Czym różnią się ładowanie „wyrównane”, „doładowanie” i „szybkie ładowanie”?
Każdy z tych terminów opisuje tę samą funkcję ładowarki, która polega na tym, że ładowarka tymczasowo podnosi napięcie akumulatora powyżej poziomu rezerwowego. Istnieją różne zastosowania podwyższonego napięcia ładowania, jak pokazano poniżej:
Powszechnie rozumiane znaczenie tego terminu
Wyrównaj – Okresowe „uzupełnianie” pojemności akumulatora i korygowanie różnic w pojemności ogniw
Wzmocnienie – może odnosić się do „wyrównania”, „szybkiego ładowania”, a czasem do obu
Szybkie ładowanie – szybsze ładowanie rozładowanego akumulatora
Do czego służy ładowanie „wyrównawcze” i dlaczego jest potrzebne?
Wszystkie akumulatory, nawet te złożone w zjednoczone bloki, zbudowane są z pojedynczych ogniw połączonych szeregowo w celu uzyskania wymaganego napięcia prądu stałego. Podobnie jak w przypadku wszystkich wytwarzanych produktów, pojemność poszczególnych ogniw akumulatora różni się. W miarę starzenia się akumulatora różnica ta wzrasta. Ponieważ bateria jest łańcuchem ogniw, który jest tak mocny, jak najsłabsze ogniwo, wymagany jest pewien schemat zapewniający, że wszystkie ogniwa pozostaną przy maksymalnej wydajności.
Schemat zwany „wyrównywaniem” jest powszechnie stosowany zarówno w akumulatorach kwasowo-ołowiowych, jak i niklowo-kadmowych. Wyrównywanie tymczasowo podnosi napięcie ładowania całego ciągu akumulatorów powyżej normalnego napięcia „podstawowego”. Podwyższone napięcie ładowania pozwala wszystkim ogniwom, także tym słabym, przyjąć z ładowarki większy prąd niż przy napięciu buforowym. Konsekwencją podwyższonego napięcia wyrównawczego jest przeładowanie wszystkich ogniw akumulatora. Jest to dopuszczalne w przypadku krótkich okresów, pod warunkiem, że w akumulatorze jest wystarczająca ilość elektrolitu.
Przeładowanie znacznie zwiększa szybkość elektrolizy wody w elektrolicie akumulatora do tlenu i wodoru. Ponieważ niski poziom elektrolitu trwale uszkodzi akumulator, ważne jest, aby ograniczyć czas i czas ładowania akumulatora przy napięciu wyrównawczym.
Co to jest „szybkie ładowanie”?
Baterie, podobnie jak wszystkie przewodniki elektryczne, charakteryzują się oporem metali przewodzących. Prawo Ohma mówi, że rezystancja wzrasta proporcjonalnie do przepływu prądu przez akumulator (lub inny niedoskonały przewodnik). Oznacza to, że im więcej amperów ładunku spróbujemy przyłożyć do akumulatora, tym więcej strat zostanie utraconych z powodu wewnętrznego nagrzewania.
„Szybkie ładowanie” tymczasowo zwiększa napięcie wyjściowe ładowarki, aby skompensować rezystancję wewnętrzną akumulatora. Dzięki temu akumulator może przez dłuższy czas przyjmować maksymalny prąd z ładowarki – zamiast zmniejszać akceptowalność ładowania wcześniej, jak miałoby to miejsce w przypadku ładowania normalnym napięciem rezerwowym.
Jakie jest prawidłowe napięcie ładowania?
Wartość zarówno napięcia buforowego, jak i wyrównawczego/zwiększającego/wysokiego napięcia jest określana przez producenta akumulatora i zależy od składu chemicznego i konstrukcji akumulatora. Odchylenie od zalecanych wartości, z wyjątkiem sytuacji, gdy jest to konieczne w celu dostosowania temperatury, spowoduje niedostateczne lub nadmierne naładowanie akumulatora – co zmniejszy jego żywotność i wydajność.
Po czym poznajesz, że ładowarka powinna pracować w trybie pływającym lub wyrównawczym?
Niezależnie od zamierzonego celu zwiększenia napięcia ładowarki, musi istnieć sposób na rozpoczęcie i zakończenie ładowania przy napięciu wyższym niż napięcie rezerwowe.
Poniżej przedstawiono najpopularniejsze metody kontroli.
Metoda sterowania: przełącznik ręczny
· Zaleta: Proste, tanie
· Wada: Wysokie ryzyko zapomnienia, że urządzenie pracuje przy podwyższonym napięciu ładowania
· Komentarz: Niezalecane
Metoda sterowania: Ręcznie inicjowany timer
· Zaleta: Proste i automatycznie kończy ładowanie
· Wada: Wymaga interwencji użytkownika
· Komentarz: Nie ma możliwości sprawdzenia, kiedy akumulator będzie czerpał korzyści z ładowania o podwyższonym napięciu. Nie ma sposobu, aby dowiedzieć się, jakie jest właściwe ustawienie czasu
Metoda kontroli: Automatycznie inicjowany timer
· Zaleta: Nadaje się do odległych lokalizacji, gdzie użytkownicy nie odwiedzają często
· Wada: Czas musi być zaprogramowany.
· Uwaga: Nie można przewidzieć prawidłowego, zaprogramowanego czasu, ponieważ głębokość rozładowania może być różna
Metoda sterowania: Automatyczna inicjacja z końcem określonym przez baterię
· Zaleta: Zakończenie podwyższonego napięcia ładowania opiera się na potrzebach akumulatora, a nie na programie
· Wada: Wysoki prąd ciągły może oszukać system i pozostawić go przy podwyższonym napięciu zbyt długo
Kiedy potrzebna jest kompensacja temperatury akumulatora? Jak ważne jest to?
Powszechnie wiadomo, że wszystkie akumulatory – wentylowane, kwasowo-ołowiowe lub niklowo-kadmowe VRLA – wymagają innego napięcia ładowania w różnych temperaturach. Gdy jest zimny, akumulator wymaga wyższego niż normalne napięcia ładowania, aby zapewnić maksymalną możliwą wydajność. Gdy jest ciepły, napięcie ładowania należy zmniejszyć, aby zapobiec przeładowaniu i w konsekwencji utracie elektrolitu.
Gdy akumulator znajduje się w dobrze kontrolowanym otoczeniu, kompensacja temperatury ma niewielką wartość. Natomiast kompensacja temperatury jest absolutnie niezbędna, gdy akumulatory znajdują się w szafach zewnętrznych lub w innych miejscach narażonych na ekstremalne temperatury. Poniższe fakty ilustrują wartość kompensacji temperatury:
· Gdy akumulator o temperaturze 90 stopni F zostanie naładowany właściwym napięciem w temperaturze 50 stopni F, wyschnie w ciągu trzech miesięcy.
· Gdy akumulator o temperaturze 20 stopni F zostanie naładowany właściwym napięciem w temperaturze 50 stopni F, nie będzie się ładował – a tym samym nie osiągnie określonej wydajności.
Korzystanie z ładowarki wyposażonej w automatyczną kompensację temperatury może zapobiec obu tym problemom.
Zastanawiam się nad wyłączeniem funkcji kompensacji temperatury, ponieważ ładowarka i akumulator nie znajdują się w tym samym miejscu i obawiam się przeładowania akumulatora.
Kompensację temperatury należy wyłączyć tylko wtedy, gdy można mieć pewność, że akumulatory zawsze mają temperaturę pokojową (25°C lub 77°F).
Zdalny pomiar temperatury (RTS) to właściwy sposób zapewnienia ładowania z kompensacją temperatury, gdy akumulator i ładowarka znajdują się w różnych otoczeniach. Zawsze jest to lepsze rozwiązanie niż ładowanie nieskompensowane i lokalnie kompensowane. Zastosowanie czujnika podłączonego bezpośrednio do akumulatora eliminuje wszelkie zmienne temperatury ładowarki i różne temperatury w pomieszczeniu. Korzystanie z RTS nie ma żadnych wad. W porównaniu z wyłączoną kompensacją temperatury lub w ładowarce, RTS zdecydowanie pozytywnie zwiększy wydajność baterii do maksimum. Niezależnie od warunków, RTS powoduje, że ładowarka dostarcza dokładnie takie napięcie, jakiego potrzebuje akumulator.
Firma EVEREXCEED przewidziała wyłączenie kompensacji temperatury głównie na potrzeby testów akceptacyjnych u klienta – aby wykazać, że ustawienie napięcia jest zgodne z rzeczywistym napięciem wyjściowym. Może to być trudne do określenia w przypadku ładowarki z kompensacją temperatury.
Firma EVEREXCEED zaprojektowała swój system RTS w taki sposób, że w przypadku uszkodzenia czujnika zdalnego lub jego odłączenia, ładowarka powraca do pracy bez kompensacji. Zmiana ta jest wskazana na przednim panelu ładowarki.
Dlaczego akumulatory niklowo-kadmowe należy ładować „doładowująco”?
Akumulatory niklowo-kadmowe oferują najwyższą niezawodność ze wszystkich akumulatorów i są bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne i środowiskowe niż akumulatory kwasowo-ołowiowe. Wymagają jednak specjalnego ładowania, aby zapewnić maksymalną wydajność.
Jeżeli akumulator niklowo-kadmowy jest ładowany wyłącznie prądem płynnym, zazwyczaj dostarcza jedynie około 70% swojej pojemności znamionowej. Jest to poważniejszy problem w zastosowaniach wymagających dużej wydajności, takich jak rozruch silnika, gdzie nawet niewielkie zmniejszenie wydajności ma znaczący wpływ na wydajność.
Najskuteczniejszym sposobem zapewnienia pełnej pojemności akumulatora niklowo-kadmowego jest okresowe ładowanie go podwyższonym napięciem. Można to zainicjować ręcznie lub automatycznie, w zależności od ładowarki. Automatyczna korekcja jest łatwiejsza w użyciu i zmniejsza ryzyko zapomnienia o przełączeniu z powrotem na napięcie rezerwowe.
