Jak vypočítat nastavení nabíječky baterií

Chcete-li vypočítat parametry nabíječky pro konkrétní baterii, musíte nejprve vzít v úvahu typ a parametry baterie, kterou chcete nabíjet tímto zařízením. Nejdůležitější vlastnosti dobíjecí baterie jsou: kapacita, plné nabíjecí napětí, maximální přípustný nabíjecí proud a rozsah přípustných provozních teplot.

V závislosti na tom, jaký typ baterie se používá, jaký typ materiálů používá - parametry nabíječky je třeba zvolit individuálně. Zde se podíváme na olověné a lithium-iontové baterie, nebo spíše na vlastnosti jejich nabíjení.

Pravda je, že pokud je baterie vždy nabita správně, v souladu s optimálními hodnotami napětí a proudu, pak si zachová svou kapacitu po mnoho cyklů nabíjení-vybití. Samozřejmě za předpokladu, že je také vybíjen, podléhá omezením, bez přetížení, bez přehřátí. Jak tedy vypočítat parametry nabíječky pro baterii?

Lithium-iontová baterie

Hlavní nabitá částice zodpovědná za tvorbu proudu v lithium-iontové baterii, je kladně nabitý lithium iont. Je schopen proniknout do krystalové mřížky materiálu na anodě, například v uhlíku ve formě grafitu, a také vytvářet soli nebo oxidy kovů (například s manganem, kobaltem nebo železem a fosforem).

V důsledku právě takového chemického složení by maximální konečné nabíjecí napětí mezi elektrodami lithium-iontové baterie nemělo překročit 4,2 V nebo lepší, 4,1 V, prodlouží se tak jeho životnost a zpomalí nevratné změny.

Je nutné nabít lithium-iontovou baterii napětím 5 voltů, abyste nečekali neomezeně dlouho. V tomto případě by měl být optimální nabíjecí proud od 50 do 100% hodnoty kapacity, to znamená, že se 2400 mAh baterie bude optimálně nabíjet proudem od 2,4 A do 1,2 A.

Aby se předešlo přebíjení, nabíjí vysoce kvalitní nabíječky takové baterie ve 2 stupních: v první fázi se elektrodám přivádí 5 voltů a nabíjení jde s maximálním povoleným proudem po chvíli, dokud není dosaženo prahového napětí v oblasti 4,1 voltu, a poté začíná druhá fáze - s nižším proud, když je napětí přivedeno na konečných 4,1-4,2 V.

Proto se výkon nabíječky pro lithium-iontovou baterii (pro 1 článek) počítá takto: vynásobte maximální napětí maximálním proudem, řekněme 5V * 2,4A = 1,2 W - pro náš příklad.

Olověná baterie

Olověná baterie funguje díky chemickým reakcím olova a oxidu olovnatého ve vodném roztoku kyseliny sírové. Takto je navržena jakákoli klasická autobaterie. Během nabíjení se síran olovnatý rozkládá na ionty (záporně nabitý S04 a kladně nabitý H), na katodě se tvoří oxid olovnatý a na anodě se tvoří čisté olovo. Při výboji se kovové olovo oxiduje na síran olovnatý, oxid olovnatý se redukuje na katodě a olovo se oxiduje na anodě.

Pokud se baterie dobije (při příliš dlouhém nabíjení), pak síran olovnatý skončí, zůstane pouze voda a začne elektrolýza: na anodě se uvolní kyslík a na katodě se vytvoří vodík (záporná elektroda) - bude to vidět v kapalném elektrolytu bubliny.

V důsledku právě takového chemického složení je napětí maximálního náboje jedné buňky olověné baterie 2,17 voltu. V 12 V baterii je 6 takových sekcí zapojených do série a v 6 V baterii jsou 3 sekce připojené do série.Proto je maximální nabíjecí napětí 12 voltové baterie 13,02 voltů. Pro 6 V - 6,51 V.

Nabíječka musí tedy při procesu nabíjení dodávat elektrodám konstantní napětí na základě alespoň 2,45 voltů na článek (aby nabíjení nepřetržitě probíhalo) - pro 12 voltů to je 14,7 voltů a pro 6 voltů se ukáže 7, 35 voltů. Počáteční nabíjecí proud se optimálně považuje za 30% kapacity.

V důsledku toho by se maximální pracovní výkon nabíječky měl vypočítat jako maximální napětí vynásobené maximálním proudem, řekněme 14,7 V * 30 A = 441 W - pro olověnou baterii s jmenovitým napětím 12 V, kapacita 100 Ah.