แบตเตอรี่สแตนด์บายและการชาร์จแบบลอยตัว
แบตเตอรี่ที่ใช้ในแหล่งจ่ายไฟฉุกเฉินสำรองสำหรับอุปกรณ์โทรคมนาคม เครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) ฯลฯ จะถูกชาร์จอย่างต่อเนื่อง (หรือลอย) ที่แรงดันคงที่เท่ากับ OCV + x mV ค่าของ x ขึ้นอยู่กับการออกแบบและผู้ผลิตสแตนด์บาย โดยปกติ ค่าทศนิยมจะอยู่ที่ 2.23 ถึง 2.30 V ต่อเซลล์ บริการแบตเตอรี่แบบลอยตัวต้องชาร์จอย่างต่อเนื่องและถูกเรียกให้ทำงานเฉพาะในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้องเท่านั้น ค่าศักย์คงที่นี้เพียงพอที่จะรักษาให้อยู่ในสภาพที่มีประจุเต็ม นอกเหนือจากการชาร์จเพื่อชดเชยการคายประจุครั้งก่อน ประจุศักย์คงตัว (CP) จะชดเชยกระบวนการคายประจุเองที่เกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้ใช้งาน
เครื่องชาร์จโฟลตทำงานอย่างไร
เครื่องชาร์จลูกลอยจะชาร์จแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยไม่คำนึงถึงสถานะของการชาร์จ เครื่องไม่ได้ตัดการเชื่อมต่อจากเครื่องชาร์จ สภาวะในพื้นที่ เช่น ไฟฟ้าดับและอุณหภูมิแวดล้อม จะได้รับการพิจารณาเพื่อตัดสินใจเกี่ยวกับการตั้งค่าแรงดันไฟแบบลอยตัวที่แม่นยำยิ่งขึ้น ความจุเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของการตั้งค่านี้ ที่ชาร์จอาจมีอุปกรณ์เพิ่มกำลังเพื่อเตรียมแบตเตอรี่สำหรับการปิดเครื่องครั้งต่อไปซึ่งมีการจ่ายไฟบ่อยครั้ง
เงื่อนไขการชาร์จคือ:
- ประเภทการชาร์จ: ศักย์คงที่ที่ 2.25 ถึง 2.30 V ต่อเซลล์ โดยมีการชดเชยอุณหภูมิ – mV ถึง – 3 mV ต่อเซลล์
- กระแสไฟเริ่มต้น: สูงสุด 20 ถึง 40% ของความจุที่กำหนด
- เวลาในการชาร์จ: ต่อเนื่องโดยไม่คำนึงถึง SOC
ผู้ผลิตบางรายกล่าวว่าการชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีประสิทธิภาพสูงสุดในช่วง 15-30°C และไม่จำเป็นต้องมีการชดเชยอุณหภูมิหากอุณหภูมิแวดล้อมอยู่ในช่วง 0 ถึง 40°C มิเช่นนั้นอาจพิจารณาวงจรชดเชยอุณหภูมิในตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ การชดเชยอุณหภูมิเป็นลบ 2 ถึงลบ 3 mV ต่อ o C ต่อเซลล์โดยอิงจาก 20-25°C เป็นที่ต้องการ
ตารางต่อไปนี้เป็นแนวทางสำหรับการชดเชยอุณหภูมิ
ตารางที่ 1. การชดเชยอุณหภูมิแรงดันลอยสำหรับแบตเตอรี่ 12 V
[http://www. eastpenn-deka.com/assets/base/0139.pdf]
อุณหภูมิ °C | แรงดันลอย, โวลต์ | |
เหมาะสมที่สุด | ขีดสุด | |
≥ 49 | 12.8 | 13 |
44-48 | 12.9 | 13.2 |
38-43 | 13 | 13.3 |
32-37 | 13.1 | 13.4 |
27-31 | 13.2 | 13.5 |
21-26 | 13.4 | 13.7 |
16-20 | 13.55 | 13.85 |
10-15 | 13.7 | 14 |
05-09 | 13.9 | 14.2 |
≤ 4 | 14.2 | 14.5 |
การชาร์จแบบลอยตัวและการชาร์จแบบเร่งความเร็วคืออะไร?
อุปกรณ์ชาร์จอาจมีการคิดค่าบริการสองอัตราตามปกติ พวกเขาคือ:
- การชาร์จแบบเร่งความเร็ว
- การชาร์จแบบหยด
โดยปกติแล้ว สิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ จะถูกรวมไว้สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกแบบเร่งความเร็วสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ใหม่หลังจากการคายประจุฉุกเฉิน ส่วนบูสเตอร์มีเอาต์พุตสูงสุด 2.70 V ต่อเซลล์เสมอสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่สำหรับประเภทน้ำท่วม และสูงสุด 2.4 ถึง 2.45 สำหรับแบตเตอรี่ VRLA เอาต์พุตการชาร์จแบบหยดสามารถชดเชยการคายประจุเองและความสูญเสียภายในอื่นๆ ของแบตเตอรี่ที่ระดับแรงดันไฟฟ้า 2.25 V ต่อเซลล์ เอาต์พุตที่ต้องการในแง่ของกระแสจะขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่
แท่นชาร์จแบบลอยตัว
สำหรับแบตเตอรี่ที่ไม่สามารถจัดส่งได้เป็นเวลาหลายสัปดาห์ จำเป็นต้องเก็บแบตเตอรี่ไว้จนเต็มจนกว่าจะมีการจัดส่ง สำหรับแบตเตอรี่ดังกล่าว มีสองตัวเลือกสำหรับการชาร์จแบบหยดเมื่อรออยู่ในชั้นวาง มีการเชื่อมต่อแบตเตอรี่หลายก้อนเป็นอนุกรมและชาร์จที่ความหนาแน่นกระแสไฟที่ความจุ 40 ถึง 100 mA/100 Ah หรืออาจมีวงจรแยกกันหลายวงจรเพื่อชาร์จแบตเตอรี่แต่ละก้อนแยกกัน แบตเตอรี่ทั้งหมดเหล่านี้ถูกชาร์จแบบลอยตัวที่ระดับ OCV เล็กน้อยตามที่กล่าวไว้ข้างต้น
ชาร์จแบตเตอรี่ AGM VRLA แบบลอยตัว
การชาร์จ แบตเตอรี่ AGM แบบลอยตัวไม่แตกต่างจากการชาร์จแบบลอยตัวของแบตเตอรี่แบบปกติ แต่การทำงานของกระบวนการชาร์จแบบลอยตัวในทั้งสองแบบมีความแตกต่างกันหลายประการ
แบตเตอรี่ VRLA มีความต้านทานภายในต่ำ ดังนั้นจึงสามารถรับการชาร์จได้ดีมากในช่วงเริ่มต้นของระยะเวลาการชาร์จ
เครื่องชาร์จแบบปรับแรงดันไฟฟ้าและแบบชดเชยอุณหภูมิที่มีศักย์ไฟฟ้าคงที่เป็นเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ VRLA ที่ดีที่สุด
แรงดันการชาร์จ CP float ปกติ 2.25 ถึง 2.30 V ต่อเซลล์ ไม่มีการจำกัดกระแสประจุแบบลอยตัว แต่สำหรับการเพิ่มการชาร์จที่แรงดันไฟฟ้า CP ที่ 14.4 ถึง 14.7 สำหรับแบตเตอรี่ VRLA กระแสไฟสูงสุดเริ่มต้นที่ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ของความจุที่กำหนดเป็นแอมแปร์นั้นกำหนดโดยผู้ผลิตส่วนใหญ่ (ทั้งแบบน้ำท่วมและประเภท VRLA) ผู้ผลิตส่วนใหญ่กำหนดความแปรผัน ± 1 % ของค่าแรงดันลอยและ ± 3 % สำหรับแรงดันประจุบูสต์
[1. https://www.thebatteryshop.co.uk/ekmps/shops/thebatteryshop/resources/Other/tbs-np65-12i-datasheet.pdf 2. https://www.sbsbattery.com/media/pdf/Battery-STT12V100.pdf 3. https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf]
ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออายุการลอยตัวของแบตเตอรี่ VRLA
อุณหภูมิมีอิทธิพลอย่างมากต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่ควบคุมด้วยวาล์ว สำหรับอุณหภูมิการทำงานที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อายุขัยเฉลี่ยจะลดลงครึ่งหนึ่ง ตัวเลขที่ระบุด้านล่างยืนยันข้อเท็จจริงนี้ อายุการใช้งานของลูกลอยที่ 20°C คือประมาณ 10 ปีสำหรับผลิตภัณฑ์เฉพาะของ Panasonic แต่ที่อุณหภูมิ 30°C อายุขัยประมาณ 5 ปี ในทำนองเดียวกัน อายุขัยที่ 40°C ประมาณ 2 ปี 6 เดือน[Figure 10 in https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf] .
หน้าที่ 6 ใน http://news.yuasa co.uk/wp-content/uploads/2015/05/SWL-Shortform.pdf].
ดังนั้นหากผู้บริโภคต้องการซื้อแบตเตอรี่ก้อนใหม่ เขาควรคำนึงถึงอุณหภูมิแวดล้อมโดยเฉลี่ยและอายุการใช้งานที่อุณหภูมินั้นด้วย ถ้าเขาต้องการให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งาน 5 ปีที่ 30 ถึง 35 o C เขาควรจะเลือกแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาให้มีอายุการใช้งาน 10 ปีที่ 20 o C
รูปที่ 1 ชีวิตลอยตัวที่อุณหภูมิต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ Panasonic VR
https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf
รูปที่ 2 ชีวิตลอยตัวที่อุณหภูมิต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ VR ของ Yuasa (UK)
http://news.yuasa.co.uk/wp-content/uploads/2015/05/SWL-Shortform.pdf
British Standard 6240-4: 1997 ให้ชีวิตขึ้นอยู่กับอุณหภูมิระหว่าง 20 ถึง 40°C
อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ VRLA
เมื่อเทียบกับอายุการใช้งานแบบลอยตัว อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ VR จะสั้นลงเนื่องจากปริมาณของวัสดุที่ใช้งานต่อรอบ ในการทำงานแบบลอยตัว แบตเตอรี่จะถูกเรียกให้จ่ายไฟเฉพาะเมื่อไฟฟ้าขัดข้องเท่านั้น แต่ในโหมดวนรอบ แบตเตอรี่จะถูกคายประจุจนถึงระดับความลึกที่ต้องการ ( DO D) ทุกครั้งและชาร์จทันที การปลดปล่อยนี้ตามด้วยประจุนี้เรียกว่า “วัฏจักร” อายุการใช้งานของวงจรขึ้นอยู่กับปริมาณของวัสดุที่แปลงต่อรอบ กล่าวคือ DOD ยิ่งการกลับใจต่ำเท่าไร ชีวิตก็จะยิ่งสูงขึ้น ตารางต่อไปนี้แสดงอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ Panasonic VRLA ถึง 60% และ DOD ที่สิ้นสุดอายุการใช้งาน 80% สำหรับ DOD สามระดับ
ตารางที่ 2 วงจรชีวิตโดยประมาณของผลิตภัณฑ์ Panasonic VRLA ถึง 60% และ DOD ที่สิ้นสุดอายุการใช้งาน 80% สำหรับ DOD สามตัวที่อุณหภูมิแวดล้อม 25 o C [ดัดแปลงจาก https://eu.industrial.panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf รูปในหน้า 22 ]
DOD ถึงจุดจบของชีวิต | วงจรชีวิตที่ 100% DOD | วงจรชีวิตที่ 50% DOD | วงจรชีวิตที่ 30% DOD |
ชีวิตถึง 60% DOD | 300 | 550 | 1250 |
ชีวิตถึง 80% DOD | 250 | 450 | 950 |
- อุณหภูมิและกระแสลอยตัว
ตารางที่ 3 กระแสไฟลอยตัวที่ 2.3 V ต่อเซลล์ สำหรับเซลล์ตะกั่ว-กรดสามประเภทที่อุณหภูมิต่างกัน
[ [ดัดแปลงจาก C&D Technologies https://www. ซีดีเทคโน com/pdf/ref/41_2128_0212.pdf
รูปที่ 19 หน้า 22]
| อุณหภูมิ ° C | กระแสไฟโดยประมาณ mA ต่อ Ah 20 |
เซลล์แคลเซียมที่ถูกน้ำท่วม | 25 | 0.25 |
30 | 0.35 | |
40 | 0.6 | |
50 | 0.9 | |
60 | 1.4 | |
เจล VR เซลล์ | 25 | 0.6 |
30 | 0.75 | |
40 | 1.5 | |
50 | 3 | |
60 | 6 | |
AGM VR Cells | 25 | 1.5 |
30 | 2 | |
40 | 3.5 | |
50 | 8 | |
60 | 15 |
- ทดสอบความเหมาะสมในการใช้งานแบบลอยตัว [ IEC 60896-21 และ 22:2004 ]
IEC ให้ขั้นตอนการทดสอบเพื่อตรวจสอบความเหมาะสมของเซลล์ VR สำหรับการใช้งานแบบลอยตัว เซลล์หรือแบตเตอรี่จะต้องได้รับแรงดันลอยตัวของ V Float ซึ่งผู้ผลิตจะต้องระบุในช่วงปกติ 2.23 ถึง 2.30 VOLTS ต่อเซลล์ จะต้องวัดและสังเกตแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นของแต่ละเซลล์หรือแบตเตอรี่โมโนบล็อก หลังจาก 3 เดือน จะต้องวัดและบันทึกแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์หรือแบตเตอรี่โมโนบล็อก หลังจาก 6 เดือนของการดำเนินการแบบลอยตัว เซลล์หรือโมโนบล็อกจะต้องผ่านการทดสอบความจุ ความจุจริงในการปล่อยต้องมากกว่าหรือเท่ากับความจุที่กำหนด
- ความผันแปรของแรงดันโฟลตเซลล์ต่อเซลล์
เนื่องจากตัวแปรกระบวนการโดยธรรมชาติ แรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์หรือแบตเตอรี่จะแปรผันตามช่วงของแรงดันการทำงานแบบลอย ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยในพารามิเตอร์ภายในของเพลต เช่น น้ำหนักของวัสดุออกฤทธิ์ ความพรุนของวัสดุออกฤทธิ์ และความแตกต่างของการอัดแผ่นและการบีบอัด AGM การแปรผันของปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ ฯลฯ ทำให้เกิดความผันแปรนี้ แม้จะมีขั้นตอนการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด (ทั้งในวัสดุและการควบคุมกระบวนการในการทำงานของหน่วย) ผลิตภัณฑ์ VR จะแสดงความผันแปรระหว่างเซลล์กับเซลล์ส่งผลให้มีการกระจายแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบบ “bimodal” ระหว่างการทำงานแบบลอยตัว
ในเซลล์ทั่วไปที่มีอิเล็กโทรไลต์มากเกินไป เพลตทั้งสองจะชาร์จอย่างอิสระจากกัน ก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนมีอัตราการแพร่ต่ำในสารละลายกรดซัลฟิวริก ก๊าซมีวิวัฒนาการในระหว่างการชาร์จออกจากเซลล์เนื่องจากไม่มีเวลาเพียงพอที่จะโต้ตอบกับเพลต
ในเซลล์ VRLA ปรากฏการณ์วัฏจักรออกซิเจนทำให้ภาพนี้ซับซ้อน เช่นเดียวกับกรณีของเซลล์ที่ถูกน้ำท่วม การสลายตัวของน้ำจะเกิดขึ้นบนจานบวก การกัดกร่อนของกริดก็เกิดขึ้นเช่นกัน แม้ว่าก๊าซออกซิเจนบางส่วนจะหลบหนีออกจากเซลล์ VR ในระยะแรกของการชาร์จแบบลอยตัว (เนื่องจากสภาวะที่ไม่หิวโหย) การสร้างเส้นทางของก๊าซจะเกิดขึ้นหลังจากระดับความอิ่มตัวลดลงจากระดับเริ่มต้น 90 เป็น 95 % เป็นระดับที่ต่ำกว่า
ตอนนี้ ปฏิกิริยาย้อนกลับของการสลายตัวของน้ำซึ่งเกิดขึ้นบนเพลตบวกเริ่มเกิดขึ้นบนเพลตลบ:
การสลายตัวของน้ำบน PP: 2H 2 O → 4H + + O 2 ↑ + 4e – ………………………. (1)
การลด O 2 (= O 2 การรวมตัวใหม่) บน NP: O 2 + 4H + + 4e – → 2H 2 O + (ความร้อน) ..…….…. (2)
[2Pb + O 2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O+ ความร้อน] ..…… (3)
ประเด็นต่อไปนี้สามารถสังเกตได้จากปฏิกิริยาข้างต้น:
- จะเห็นว่าผลสุทธิคือการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อน
- ดังนั้น เมื่อแบตเตอรี่ VR เข้าสู่ช่วงวงจรออกซิเจน แบตเตอรี่จะอุ่นขึ้น
- ก๊าซออกซิเจนไม่สูญเสียสู่ชั้นบรรยากาศ
- ตะกั่วใน NAM จะถูกแปลงเป็นตะกั่วซัลเฟต ดังนั้นศักยภาพของ NP จึงเป็นบวกมากขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการป้องกันการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน
- เพื่อชดเชยแรงดันไฟ NP ที่ลดลง แผ่นขั้วบวกจะกลายเป็นค่าบวกมากขึ้นและเกิดการวิวัฒนาการของออกซิเจนและการกัดกร่อนมากขึ้น (เพื่อไม่ให้แรงดันลูกลอยที่ใช้ไปไม่เปลี่ยนแปลง) ออกซิเจนที่ผลิตได้จะลดลงใน NP ซึ่งทำให้เกิดโพลาไรเซชันมากขึ้นส่งผลให้มีศักยภาพในเชิงบวกมากขึ้นสำหรับ NP
เนื่องจากกระแสดึงสำหรับการรวมตัวของออกซิเจน กระแสลอยจะสูงกว่าแบตเตอรี่ VRLA ประมาณสามเท่าเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ถูกน้ำท่วมตามที่ Berndt [D. Berndt, การสัมมนาและนิทรรศการแบตเตอรี่ ERA ครั้งที่ 5, ลอนดอน, สหราชอาณาจักร, เมษายน 1988, เซสชั่น 1, กระดาษ 4 2. RF Nelson ในแรนด์ DAJ; โมสลีย์ PT; การ์เช่. เจ ; Parker, CD(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, Chapter 9 , หน้า 258 et seq. ].
ตารางที่ 4 การชาร์จแบบลอย: การเปรียบเทียบกระแสลอย วิวัฒนาการความร้อน และการกำจัดความร้อนสำหรับแบตเตอรี่แบบระบายอากาศและ VRLA
รายละเอียด | เซลล์น้ำท่วม | VR Cells | หมายเหตุ |
แรงดันลอยต่อเซลล์, โวลต์ | 2.25 | 2.25 | แรงดันลอยเท่ากัน |
กระแสไฟลอยตัว mA/100 Ah | 14 | 45 | แบตเตอรี่ VR เพิ่มขึ้นประมาณ 3 เท่า |
อินพุตพลังงานเทียบเท่า mW | 31.5 mW (2.25 VX 14 mA) | 101.25 mW (2.25 VX 45 mA) | แบตเตอรี่ VR เพิ่มขึ้นประมาณ 3 เท่า |
ความร้อนที่ถูกกำจัดออกโดยก๊าซ mW | 20.72 mW (1.48 VX 14 mA) (20.7/31.5 – 66 %) | 5.9 (1.48 โวลต์ x 4 มิลลิแอมป์) (5.9/101.25 = 5.8 % ) | หนึ่งในสิบของเซลล์ที่ถูกน้ำท่วม |
สมดุลความร้อน mW | 31.5-20.72 = 10.78 | 101.25 – 5.9= 95.35 | |
การแปลงกระแสประจุแบบลอยตัวเป็นความร้อน เปอร์เซ็นต์ | 10.8 | 95 | ประมาณ 9 ครั้งในแบตเตอรี่ VR |
- แรงดันแก๊สและการชาร์จ
โดยปกติ ประสิทธิภาพวัฏจักรออกซิเจนที่แรงดันโฟลตที่แนะนำจะรวมออกซิเจนทั้งหมดที่สร้างขึ้นที่เพลตบวกกับน้ำที่เพลตลบ ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียน้ำหรือเล็กน้อยเกิดขึ้น และยับยั้งการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน
แต่ถ้าเกินแรงดันหรือกระแสที่แนะนำ ก๊าซจะเริ่มเกิดขึ้น นั่นคือการสร้างออกซิเจนเกินความสามารถของเซลล์ในการรวมตัวของก๊าซ ในกรณีร้ายแรง ทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจนจะมีวิวัฒนาการ และการสูญเสียน้ำก็เกิดขึ้น พร้อมกับการสร้างความร้อนที่มากขึ้น
ตารางที่ 5. การปล่อยก๊าซและกระแสลอยที่แรงดันลอยต่างกันของเซลล์ VR อิเล็กโทรไลต์เจล 170 Ah
[ดัดแปลงจาก C&D Technologies www. cdtechno .com/pdf/ref/41_2128_0212.pdf
รูปที่ 17 หน้า 21]
แรงดันการชาร์จ, โวลต์ | การผลิตก๊าซโดยประมาณ มล. ต่อนาที | การสร้างก๊าซโดยประมาณ ml ต่อ Ah ต่อนาที º | กระแสโดยประมาณ, แอมแปร์ | กระแสไฟโดยประมาณ มิลลิแอมแปร์ต่อ Ahº |
< 2.35 | นิล | นิล | — | |
2.35 เริ่มการแก็ส | — | — | 0.4 | 2.35 |
2.4 | 1.5 | 0.0088 | 0.45 | 2.65 |
2.46 | 3.5 | 0.0206 | 0.6 | 3.53 |
2.51 | 10 | 0.0588 | 1.4 | 8.24 |
2.56 | 24 | 0.1412 | 3 | 17.65 |
º ค่าที่คำนวณได้
- ชาร์จแรงดันและกระแส
ตารางที่ 6 แรงดันไฟเทียบกับกระแสไฟลอยสำหรับแบตเตอรี่เจลและ AGM VRLA
[ดัดแปลงจาก C&D Technologies www. cdtechno.com /pdf/ref/41_2128_0212.pdf
รูปที่ 18 หน้า 22]
แรงดันลอย (โวลต์) | ปัจจุบัน mA ต่อ Ah | |
แบตเตอรี่ VR แบบเจล | แบตเตอรี่ AGM VR | |
2.20 | 0.005 | 0.02 |
2.225 | 3 | 9 |
2.25 | 6 | 15 |
2.275 | 9.5 | 22 |
2.30 | 12 | 29 |
2.325 | 15 | 39 |
2.35 | 25 | 46 |
2.375 | 30 | 53 |
2.40 | 38 | 62 |
2.425 | 45 | 70 |
2.45 | 52 | 79 |
ตารางที่ 7 กระแสไฟลอยสำหรับแบตเตอรี่แคลเซียมที่ถูกน้ำท่วม เจล และ AGM VRLA ที่อุณหภูมิต่างกันสำหรับการชาร์จแบบลอยตัว 2.3 โวลต์ต่อเซลล์
[ดัดแปลงจาก C&D Technologies www. ซีดีเทคโน com/pdf/ref/41_2128_0212.pdf
รูปที่ 19 หน้า 22]
อุณหภูมิเซลล์ ° C | ปัจจุบัน mA ต่อ Ah 20 | ||
น้ำท่วมแบตเตอรี่แคลเซียม | แบตเตอรี่ VR แบบเจล | แบตเตอรี่ AGM VR | |
25 | 0.25 | 0.65 | 1.5 |
30 | 0.375 | 0.9 | 2 |
35 | 0.425 | 1.25 | 3 |
40 | 0.55 | 1.6 | 4.1 |
45 | 0.7 | 2 | 6 |
50 | 0.875 | 3.5 | 7.5 |
55 | 1.15 | 3.75 | 11.1 |
60 | 1.4 | 6 | 15 |
- แรงดันลอย อุณหภูมิในการทำงานและอายุการใช้งาน
การชาร์จมากเกินไปที่สูงกว่าแรงดันโฟลตที่แนะนำจะลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลงอย่างมาก แผนภูมินี้แสดงผลต่ออายุการใช้งานของการชาร์จแบตเตอรี่เจลมากเกินไป
ตารางที่ 8 เปอร์เซ็นต์วงจรชีวิตของเซลล์เจลเทียบกับแรงดันชาร์จใหม่ (แรงดันไฟที่แนะนำสำหรับการชาร์จ 2.3 ถึง 2.35 V ต่อเซลล์)
www. อีสต์เพนน์-เดก้า com/assets/base/0139.pdf
แรงดันไฟชาร์จ | เปอร์เซ็นต์วงจรชีวิตของเซลล์เจล |
ที่แนะนำ | 100 |
0.3 V เพิ่มเติม | 90 |
0.5 เพิ่มเติม | 80 |
0.7 เพิ่มเติม | 40 |
รอน ดี. บรอสต์ [รอน ดี. บรอสต์, Proc. การประชุมแบตเตอรี่ประจำปีครั้งที่สิบสาม Applications and Advances, California Univ., Long Beach, 1998, หน้า 25-29.] ได้รายงานผลการปั่นจักรยานบน 12V
VRLA (Delphi) ถึง 80% DOD ที่ 30, 40 และ 50 o C แบตเตอรี่ถูกปล่อยออก 100% ที่ 2 ชั่วโมงที่ทุกๆ 25 รอบที่ 25 p C เพื่อกำหนดความจุ ผลการวิจัยพบว่าวงจรชีวิตที่ 30 o C อยู่ที่ประมาณ 475 ในขณะที่จำนวนลดลงเหลือ 360 และ 135 ประมาณ 40 และ 50 o C ตามลำดับ
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันลอย อุณหภูมิลอยตัว และอายุขัย
รูปที่ 3 การพึ่งพาอายุลอยของแรงดันลอยและอุณหภูมิลอยตัว
[Malcolm Winter, 3 ERA Battery Seminar, 14 มกราคม 1982, London, (ERA Report No. 81-102, pp. 3.3.1. ถึง
- ปริมาณอิเล็กโทรไลต์และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นระหว่างการชาร์จแบบลอยตัว
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นระหว่างการชาร์จจะน้อยที่สุดในเซลล์ที่ถูกน้ำท่วมและมากที่สุดในเซลล์ AGM VR เหตุผลอยู่ที่ปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ที่เซลล์ประเภทต่างๆ มี ตารางต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงข้อเท็จจริงนี้ เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ในปริมาณที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเซลล์ AGM เซลล์เจลจึงสามารถทนต่อการคายประจุได้ลึกกว่า
ตารางที่ 9 ประเภทแบตเตอรี่และปริมาตรสัมพัทธ์ของอิเล็กโทรไลต์
sv-zanshin .com/r/manuals/sonnenschein _gel_handbook_part1.pdf]
เซลล์ที่ถูกน้ำท่วม OPzS | เซลล์เจล Sonnenschein A600 เซลล์ | เซลล์ AGM, Absolyte IIP | เซลล์เจล Sonnenschein A400 เซลล์ | เซลล์ AGM, Marathon M, FT |
1 | 0.85 ถึง 0.99 | 0.55 ถึง 0.64 | — | — |
— | 1 | 0.61 ถึง 0.68 | 1 | 0.56 ถึง 0.73 |
— | 1.5 ถึง 1.7 | 1 | 1.4 ถึง 1.8 | 1 |
- แรงดันไฟฟ้ากระจายบนประจุลอย
แรงดันไฟฟ้าที่กระจายไปในชุดแบตเตอรี่ VR ที่ทำงานแบบลอยตัวจะแตกต่างกันไปตามช่วงเวลาต่างๆ หลังจากที่ประจุแบบลอยตัวเริ่มต้นขึ้น ในขั้นต้น เมื่อเซลล์มีอิเล็กโทรไลต์มากกว่าสภาวะที่อดอาหาร เซลล์จะประสบกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น และเซลล์ที่มีการรวมตัวกันใหม่ที่ดีจะแสดงแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ที่ต่ำกว่า (เนื่องจากศักยภาพของเพลตลบที่ลดลง) เซลล์ที่มีปริมาณกรดสูงกว่าจะมีแผ่นขั้วลบโพลาไรซ์ซึ่งจะแสดงแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ที่สูงขึ้นซึ่งนำไปสู่การวิวัฒนาการของไฮโดรเจน
แม้ว่าผลรวมของแรงดันไฟฟ้าแต่ละเซลล์ทั้งหมดจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าสตริงที่ใช้ แรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์จะไม่เท่ากันสำหรับทุกคน บางชนิดจะมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า (เนื่องจากสภาวะที่ไม่อดอาหารและการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน) มากกว่าแรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์ที่น่าประทับใจ และบางรุ่นจะมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า (เนื่องจากวัฏจักรของออกซิเจน) ตัวอย่าง
ของปรากฏการณ์นี้ได้รับโดยเนลสัน [1. RF Nelson ในแรนด์ DAJ; โมสลีย์ PT; การ์เช่. เจ ; Parker, CD(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Batteries, Elsevier, New York, 2004, Chapter 9 , หน้า 266 et seq 2. RF Nelson, Proceedings of the 4th International Lead-Acid Battery Seminar, San Francisco, CA, USA, 25–27 เมษายน 1990, หน้า 31–60.]
ตารางที่10. ข้อมูลการแพร่กระจายของแรงดันไฟฟ้าแต่ละเซลล์สำหรับเซลล์ VR แบบแท่งปริซึม 300 Ah ในอาร์เรย์ 48-V/600-Ah ที่ลอยอยู่ที่ 2.28 โวลต์ต่อเซลล์
[RF เนลสันในแรนด์ DAJ; โมสลีย์ PT; การ์เช่. เจ ; Parker, CD(Eds.) Valve-Regulated Lead-Acid Batteries , Elsevier, New York, 2004, Chapter 9 , หน้า 266 et seq ]
แรงดันไฟเดิม | หลังจาก 30 วัน ‘ค่าธรรมเนียมลอยตัว | หลังจากคิดค่าธรรมเนียมลอยตัว 78 วัน | ค่าธรรมเนียมลอยตัวของ After106 วัน | ||||
ช่วงแรงดันไฟฟ้า V | สเปรด mV | ช่วงแรงดันไฟฟ้า V | สเปรด mV | ช่วงแรงดันไฟฟ้า v | สเปรด mV | ช่วงแรงดันไฟฟ้า V | สเปรด mV |
2.23 ถึง 2.31 | 80 | 2.21 ถึง 2.37 | 160 | 2.14 ถึง 2.42 | 280 | 2.15 ถึง 2.40 | 250 |
จะเห็นได้ว่าบางเซลล์อาจเข้าสู่ระยะแก๊ส (2.42 V) และบางเซลล์ต่ำกว่าแรงดันประทับใจ 2.28 V ต่อเซลล์
ผู้เขียนบางคนเชื่อว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะคงที่ภายในหกเดือนหลังจากการทำงานแบบลอยตัว และความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะอยู่ภายใน ±2.5% ของค่าเฉลี่ย ซึ่งหมายความว่าสำหรับค่าเฉลี่ยของ2.3
VOLTS PER CELL ความแปรผันจะอยู่ในช่วง 2.24 – 2.36 (เช่น 60mV น้อยกว่าหรือมากกว่าสำหรับการทำงาน 2.3V) [ ฮานส์ ทูพร, เจ. แหล่งพลังงาน, 40 (1992) 47-61 ]
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
รูปที่ 4 การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เป็นแรงดันเซลล์ของ UPS แบบแบตเตอรี่ 370V ใหม่ ที่ชาร์จด้วยแรงดันลอย = 2.23 Vpc
[หรรษ ทูพร, เจ. แหล่งพลังงาน, 40 (1992) 47-61]
- การชาร์จแบบลอยตัวและความสำคัญของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเซลล์:
การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ในระหว่างช่วงการชาร์จแบบลอยตัวเป็นสิ่งสำคัญมาก การทดลอง ดำเนินการกับแบตเตอรี่ VR โทรคมนาคม 48V / 100Ah แสดงให้เห็นถึงข้อเท็จจริงนี้
เซลล์ถูกลอยที่ 2.3 V ต่อเซลล์ โดยมีกระแส เป็น 0 4 – 0 . 6 mA/Ah และอุณหภูมิปลาย
เซลล์ เซลล์กลาง และบริเวณโดยรอบมีค่าเท่ากัน) แรงดันลอยสำหรับสตริงคือ 2.3 V x 24 เซลล์ = 55.2 V.
ตารางที่ 11 2.3 V การชาร์จแบตเตอรี่โทรคมนาคมแบบลอยตัว 48 V, แบตเตอรี่ 100 Ah ด้วยกระแสไฟ 0 . 4 – 0 . 6 mA/Ah
[แมทธิวส์, เค; Papp, B, RF Nelson, ใน แหล่งพลังงาน 12 , Keily, T; Baxter, BW(eds) International Power Sources Symp. กรรมการ Leatherhead, England, 1989, หน้า 1 – 31.]
ไม่. ของเซลล์ที่ลัดวงจร | แรงดันของเซลล์เพิ่มขึ้นเป็น โวลต์ | กระแสลอยเพิ่มขึ้นเป็น (mA ต่อ Ah) | อุณหภูมิของเซลล์เพิ่มขึ้นโดย ° C | ระยะเวลาในการเพิ่มอุณหภูมิดังกล่าว ชั่วโมง | หมายเหตุ |
หนึ่ง | 2.4 (55.2 ÷ 23) | 2.5 | 1 | 24 | อุณหภูมิไม่ขึ้น |
สอง | 2.51 (55.2 ÷ 22) | 11 | 5 | 24 | อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นน้อยที่สุด |
สาม | 2.63 (55.2 ÷ 21) | 50 | 12 | 24 | เริ่มเข้าสู่รันอะเวย์ความร้อน |
โฟร์ | 2.76 (55.2 ÷ 20) | 180 | 22 | 1 | เข้าสู่สภาวะหนีร้อน เกิดก๊าซ H 2 S |
ข้อมูลข้างต้นบ่งชี้ว่าการลัดวงจร 1 หรือ 2 เซลล์จะไม่ทำให้เกิดหายนะจากมุมมองทางความร้อน
โดยมีเงื่อนไขว่าเซลล์ VR จะไม่ถูกใช้ในสภาวะที่ไม่เหมาะสม (เช่น > 60°C และกระแสไฟชาร์จสูงหรือแรงดันลอยสูงกว่า 2.4 V ต่อเซลล์) พวกมันจะไม่ปล่อยก๊าซ H2S หรือ SO2 หากมีการผลิตก๊าซเหล่านี้ ส่วนประกอบทองแดงและทองเหลืองโดยรอบและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ จะปนเปื้อนและทำให้มัวหมอง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ของแบตเตอรี่บนลูกลอย
- หนีความร้อน
แรงดันลอยสูงและกระแสลอยทำให้อุณหภูมิของเซลล์สูงขึ้น ดังนั้นการระบายอากาศที่ดีจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแบตเตอรี่ทุกประเภท เมื่ออุณหภูมิที่ผลิตขึ้นภายในเซลล์ VR (เนื่องจากวัฏจักรของออกซิเจนและปัจจัยอื่นๆ) ไม่สามารถกระจายได้โดยระบบเซลล์ อุณหภูมิจะสูงขึ้น เมื่อสภาวะนี้ยังคงอยู่เป็นเวลานาน อิเล็กโทรไลต์ที่แห้งและอุณหภูมิสูงขึ้นอันเนื่องมาจากการสร้างก๊าซ (O 2 และ H 2 ) จะทำให้เกิดความเสียหายต่อโถเซลล์และอาจระเบิดได้
ตัวเลขด้านล่างแสดงตัวอย่างบางส่วนของผลลัพธ์ของปรากฏการณ์การหนีจากความร้อน:
รูปที่ 5 ผลกระทบจากความร้อน
[https://www. ซีซีวา com/wp-content/uploads/2017/08/14.-VRLA-Battery-White-Paper-Final-1.pdf]
- แรงดันการชาร์จแบบลอยตัวและปัจจัยเร่งการกัดกร่อนของแผ่นบวก
แรงดันไฟในการชาร์จมีอิทธิพลอย่างมากต่ออายุการใช้งาน VRLA เนื่องจากอุณหภูมิ อัตราการกัดกร่อนของโครงเชิงบวกขึ้นอยู่กับศักยภาพที่จะรักษาเพลตไว้ รูป [ ปิยะลี ส้ม และ
โจ ซิมบอร์สกี้ Proc. การประชุมแบตเตอรี่ประจำปีครั้งที่ 13 Applications & Advances, ม.ค. 1998, California State Univ., Long Beach, CA หน้า 285-290] แสดงให้เห็นว่าอัตราการกัดกร่อนของกริดมีช่วงค่าต่ำสุดซึ่งเป็นระดับโพลาไรซ์แผ่นที่เหมาะสมที่สุด (เช่น 40 ถึง 120 mV) ระดับโพลาไรซ์ของเพลทนี้สอดคล้องกับการตั้งค่าแรงดันไฟแบบลอยตัวที่เหมาะสมที่สุด หากระดับโพลาไรซ์แผ่นขั้วบวก (PPP) ต่ำกว่าหรือสูงกว่าระดับที่เหมาะสม อัตราการกัดกร่อนของกริดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
รูปที่ 6 การเร่งการกัดกร่อนของกริดที่เป็นบวกกับโพลาไรซ์ของเพลทบวก
[ปิยะลี ส้มและโจ ซิมบอร์สกี้, Proc. การประชุมแบตเตอรี่ประจำปีครั้งที่ 13 แอปพลิเคชั่น & ก้าวหน้า Jan
1998, California State University, Long Beach, CA หน้า 285-290]
- ศักยภาพของเพลทและโพลาไรเซชัน
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันโฟลตและโพลาไรซ์แผ่นบวก (PPP) มีความสำคัญมาก รูปที่ 7 แสดงตัวอย่างระดับโพลาไรซ์ของเพลทที่เป็นบวก (PPP) สำหรับ แรงดันลอยแบบต่างๆ ที่ อุณหภูมิ ต่างกันสี่แบบ โพลาไรเซชันคือค่าเบี่ยงเบนจากแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (OCV) หรือศักย์สมดุล ดังนั้น เมื่อเซลล์ตะกั่ว-กรดที่มี OCV 2.14 V (OCV ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของกรดที่ใช้ในการเติมแบตเตอรี่ (OCV = ความถ่วงจำเพาะ + 0.84 V) จะถูกลอยที่แรงดันไฟฟ้า 2.21 V จะเป็นโพลาไรซ์โดย 2210- 2140 = 70 mV ระดับโพลาไรซ์เพลทที่เหมาะสมที่สุดมีช่วงระหว่าง 40 ถึง 120 มิลลิโวลต์ แรงดันไฟลอยที่แนะนำคือ 2.30 V ต่อเซลล์
รูปที่ 7 ตัวอย่างผลกระทบของแรงดันโฟลตต่อโพลาไรเซชันของแผ่นขั้วบวก [Piyali Som and Joe Szymborski, Proc. 13ไทย การประชุมแบตเตอรี่ประจำปี Applications & Advances, ม.ค. 1998, California State Univ., Long Beach, CA หน้า 285-290]
- โฟลตชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์
หากต้องการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์แบบลอยตัว (หรือแบตเตอรี่สตาร์ทรถยนต์หรือ SLI) เขาควรใช้ที่ชาร์จแบบคงที่ซึ่งสามารถกำหนดขีดจำกัดกระแสไฟได้ ระบบยานยนต์ออนบอร์ดได้รับการออกแบบเพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ในโหมดการชาร์จแบบคงที่ที่ปรับเปลี่ยนได้ โหมดนี้จะไม่ยอมให้แบตเตอรี่เกินขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้และปลอดภัย
ระยะเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ให้สมบูรณ์ขึ้นอยู่กับสถานะการชาร์จ กล่าวคือ แบตเตอรี่จะคายประจุจนหมดหรือประจุไฟเหลือครึ่งหนึ่งหรือคายประจุจนหมด และปล่อยทิ้งไว้สองสามเดือนโดยไม่ต้องชาร์จใหม่
ขึ้นอยู่กับระดับปัจจุบัน (ระดับแอมแปร์) ของเครื่องชาร์จและความจุของแบตเตอรี่ สองสามชั่วโมงหรือมากกว่า 24 ชั่วโมง
ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่รถยนต์ขนาด 12V ความจุ 60 Ah หากคายประจุจนหมด สามารถชาร์จใหม่ได้ภายใน 25 ถึง 30 ชั่วโมง โดยที่เครื่องชาร์จสามารถชาร์จแบตเตอรี่ที่ 2 ถึง 3 แอมแปร์
หากคุณไม่ทราบความจุ Ah คุณสามารถค้นหาความจุได้หลายวิธี:
- จากฉลากบนแบตเตอรี่
- ทราบรุ่นของแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์คันนั้นๆ จากตัวแทนจำหน่าย
- จากระดับความจุสำรอง (RC) หากระบุในแบตเตอรี่
- จากพิกัด CCA (แอมแปร์สำหรับหมุนรอบเย็น) หากให้ไว้กับแบตเตอรี่ (อ้างอิงมาตรฐานอินเดียหรือมาตรฐานแบตเตอรี่สตาร์ทเตอร์ใดๆ ที่ให้คะแนน RC และ CCA ตัวอย่าง IS 14257)
ดังนั้นเราจึงสามารถปรับเวลาในการชาร์จได้
แนะนำให้ถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องชาร์จเสมอเมื่อชาร์จเต็มแล้ว แรงดันไฟฟ้าจะคงที่หากชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม นอกจากนี้ แอมมิเตอร์บนเครื่องชาร์จจะแสดงกระแสไฟต่ำมากในช่วงคงที่ 0.2 ถึง 0.4 แอมแปร์เป็นเวลาสองถึงสามชั่วโมง
- ชาร์จแบตเตอรี่ LiFePO 4 แบบลอยตัว
การชาร์จแบตเตอรี่ VR และ LiFePO 4 เป็นแบตเตอรี่ที่คล้ายคลึงกันในด้านต่างๆ:
- ขั้นที่ 1: ทั้งสองสามารถเริ่มการชาร์จในโหมดกระแสคงที่ (CC) (อินพุตสูงสุด 80%)
- ด่าน 2: เปลี่ยนเป็นโหมด CP เมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ (ชาร์จเต็ม)
- ขั้นที่ 3: ขั้นตอนที่สามคือประจุแบบหยด (เป็นทางเลือกในกรณีของเซลล์ VR และไม่จำเป็นในกรณีของเซลล์ LiFePO 4 เนื่องจากเสี่ยงต่อการชาร์จเกินและปฏิกิริยาที่เป็นอันตรายที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง)
ความแตกต่างในระยะแรกสำหรับแบตเตอรี่ทั้งสองประเภทคือกระแสไฟชาร์จ ในกรณีของเซลล์ LiFePO 4 กระแสไฟอาจสูงถึง 1 C แอมแปร์ แต่ในกรณีของแบตเตอรี่ VR แนะนำให้ใช้สูงสุด 0.4 CA ดังนั้นระยะเวลาในขั้นแรกจะสั้นมากในกรณีของแบตเตอรี่ LiFePO 4 ซึ่งต่ำเพียงหนึ่งชั่วโมง แต่ในกรณีของแบตเตอรี่ VR ขั้นตอนนี้จะใช้เวลา 2 ชั่วโมงที่ 0.4 CA และ 9 ชั่วโมงที่ 0.1 C A
เช่นเดียวกับในระยะแรก ขั้นตอนที่สองยังใช้เวลาน้อยกว่าในกรณีของเซลล์ LiFePO 4 (ต่ำสุด 15 นาที) ในขณะที่ใช้เวลา 4 ชั่วโมง (0.4 CA) ถึง 2 ชั่วโมง (0.1 CA)
ดังนั้นโดยรวมแล้ว เซลล์ LiFePO 4 จะใช้เวลาประมาณ 3 ถึง 4 ชั่วโมง ในขณะที่เซลล์ VR ใช้เวลา 6 ชั่วโมง (ที่การชาร์จ 0.4 CA และ 2.45 V CP) ถึง 11 ชั่วโมง (ที่การชาร์จ 0.1 CA และ 2.30 V CP)
รูปที่ 8. ประจุไฟฟ้าแรงดันคงที่ของเซลล์ Panasonic VR ที่ 2.45 V และ 2.3V ต่อเซลล์ที่กระแสเริ่มต้นต่างกัน [https://eu.industrial. panasonic.com/sites/default/pidseu/files/downloads/files/id_vrla_handbook_e.pdf]
หมายเหตุ:
เงื่อนไขการทดสอบ:
ปล่อย: 0.05 CA ปล่อยกระแสคงที่ (อัตรา 20 ชม.)
แรงดันไฟตัด: 1.75 V ต่อเซลล์
ค่าใช้จ่าย: 2.45 V ต่อเซลล์ —————–
2.30 V ต่อเซลล์ ___________
อุณหภูมิ: 20 °C
รูปที่ 9 โปรไฟล์การชาร์จแบตเตอรี่ VRLA
[https://www. พลังเสียง com/blog/how-to-charge-lithium-iron- phosphate-lifepo4-batteries/]
รูปที่ 10. โปรไฟล์การชาร์จแบตเตอรี่ LiFePO 4
[https://www. power-sonic.com/blog/how-to-charge-lithium-iron-phosphate -lifepo4-batteries/]
ดังที่กล่าวไว้ในตอนต้น ระยะการชาร์จแบบหยดไม่จำเป็นสำหรับเซลล์ LiFePO 4 อาจจำเป็นสำหรับเซลล์ VR หลังจากระยะเวลาการจัดเก็บไม่กี่เดือน แต่ถ้ามีการคาดการณ์ว่าจะใช้ช่วงเวลาใดก็ตาม เซลล์ VR สามารถชาร์จแบบหยดที่ 2.25 ถึง 2.3 V ต่อเซลล์
ไม่ควรจัดเก็บเซลล์ LiFePO 4 ที่ 100 % SOC และเพียงพอหากเซลล์เหล่านั้นถูกคายประจุและชาร์จที่ 70 % SOC หนึ่งครั้งใน 180 วันถึง 365 วันของการจัดเก็บ
แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ (เช่น 4.2 V สูงสุดต่อเซลล์) ควรควบคุมให้อยู่ในช่วง ± 25 ถึง 50 mV ต่อเซลล์ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของเซลล์ ขนาดเซลล์ และผู้ผลิต เริ่มแรกให้ใช้กระแส 1C แอมแปร์จนกว่าจะถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ หลังจากนั้นโหมด CP จะเปิดขึ้น เมื่อเข้าใกล้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด กระแสจะลดลงในอัตราคงที่จนกว่าการชาร์จจะสิ้นสุดที่กระแสประมาณ 0.03 C ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ของเซลล์ ด้วยกระแสเริ่มต้น 1 C แอมแปร์ เซลล์ลิเธียมไอออนสามารถชาร์จจนเต็มได้ภายใน 2.5 ถึง 3 ชั่วโมง
ผู้ผลิตบางรายอนุญาตให้เพิ่มกระแสเริ่มต้นเป็น 1.5 C แอมแปร์ แต่โดยทั่วไปผู้ผลิตจะไม่อนุญาตให้ใช้กระแสเริ่มต้น 2.0 C แอมแปร์ เนื่องจากกระแสไฟที่สูงกว่าจะไม่ลดเวลาในการชาร์จลงอย่างเห็นได้ชัด [Walter A. van Schalkwijk in Advances in Lithium-Ion Batteries, Walter A. van Schalkwijk and Bruno Scrosati (Eds.), Kluwer Academic, New York, 2002, Ch 15, หน้า 463 et seq. ]
แม้ว่าเซลล์ LiFePO 4 จะอ้างสิทธิ์ในการชาร์จซ้ำในระยะเวลาอันสั้น แต่ควรสังเกตว่าการลงทุนจะสูงมากสำหรับเครื่องชาร์จดังกล่าวเมื่อพิจารณาจากกำลังไฟของเครื่องชาร์จ
ในทางปฏิบัติ เราสามารถชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion 100 Ah ที่ 100 แอมแปร์ (1C แอมแปร์) ในขณะที่แบตเตอรี่ VR เทียบเท่าสามารถชาร์จได้สูงสุด 40 แอมแปร์ (0.4 C แอมแปร์) กระแสไฟส่วนท้ายสำหรับเซลล์ Li จะเป็นสำหรับแบตเตอรี่นี้ 3 แอมแปร์ ในขณะที่สำหรับแบตเตอรี่ VR กระแสไฟที่จุดสิ้นสุดของการชาร์จจะอยู่ที่ประมาณ 50 mA ระยะเวลาการชาร์จโดยรวมจะอยู่ที่ 3 ถึง 4 ชั่วโมงสำหรับเซลล์ Li และเซลล์ VR จะอยู่ที่ประมาณ 10 ชั่วโมง
ไม่จำเป็นต้องมีประจุแบบหยดสำหรับเซลล์ Li ในขณะที่เซลล์ VRLA อาจต้องใช้ประจุแบบหยดหลังจาก 3 ถึง 4 เดือน เซลล์ VR สามารถเก็บไว้ที่ 100 % SOC ในขณะที่เซลล์ลิเธียมต้องเก็บไว้ที่ SOC น้อยกว่า 100 %
ไม่ควรชาร์จเซลล์ Li-ion ที่ชาร์จจนเต็มแล้ว กระแสไฟใดๆ ที่จ่ายให้กับแบตเตอรี่ Li-ion ที่ชาร์จจนเต็มจะส่งผลให้แบตเตอรี่เสียหาย สามารถทนต่อการชาร์จไฟเกินได้เล็กน้อย แต่สภาวะที่รุนแรงจะนำไปสู่การระเบิดและการยิงหากไม่ได้รับการปกป้องโดยระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)
สำหรับการอ่านเพิ่มเติม โปรดดูที่ https://battlebornbatteries.com/charging-battleborn-lifepo4-batteries/
https://www.electronicsweekly.com/market-sectors/power/float-charging-lithium-ion-cells-2006-02/
รูปที่ 11 ขั้นตอนการชาร์จสำหรับอัลกอริธึมการชาร์จ Li-ion มาตรฐาน
[Walter A. van Schalkwijk in Advances in Lithium-Ion Batteries, Walter A. van Schalkwijk and Bruno Scrosati (Eds.), Kluwer Academic, New York, 2002, Ch 15, หน้า 464]
- แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จไฟแบบลอย – ลิเธียมไอออนแรงดันลอยตัว
ไม่จำเป็นต้องชาร์จแบบลอยตัวสำหรับแบตเตอรี่ Li-ion ไม่ควรเก็บไว้ในสภาพที่ชาร์จเต็มแล้ว พวกเขาสามารถถูกปล่อยออกและชาร์จถึง 70% SOC หนึ่งครั้งใน 6 ถึง 12 เดือนหากคาดว่าจะมีการจัดเก็บเป็นเวลานาน
การชาร์จแบบลอยตัวและการชาร์จแบบหยด
- การชาร์จแบบหยดและการชาร์จแบบลอยตัวต่างกันอย่างไร?
การชาร์จแบบหยด เป็นค่าบำรุงรักษาเพื่อเติมเงิน ค่าบำรุงรักษาจะชดเชยเฉพาะการคายประจุเองเท่านั้น ขึ้นอยู่กับอายุและสภาพของแบตเตอรี่ ความหนาแน่นกระแส 40
อาจต้องใช้ความจุปกติถึง 100 mA/100 Ah ระหว่างค่าบำรุงรักษา (ค่าหยด) ควรชาร์จแบตเตอรี่เหล่านี้ใหม่หลังจากการคายประจุแต่ละครั้ง เมื่อแบตเตอรี่หมด ชาร์จเต็มแล้วควรถอดสายชาร์จออก มิฉะนั้นแบตเตอรี่จะเสียหาย
ประจุโฟ ลตเป็น ประจุไฟฟ้าแรงดันคงที่อย่างต่อเนื่อง และแบตเตอรี่ก็พร้อมเสมอที่จะจ่ายพลังงานที่จำเป็น เนื่องจากแบตเตอรี่จะอยู่ในสภาพที่ชาร์จจนเต็มเสมอ
คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่แบบลอยตัวได้นานแค่ไหน?
แรงดันประจุแบบลอยตัวจะถูกเก็บไว้ที่ค่าที่สูงพอที่จะชดเชยการคายประจุของแบตเตอรี่เองและเพื่อรักษาแบตเตอรี่ให้อยู่ในสภาพที่ชาร์จเต็มตลอดเวลา แต่ให้ต่ำพอที่จะลดการกัดกร่อนของกริดขั้วบวกให้น้อยที่สุด กระแสประจุขึ้นอยู่กับขอบเขตขนาดใหญ่บนโปรไฟล์โหลด กระแสไฟจะสูงขึ้นหลังจากการปลดโหลด แบตเตอรี่จะไม่มีการชาร์จไฟเกินในโหมดนี้ เมื่อไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน กระแสไฟลอยจะเป็น 200 ถึง 400 mA ต่อความจุ 100 Ah
ไม่เคยถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ลอยข้ามรถบัสชาร์จ
- วิธีการคำนวณกระแสการชาร์จแบบลอยตัว
เครื่องชาร์จแบบลูกลอยจ่ายกระแสไฟหลังจากตรวจจับแรงดันไฟของแบตเตอรี่ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องคำนวณกระแสประจุแบบลอยตัว มีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่สามารถจำกัดกระแสไฟเข้าเริ่มต้นที่สูงสุด 0.4 C แอมแปร์ เนื่องจากประจุแบบลูกลอยเป็นอุปกรณ์ชาร์จที่มีศักย์ไฟฟ้าคงที่ จึงลดกระแสไฟลงถึงระดับที่ต้องการโดยอัตโนมัติ แต่แบตเตอรี่จะได้รับเฉพาะสิ่งที่ต้องการเท่านั้น โดยปกติแบตเตอรี่ VR ทั้งหมดจะลอยอยู่ที่ 2.3 V ต่อเซลล์ แบตเตอรี่ที่ชาร์จจนเต็มจะได้รับเพียง 0.2 ถึง 0.4 A ต่อความจุของแบตเตอรี่ 100 Ah
- ความแตกต่างระหว่างการชาร์จแบบบูสต์และแบบลอยตัว
การชาร์จแบบบูสต์เป็นวิธีการชาร์จที่มีกระแสไฟค่อนข้างสูง ซึ่งใช้เมื่อต้องใช้แบตเตอรี่ที่คายประจุแล้วในกรณีฉุกเฉินเมื่อไม่มีแบตเตอรี่อื่น และ SOC ไม่เพียงพอสำหรับ
งานฉุกเฉิน. ดังนั้นแบตเตอรี่ตะกั่วกรดสามารถชาร์จด้วยกระแสไฟสูงได้ขึ้นอยู่กับเวลาที่มีและ SOC ของแบตเตอรี่ เนื่องจากในปัจจุบันมีเครื่องชาร์จแบบเร็ว การชาร์จแบบบูสต์จึงเป็นสิ่งที่คุ้นเคยในปัจจุบัน โดยปกติเครื่องชาร์จบูสต์ดังกล่าวจะเริ่มชาร์จที่ 100A และลดลงเหลือ 80A สิ่งที่สำคัญที่สุดคืออุณหภูมิไม่ควรเกิน 48-50 o C
ประจุแบบลอยตัวเป็นประจุศักย์ไฟฟ้าคงที่ต่อเนื่องที่ 2.25 ถึง 2.3 V ต่อเซลล์ VR การชาร์จแบบลอยช่วยให้แบตเตอรี่พร้อมที่จะจ่ายไฟได้ทุกเมื่อที่ต้องการ แบตเตอรี่จะคงระดับนี้ไว้เสมอและหลังจากไฟฟ้าดับ เครื่องชาร์จจะจ่ายกระแสไฟสูง ซึ่งจะลดลงเหลือประมาณ 0.2 ถึง 0.4 A ต่อความจุของแบตเตอรี่ 100 Ah เมื่อชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม
- ดูดซับการชาร์จและการชาร์จแบบลอยตัว
ดิ การชาร์จแบบกระแสคงที่ ในโหมดการชาร์จแบบ CC-CP (IU) เมื่อแบตเตอรี่ได้รับอินพุตส่วนใหญ่เรียกว่า “ขั้นตอนการชาร์จจำนวนมาก ” และ ประจุ โหมดประจุไฟฟ้าคงที่ ในระหว่างที่กระแสปิดเรียกว่า “ขั้นตอนการชาร์จแบบดูดซับ ” และแรงดันการชาร์จโหมด CP นี้เรียกว่า แรงดันการดูดซึม
หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์กับคุณ หากคุณมีข้อเสนอแนะหรือคำถามโปรดเขียนถึงเรา อ่านการชาร์จแบบลอยตัวในภาษาฮินดีในเมนูภาษาอื่น โปรดดูลิงค์สำหรับอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ การชาร์จแบบลอยตัว
