Piller: hangi voltajın şarj edileceği ve nasıl yapılacağı

Otonom güç kaynakları - şarj edilebilir piller - modern teknolojilerde hemen hemen her projenin ayrılmaz bir parçası olarak görülmektedir. Otomotiv teknolojisi için akü de yapıcı bir parçadır ve bunlar olmadan aracın tam olarak çalışması düşünülemez. Pillerin genel kullanışlılığı açıktır. Ancak teknolojik olarak bu cihazlar hala tamamen mükemmel değil. Örneğin, pillerin sık sık şarj edilmesi açık bir kusurdur. Tabii ki, soru, şarj sıklığını azaltmak ve tüm çalışma özelliklerini uzun süre korumak için pili hangi voltajla şarj etmek gerektiğidir?

Kurşun asitli akülerin (otomobil) şarj / deşarj işlemlerinin karmaşıklıklarını tam olarak anlamak, akülerin temel parametrelerinin belirlenmesine yardımcı olacaktır:

• kapasite,
• elektrolit konsantrasyonu,
• deşarj akımı gücü,
• elektrolit sıcaklığı,
• kendi kendine deşarj etkisi.

Bir akümülatör pilinin kapasitesi altında, her bir pil bankası tarafından deşarj sürecinde verilen elektrik alınır. Tipik olarak kapasite değeri amper-saat (A/h) olarak ifade edilir.

Araba için akümülatör durumunda, sadece nominal kapasite değil, aynı zamanda araç soğukken çalıştırıldığında başlangıç ​​akımı da belirtilir. Bir işaretleme örneği - Tyumen fabrikası tarafından üretilen bir pil

Üretici tarafından teknik etikette belirtilen pilin deşarj kapasitesi, nominal bir parametre olarak kabul edilir. Bu rakama ek olarak, şarj kapasitesi parametresi de çalışma için önemlidir. Gerekli ücret değeri aşağıdaki formülle hesaplanır:

Sz = Iz * Tz

burada: Ic - şarj akımı; Tz - şarj süresi.

Pilin deşarj kapasitesini gösteren rakam, diğer teknolojik ve tasarım parametreleri ile doğrudan ilişkilidir ve çalışma koşullarına bağlıdır. Akünün yapısal ve teknolojik özelliklerinden, deşarj kapasitesi şunlardan etkilenir:

• aktif kütle,
• kullanılan elektrolit,
• elektrotların kalınlığı,
• elektrotların geometrik boyutları.

Teknolojik parametreler arasında, aktif malzemelerin gözeneklilik derecesi ve hazırlanma reçetesi de pil kapasitesi için önemlidir.

Sözde aktif malzemeleri içeren bir kurşun asitli araç aküsünün iç yapısı - negatif ve pozitif alanların plakaları ve diğer bileşenler

Operasyonel faktörler de bir yana durmuyor. Pratikte görüldüğü gibi, elektrolit ile eşleştirilmiş deşarj akımının gücü de pil kapasitesi parametresini etkileyebilir.

Elektrolit konsantrasyonunun etkisi

Aşırı elektrolit konsantrasyonu pil ömrünü kısaltır. Pilin yüksek elektrolit konsantrasyonuna sahip çalışma koşulları, reaksiyonun yoğunlaşmasına neden olur ve bu da pilin pozitif elektrotunda korozyon oluşmasına neden olur.

Bu nedenle, pilin kullanıldığı koşullar ve üreticinin bu koşullar için gereksinimleri dikkate alınarak değeri optimize etmek önemlidir.

Pilin elektrolit konsantrasyonunun optimize edilmesi, cihazın çalışmasında önemli noktalardan biri olarak görülüyor. Konsantrasyon seviyesinin izlenmesi zorunludur

Örneğin, ılıman bir iklime sahip koşullar için, çoğu araba aküsü için önerilen elektrolit konsantrasyonu seviyesi 1,25 - 1,28 g / cm2 yoğunluğa ayarlanmıştır.

Cihazların çalışması sıcak bir iklimle ilgili olduğunda, elektrolit konsantrasyonu 1,22 - 1,24 g / cm2 yoğunluğa karşılık gelmelidir.

Piller - Deşarj Akımı

Pil deşarj sürecini şartlı olarak iki moda bölmek mantıklıdır:

1. Uzun.
2. Kısa.

İlk olay, nispeten uzun bir zaman periyodu boyunca (5 ila 24 saat arası) düşük akımlarda bir deşarj ile karakterize edilir.

İkinci olay (kısa deşarj, marş deşarjı), aksine, kısa sürede (saniye, dakika) büyük akımlarla karakterize edilir.

Deşarj akımındaki bir artış, pil kapasitesinde bir azalmaya neden olur.

Kurşun asitli araç aküleriyle çalışmak için başarıyla kullanılan Şarj Cihazı Teletron. Basit elektronik devre, ancak yüksek verimlilik

Örnek:

2.75A terminallerinde çalışma akımı olan 55 A/h kapasiteli pil bulunmaktadır. Normal çevre koşullarında (artı 25-26 °C), pil kapasitesi 55-60 A/h aralığındadır.

Akü, nominal kapasitede 4,6 kat artışa eşdeğer olan 255 A'lık kısa süreli bir akımla boşalırsa, nominal kapasite 22 A / s'ye düşer. Yani neredeyse ikiye katlandı.

Elektrolit sıcaklığı ve pil kendi kendine deşarj

Elektrolitin sıcaklığı düşerse, akümülatörlerin deşarj kapasitesi doğal olarak azalır. Elektrolitin sıcaklığındaki bir düşüş, sıvı bileşenin viskozite derecesinde bir artışa neden olur. Sonuç olarak, aktif maddenin elektrik direnci artar.

Tüketiciden kopuk, tamamen hareketsiz, kapasite kaybetme kabiliyetine sahiptir. Bu fenomen, yükten tamamen ayrılma koşullarında bile meydana gelen, cihazın içindeki kimyasal reaksiyonlarla açıklanmaktadır.

Her iki elektrot - negatif ve pozitif - redoks reaksiyonlarının etkisi altına girer. Ancak daha büyük ölçüde, kendi kendine deşarj süreci, negatif kutupluluk elektrotunu içerir.

Reaksiyona, gaz halinde hidrojen oluşumu eşlik eder. Elektrolit çözeltisindeki sülfürik asit konsantrasyonundaki bir artışla, elektrolit yoğunluğunda 1.27 g / cm3'ten 1.32 g / cm3'e bir artış kaydedilmiştir.

Bu, negatif elektrotta kendi kendine deşarj etkisi oranındaki %40'lık bir artışla orantılıdır. Negatif kutuplu elektrotun yapısında bulunan metal safsızlıklar da kendi kendine deşarj oranında bir artış sağlar.

Uzun süreli depolamadan sonra araç aküsünün kendi kendine boşalması. Tamamen hareketsiz, yüksüz durumdayken, pil kapasitesinin önemli bir bölümünü kaybetti.

Şuna dikkat edilmelidir: elektrolitte ve pillerin diğer bileşenlerinde bulunan herhangi bir metal, kendi kendine deşarj etkisini arttırır.

Bu metaller negatif elektrotun yüzeyi ile temas ettiğinde bir reaksiyona neden olurlar ve bunun sonucunda hidrojen salınımı başlar.

Mevcut safsızlıklardan bazıları, pozitif elektrottan negatif elektrota yük taşıyıcı rolü oynar. Bu durumda, metal iyonlarının indirgeme ve oksidasyon reaksiyonları gerçekleşir (yani, yine kendi kendine deşarj işlemi).

Pilin, kasadaki kontaminasyondan şarjını kaybettiği durumlar da vardır. Kirlenme, pozitif ve negatif elektrotları kapatan iletken bir tabaka oluşturur.

Dahili kendi kendine deşarja ek olarak, araç aküsünün harici kendi kendine deşarjı hariç değildir. Bu fenomenin nedeni, pil kutusunun yüzeyinin yüksek derecede kirlenmesi olabilir.

Örneğin, kasanın üzerine dökülen elektrolit, su veya diğer teknik sıvılar. Ancak bu durumda, kendi kendine deşarj etkisi kolayca ortadan kaldırılır. Sadece pil kutusunu temizlemek ve her zaman temiz tutmak yeterlidir.

Araba aküsü şarjı

Cihazın hareketsizliği durumundan başlayalım (kapalı durumda). Cihaz depodayken araç aküsünü hangi voltaj veya akımla şarj etmek gerekir?

Pilin saklama koşullarında, şarjın asıl amacı, kendi kendine deşarjı telafi etmeyi amaçlar. Bu durumda şarj genellikle düşük akımlarla yapılır.

Şarj değerleri aralığı tipik olarak 25 ila 100 mA'dır. Bu durumda, şarj voltajı, tek bir akü grubuna göre 2,18 - 2,25 volt aralığında tutulmalıdır.

Pil Şarj Koşullarını Seçme

Akü şarj akımı, ayarlanan yüzme süresine bağlı olarak genellikle belirli bir değere ayarlanır.

Akünün çalışması sırasında teknolojik özellikler ve teknik parametreler dikkate alınarak belirlenmesi gereken bir modda bir araç aküsünün yeniden şarj edilmesi için hazırlanması

Bu nedenle, pili 20 saat şarj etmesi gerekiyorsa, şarj akımının en uygun parametresi 0,05C'ye (yani pilin nominal kapasitesinin %5'i) eşit bir değer olarak kabul edilir.

Buna göre parametrelerden birini değiştirirseniz değerler orantılı olarak artacaktır. Örneğin, 10 saatlik bir şarjla mevcut güç zaten 0,1C olacaktır.

İki aşamalı bir döngüde şarj edin

Bu modda, başlangıçta (birinci aşama), ayrı bir bankadaki voltaj 2,4 volta ulaşana kadar 1,5C'lik bir akımla şarj edilir.

Bundan sonra şarj cihazı 0,1C şarj akımı moduna geçirilir ve tam kapasite 2 - 2,5 saate (ikinci aşama) ayarlanana kadar şarj etmeye devam eder.

İkinci aşama modundaki şarj voltajı, bir kutu için 2,5 ila 2,7 volt arasında değişir.

Hızlı şarj modu

Zorla şarj etme ilkesi, şarj akımının değerinin pilin nominal kapasitesinin %95'i - 0,95C düzeyinde ayarlanmasını içerir.

Yöntem oldukça agresif, ancak pili sadece 2,5-3 saatte (pratikte, %90) neredeyse tamamen şarj etmenize izin veriyor. Zorunlu modda %100 kapasiteye kadar şarj 4 - 5 saat sürer.

Kontrol-eğitim döngüsü

Araç aküsünü çalıştırma uygulaması, henüz kullanılmamış yeni akülere kontrol ve eğitim döngüsü uygulandığında olumlu bir sonuç not eder.

Bu seçenek için basit bir formülle hesaplanan parametrelerle şarj etmek en uygunudur:

ben = 0.1 * C20;

Tek bir bankadaki voltaj 2,4 volt olana kadar şarj edin, ardından şarj akımının değeri şu değere düşürülür:

ben = 0.05 * C20;

Bu parametreler ile tamamen şarj olana kadar işleme devam edilir.

Kontrol-eğitim döngüsü, pilin 0,1C'lik küçük bir akımla toplam 10,4 voltluk bir voltaj düzeyine deşarj edilmesi durumunda deşarj uygulamasını da kapsar.

Bu durumda, elektrolitin yoğunluk derecesi 1.24 g / cm3 seviyesinde tutulur. Deşarj olduktan sonra cihaz standart prosedüre göre şarj edilir.

Kurşun asitli aküleri şarj etmenin genel prensipleri

Uygulamada, her birinin kendi zorlukları olan ve farklı miktarda finansal maliyeti beraberinde getiren çeşitli yöntemler kullanılmaktadır.

Pili nasıl şarj edeceğinize karar vermek zor değil. Başka bir soru, şu veya bu yöntemin uygulanmasından ne gibi bir sonuç elde edileceğidir.

En erişilebilir ve basit yöntem, 2,4 - 2,45 volt / banka voltajında ​​​​sabit bir akım yükü olarak kabul edilir.

Mevcut değer 2,5-3 saat sabit kalana kadar şarj işlemi devam eder. Bu koşullar altında, pil tam olarak şarj edilmiş olarak kabul edilir.

Bu arada, kombine şarj tekniği sürücüler arasında daha fazla tanınırlık kazandı. Bu versiyonda, belirtilen gerilime ulaşılana kadar başlangıç ​​akımının (0,1C) sınırlandırılması ilkesi uygulanır.

Daha sonra işlem sabit voltajda (2.4V) devam eder. Bu devre için, ilk şarj akımını 0,3C'ye yükseltmeye izin verilir, ancak daha fazla değil.

Pillerin düşük voltajlarda tampon modunda şarj edilmesi önerilir. Optimum şarj değerleri: 2,23 - 2,27 volt.

Derin deşarj - iyileştirme

Her şeyden önce, vurgulanmalıdır: pilin nominal kapasiteye geri döndürülmesi mümkündür, ancak 2-3'ten fazla derin deşarj olmaması şartıyla.

Bu gibi durumlarda şarj, hücre başına 2,45 volta eşit sabit bir voltajla gerçekleştirilir. Ayrıca 0,05C'lik (sabit) bir akımla şarj edilmesine izin verilir.

Pil kurtarma işlemi, iki ila üç ayrı şarj döngüsü gerektirebilir. Çoğu zaman, tam kapasiteye ulaşmak için şarj tam olarak 2-3 döngüde gerçekleştirilir.

2,25 - 2,27 voltluk bir voltajla şarj yapılıyorsa, işlemin iki veya üç kez yapılması önerilir. Düşük voltajlarda olduğundan çoğu durumda kapasite değerine ulaşmak mümkün değildir.

Tabii ki, geri kazanım işlemi sırasında ortam sıcaklığının etkisi dikkate alınmalıdır. Ortam sıcaklığı 5 - 35 °C aralığında ise şarj voltajının değiştirilmesine gerek yoktur. Diğer koşullarda, bir ücret ayarlaması gerekli olacaktır.

Pil kontrolü ve eğitim döngüsü hakkında video

Etiketler: