Sạc pin đúng cách!
Pin là một thiết bị điện hóa lưu trữ năng lượng trong một cấu trúc liên kết hóa học và giải phóng năng lượng dưới dạng các electron sinh ra từ các phản ứng phóng điện hóa học của pin. Sạc pin cung cấp các điện tử để cải tổ các liên kết hóa học được lưu trữ trong các vật liệu hoạt động của pin. Đây là cách sạc pin thực sự cho tất cả các nhà máy hóa học, bao gồm cả những loại được đề cập Trong blog này: axit-chì, niken-kim loại hyđrua, niken-cadmium và các biến thể lithium-ion. Trong blog này, chúng tôi sẽ thảo luận về các quy trình sạc tối ưu cho pin 12volt.
Theo nguyên tắc chung, có ba loại tính phí chính:
• Điện áp không đổi (CV)
• Dòng điện không đổi (CC)
• Nguồn điện không đổi (sạc côn)
Tất cả các cấu hình sạc và tất cả các thiết bị sạc đều sử dụng các biến thể, thường là sự kết hợp của các phương pháp cơ bản này.
Tốc độ sạc pin phụ thuộc vào số lượng điện tử chạy trong một giây (dòng điện) vào pin. Tốc độ của dòng điện giống như tốc độ của ánh sáng là cố định, vì vậy để tăng tốc độ tích điện, mật độ dòng điện hoặc số ampe chạy trong một giây phải tăng. Nếu tăng lực đẩy êlectron vào AM tức là hiệu điện thế thì dòng êlectron tăng lên. Vôn cao hơn = nhiều amp hơn.
Điện áp và điện trở bên trong của các loại pin khác nhau tùy thuộc vào hóa học của chúng và điện áp sạc sẽ thay đổi tương ứng. Trong blog này, chúng tôi sẽ xem xét pin axit-chì, pin Lithium-ion, pin Nickel Cadmium và hóa chất pin Nickel Metal Hydride.
Bắt đầu với axit-chì, chúng ta có thể mô tả các phản ứng hóa học lưu trữ và phóng điện tử, được mô tả là “Lý thuyết sunfat kép”
- PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O …………………………………… ..đáp án. 1
Trong phản ứng này, chất điện phân, axit sunfuric loãng, được chuyển thành nước khi nó phản ứng với các bản cực dương và cực âm trong quá trình phóng điện. Bản cực âm bị ôxy hóa khi nó nhường các điện tử để tạo thành chì sunfat và bản cực dương bị khử từ ôxít chì thành chì sunfat khi nó nhận các điện tử để chuyển đổi chì điôxít thành chì sunfat. Trong thời gian này, việc sản xuất nước gây ra sự pha loãng chất điện ly axit và giảm hiệu điện thế giữa các tấm. Điều này tạo ra SG điện phân thấp hơn và điện áp pin thấp hơn. Khi sạc pin, điều này bị đảo ngược. Do đó, hai thông số này, điện áp pin và điện phân SG, là các phép đo trạng thái tích điện của pin axit-chì.
Việc sạc pin bằng axit-chì 12 volt yêu cầu điện áp cao hơn điện áp nghỉ của pin khi được sạc đầy, thường là từ 12,60 đến 12:84 đối với pin mới ngập nước và 12:84 đến 13,08 đối với pin VRLA mới. Có bốn biến thể cơ bản của pin axit-chì: ngập bản phẳng, ngập trong ống và các phiên bản VRLA là AGM (tấm phẳng) và GEL (chủ yếu là hình ống). Các loại pin, ứng dụng của chúng và các phương pháp sạc liên quan được nêu trong Bảng 1.
| loại pin | Phương pháp sạc pin bình thường |
|---|---|
| Ắc quy axit chì dạng tấm phẳng ngập nước phương pháp sạc | Sạc côn hiện tại liên tục Dòng điện không đổi / điện áp không đổi sạc côn Sạc côn điện áp không đổi |
| Phương pháp sạc ngập tấm pin dạng ống axit chì | Sạc côn hiện tại liên tục Dòng điện không đổi / điện áp không đổi sạc côn Sạc côn điện áp không đổi |
| Phương pháp sạc pin VRLA axit chì (AGM SMF) | Dòng điện không đổi / Sạc điện áp không đổi Sạc điện áp không đổi Dòng điện không đổi / điện áp không đổi sạc với xung |
| Phương pháp sạc pin VRLA dạng ống axit chì | Dòng điện không đổi / Sạc điện áp không đổi Sạc điện áp không đổi Dòng điện không đổi / điện áp không đổi sạc với xung |
| Phương pháp sạc pin Nickel Cadmium | Dòng điện liên tục chậm với bộ đếm thời gian không có điều khiển Dòng điện không đổi với cắt dT / dT Dòng điện không đổi với -dV / dT cắt |
| Phương pháp sạc pin Lithium ion | Dòng điện không đổi với dòng điện cuối cùng bị cắt Dòng điện không đổi với điện áp cắt Điện áp không đổi với dòng điện cuối cùng bị cắt |
Bảng 1 – các loại pin khác nhau và các phương pháp sạc pin liên quan của các loại hóa chất pin khác nhau
- CC = dòng điện không đổi
- CV = điện áp không đổi
- dT / dt = độ dốc nhiệt độ
- -dV / dt – độ dốc điện áp âm
Các phương pháp tính phí được liệt kê, được mô tả như sau:
- Phí hiện tại không đổi
Trong kiểu sạc này, điện áp tăng lên khi quá trình sạc pin hoàn tất. Dòng điện được giới hạn ở một giá trị giữ cho điện áp và nhiệt độ của pin ở mức thấp. Nói chung, có một bộ đếm thời gian để tắt bộ sạc để ngăn chặn quá nhiều khí và thất thoát nước và giảm ăn mòn lưới điện dương Hình. 1a. Phương pháp sạc này không phù hợp với ắc quy axit-chì được bảo dưỡng kín hoặc ít được bảo dưỡng.
- Điện áp không đổi, phí côn giới hạn hiện tại
Với việc sạc giới hạn điện áp, vấn đề biến đổi khí được giảm thiểu hoặc thậm chí được loại bỏ. Trong hình 1b, chúng ta thấy rằng điện áp đạt đến cực đại, thường nằm trong khoảng từ 13,38 đến 14,70 volt đối với pin 12 volt. Rõ ràng là dòng điện giảm nhanh chóng khi đạt đến điện áp nạp lớn nhất. Loại sạc này thường mất nhiều thời gian do mức dòng điện thấp trong giai đoạn sạc sau. Nó thường được sử dụng cho UPS hoặc nguồn điện dự phòng khi có thời gian sạc dài.
- Phí côn
Đây là dạng đơn giản nhất của bộ sạc, thường dựa trên biến áp, cho công suất đầu ra không đổi, tức là watt. Dòng điện giảm xuống khi điện áp tăng lên, duy trì nguồn điện đầu vào pin không đổi. Hình 1c cho thấy một đường cong điển hình trong đó dòng điện tắt khi điện áp pin tăng lên. EMF mặt sau cũng tăng với SOC trạng thái sạc, có nghĩa là dòng điện sẽ giảm xuống mức rất thấp do pin không thể sử dụng thêm năng lượng.
- Loại bộ sạc này không phù hợp với ắc quy không cần bảo dưỡng bằng axit-chì vì lượng khí tạo ra phụ thuộc vào điện áp của ắc quy. Trong trường hợp này, có thể đạt đến điện áp sạc cao tới 16 hoặc 17 volt, điều này sẽ gây ra hiện tượng biến đổi khí nghiêm trọng và làm hở van giảm áp dẫn đến mất nước sau đó.
- Sạc giới hạn dòng điện và điện áp hai giai đoạn
Một cấu hình phí phổ biến khác được thể hiện trong Hình. 1ngày. Với điều này, điện áp được phép tăng trong giai đoạn lớn cho đến khi nó đạt đến điện áp khí. Sau đó, dòng điện giảm xuống mức cố định thấp để giảm điện áp tăng dần đến mức khí. Nói chung, có một khoảng thời gian bị cắt liên quan đến thời gian sạc pha số lượng lớn ban đầu. Điều này cho phép khoảng thời gian nạp khí cố định và đầu vào ampe giờ cố định dựa trên trạng thái sạc của pin
- Sạc số lượng lớn có giới hạn điện áp với xung dòng điện ổn định cân bằng.
Quả sung. 2 là đại diện của một phương pháp sạc xung phổ biến. Điều này thường có lợi cho những người sử dụng pin VRLA có thời gian hạn chế để sạc đầy pin của họ. Trong phương pháp này, có cả giai đoạn CC và CV trong đó phần lớn phí được áp dụng.
- Xung thường là dòng điện kéo dài 10 đến 20 giây với sự hạn chế điện áp, sau đó tạm dừng lên đến một vài phút. Bởi vì điện áp trễ hơn dòng điện, có thời gian giới hạn, nó không đạt đến mức cao nhất trước khi chết. Bằng cách này, quá trình tiến hóa khí bị hạn chế và thời gian tạm dừng giữa các xung dòng điện cho phép khí tái kết hợp thành nước, ngăn ngừa hiện tượng khô.
Các ý kiến cho đến nay đều nhằm vào pin axít chì. Việc sạc pin Li-ion, NiCd và NiMH yêu cầu các thuật toán sạc pin khác với pin axit-chì. Bắt đầu với pin Lithium-ion, điểm cần lưu ý ngay lập tức là có các điện áp sạc khác nhau cho các cực âm Li-ion khác nhau. Một Lithium-ion -FePO4 hoạt động ở 3. 2V trên mỗi ô trong khi Li-Co là 4,3 v trên mỗi ô. Điều này có nghĩa là bạn không thể sử dụng cùng một bộ sạc cho cả hai loại pin này.
Tuy nhiên, nguyên tắc chung là giống nhau đối với tất cả các loại pin lithium-ion và hoàn toàn khác so với pin axit-chì. Bởi vì không có phản ứng hóa học trong quá trình sạc và xả, quá trình truyền nhanh chóng ở tốc độ rất cao bị giới hạn bởi đầu ra bộ sạc hoặc BMS (Hệ thống quản lý pin). Thông thường, tốc độ giữa 0,1C và 1C ở dòng điện không đổi với điện áp cắt là phổ biến. Hình 3 cho thấy một cấu hình sạc điển hình cho một tế bào li-ion. Thời gian sạc cũng có thể kết thúc khi dòng điện tối thiểu đạt được khoảng 2-3% giá trị ampe 1C.
NiMH và NiCd cũng có các kiểu sạc khác nhau và phản ứng rất khác nhau đối với quá trình sạc, đối với các chất hóa học khác và đối với nhau. Hình 4 cho thấy kiểu sạc điển hình cho cả Ni-Cad (a) và NiMH (b). Mặc dù cả hai biến thể niken đều có cùng điện áp nghỉ và điện áp hoạt động, nhưng điện áp khi sạc có thể khác nhau đáng kể. Bộ sạc cho cả hai loại không thể dựa vào điện áp làm cơ chế kết thúc sạc. Vì lý do này, bộ sạc chỉ cần sử dụng bộ sạc dòng điện không đổi một hoặc hai giai đoạn với sự kết thúc dựa trên thời gian, độ dốc điện áp và sự thay đổi nhiệt độ của độ dốc. Kiểm tra các đặc tính của điện tích cho thấy rằng có cả sự tăng nhiệt độ và giảm điện áp phản ứng đồng thời khi điện tích hoàn thành 100%.
Những đặc điểm này được sử dụng để xác định thời điểm kết thúc phí. Vì điện áp tuyệt đối thay đổi theo nhiệt độ và khác nhau đối với cả hai loại tế bào. Sự khởi đầu của độ dốc điện áp âm (-dV / dt) hoặc độ dốc nhiệt độ tăng nhanh (dT / dt), là những đặc điểm thường được sử dụng nhất. Nếu sử dụng phương pháp xác định thời gian thì dòng điện phải ở mức rất thấp để tránh quá tải và mất oxy. Trong một số trường hợp, đặc biệt là với các cell hoặc pin mất cân bằng, tốt nhất là xả xuống 0,9-1,0 volt trên mỗi cell trước khi sạc bằng phương pháp hẹn giờ.
Bộ sạc pin hoạt động như thế nào?
Tất cả các bộ sạc đều sử dụng điện lưới Dòng điện xoay chiều (AC) và chuyển nó thành Dòng điện một chiều. Trong quá trình này, sẽ có một số gợn sóng AC cần được giữ ở mức nhỏ hơn 3%. Một số bộ sạc pin trên thị trường có tính năng lọc các gợn sóng, nếu không sẽ gây hại cho pin trong quá trình sạc. Trong mọi trường hợp, tốt hơn là sử dụng nguồn điện 3 pha vì dòng điện một pha có độ gợn sóng 10%.
Tất cả các bộ sạc đều sử dụng điện lưới Dòng điện xoay chiều (AC) và chuyển nó thành Dòng điện một chiều. Trong quá trình này, sẽ có một số gợn sóng AC cần được giữ ở mức nhỏ hơn 3%. Một số bộ sạc pin trên thị trường có tính năng lọc các gợn sóng, nếu không sẽ gây hại cho pin trong quá trình sạc. Trong mọi trường hợp, tốt hơn là sử dụng nguồn điện 3 pha vì dòng điện một pha có độ gợn sóng 10%.
Bộ sạc điện áp không đổi
Điện áp không đổi cho phép dòng điện đầy đủ của bộ sạc pin đi vào pin cho đến khi nguồn điện đạt đến điện áp đặt trước. Sau đó, dòng điện sẽ giảm dần đến giá trị nhỏ nhất khi đạt đến mức điện áp đó. Pin có thể được kết nối với bộ sạc pin cho đến khi sẵn sàng sử dụng và sẽ duy trì ở “điện áp nổi” đó, sạc nhỏ giọt để bù cho quá trình tự xả pin bình thường.
Điện áp không đổi dòng điện không đổi
Điện áp không đổi / dòng điện không đổi (CVCC) là sự kết hợp của hai phương pháp trên. Bộ sạc giới hạn lượng dòng điện ở mức đặt trước cho đến khi pin đạt đến mức điện áp đặt trước. Sau đó, dòng điện sẽ giảm khi pin được sạc đầy. Ắc quy axit-chì sử dụng phương pháp sạc điện áp không đổi hiện tại (CC / CV). Dòng điện điều chỉnh làm tăng điện áp đầu cuối cho đến khi đạt đến giới hạn điện áp sạc trên, lúc này dòng điện giảm do bão hòa.
Các loại bộ sạc pin
Công nghệ sạc pin hiện tại dựa vào bộ vi xử lý (chip máy tính) để sạc lại, sử dụng 3 bước sạc quy định. Đây là “bộ sạc thông minh”. Những thứ này luôn có sẵn. Ba bước trong quá trình sạc pin axit-chì là đầu vào dòng điện chính để chuyển đổi và sạc nổi trong một khoảng thời gian liên tục. Phí cân bằng định kỳ để duy trì tính đồng nhất là cần thiết. Sử dụng các khuyến nghị của nhà sản xuất pin về quy trình và điện áp sạc hoặc bộ sạc chất lượng được kiểm soát bởi bộ vi xử lý để duy trì dung lượng và tuổi thọ của pin.
“Bộ sạc thông minh” được thiết kế với công nghệ sạc hiện đại và cũng lấy thông tin từ pin để mang lại lợi ích sạc tối đa với khả năng quan sát tối thiểu.
VRLA – Pin gel và AGM yêu cầu cài đặt điện áp khác nhau. Điều này là để tránh thoát khí và khô. Quá trình tái tổ hợp oxy trong pin axit-chì được điều chỉnh bởi van (VRLA) yêu cầu cài đặt điện áp thấp hơn để tránh sự phát triển của hydro và làm khô tế bào.
Điện áp sạc tối đa cho pin Gel là 14,1 hoặc 14,4 volt, thấp hơn mức pin ướt hoặc AGM VRLA cần để sạc đầy. Vượt quá điện áp này trong pin Gel có thể gây ra bong bóng trong gel điện phân và hư hỏng vĩnh viễn.
Xếp hạng hiện tại cho bộ sạc pin khuyến nghị định cỡ bộ sạc ở dòng điện tối đa là 25% dung lượng pin. Một số loại pin chỉ định 10% dung lượng Sẽ an toàn hơn khi sử dụng dòng điện thấp hơn, mặc dù thời gian sử dụng lâu hơn.
Phương pháp sạc dòng điện không đổi – điện áp không đổi (CCCV) là một lựa chọn tốt. Dòng điện không đổi làm tăng điện áp đầu cuối cho đến khi đạt đến giới hạn điện áp nạp trên, lúc này dòng điện giảm do bão hòa. Thời gian sạc là 12–16 giờ và lâu hơn (36 giờ) đối với pin cố định lớn. Pin axit-chì chậm hơn và không thể sạc nhanh như các hệ thống pin khác. Với phương pháp CCCV, pin axit-chì được sạc theo ba bước, [1] sạc dòng điện không đổi, [2] Điện áp không đổi và [3] sạc nổi sau khi sạc xong.
Phí dòng điện không đổi áp dụng cho phần lớn mức phí và chiếm khoảng một nửa thời gian sạc bắt buộc; điện tích đứng đầu tiếp tục ở dòng điện tích thấp hơn và cung cấp độ bão hòa, và điện tích nổi liên tục bù đắp cho sự mất mát do tự phóng điện. Trong thời gian sạc liên tục, pin sẽ sạc đến khoảng 70 phần trăm trong 5–8 giờ; 30 phần trăm còn lại được lấp đầy bằng Điện áp không đổi kéo dài thêm 7–10 giờ. Phí phao trong bước thứ ba duy trì pin ở mức sạc đầy.
Đang sạc pin, bạn có thể sạc quá mức bình acquy 12V của mình không?
Trong tất cả các hóa chất này, việc nạp quá nhiều có thể gây ra thiệt hại hoặc rủi ro về an toàn. Trong trường hợp pin axit chì, điện áp quá tải bị hạn chế và dòng điện dư bị tiêu tán trong quá trình phân hủy nước, giải phóng hydro và oxy và tạo ra nhiệt. Tăng dòng điện sẽ không làm tăng điện áp, nó sẽ làm tăng tỷ lệ thất thoát khí và nước và gây ra tăng nhiệt độ. Một số trường hợp sạc quá mức có thể chấp nhận được, đặc biệt khi cần cân bằng tế bào hoặc pin.
Đối với pin lithium-ion, rất khó sạc quá mức do BMS được tích hợp trong pin. Điều này sẽ cắt nguồn cung cấp hiện tại khi đạt đến điện áp kết thúc hoặc nhiệt độ trở nên quá cao. Đây là biện pháp phòng ngừa cần thiết vì các tế bào li-ion chứa chất điện phân dễ bay hơi sẽ được giải phóng ở nhiệt độ cao hơn. Hơi từ chất điện phân bắt lửa trong pin li-ion làm cho việc sạc quá mức rất nguy hiểm. Không nên sạc quá nhiều pin NiCad và NiMH vì chúng sẽ làm mất oxy và do đó là chất điện phân, ngay cả khi chúng là phiên bản kín.
Có một số chỉ số về SOC của pin: điện áp nghỉ được đo tại các cực của pin, trọng lượng riêng của chất điện phân (pin mở ngập nước) hoặc giá trị trở kháng. Chúng khác nhau đối với từng hóa chất pin và vì lý do này, tốt nhất là bạn nên xem xét từng loại riêng biệt:
1. Axit-chì.
Trọng lượng riêng.
Phản ứng của các tấm với axit sulfuric khi tích điện và phóng điện quyết định tỷ lệ axit so với nước trong tế bào.
Khi tích điện, nồng độ của axit sulfuric cao, khi thải ra ngoài, nó thấp hơn (phương trình 1). Vì tỷ trọng của axit là 1,84 và của nước là 1 trọng lượng riêng, SG của chất điện phân tăng khi nạp và giảm khi phóng điện.
Phản ứng có mối quan hệ bậc nhất có nghĩa là sự thay đổi nồng độ là tuyến tính nên phép đo SG cho biết trực tiếp SOC của pin, Hình. 5.
Một lưu ý thận trọng: điều này không áp dụng khi quá trình sạc pin đang diễn ra và với số lượng lớn hoặc giai đoạn nạp khí trước. Nếu không khuấy chất điện phân, axit đậm đặc hơn được tạo ra trên điện tích sẽ chìm xuống, khiến phần lớn chất điện phân loãng hơn cho đến khi đạt đến hiệu điện thế 2,4 vôn trên mỗi tế bào. Từ thời điểm này, khí phát triển tại các đĩa sẽ tạo ra một hoạt động khuấy trộn axit.
Điện áp nghỉ: Đây có thể là một dấu hiệu của SOC và liên quan đến trọng lượng riêng của tế bào trong mối quan hệ sau:
- Vôn còn lại = SG + 0,84 ………………………………………………………… ..eq 2
Ví dụ, một tế bào 2V có trọng lượng riêng là 1,230 sẽ có điện áp nghỉ là 1,230 + 0,84 = 2,07 vôn
Sử dụng mối quan hệ này có thể đưa ra chỉ báo chính xác hợp lý về SOC của pin, tuy nhiên, các loại pin khác nhau có phạm vi hoạt động khác nhau đối với SG và do đó, điều kiện sạc cao nhất của VRLA SG có thể là 1,32 so với OPzS có SG cao nhất là 1,28. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến SG và do đó điện áp tế bào. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến điện áp mạch hở được cho trong Bảng 2.
Một yếu tố khác là pin mới sạc có nồng độ axit cao bên cạnh các tấm do sự hình thành axit sulfuric trên một lần sạc. Đây là lý do tại sao điện áp sau khi sạc vẫn ở mức cao trong một thời gian có thể lên đến 48 giờ trước khi ổn định ở một giá trị nhất quán. Trừ khi một phóng điện ngắn được thực hiện đối với pin, sau đó nó phải nghỉ để cho phép cân bằng nồng độ axit trước khi đo điện áp.
Các công cụ cần thiết để đo SOC
Chúng bao gồm một vôn kế một chiều hoặc một đồng hồ vạn năng để đo điện áp và một tỷ trọng kế để đọc trọng lượng riêng.
Đối với các tế bào bị ngập nước, ngoài kiểm tra phóng điện, tỷ trọng kế là phương pháp tốt nhất để xác định trạng thái tích điện. Việc sử dụng tỷ trọng kế cần một số thực hành và cần được thực hiện rất cẩn thận. Quy trình là đặt pin ở vị trí thích hợp để có thể thực hiện việc đọc tỷ trọng kế ngang tầm mắt (Hình 6 ở trên).
Đối với ắc quy kín, không thể sử dụng tỷ trọng kế nên phép đo vôn còn lại là lựa chọn duy nhất. Phương pháp này có thể áp dụng cho cả ắc quy axit chì kín và ngập nước.
Đối với điều này, đồng hồ vạn năng phải được đặt ở điện áp tối đa thích hợp để đảm bảo nó có thể đọc hơn 12 vôn, nhưng cũng tạo ra độ chính xác ít nhất 2 chữ số thập phân. Sử dụng eq. 2, điện áp có thể được sử dụng sau khi điều chỉnh nhiệt độ, để ước tính SG và do đó SOC của pin, miễn là giá trị SG của nhà sản xuất cho pin đã sạc đầy được biết đến.
Trong cả hai trường hợp sử dụng điện áp hoặc tỷ trọng kế để đo trạng thái sạc, SOC, cần phải áp dụng bù nhiệt độ. Bảng 2, do BCI cung cấp, đưa ra các điều chỉnh thích hợp cho cả chỉ số của tỷ trọng kế và đồng hồ đo điện áp.
Bảng 2 Phần bù cho trọng lượng riêng của chất điện phân và các số đọc điện áp theo nhiệt độ
| Nhiệt độ điện giải Fahrenheit (° F) | Nhiệt độ điện phân C (° C) | Thêm hoặc trừ vào bài đọc SG của tỷ trọng kế | Thêm hoặc trừ vào số đọc của vôn kế kỹ thuật số |
|---|---|---|---|
| 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 và NiCd.
Đối với tất cả các ngành hóa học này, phép đo SOC đặt ra những thách thức nghiêm trọng. Tất cả đều có đường cong phóng điện rất phẳng với hiệu điện thế rất nhỏ giữa trạng thái sạc đầy và trạng thái phóng điện. Các phản ứng phóng điện trong tế bào NiCd và NiMH không làm thay đổi đáng kể SG của chất điện phân và tất cả các chất hóa học Li-ion đều hoạt động với các tế bào hoàn toàn kín. Điều này làm cho việc kiểm tra điểm tĩnh hoặc ngẫu nhiên trên pin đang sử dụng gần như không thể, chắc chắn đối với người dùng không chuyên nghiệp. Trạng thái hiện tại Các phép đo SOC, hiện đại cho các nhà máy hóa học này dựa trên các số đọc động được thực hiện trong quá trình hoạt động của chúng.
Chúng có thể dựa trên đếm ampe-giờ, phản ứng điện áp với dòng phóng điện hoặc thậm chí là xung dòng điện không đổi. Thiết bị đo lường thường được tích hợp sẵn trong các thiết bị đắt tiền hoặc phức tạp như xe điện hoặc máy công nghiệp, nơi cần biết thời gian chạy sẵn có. Trong các thiết bị kém tinh vi hơn như dụng cụ điện cầm tay, việc nhận thấy dụng cụ dừng hoặc chạy ít nhanh hơn là dấu hiệu duy nhất có sẵn.
Có sẵn các máy đo phổ kế trở kháng được bán trên thị trường để đo trở kháng bên trong của pin để dự đoán trạng thái sạc của nó. Các thiết bị này phụ thuộc vào một thuật toán dựa trên việc kiểm tra hàng trăm pin ở các trạng thái sạc khác nhau và ở nhiều độ tuổi khác nhau để dự đoán SOC. Các kết quả cụ thể cho hóa học và tuổi của một loại pin cụ thể. Càng nhiều thử nghiệm đã được thực hiện để làm cho thuật toán càng chính xác thì thuật toán càng cao.
Trong khi sạc pin, bạn có thể sạc pin quá mức không?
Tuy nhiên, bạn quyết định đo trạng thái sạc, có những quy tắc áp dụng cho tất cả các loại pin. Những điều này nhằm ngăn pin phóng điện quá mức có thể làm hỏng các tế bào riêng lẻ do làm cho chúng hoạt động ngược lại, thậm chí có điện áp âm. Việc sạc quá mức ít rõ ràng hơn như trong trường hợp axit chì, đôi khi cần phải làm điều này để cân bằng các tế bào hoặc pin riêng lẻ trong ngân hàng. Tuy nhiên, việc sạc quá mức dẫn đến việc thoát khí bằng nước và ăn mòn các bản cực dương, cả hai đều làm giảm tuổi thọ của pin.
Đối với pin niken , mất nước là vấn đề phổ biến nhất một lần nữa dẫn đến giảm tuổi thọ hoạt động. Trong trường hợp sử dụng hóa chất lithium, thường không thể sạc quá mức do BMS được tích hợp sẽ tự động cắt đầu vào hiện tại ở điện áp đặt trước. Trong một số thiết kế, có một cầu chì có sẵn để ngăn chặn quá tải. Tuy nhiên, điều này thường làm cho pin không thể hoạt động được.
Sạc pin, sạc quá mức bạn tránh làm thế nào?
Quyết định sạc lại pin phụ thuộc vào hoàn cảnh sử dụng và mức độ phóng điện. Theo nguyên tắc chung cho tất cả các cửa hàng hóa học, pin không được ở dưới 80% DOD để tối đa hóa tuổi thọ hoạt động của nó. Điều này có nghĩa là SOC cuối cùng của pin phải được tính từ điểm đo cho đến khi kết thúc hoạt động hàng ngày của nó. Ví dụ, nếu SOC là 40% khi bắt đầu hoạt động và nó sẽ sử dụng 70% dung lượng vào cuối hoạt động thì pin nên được sạc lại trước khi cho phép tiếp tục.
Để đưa ra quyết định này, cần xác định dung lượng còn lại hoặc thời gian chạy còn lại của pin. Điều này không đơn giản vì dung lượng pin được xác định bởi tốc độ xả. Tốc độ phóng điện càng cao, công suất khả dụng càng ít. Pin axit chì rất dễ bị ảnh hưởng bởi điều này, như trong Hình 8.
Pin Li-ion và NiCd có dung lượng giảm ở tốc độ phóng điện cao hơn nhưng chúng không rõ rệt như axit chì. Quả sung. 9 cho thấy ảnh hưởng của 3 tốc độ phóng điện khác nhau đến dung lượng khả dụng của pin NiMH. Trong trường hợp này, 0,2C (tỷ lệ 5 giờ), 1C (tỷ lệ 1 giờ) và 2C (tỷ lệ 1/2 giờ).
Trong mọi trường hợp, cấu hình điện áp vẫn rất bằng phẳng nhưng ở mức giảm cho đến khi kết thúc giai đoạn phóng điện khi điện áp đột ngột giảm xuống.
Sạc pin - tính toán thời gian sạc và xả pin
Tính toán thời gian sạc và xả pin
Để thiết lập thời gian phóng điện cho bất kỳ pin nào ở trạng thái sạc cụ thể, phải biết dòng điện được tạo ra và dung lượng pin ở tốc độ phóng điện cụ thể. Thời gian hoạt động có thể được tính toán gần đúng bằng cách sử dụng quy tắc ngón tay cái cho mỗi hóa học pin.
Biết được công suất hiệu dụng ở một tốc độ phóng điện cụ thể sẽ cho phép dự đoán thời gian chạy như sau:
Dung lượng tiêu chuẩn của pin (amp giờ) = C
Xả hiện tại (amps) = D
Hệ số xả = D / C = N
Tốc độ phóng điện (amps) = NC
Công suất ở tốc độ xả D (amp giờ) = CN
Thời gian xả để sạc đầy pin (giờ) = CN / D
Sử dụng ước tính trạng thái phí dưới dạng phần trăm, thời gian chạy có thể được tính:
Thời gian chạy =% trạng thái sạc x CN / (100xD) = giờ
Việc tính toán thời gian sạc rất phức tạp vì nó phụ thuộc vào trạng thái sạc của pin, loại pin, đầu ra của bộ sạc và loại bộ sạc. Cần phải biết trạng thái sạc của pin để xác định ampe-giờ cần đưa vào pin để sạc lại. Tốc độ điều này xảy ra phụ thuộc vào xếp hạng bộ sạc và cách sạc. Rõ ràng là pin li-ion có thể sạc lại trong vài giờ kể từ khi hoàn toàn phẳng nếu bộ sạc có đủ đầu ra.
Một pin axit-chì kín có giới hạn về đầu ra bộ sạc sẽ mất nhiều thời gian hơn do hạn chế điện áp và giảm dòng điện trong pha khí. Khi trạng thái sạc được xác định, bạn có thể tính toán xem cần bao nhiêu ampe giờ để sạc lại vào pin. Biết các đặc điểm của bộ sạc sẽ giúp tính toán thời gian dựa trên tốc độ sạc mà nó sẽ sạc có lưu ý đến kiểu sạc được sử dụng.
Một yếu tố khác là nhiệt độ môi trường (điều kiện thời tiết) ảnh hưởng đến điện áp khi sạc và dòng điện do bộ sạc rút ra. Nhiệt độ cao hơn sẽ làm giảm điện áp sạc nhưng cũng làm tăng dòng điện được rút ra. Đối với pin sạc nổi, cần phải áp dụng bù điện áp với nhiệt độ. Microtex có thể tư vấn về việc điều chỉnh cần thiết khi nhiệt độ thay đổi đáng kể so với tiêu chuẩn 25 ° C.
Lời cuối cùng về sạc pin!
Việc sạc pin đúng cách và biết trạng thái sạc không hề đơn giản. Thường thì pin được mua mà không có lời khuyên hoặc dịch vụ dự phòng từ nhà cung cấp. Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải mua từ một nhà cung cấp có uy tín, người đặt sự hài lòng của khách hàng lên hàng đầu. Để được tư vấn về bất kỳ cách bảo dưỡng hoặc lắp đặt sạc pin nào, cách tốt nhất là liên hệ với nhà cung cấp đáng tin cậy chuyên nghiệp.
Như mọi khi, Microtex, nhà sản xuất pin quốc tế lâu đời với thành tích về sự hài lòng của khách hàng không có lỗi luôn sẵn sàng trợ giúp. Họ là một trong số ít các công ty có kiến thức và các sản phẩm cung cấp và dịch vụ pin cho mọi ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng. Nếu việc sạc pin khiến pin của bạn bị chai, hãy liên hệ với những người không sạc.
Đối với tất cả các lần sạc pin, hãy liên hệ với Microtex.
