So berechnen Sie die Einstellungen des Ladegeräts

Um die Parameter des Ladegeräts für einen bestimmten Akku zu berechnen, müssen Sie zunächst den Typ und die Parameter des Akkus berücksichtigen, den Sie mit diesem Gerät aufladen möchten. Die wichtigsten Eigenschaften eines Akkus sind: Kapazität, volle Ladespannung, maximal zulässiger Ladestrom sowie ein Bereich zulässiger Betriebstemperaturen.

Je nachdem, um welche Art von Batterie es sich handelt, welche Art von Material verwendet wird, sollten die Parameter des Ladegeräts individuell ausgewählt werden. Hier betrachten wir Blei-Säure- und Lithium-Ionen-Batterien oder vielmehr die Merkmale ihrer Aufladung.

Die Wahrheit ist, dass wenn der Akku immer korrekt geladen wird und die optimalen Werte für Spannung und Strom eingehalten werden, er seine Kapazität für viele Lade- / Entladezyklen beibehält. Natürlich, vorausgesetzt, es wird vorbehaltlich Einschränkungen auch ohne Überlastung und ohne Überhitzung entladen. Wie berechnet man die Parameter des Ladegeräts für den Akku?

Lithium-Ionen-Akku

Das Haupt geladene Teilchen, das für die Strombildung verantwortlich ist in Lithium-Ionen-Batterieist ein positiv geladenes Lithiumion. Es kann an der Anode in das Kristallgitter des Materials eindringen, beispielsweise in Kohlenstoff in Form von Graphit, und auch Salze oder Metalloxide (z. B. mit Mangan, Kobalt oder mit Eisen und Phosphor).

Aufgrund einer solchen chemischen Zusammensetzung sollte die maximale Endladespannung zwischen den Elektroden eines Lithium-Ionen-Akkus 4,2 Volt oder besser 4,1 Volt nicht überschreiten. Dies verlängert die Lebensdauer und verlangsamt irreversible Änderungen.

Es ist notwendig, einen Lithium-Ionen-Akku mit einer Spannung von 5 Volt aufzuladen, um nicht unbegrenzt zu warten. In diesem Fall sollte der optimale Ladestrom zwischen 50 und 100% des Kapazitätswerts liegen, dh ein 2400-mAh-Akku wird mit einem Strom von 2,4 A bis 1,2 A optimal geladen.

Um ein Überladen zu verhindern, laden hochwertige Ladegeräte solche Batterien in zwei Stufen: In der ersten Stufe werden 5 Volt an die Elektroden angelegt, und die Ladung wird eine Weile mit dem maximal zulässigen Strom betrieben, bis die Schwellenspannung im Bereich von 4,1 Volt erreicht ist, und dann beginnt die zweite Stufe - mit einer niedrigeren Strom, wenn die Spannung auf die letzten 4,1-4,2 Volt gebracht wird.

Daher wird die Leistung des Ladegeräts für einen Lithium-Ionen-Akku (für 1 Zelle) wie folgt berechnet: Multiplizieren Sie die maximale Spannung mit dem maximalen Strom, z. B. 5 V * 2,4 A = 1,2 W - für unser Beispiel.

Blei-Säure-Batterie

Die Blei-Säure-Batterie arbeitet aufgrund chemischer Reaktionen von Blei und Bleidioxid in einer wässrigen Schwefelsäurelösung. Jede Oldtimer-Batterie ist so konzipiert. Während des Ladevorgangs zersetzt sich Bleisulfat in Ionen (negativ geladenes SO4 und positiv geladenes H), an der Kathode entsteht Bleidioxid und an der Anode reines Blei. Bei einer Entladung wird metallisches Blei zu Bleisulfat oxidiert, Bleidioxid an der Kathode reduziert und Blei an der Anode oxidiert.

Wenn die Batterie aufgeladen wird (wird übermäßig lange aufgeladen), endet Bleisulfat, es bleibt nur Wasser übrig und die Elektrolyse beginnt: Sauerstoff wird an der Anode freigesetzt und Wasserstoff wird an der Kathode (negative Elektrode) erzeugt - er wird im flüssigen Elektrolyten gesehen Blasen.

Aufgrund einer solchen chemischen Zusammensetzung beträgt die Spannung der maximalen Ladung einer Zelle einer Blei-Säure-Batterie 2,17 Volt. In einer 12-Volt-Batterie gibt es 6 solcher in Reihe geschalteten Abschnitte, und in einer 6-Volt-Batterie gibt es 3 in Reihe geschaltete Abschnitte.Daher beträgt die maximale Ladespannung einer 12-Volt-Batterie 13,02 Volt. Für 6 Volt - 6,51 Volt.

Daher muss das Ladegerät während des Ladevorgangs eine konstante Spannung an die Elektroden liefern, die auf mindestens 2,45 Volt pro Zelle basiert (damit der Ladevorgang nicht unbegrenzt fortgesetzt wird) - für 12 Volt sind dies 14,7 Volt und für 6 Volt 7 35 Volt. Der anfängliche Ladestrom wird optimal als 30% der Kapazität angenommen.

Daher sollte die maximale Arbeitsleistung des Ladegeräts als maximale Spannung multipliziert mit dem maximalen Strom berechnet werden, z. B. 14,7 V * 30 A = 441 W - für eine Blei-Säure-Batterie mit einer Nennspannung von 12 Volt und einer Kapazität von 100 Ah.