Hur man beräknar batteriladdareinställningar

För att beräkna parametrarna för laddaren för ett visst batteri måste du först ta hänsyn till typen och parametrarna för batteriet som du kommer att ladda med den här enheten. De viktigaste egenskaperna hos ett laddningsbart batteri är: kapacitet, full laddningsspänning, maximal tillåten laddström samt ett tillåtet driftstemperaturintervall.

Beroende på vilken typ av batteri det är, vilken typ av material den använder - parametrarna för laddaren ska väljas individuellt. Här tittar vi på bly-syra- och litiumjonbatterier, eller snarare funktionerna i deras laddning.

Sanningen är att om batteriet alltid laddas korrekt, i enlighet med de optimala värdena på spänning och ström, kommer det att behålla sin kapacitet för många laddningsladdningscykler. Naturligtvis under förutsättning att det också tappas ut, med begränsningar, utan överbelastning, utan överhettning. Så hur beräknar jag batteriets parametrar?

Litiumjonbatteri

Den huvudsakliga laddade partikeln ansvarig för bildandet av ström i litiumjonbatteri, är en positivt laddad litiumjon. Den kan tränga in i kristallgitteret hos materialet vid anoden, till exempel i kol i form av grafit, och även bilda salter eller metalloxider (till exempel med mangan, kobolt eller med järn och fosfor).

På grund av just en sådan kemisk sammansättning bör den maximala slutliga laddningsspänningen mellan elektroderna i ett litiumjonbatteri inte överstiga 4,2 volt, eller bättre, 4,1 volt, detta kommer att förlänga dess livslängd och bromsa irreversibla förändringar.

Det är nödvändigt att ladda ett litiumjonbatteri med en spänning på 5 volt för att inte vänta på obestämd tid. I detta fall bör den optimala laddningsströmmen vara från 50 till 100% av kapacitetsvärdet, det vill säga ett 2400mAh-batteri laddas optimalt med en ström på 2,4A till 1,2A.

För att förhindra överladdning laddar högkvalitativa laddare dessa batterier i två steg: i det första steget matas 5 volt till elektroderna och laddningen går med den maximala tillåtna strömmen under en viss tid tills en tröskelspänning på cirka 4,1 volt uppnås, och sedan börjar det andra steget - med en lägre ström när spänningen förs till de slutliga 4,1-4,2 volt.

Därför beräknas laddarens effekt för ett litiumjonbatteri (för 1 cell) enligt följande: multiplicera den maximala spänningen med den maximala strömmen, säg 5V * 2.4A = 1.2W - för vårt exempel.

Blysyrabatteri

Ett blybatteri fungerar på grund av kemiska reaktioner av bly och blydioxid i en vattenlösning av svavelsyra. Alla klassiska bilbatterier är utformade på det sättet. Under laddningsprocessen sönderdelas blysulfat i joner (negativt laddad SO4 och positivt laddad H), blydioxid bildas vid katoden och ren bly bildas vid anoden. I en urladdning oxideras metalliskt bly till blysulfat, blydioxid reduceras vid katoden och bly oxideras vid anoden.

Om batteriet laddas upp (håller på att laddas för länge) slutar blysulfatet, bara vatten kvarstår och dess elektrolys börjar: syre genereras vid anoden och väte genereras vid katoden (negativ elektrod) - det kommer att ses i den flytande elektrolyten när de går bubblor.

På grund av just en sådan kemisk sammansättning är spänningen för den maximala laddningen för en cell i ett blysyrabatteri 2,17 volt. I ett 12-volt batteri finns det 6 sådana seriekopplade sektioner, och i ett 6-volt batteri finns det 3 seriekopplade sektioner.Därför är den maximala laddningsspänningen för ett 12 volt batteri 13,02 volt. För 6 volt - 6,51 volt.

Således måste laddaren under laddningsprocessen leverera en konstant spänning till elektroderna baserat på minst 2,45 volt per cell (så att laddningen inte går på obestämd tid) - för 12 volt är detta 14,7 volt, och för 6 volt visar det sig 7, 35 volt. Den initiala laddningsströmmen tas optimalt som 30% av kapaciteten.

Som ett resultat bör laddarens maximala arbetseffekt beräknas som den maximala spänningen multiplicerad med den maximala strömmen, säg 14,7V * 30A = 441W - för ett blybatteri med en nominell spänning på 12 volt, 100Ah kapacitet.