Pengecasan Bateri, cara yang betul!
Bateri ialah peranti elektrokimia yang menyimpan tenaga dalam struktur terikat kimia dan membebaskan tenaga dalam bentuk elektron hasil daripada tindak balas nyahcas kimia bateri. Pengecasan bateri menyediakan elektron untuk memperbaharui ikatan kimia yang disimpan dalam bahan aktif bateri. Ini adalah pengecasan bateri yang benar untuk semua bahan kimia, termasuk yang dinyatakan Dalam blog ini: asid plumbum, hidrida nikel-logam, nikel-kadmium dan varian litium-ion. Dalam blog ini, kita akan membincangkan prosedur pengecasan optimum untuk bateri 12volt.
Sebagai peraturan umum terdapat tiga jenis pengecasan utama:
• Voltan Malar (CV)
• Arus Malar (CC)
• Kuasa malar (pengecasan tirus)
Semua profil pengecasan dan semua peralatan pengecasan menggunakan varian, selalunya dalam kombinasi, kaedah asas ini.
Kadar pengecasan bateri bergantung pada bilangan elektron yang mengalir sesaat (semasa) ke dalam bateri. Kelajuan aliran elektrik seperti cahaya adalah tetap, jadi untuk meningkatkan kadar cas, ketumpatan arus atau bilangan amp yang mengalir sesaat perlu meningkat. Jika daya menolak elektron ke dalam AM dinaikkan iaitu voltan, maka aliran elektron bertambah. Voltan lebih tinggi = lebih banyak amp.
Voltan dan rintangan dalaman bagi jenis bateri yang berbeza bergantung pada kimianya dan voltan pengecasan akan berbeza-beza dengan sewajarnya. Dalam blog ini, kami akan mempertimbangkan bateri asid plumbum, bateri Litium-ion, bateri Nikel Kadmium dan bahan kimia bateri Nickel Metal Hydride.
Bermula dengan asid plumbum, kita boleh menerangkan tindak balas kimia yang menyimpan dan melepaskan elektron, yang digambarkan sebagai “Teori Sulfat Berganda”
- PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O…………………………………………..sama. 1
Dalam tindak balas ini, elektrolit, asid sulfurik cair, ditukar kepada air kerana ia bertindak balas dengan plat positif dan negatif semasa pelepasan. Plat negatif dioksidakan kerana ia melepaskan elektron untuk membentuk plumbum sulfat dan positif dikurangkan daripada plumbum oksida kepada plumbum sulfat kerana ia menerima elektron untuk menukar plumbum dioksida kepada plumbum sulfat. Pada masa ini pengeluaran air menyebabkan pencairan elektrolit asid dan pengurangan dalam beza keupayaan antara plat. Ini menghasilkan SG elektrolit yang lebih rendah dan voltan bateri yang lebih rendah. Pada pengecasan bateri, ini diterbalikkan. Kedua-dua parameter ini, voltan bateri dan elektrolit SG, oleh itu adalah ukuran bagi keadaan cas bateri asid plumbum.
Pengecasan bateri bagi asid plumbum 12 volt memerlukan voltan yang lebih tinggi daripada voltan rehat bateri apabila dicas penuh, yang biasanya antara 12.60 dan 12:84 untuk bateri baharu yang dibanjiri dan 12:84 hingga 13.08 untuk bateri VRLA baharu. Terdapat empat variasi asas bateri asid plumbum: plat rata dibanjiri, tiub banjir dan versi VRLA iaitu AGM (plat rata) dan GEL (kebanyakannya tiub). Jenis bateri, aplikasinya dan kaedah pengecasan yang berkaitan diberikan dalam Jadual 1.
| jenis bateri | Kaedah pengecasan bateri biasa |
|---|---|
| Plumbum asid bateri plat rata banjir kaedah pengecasan | Pengecasan tirus arus malar Pengecasan tirus arus malar/voltan malar Pengecasan tirus voltan malar |
| Plumbum asid bateri plat tiub dibanjiri kaedah pengecasan | Pengecasan tirus arus malar Pengecasan tirus arus malar/voltan malar Pengecasan tirus voltan malar |
| Kaedah pengecasan Bateri VRLA asid plumbum (AGM SMF). | Arus malar / Pengecasan voltan malar Pengecasan voltan malar Pengecasan arus malar / voltan malar dengan nadi |
| Kaedah pengecasan bateri VRLA gel tiub asid plumbum | Arus malar / Pengecasan voltan malar Pengecasan voltan malar Pengecasan arus malar / voltan malar dengan nadi |
| Kaedah pengecasan bateri Nikel Kadmium | Arus malar perlahan dengan pemasa tiada kawalan Arus malar dengan pemotongan dT/dT Arus malar dengan pemotongan -dV/dT |
| Kaedah pengecasan bateri ion litium | Arus malar dengan pemotongan arus akhir Arus malar dengan pemotongan voltan Voltan malar dengan pemotongan arus akhir |
Jadual 1 – jenis bateri yang berbeza dan kaedah pengecasan bateri yang berkaitan bagi pelbagai jenis kimia bateri
- CC = arus malar
- CV = voltan malar
- dT/dt = cerun suhu
- -dV/dt – cerun voltan negatif
Kaedah pengecasan yang disenaraikan, diterangkan seperti berikut:
- Caj arus malar
Dalam jenis pengecasan ini, voltan meningkat apabila pengecasan bateri menjadi lengkap. Arus dihadkan kepada nilai yang mengekalkan voltan dan suhu bateri ke paras rendah. Secara amnya, terdapat pemasa untuk mematikan pengecas untuk mengelakkan pengeluaran gas dan kehilangan air yang berlebihan serta mengurangkan kakisan grid positif Rajah. 1a. Kaedah pengecasan ini tidak sesuai untuk bateri asid plumbum yang dibanjiri tertutup atau rendah penyelenggaraan.
- Voltan malar, cas tirus terhad semasa
Dengan pengecasan terhad voltan, masalah evolusi gas diminimumkan atau dihapuskan. Dalam Rajah.1b kita melihat bahawa voltan mencapai puncak, secara amnya antara 13.38 dan 14.70 volt untuk bateri 12 volt. Adalah jelas bahawa arus menurun dengan cepat apabila voltan cas maksimum dicapai. Pengecasan jenis ini secara amnya mengambil masa yang lama disebabkan tahap arus yang rendah pada peringkat pengecasan yang terakhir. Ia biasanya digunakan untuk UPS atau kuasa siap sedia di mana terdapat tempoh pengecasan yang lama.
- Caj tirus
Ini adalah bentuk pengecas yang paling mudah, biasanya berasaskan pengubah, yang memberikan output kuasa malar iaitu watt. Arus menurun apabila voltan meningkat, yang mengekalkan input kuasa yang berterusan ke bateri. Rajah.1c menunjukkan lengkung tipikal di mana arus berkurangan apabila voltan bateri meningkat. EMF belakang juga meningkat dengan SOC State-of-charge yang bermaksud bahawa arus akan turun ke tahap yang sangat rendah kerana bateri tidak dapat menarik lebih kuasa.
- Pengecas jenis ini tidak sesuai untuk bateri bebas penyelenggaraan yang dimeterai asid plumbum kerana jumlah gas yang dijana bergantung pada voltan bateri. Dalam kes ini, pengecasan voltan setinggi 16 atau 17 volt boleh dicapai yang akan menyebabkan evolusi gas yang serius dan membuka injap pelepas tekanan dengan kehilangan air seterusnya.
- Pengecasan terhad semasa dan voltan dua peringkat
Satu lagi profil cas popular ditunjukkan dalam Rajah. 1h. Dengan ini, voltan dibenarkan naik dalam fasa pukal sehingga mencapai voltan bergas. Arus kemudian turun ke paras tetap yang rendah untuk mengurangkan voltan yang secara beransur-ansur naik ke paras pengegasan. Secara amnya, terdapat pemotongan masa yang dikaitkan dengan masa pengecasan fasa pukal awal. Ini membolehkan tempoh pengegasan tetap dan input jam ampere tetap berdasarkan keadaan cas bateri
- Pengecasan pukal terhad voltan dengan menyamakan nadi arus malar.
Rajah. 2 ialah perwakilan kaedah pengecasan nadi biasa. Ini secara amnya memberi manfaat kepada pengguna bateri VRLA yang mempunyai masa terhad untuk mengecas semula bateri mereka sepenuhnya. Dalam kaedah ini, terdapat fasa CC dan CV di mana sebahagian besar caj digunakan.
- Nadi biasanya adalah letusan arus 10 hingga 20 saat dengan sekatan voltan diikuti dengan jeda sehingga beberapa minit. Kerana voltan ketinggalan di belakang arus, yang mempunyai tempoh terhad, ia tidak mencapai tahap puncak sebelum mati. Dengan cara ini, evolusi gas dihadkan dan masa jeda antara denyutan semasa membolehkan gas bergabung semula menjadi air, mengelakkan kekeringan.
Komen setakat ini ditujukan kepada bateri asid plumbum. Pengecasan bateri Li-ion, NiCd dan NiMH memerlukan algoritma pengecasan bateri yang berbeza dengan bateri asid plumbum. Bermula dengan bateri Lithium-ion, perkara yang perlu diperhatikan ialah terdapat voltan pengecasan yang berbeza untuk katod Li-ion yang berbeza. Litium-ion -FePO4 beroperasi pada 3. 2V setiap sel manakala Li-Co ialah 4.3v setiap sel. Ini bermakna anda tidak boleh menggunakan pengecas yang sama untuk kedua-dua bateri ini.
Walau bagaimanapun, prinsip am adalah sama untuk semua jenis bateri litium-ion dan agak berbeza daripada bateri asid plumbum. Kerana tiada tindak balas kimia semasa proses pengecasan dan nyahcas, pemindahan adalah pantas pada kadar yang sangat tinggi yang dihadkan oleh output pengecas atau BMS (Sistem Pengurusan Bateri). Biasanya, antara kadar 0.1C dan 1C pada arus malar dengan pemotongan voltan adalah perkara biasa. Rajah 3 menunjukkan profil pengecasan biasa untuk sel li-ion. Tempoh pengecasan juga boleh ditamatkan apabila arus minimum dicapai sekitar 2-3% daripada nilai ampere 1C.
NiMH dan NiCd juga mempunyai corak pengecasan yang berbeza dan tindak balas yang sangat berbeza terhadap pengecasan, kedua-duanya kepada kimia lain dan juga antara satu sama lain. Rajah 4 menunjukkan corak pengecasan biasa untuk kedua-dua Ni-Cad (a) dan NiMH (b). Walaupun kedua-dua varian nikel mempunyai rehat dan voltan operasi yang sama, voltan semasa cas boleh berbeza-beza. Pengecas untuk kedua-dua jenis tidak boleh bergantung pada voltan sebagai mekanisme penamatan cas. Atas sebab ini, pengecas hanya menggunakan pengecas arus malar satu atau dua peringkat dengan penamatan berdasarkan masa, cerun voltan dan perubahan suhu cerun. Pemeriksaan ciri cas menunjukkan bahawa terdapat kenaikan suhu dan penurunan tindak balas voltan serentak apabila cas mencapai 100% siap.
Ciri-ciri ini digunakan untuk menentukan penghujung cas. Oleh kerana voltan mutlak berbeza dengan suhu dan berbeza untuk kedua-dua jenis sel. Permulaan cerun voltan negatif (-dV/dt) atau peningkatan cerun suhu pantas (dT/dt), adalah ciri yang paling biasa digunakan. Jika kaedah pemasaan digunakan maka arus harus sangat rendah untuk mengelakkan cas berlebihan dan kehilangan oksigen. Dalam sesetengah kes, terutamanya dengan sel atau bateri tidak seimbang, adalah lebih baik untuk menyahcas kepada 0.9-1.0 volt setiap sel sebelum mengecas menggunakan kaedah pemasa.
Bagaimanakah pengecas bateri berfungsi?
Semua pengecas menarik kuasa grid Arus Ulang Alik (AC) dan menukarkannya kepada Arus Terus. Dalam proses itu, akan terdapat beberapa riak AC yang perlu dikekalkan kepada kurang daripada 3%. Beberapa pengecas bateri di pasaran mempunyai ciri untuk menapis riak, yang sebaliknya akan membahayakan bateri semasa mengecas. Walau apa pun, lebih baik menggunakan bekalan 3 fasa kerana arus fasa tunggal mempunyai riak 10%.
Semua pengecas menarik kuasa grid Arus Ulang Alik (AC) dan menukarkannya kepada Arus Terus. Dalam proses itu, akan terdapat beberapa riak AC yang perlu dikekalkan kepada kurang daripada 3%. Beberapa pengecas bateri di pasaran mempunyai ciri untuk menapis riak, yang sebaliknya akan membahayakan bateri semasa mengecas. Walau apa pun, lebih baik menggunakan bekalan 3 fasa kerana arus fasa tunggal mempunyai riak 10%.
Pengecas voltan malar
Voltan malar membenarkan arus penuh pengecas bateri mengalir ke dalam bateri sehingga bekalan kuasa mencapai voltan pratetapnya. Arus kemudiannya akan berkurangan ke nilai minimum sebaik sahaja tahap voltan itu dicapai. Bateri boleh dibiarkan disambungkan kepada pengecas bateri sehingga sedia untuk digunakan dan akan kekal pada “voltan terapung” itu, pengecasan meleleh untuk mengimbangi nyahcas sendiri bateri biasa.
Voltan malar arus malar
Voltan malar / arus malar (CVCC) adalah gabungan dua kaedah di atas. Pengecas mengehadkan jumlah arus ke paras pra-tetap sehingga bateri mencapai paras voltan pratetap. Arus kemudiannya berkurangan apabila bateri dicas sepenuhnya. Bateri asid plumbum menggunakan kaedah pengecasan voltan malar arus malar (CC/CV). Arus terkawal menaikkan voltan terminal sehingga had voltan cas atas dicapai, di mana arus turun disebabkan tepu.
Pelbagai jenis pengecas bateri
Teknologi pengecasan bateri sedia ada bergantung pada mikropemproses (cip komputer) untuk mengecas semula, menggunakan 3 langkah pengecasan terkawal. Ini adalah “pengecas pintar”. Ini boleh didapati dengan mudah. Tiga langkah dalam pengecasan bateri asid plumbum ialah input semasa utama untuk penukaran, dan cas apungan pada tempoh berterusan. Caj penyamaan berkala untuk mengekalkan keseragaman adalah perlu. Gunakan pengesyoran pengeluar bateri mengenai prosedur pengecasan dan voltan atau pengecas terkawal mikropemproses berkualiti untuk mengekalkan kapasiti bateri dan hayat perkhidmatan.
“Pengecas pintar” diprofilkan dengan teknologi pengecasan kontemporari, dan juga mengambil maklumat daripada bateri untuk memberikan faedah pengecasan maksimum dengan pemerhatian minimum.
VRLA – Bateri Gel dan AGM memerlukan tetapan voltan yang berbeza. Ini adalah untuk mengelakkan gas dan kekeringan. Proses penggabungan semula oksigen dalam bateri Asid Plumbum Terkawal Injap (VRLA) memerlukan tetapan voltan yang lebih rendah untuk mengelakkan evolusi hidrogen dan sel kering.
Voltan pengecasan maksimum untuk bateri Gel ialah 14.1 atau 14.4 volt, yang lebih rendah daripada keperluan bateri jenis VRLA basah atau AGM untuk pengecasan penuh. Melebihi voltan ini dalam bateri Gel boleh menyebabkan buih dalam gel elektrolit dan kerosakan kekal.
Penarafan semasa untuk pengecas bateri mengesyorkan saiz pengecas pada arus maksimum 25% daripada kapasiti bateri. Sesetengah bateri menentukan 10% daripada kapasiti Lebih selamat menggunakan arus yang lebih rendah, walaupun ia mengambil masa yang lebih lama.
Kaedah pengecasan arus malar – voltan malar (CCCV) adalah pilihan yang baik. Arus malar meningkatkan voltan terminal sehingga had voltan cas atas dicapai, di mana arus turun disebabkan tepu. Masa pengecasan ialah 12–16 jam dan lebih lama (36 jam) untuk bateri pegun yang besar. Bateri asid plumbum adalah lebih perlahan dan tidak boleh dicas secepat sistem bateri lain. Dengan kaedah CCCV, bateri asid plumbum dicas dalam tiga langkah, [1] cas arus malar, [2] Voltan malar dan [3] cas apungan apabila cas selesai.
Caj arus malar menggunakan sebahagian besar cas dan mengambil kira-kira separuh daripada masa pengecasan yang diperlukan; caj topping berterusan pada arus cas yang lebih rendah dan menyediakan ketepuan, dan caj apungan berterusan mengimbangi kerugian yang disebabkan oleh nyahcas sendiri. Semasa pengecasan arus malar, bateri mengecas kepada kira-kira 70 peratus dalam 5–8 jam; baki 30 peratus diisi dengan Voltan Malar yang bertahan 7–10 jam lagi. Caj apungan dalam langkah ketiga mengekalkan bateri pada cas penuh.
Mengecas bateri, bolehkah anda mengecas bateri 12V anda secara berlebihan?
Dalam semua kimia ini pengecasan berlebihan boleh menyebabkan kerosakan atau risiko keselamatan. Dalam kes bateri asid plumbum, voltan cas berlebihan adalah terhad dan arus lebihan dihamburkan dalam pecahan air, pelepasan hidrogen dan oksigen serta penciptaan haba. Peningkatan arus tidak akan meningkatkan voltan, ia akan meningkatkan kadar kehilangan gas dan air dan menyebabkan kenaikan suhu. Sesetengah cas berlebihan diterima terutamanya apabila penyamaan sel atau bateri diperlukan.
Untuk bateri litium-ion, cas berlebihan adalah sukar kerana BMS yang digabungkan dalam bateri. Ini akan memotong bekalan semasa apabila voltan penamatan dicapai, atau suhu menjadi terlalu tinggi. Ini adalah langkah berjaga-jaga yang perlu kerana sel li-ion mengandungi elektrolit meruap yang akan dibebaskan pada suhu yang lebih tinggi. Ia adalah wap daripada elektrolit yang terbakar dalam bateri li-ion menjadikan cas berlebihan sangat berbahaya. Bateri NiCad dan NiMH tidak boleh dicas berlebihan kerana ia akan kehilangan oksigen dan oleh itu elektrolit, walaupun ia adalah versi yang dimeterai.
Terdapat beberapa penunjuk SOC bateri: voltan selebihnya diukur pada terminalnya, graviti tentu elektrolit (bateri terbuka yang dibanjiri) atau nilai impedans. Mereka berbeza untuk setiap kimia bateri, dan atas sebab ini, adalah lebih baik untuk melihat setiap jenis secara berasingan:
1. Plumbum-asid.
Graviti tertentu.
Tindak balas plat dengan asid sulfurik pada cas dan nyahcas menentukan nisbah asid kepada air dalam sel.
Apabila dicas kepekatan asid sulfurik adalah tinggi, apabila dinyahcas ia lebih rendah (pers. 1). Oleh kerana ketumpatan asid ialah 1.84 dan ketumpatan air ialah 1 graviti tentu, SG elektrolit meningkat apabila dicas dan berkurangan apabila dinyahcas.
Tindak balas mempunyai hubungan tertib pertama yang bermaksud perubahan dalam kepekatan adalah linear jadi pengukuran SG memberikan petunjuk langsung SOC bateri, Rajah. 5.
Satu nota berhati-hati: ini tidak terpakai apabila pengecasan bateri sedang berjalan dan dalam fasa pukal atau pra-gas. Tanpa pengadukan elektrolit, asid yang lebih tumpat yang dihasilkan pada cas akan tenggelam, menjadikan sebahagian besar elektrolit lebih cair sehingga voltan 2.4 volt setiap sel dicapai. Dari titik ini, gas yang berkembang pada plat akan mencipta tindakan kacau untuk mencampurkan asid.
Voltan rehat: Ini boleh menjadi petunjuk SOC dan berkaitan dengan graviti tentu sel dalam hubungan berikut:
- Voltan rehat = SG + 0.84 ……………………………………………………………..sama 2
Sebagai contoh, sel 2V dengan graviti tentu 1.230 akan mempunyai voltan rehat 1.230 + 0.84 = 2.07 volt
Menggunakan perhubungan ini boleh memberikan petunjuk SOC bateri yang agak tepat, walau bagaimanapun, bateri yang berbeza mempunyai julat operasi yang berbeza untuk SG dan oleh itu keadaan cas atas VRLA SG boleh menjadi 1.32 berbanding OPzS dengan SG teratas 1.28. Suhu juga mempengaruhi SG dan oleh itu voltan sel. Kesan suhu pada voltan litar terbuka diberikan dalam Jadual 2.
Faktor lain ialah bateri yang baru dicas mempunyai kepekatan asid yang tinggi di sebelah plat disebabkan oleh pembentukan asid sulfurik pada cas. Inilah sebabnya mengapa voltan selepas pengecasan kekal tinggi untuk beberapa waktu mungkin sehingga 48 jam sebelum mendap pada nilai yang konsisten. Melainkan nyahcas pendek dibuat pada bateri maka ia perlu berehat untuk membolehkan penyamaan kepekatan asid sebelum mengambil bacaan voltan.
Alat yang diperlukan untuk pengukuran SOC
Ini terdiri daripada voltmeter DC atau multimeter untuk pengukuran voltan dan hidrometer untuk bacaan graviti tentu.
Untuk sel yang dibanjiri, selain daripada ujian nyahcas, hidrometer ialah kaedah terbaik untuk menentukan keadaan cas. Penggunaan hidrometer memerlukan sedikit latihan dan perlu dilakukan dengan berhati-hati. Prosedurnya ialah meletakkan bateri pada kedudukan yang sesuai supaya bacaan hidrometer boleh diambil pada paras mata (Rajah 6 di atas).
Untuk bateri yang dimeterai, tidak boleh menggunakan hidrometer jadi pengukuran volt selebihnya adalah satu-satunya pilihan. Kaedah ini boleh digunakan untuk kedua-dua bateri asid plumbum yang tertutup dan dibanjiri.
Untuk ini, multimeter hendaklah ditetapkan pada voltan maksimum yang sesuai untuk memastikan ia boleh membaca lebih daripada 12 volt, tetapi juga menghasilkan sekurang-kurangnya 2 tempat perpuluhan ketepatan. Menggunakan persamaan 2, voltan boleh digunakan selepas pelarasan suhu, untuk menganggarkan SG dan oleh itu SOC bateri, dengan syarat nilai SG pengilang untuk bateri yang dicas sepenuhnya diketahui.
Dalam kedua-dua kes menggunakan voltan atau hidrometer untuk mengukur State-of-charge, SOC, adalah perlu untuk menggunakan pampasan suhu. Jadual 2, yang dibekalkan oleh BCI, memberikan pelarasan yang sesuai untuk kedua-dua bacaan meter hidrometer dan voltan.
Jadual 2 Pampasan untuk bacaan Graviti Spesifik elektrolit dan voltan dengan suhu
| Suhu Elektrolit Fahrenheit (°F) | Suhu Elektrolit Celsius (°C) | Tambah atau Tolak pada Bacaan SG Hydrometer | Tambah atau Tolak pada Bacaan 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 memberikan cabaran yang serius. Kesemuanya mempunyai lengkung nyahcas yang sangat rata dengan perbezaan voltan yang sangat kecil antara keadaan dicas penuh dan dilepaskan. Tindak balas cas-nyahcas dalam sel NiCd dan NiMH tidak mengubah SG elektrolit dengan ketara dan semua kimia Li-ion beroperasi dengan sel tertutup sepenuhnya. Ini menjadikan semakan spot statik atau rawak pada bateri dalam perkhidmatan hampir mustahil, sudah tentu untuk pengguna bukan profesional. Keadaan terkini, ukuran SOC terkini untuk kimia ini adalah berdasarkan bacaan dinamik yang diambil semasa operasinya.
Ia boleh berdasarkan kiraan jam ampere, tindak balas voltan kepada arus nyahcas atau bahkan denyutan arus malar. Peralatan pengukur biasanya dibina ke dalam peranti mahal atau canggih seperti kenderaan elektrik atau mesin industri, di mana ia perlu mengetahui masa berjalan yang ada. Dalam peralatan yang kurang canggih seperti alatan kuasa tangan, perasan alat berhenti atau berjalan kurang cepat adalah satu-satunya petunjuk yang tersedia.
Terdapat penguji spektrometer impedans yang tersedia secara komersial yang mengukur impedans dalaman bateri untuk meramalkan keadaan casnya. Peranti ini bergantung pada algoritma berdasarkan ujian beratus-ratus bateri dalam pelbagai keadaan cas dan pelbagai peringkat umur untuk meramalkan SOC. Hasilnya adalah khusus untuk kimia dan umur bateri tertentu. Lebih banyak ujian yang telah dilakukan untuk menjadikan algoritma lebih tepat algoritma.
Semasa mengecas bateri, bolehkah anda mengecas bateri secara berlebihan?
Walau bagaimanapun, anda memutuskan untuk mengukur keadaan cas terdapat peraturan yang digunakan untuk semua jenis bateri. Ini adalah untuk mengelakkan lebihan nyahcas bateri yang boleh menyebabkan sel individu rosak dengan menyebabkannya terbalik, malah mempunyai voltan negatif. Pengecasan berlebihan adalah kurang jelas kerana dalam kes asid plumbum kadangkala perlu melakukan ini untuk menyamakan sel atau bateri individu dalam bank. Walau bagaimanapun, cas berlebihan yang berlebihan membawa kepada pengegasan dengan kehilangan air dan kakisan plat positif yang kedua-duanya mengurangkan hayat bateri.
Bagi bateri berasaskan Nikel , kehilangan air adalah masalah yang paling biasa sekali lagi membawa kepada pengurangan hayat operasi. Dalam kes kimia litium, biasanya mustahil untuk mengecas berlebihan disebabkan oleh BMS yang digabungkan yang secara automatik memotong input semasa pada voltan yang telah ditetapkan. Dalam sesetengah reka bentuk, terdapat fius terbina yang menghalang cas berlebihan. Walau bagaimanapun, ini biasanya menjadikan bateri tidak dapat dipulihkan.
Mengecas bateri, mengecas berlebihan bagaimana anda mengelakkannya?
Keputusan untuk mengecas semula bateri bergantung pada keadaan penggunaan dan tahap nyahcas. Sebagai peraturan umum untuk semua kimia, bateri tidak boleh melebihi 80% DOD untuk memaksimumkan hayat operasinya. Ini bermakna SOC akhir bateri hendaklah dikira dari titik pengukuran hingga penghujung operasi hariannya. Jika contohnya SOC adalah 40% pada permulaan operasi dan ia akan menggunakan 70% kapasitinya pada akhir operasi maka bateri perlu dicas semula sebelum membenarkannya diteruskan.
Untuk membuat keputusan ini adalah perlu untuk menentukan baki kapasiti atau masa jalan yang tinggal dalam bateri. Ini tidak mudah kerana kapasiti bateri ditentukan oleh kadar nyahcas. Semakin tinggi kadar pelepasan, semakin kurang kapasiti yang tersedia. Bateri asid plumbum sangat terdedah kepada ini, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah.8.
Bateri berasaskan Li-ion dan NiCd memang telah mengurangkan kapasiti pada kadar nyahcas yang lebih tinggi tetapi ia tidak begitu ketara seperti asid plumbum. Rajah. 9 menunjukkan kesan 3 kadar nyahcas berbeza pada kapasiti tersedia bagi bateri NiMH. Dalam kes ini, 0.2C (kadar 5 jam), 1C (kadar 1 jam) dan 2C (kadar 1/2 jam).
Dalam semua kes, profil voltan kekal sangat rata tetapi pada tahap yang berkurangan sehingga tamat tempoh nyahcas apabila voltan tiba-tiba runtuh.
Pengecasan bateri - pengiraan masa pengecasan & nyahcas bateri
Pengiraan masa pengecasan dan nyahcas bateri
Untuk menetapkan masa nyahcas bagi mana-mana bateri dalam keadaan cas tertentu, arus yang dikeluarkan dan kapasiti bateri pada kadar nyahcas tertentu mesti diketahui. Masa operasi boleh dikira secara kasar dengan menggunakan peraturan praktikal untuk setiap kimia bateri.
Mengetahui kapasiti berkesan pada kadar pelepasan tertentu akan membolehkan masa larian diramalkan seperti berikut:
Kapasiti standard bateri (amp jam) = C
Arus nyahcas (amp) = D
Faktor nyahcas = D/C = N
Kadar nyahcas (amp) = NC
Kapasiti pada kadar nyahcas D (amp jam) = CN
Masa nyahcas untuk bateri yang dicas penuh (jam) = CN /D
Menggunakan anggaran keadaan caj sebagai peratusan, masa larian boleh dikira:
Masa larian = % keadaan cas x CN /(100xD) = jam
Pengiraan masa pengecasan adalah rumit kerana ia bergantung pada keadaan pengecasan bateri, jenis bateri, output pengecas dan jenis pengecas. Ia adalah perlu untuk mengetahui keadaan cas bateri untuk menentukan jam ampere yang perlu dimasukkan ke dalam bateri untuk mengecasnya semula. Kadar di mana perkara ini berlaku bergantung pada penilaian pengecas dan cara ia mengecas. Jelas sekali bateri li-ion boleh mengecas semula dalam beberapa jam daripada rata sepenuhnya jika pengecas mempunyai output yang mencukupi.
Bateri asid plumbum yang dimeterai dengan pengehadan pada output pengecas akan mengambil masa yang lebih lama disebabkan oleh sekatan voltan dan pengurangan arus dalam fasa pengegasan. Setelah keadaan cas ditentukan, anda boleh mengira berapa jam ampere yang diperlukan untuk dimasukkan semula ke dalam bateri. Mengetahui ciri pengecas akan membantu membuat pengiraan masa berdasarkan kadar pengecasan yang akan dicas dengan mengambil kira corak pengecasan yang digunakan.
Faktor lain ialah suhu ambien (keadaan cuaca) yang mempengaruhi voltan semasa cas dan arus yang ditarik oleh pengecas. Suhu yang lebih tinggi akan menurunkan voltan pengecasan tetapi juga meningkatkan arus yang dikeluarkan. Untuk bateri pada caj apungan, perlu menggunakan pampasan voltan dengan suhu. Microtex boleh memberi nasihat tentang pelarasan yang diperlukan di mana suhu berbeza dengan ketara daripada standard 25°C.
Kata-kata terakhir tentang pengecasan bateri!
Mengecas bateri yang betul dan mengetahui keadaan pengecasannya adalah tidak mudah. Selalunya bateri dibeli tanpa nasihat atau perkhidmatan sandaran daripada vendor. Itulah sebabnya penting untuk membeli daripada pembekal terkemuka yang mengutamakan kepuasan pelanggan. Untuk mendapatkan nasihat tentang sebarang penyelenggaraan atau pemasangan pengecasan bateri, tindakan terbaik ialah menghubungi pembekal profesional yang dipercayai.
Seperti biasa, Microtex, pengeluar bateri antarabangsa yang telah lama wujud dengan rekod kepuasan pelanggan yang sempurna sentiasa bersedia untuk membantu. Mereka adalah salah satu daripada beberapa syarikat yang mempunyai pengetahuan dan produk untuk membekalkan dan menservis bateri untuk hampir semua aplikasi industri dan pengguna. Jika pengecasan bateri anda mengecas bateri anda, hubungi orang yang tidak mengecas.
Untuk semua pengecasan bateri, urusan berhubung dengan Microtex.
