Cum se calculează setările încărcătorului de baterie

Pentru a calcula parametrii încărcătorului pentru o anumită baterie, mai întâi trebuie să ții cont de tipul și parametrii bateriei pe care urmează să o încarci cu acest dispozitiv. Cele mai importante caracteristici ale unei baterii reîncărcabile sunt: ​​capacitatea, tensiunea de încărcare completă, curentul maxim de încărcare admis, precum și o gamă de temperaturi de funcționare admise.

În funcție de ce fel de baterie este, ce tip de materiale folosește - parametrii încărcătorului trebuie selectați individual. Aici ne uităm la bateriile cu plumb și litiu-ion, sau mai degrabă caracteristicile încărcării lor.

Adevărul este că, dacă bateria este întotdeauna încărcată corect, în conformitate cu valorile optime de tensiune și curent, atunci își va păstra capacitatea pentru multe cicluri de descărcare. Desigur, cu condiția să fie descărcat, sub rezerva restricțiilor, fără supraîncărcare, fără supraîncălzire. Deci, cum se calculează parametrii încărcătorului pentru baterie?

Baterie cu ioni de litiu

Particula principală încărcată responsabilă de formarea curentului în baterie cu litiu-ion, este un ion de litiu încărcat pozitiv. Este capabil să pătrundă în rețeaua de cristal a materialului de la anod, de exemplu, în carbon sub formă de grafit, și de asemenea să formeze săruri sau oxizi metalici (de exemplu, cu mangan, cobalt sau cu fier și fosfor).

Datorită doar unei astfel de compoziții chimice, tensiunea de încărcare finală maximă dintre electrozii unei baterii cu litiu-ion nu trebuie să depășească 4,2 volți sau, mai bine, 4,1 volți, aceasta va prelungi durata de funcționare și va încetini modificările ireversibile.

Este necesar să încărcați o baterie cu litiu-ion cu o tensiune de 5 volți, pentru a nu aștepta la nesfârșit. În acest caz, curentul de încărcare optimă ar trebui să fie de la 50 la 100% din valoarea capacității, adică o baterie de 2400mAh se va încărca optim cu un curent de la 2.4A la 1.2A.

Pentru a preveni supraîncărcarea, încărcătoarele de înaltă calitate încarcă astfel de baterii în 2 etape: la prima etapă, 5 volți sunt furnizați electrozilor, iar încărcarea merge cu curentul maxim permis un timp până când se atinge tensiunea de prag în regiunea de 4,1 volți, iar apoi începe a doua etapă - cu o mai mică curent când tensiunea este adusă la 4,1-4,2 volți finali.

Prin urmare, puterea încărcătorului pentru o baterie cu litiu-ion (pentru 1 celulă) este calculată după cum urmează: înmulțiți tensiunea maximă cu curentul maxim, să zicem 5V * 2.4A = 1.2W - de exemplu.

Baterie cu plumb acid

Bateria plumb-acid funcționează datorită reacțiilor chimice ale plumbului și dioxidului de plumb într-o soluție apoasă de acid sulfuric. Orice baterie de mașini clasice este proiectată în acest fel. În timpul încărcării, sulfatul de plumb se descompun în ioni (încărcat negativ SO4 și încărcat pozitiv H), dioxidul de plumb se formează pe catod și plumbul pur se formează pe anod. Într-o descărcare, plumbul metalic este oxidat până la sulfat de plumb, dioxidul de plumb este redus la catod și plumbul este oxidat la anod.

Dacă bateria este reîncărcată (continuă să se încarce excesiv de mult), atunci sulfatul de plumb se va încheia, va rămâne doar apă și va începe electroliza: oxigenul va fi eliberat pe anod, iar hidrogenul va fi generat pe catod (electrod negativ) - se va vedea în electrolitul lichid bule.

Datorită doar unei astfel de compoziții chimice, tensiunea încărcării maxime a unei celule a unei baterii plumb-acid este de 2,17 volți. Într-o baterie de 12 volți, există 6 astfel de secțiuni conectate în serie, iar într-o baterie de 6 volți există 3 secțiuni conectate în serie.Prin urmare, tensiunea maximă de încărcare a unei baterii de 12 volți este de 13,02 volți. Pentru 6 volți - 6,51 volți.

Astfel, încărcătorul în timpul încărcării trebuie să furnizeze o tensiune constantă la electrozi pe baza a cel puțin 2,45 volți pe celulă (astfel încât încărcarea să nu se continue pe termen nelimitat) - pentru 12 volți, aceasta este de 14,7 volți, iar pentru 6 volți, se dovedește 7, 35 volți. Curentul inițial de încărcare este luat în mod optim ca 30% din capacitate.

Drept urmare, puterea maximă de lucru a încărcătorului trebuie calculată ca tensiunea maximă înmulțită cu curentul maxim, să zicem 14.7V * 30A = 441W - pentru o baterie cu plumb cu o tensiune nominală de 12 volți, capacitate 100Ah.