Sådan beregnes batteriopladerens indstillinger

For at beregne parametrene for opladeren for et bestemt batteri skal du først tage hensyn til typen og parametrene for det batteri, du vil oplade med denne enhed. De vigtigste egenskaber ved et genopladeligt batteri er: kapacitet, fuld ladespænding, maksimal tilladelig ladestrøm samt et område af tilladte driftstemperaturer.

Afhængigt af hvilken type batteri det er, hvilken type materialer det bruger - skal opladerens parametre vælges individuelt. Her ser vi på bly-syre og lithium-ion batterier, eller rettere sagt funktionerne ved deres opladning.

Sandheden er, at hvis batteriet altid oplades korrekt, i overensstemmelse med de optimale værdier for spænding og strøm, så vil det beholde sin kapacitet i mange ladeafladningscyklusser. Naturligvis forudsat at det også udledes, underlagt begrænsninger, uden overbelastning, uden overophedning. Så hvordan beregnes parametrene for opladeren til batteriet?

Lithium-ion-batteri

Den vigtigste ladede partikel, der er ansvarlig for dannelse af strøm i lithium-ion-batteri, er en positivt ladet lithiumion. Det er i stand til at trænge ind i krystalgitteret af materialet ved anoden, for eksempel i kulstof i form af grafit, og også danne salte eller metaloxider (for eksempel med mangan, cobalt eller med jern og fosfor).

På grund af netop sådan en kemisk sammensætning bør den maksimale endelige ladningsspænding mellem elektroderne i et lithium-ion-batteri ikke overstige 4,2 volt, eller bedre, 4,1 volt, dette vil forlænge dens levetid og bremse irreversible ændringer.

Det er nødvendigt at oplade et lithium-ion-batteri med en spænding på 5 volt for ikke at vente på ubestemt tid. I dette tilfælde skal den optimale ladestrøm være fra 50 til 100% af kapacitetsværdien, det vil sige et 2400mAh-batteri oplades optimalt med en strøm fra 2,4A til 1,2A.

For at forhindre overopladning oplader højkvalitetsopladere sådanne batterier i 2 trin: i det første trin leveres 5 volt til elektroderne, og ladningen går med den maksimalt tilladte strøm i et stykke tid, indtil tærskelspændingen er nået i området 4,1 volt, og derefter begynder det andet trin - med en lavere strøm, når spændingen bringes til de sidste 4,1-4,2 volt.

Derfor beregnes opladerens strøm til et lithium-ion-batteri (for 1 celle) som følger: multiplicer den maksimale spænding med den maksimale strøm, siger 5V * 2.4A = 1.2W - for vores eksempel.

Blysyrebatteri

Blysyrebatteriet fungerer på grund af kemiske reaktioner af bly og blydioxid i en vandig opløsning af svovlsyre. Ethvert klassisk bilbatteri er designet på den måde. Under ladningsprocessen nedbrydes blysulfat til ioner (negativt ladet SO4 og positivt ladet H), blydioxid dannes ved katoden, og der dannes ren bly ved anoden. Ved en udledning oxideres metallisk bly til bly sulfat, blydioxid reduceres ved katoden, og bly oxideres ved anoden.

Hvis batteriet genoplades (fortsat oplades for lang tid), slutter blysulfat, kun vand tilbage, og dets elektrolyse begynder: ilt frigives på anoden, og der genereres brint på katoden (negativ elektrode) - det ses i den flydende elektrolyt bobler.

På grund af netop sådan en kemisk sammensætning er spændingen for den maksimale ladning af en celle i et bly-syrebatteri 2,17 volt. I et 12 volt batteri er der 6 sådanne seriekoblede sektioner, og i et 6 volt batteri er der 3 seriekoblede sektioner.Derfor er den maksimale ladespænding for et 12 volt batteri 13,02 volt. For 6 volt - 6,51 volt.

Opladeren skal således under opladningsprocessen levere en konstant spænding til elektroderne baseret på mindst 2,45 volt pr. Celle (så opladningen ikke fortsætter på ubestemt tid) - for 12 volt er dette 14,7 volt, og for 6 volt viser det sig 7, 35 volt. Den oprindelige ladestrøm tages optimalt som 30% af kapaciteten.

Som et resultat skal opladerens maksimale arbejdseffekt beregnes som den maksimale spænding ganget med den maksimale strøm, siger 14,7V * 30A = 441W - for et blysyrebatteri med en nominel spænding på 12 volt, 100Ah kapacitet.

Comments

[#1 Stanislas]

5V * 2.4A = 1,2W ???
5V * 2.4A = 12W, eller noget jeg ikke forstår ???

[#2 Vlad]

Jeg forstod heller ikke, hvorfor der pludselig er 1,2W. Jeg tænker en skrivefejl.