두 온도 보상을 적용해야 합니다. BCI에서 제공하는 표 2는 비중계 및 전압계 판독값에 대한 적절한 조정을 제공합니다.
표 2 온도에 따른 전해질 비중 및 전압 판독값에 대한 보상
| 전해질 온도 화씨(°F) | 전해질 온도 섭씨(°C) | 비중계의 SG 판독값에 더하거나 빼기 | 디지털 전압계의 판독값에 더하거나 빼기 |
|---|---|---|---|
| 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 | 0V |
| 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. 리튬 이온, NiMH 및 NiCd.
이러한 모든 화학 물질에 대해 SOC 측정은 심각한 문제를 제시합니다. 모두 완전히 충전된 상태와 방전된 상태 사이의 전압 차이가 매우 작은 매우 평평한 방전 곡선을 가지고 있습니다. NiCd 및 NiMH 전지 내의 충전-방전 반응은 전해질의 SG를 크게 변경하지 않으며 모든 리튬 이온 화학 물질은 완전히 밀봉된 전지로 작동합니다. 이것은 비전문 사용자의 경우 서비스 중인 배터리에 대한 정적 또는 임의의 스팟 검사를 거의 불가능하게 만듭니다. 이러한 화학 물질에 대한 최신 SOC 측정은 작동 중에 얻은 동적 판독값을 기반으로 합니다.
암페어시 수, 방전 전류에 대한 전압 응답 또는 정전류 펄스를 기반으로 할 수 있습니다. 측정 장비는 일반적으로 사용 가능한 런타임을 알아야 하는 전기 자동차 또는 산업 기계와 같은 비싸거나 정교한 장치에 내장됩니다. 수동 전동 공구와 같이 덜 정교한 장비에서는 공구가 멈추거나 덜 빠르게 작동하는 것을 알아차리는 것이 유일한 표시입니다.
배터리의 내부 임피던스를 측정하여 충전 상태를 예측하는 상용 임피던스 분광계 테스터가 있습니다. 이러한 장치는 SOC를 예측하기 위해 다양한 충전 상태 및 다양한 연령에서 수백 개의 배터리 테스트를 기반으로 하는 알고리즘에 의존합니다. 결과는 특정 배터리의 화학적 성질과 수명에 따라 다릅니다. 알고리즘을 더 정확하게 만들기 위해 더 많은 테스트가 수행되었습니다.
배터리 충전 중에 배터리를 과충전할 수 있습니까?
그러나 모든 유형의 배터리에 적용되는 규칙이 있으므로 충전 상태를 측정하기로 결정했습니다. 이는 배터리의 과방전으로 인해 개별 셀이 역전되어 음의 전압을 갖게 되어 손상될 수 있는 것을 방지하기 위한 것입니다. 과충전은 납산의 경우와 같이 은행의 셀 또는 개별 배터리를 균등화하기 위해 때때로 이를 수행해야 하므로 명확하지 않습니다. 그러나 과도한 과충전은 수분 손실과 함께 가스 발생 및 양극 플레이트의 부식을 초래하여 배터리 수명을 단축시킵니다.
니켈 기반 배터리의 경우 수분 손실이 다시 작동 수명 감소로 이어지는 가장 일반적인 문제입니다. 리튬 화학의 경우 미리 설정된 전압에서 전류 입력을 자동으로 차단하는 통합 BMS로 인해 일반적으로 과충전이 불가능합니다. 일부 디자인에는 과충전을 방지하는 내장형 퓨즈가 있습니다. 그러나 이것은 일반적으로 배터리를 돌이킬 수 없는 상태로 만듭니다.
배터리 충전, 과충전 어떻게 방지합니까?
배터리 충전 여부는 사용 환경과 방전 정도에 따라 다릅니다. 모든 화학 물질에 대한 일반적인 규칙으로 배터리는 작동 수명을 최대화하기 위해 80% DOD 아래로 내려가지 않아야 합니다. 즉, 배터리의 최종 SOC는 측정 시점부터 일일 작동이 끝날 때까지 계산되어야 합니다. 예를 들어 SOC가 작업 시작 시 40%이고 작업이 끝날 때까지 용량의 70%를 사용하는 경우 배터리를 계속 충전하기 전에 충전해야 합니다.
이 결정을 내리기 위해서는 배터리의 남은 용량이나 실행 시간을 결정하는 것이 필요합니다. 이것은 배터리 용량이 방전율에 의해 결정되기 때문에 간단하지 않습니다. 방전율이 높을수록 사용 가능한 용량이 줄어듭니다. 납축전지는 그림 8과 같이 이에 매우 취약합니다.
리튬 이온 및 NiCd 기반 배터리는 방전율이 높을수록 용량이 줄어들지만 납산만큼 뚜렷하지는 않습니다. 무화과. 도 9는 NiMH 배터리의 가용 용량에 대한 3가지 다른 방전율의 영향을 보여준다. 이 경우 0.2C(5시간 요금), 1C(1시간 요금) 및 2C(1/2시간 요금)입니다.
모든 경우에 전압 프로파일은 매우 평평하게 유지되지만 전압이 갑자기 붕괴되는 방전 기간이 끝날 때까지 감소된 수준으로 유지됩니다.
배터리 충전 - 배터리 충전 및 방전 시간 계산
배터리 충전 및 방전 시간 계산
특정 충전 상태에서 배터리의 방전 시간을 설정하려면 끌어온 전류와 특정 방전 속도에서 배터리 용량을 알아야 합니다. 작동 시간은 각 배터리 화학 물질에 대한 경험 법칙을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있습니다.
특정 방전율에서 유효 용량을 알면 다음과 같이 실행 시간을 예측할 수 있습니다.
배터리의 표준 용량(암페어 시간) = C
방전 전류(암페어) = D
방전 계수 = D/C = N
방전율(암페어) = NC
방전율 D에서의 용량(암페어 시간) = CN
완전히 충전된 배터리의 방전 시간(시간) = CN /D
충전 상태의 추정치를 백분율로 사용하여 실행 시간을 계산할 수 있습니다.
실행 시간 = % 충전 상태 x CN /(100xD) = 시간
충전 시간의 계산은 배터리의 충전 상태, 배터리 유형, 충전기의 출력 및 충전기 유형에 따라 다르기 때문에 복잡합니다. 배터리를 재충전하기 위해 배터리에 넣어야 하는 암페어시를 결정하려면 배터리의 충전 상태를 알아야 합니다. 이것이 발생하는 속도는 충전기 등급과 충전 방법에 따라 다릅니다. 분명히 리튬 이온 배터리는 충전기의 출력이 충분하다면 완전히 방전된 상태에서 몇 시간 안에 재충전할 수 있습니다.
충전기 출력에 제한이 있는 밀폐형 납축전지는 가스 발생 단계에서 전압 제한과 전류 감소로 인해 훨씬 더 오래 걸립니다. 충전 상태가 결정되면 배터리에 다시 넣는 데 필요한 암페어 시간을 계산할 수 있습니다. 충전기 특성을 알면 사용되는 충전 패턴을 염두에 두고 충전 속도를 기반으로 시간을 계산하는 데 도움이 됩니다.
또 다른 요인은 충전 시 전압과 충전기에 의해 소비되는 전류에 영향을 미치는 주변 온도(날씨 조건)입니다. 더 높은 온도는 충전 전압을 떨어뜨리지만 소비되는 전류도 증가시킵니다. 부동 충전 배터리의 경우 온도에 따른 전압 보상을 적용해야 합니다. Microtex는 온도가 표준 25°C에서 크게 달라지는 경우 필요한 조정에 대해 조언할 수 있습니다.
배터리 충전에 대한 마지막 말!
올바른 배터리 충전 및 충전 상태를 아는 것은 간단하지 않습니다. 종종 배터리는 공급업체의 조언이나 백업 서비스 없이 구매됩니다. 그렇기 때문에 고객 만족을 최우선으로 하는 평판 좋은 공급업체로부터 구매하는 것이 중요합니다. 배터리 충전 유지 관리 또는 설치에 대한 조언은 신뢰할 수 있는 전문 공급업체에 문의하는 것이 가장 좋습니다.
항상 그렇듯이 고객 만족도가 높은 오랜 국제 배터리 제조업체인 Microtex가 항상 도움을 드릴 준비가 되어 있습니다. 그들은 거의 모든 산업 및 소비자 응용 분야에 배터리를 공급하고 서비스할 수 있는 지식과 제품을 보유한 몇 안 되는 회사 중 하나입니다. 배터리 충전으로 인해 배터리가 소모되면 그렇지 않은 사람들에게 연락하십시오.
모든 배터리 충전의 경우 문제 는 Microtex에 문의하십시오.
