Baterie - k jakému účelu?

Doba čtení 5 minuty

Aktualizováno - Listopad 28, 2023

Jaký typ baterie pro jaký účel? Tato otázka vyvstává s rostoucím počtem typů baterií.

Staré dobré Olověný akumulátor jako šestičlánková startovací baterie pro auto nebo motorku. Těžká, velká, náročná na údržbu. Často jste museli kontrolovat kyselost a hladinu 37procentní kyseliny sírové, doplňovat destilovanou vodu a dávat pozor, aby vám stříkající kyselina neznečistila oblečení.
Navzdory předpokladu, že olověný akumulátor by měl představovat nejtěžší kalibr, váží při kapacitě 200 Ah přibližně 45 kg.

Pak přišel Gelové baterie přesně tak, jak má být. Kyselina křemičitá způsobuje, že kyselina sírová gelovatí. Žádné doplňování destilované vody, žádné stříkance kyseliny. Ideální také pro cyklické zatížení. Perfektní baterie s dlouhou životností 12 let, která se vyznačuje ... 20 let (20 °C), 6 ... 10 let (30 °C) nebo 3 ... 5 let (40 °C) nebo v nabíjecích cyklech: 1 800 při 30 %, 750 při 50 % a 500 cyklů při 80 % vybití,
Gelová baterie ve verzi 200 Ah váží dobrých 60 kg.

Na stránkách Baterie AGM (Absorbent Glass Mat) má rohož ze skleněných vláken nasycenou kyselinou sírovou, má velmi nízký vnitřní odpor, a tudíž nízké samovybíjení. Má velmi dobrou schopnost studeného startu a je vhodnější pro aplikace s vysokými požadavky na proud. Gelové ani AGM baterie však nemají rády hluboké vybíjení. Životnost je 7 ... 10 let (20 °C), 4 roky (30 °C) nebo 2 roky (40 °C), nebo v nabíjecích cyklech: 1 500 při 30 % vybití, 600 při 50 % vybití a 400 cyklů při 80 % vybití.
Baterie AGM s kapacitou 200 Ah váží skromnějších 51 kg.

Nakonec zaokrouhlete Lithiové baterie (LiFePo4) doplňují sortiment. Oproti předchozím typům ušetří při stejné kapacitě dobrých 70 % hmotnosti, nabízí přibližně čtyřikrát větší proud při startu a přibližně desetkrát větší počet možných nabíjecích cyklů. Nabití na 80 % je odměněno delší životností, zatímco trvalé nabití na 100 % baterii zatěžuje a zkracuje její životnost. Spolehlivě dodává 80 % své kapacity v širokém rozsahu teplot od 50 °C do -20 °C. Pro nabíjení však vyžaduje teplotu alespoň 5 °C. Někteří dodavatelé proto nabízejí baterie s vestavěným ohřívačem, který tuto minimální teplotu zaručuje. Životnost v nabíjecích cyklech: až 5 000 při 50 % vybití, 3 000 při 70 % vybití a 2 500 cyklů při 80 % vybití.
Baterie LiFePo4 o kapacitě 200 Ah váží přibližně 14 kg a je prakticky lehká.

Rozlišují se baterie LiFePo4 s vestavěným akumulátorem nebo bez něj. BMS (systém správy baterií). Systém BMS slouží jako ochranný prvek proti přebíjení a hlubokému vybíjení a také zajišťuje vyvážený stav nabití všech obsažených článků (čtyři články pro 12 V). Pokud BMS není součástí dodávky, je nutné jej zakoupit a připojit samostatně.
BMS bez integrované Balancer (automatické vyrovnávání buněk). V takovém případě je nutné jej objednat a připojit samostatně.

Obecně: žádná baterie nemá ráda vysoké teploty. Nejlépe se cítí při teplotě 20 °C.

Níže jsou podrobněji rozebrány nabíjecí a vybíjecí charakteristiky jednotlivých typů baterií. Inteligentní nabíječky zcela automaticky určí správný typ akumulátoru a přepnou na příslušný režim nabíjení a údržby. Nabíječky, které lze na příslušný typ akumulátoru přepnout ručně, musí být odpovídajícím způsobem nastaveny. Nabíječky, které mohou nabíjet pouze určitý typ, musí být při změně typu baterie nahrazeny vhodným zařízením.

Terminologie

V technologii nabíjení baterií se rozlišují až čtyři různé fáze nabíjecího procesu. Nabíječky mají v zásadě shodné postupy a mohou být dokonce schopny rozpoznat, jaký typ baterie je připojen. Jeden adaptivní řízení zohledňuje také aktuální spotřebu energie při nabíjení.

Hromadné

Hromadné jde o nabíjení konstantním proudem, dokud není dosaženo absorpčního napětí baterie.

Absorpce

Absorpce je pokračování nabíjecího procesu s klesajícím proudem, ale konstantním (absorpčním) napětím po dobu až 4 hodin.

Float

Float je nabíjení, které trvá 24 hodin při klesajícím napětí až 14 V, po němž následuje hodinová absorpční fáze.

Úložiště

Úložiště následuje po hodinové absorpční fázi a udržuje napětí 14 V až po dobu jednoho týdne.

Olověný akumulátor

Nejprve je třeba rozlišit, zda je olověný akumulátor používán cyklicky, jako je tomu u vozidel, nebo zda je jako nouzový zdroj energie provozován v pohotovostním režimu a je trvale nabíjen za účelem kompenzace samovybíjení.

Proces nabíjení cyklicky používaných olověných akumulátorů je rozdělen do tří fází:

• Nabíjení konstantním proudem až 16 hodin do 2,45 ... 2,5 V na článek
• Nabíjení při konstantním napětí 2,3 ... 2,35 V a plynule klesajícím proudem po dobu až 8 hodin.
• Trickle charge s 2,275 V na článek a podobně klesajícím proudem

Konečné vybíjecí napětí, které je synonymem pro hluboké vybití, je 1,8 V na článek, tj. 1,8 x 6 = 10,8 V. Pokud napětí klesne pod tuto úroveň, může dojít k trvalému poškození baterie až do té míry, že nebude použitelná.

Gelová baterie

Postup nabíjení je totožný s předchozím postupem, ale nabíjecí napětí se liší.

2,35 .. 2,4 V, pro 12 V baterii odpovídá 14,1 ... 14,4 V představují hodnoty pro udržovací napětí a napětí na konci nabíjení.

Zatímco olověný akumulátor snáší překročení napětí na konci nabíjení dobře, gelové akumulátory to snášejí velmi špatně a rychle přestávají fungovat.

Baterie AGM

Baterie AGM se chovají stejně jako gelové baterie, pokud jde o proces nabíjení/vybíjení a hodnoty napětí, stejně jako o překročení napětí na konci nabíjení.

Lithiová / LiFePo4 baterie

Lithiové baterie / baterie LifePo4 s napětím 12 V se skládají ze čtyř článků místo šesti. To znamená, že napětí článků je 3,2 V, konečné vybíjecí napětí je 2,8 V a nabíjecí napětí je 3,5 ... 3,6 V, ideálně 3,55 V.

V bateriových soupravách mohou být propojeny pouze baterie stejné konstrukce a kapacity.

BMS

BMS je Battery Mřízení Systém označené. Používá se k ochraně před hlubokým vybitím, jako je přebíjení, přepětí, zkrat nebo pokusy o nabíjení při teplotách pod 0 °C.

BMS obsahují buď vestavěnou, nebo připojitelnou jednotku Bluetooth, pomocí které lze navázat spojení s příslušnou aplikací v mobilním telefonu nebo tabletu a zobrazit a v některých případech i konfigurovat všechna relevantní naměřená data.

Zobrazení je však třeba interpretovat s jistou dávkou "opatrnosti", protože zobrazené údaje o kapacitě jsou vypočtené, nikoliv naměřené hodnoty. Křivka napětí baterie LiFePo4 je téměř lineární mezi 25 a 95% a ukazuje pouze rozdíl napětí přibližně 0,05 V nad tímto rozdílem stavu nabití 70%.

Systém BMS neustále odebírá z baterie nízký proud, a proto hrozí dlouhodobé vybíjení baterie. Proto se doporučuje, aby byl akumulátor nejpozději po šesti měsících skladování, kdy není používán, plně dobit.

Nabíječka nenabíjí

Pokud se systém BMS vypne z důvodu nedostatečného napětí, může to také deaktivovat funkci nabíjení prostřednictvím připojené nabíječky, protože některé nabíječky vyžadují minimální napětí pro přechod do režimu nabíjení.
Nejjednodušší způsob, jak znovu aktivovat možnost nabíjení, je přivést napětí vyšší než 14 V, např. prostřednictvím alternátoru. Tedy: Nastartujte motor, alternátor dodá přibližně 14,5 V a tím deaktivuje vypnutí BMS. Poté lze motor opět vypnout a připojená nabíječka bude pokračovat v nabíjení jako obvykle.

Balancer

Baterie se skládají z několika jednotlivých článků. Ty jsou zapojeny do série a sčítají se do jmenovitého napětí baterie. Dalo by se předpokládat, že se všechny články nabíjejí a vybíjejí stejně. Protože tomu tak není, museli byste pravidelně propojovat všechny články baterie paralelně, chvíli počkat, až se napětí článků vyrovná, a pak obnovit sériové zapojení.

Aktivní balancer může tento proces provádět automaticky, ale bez převodu buněk ze sériového na paralelní připojení.
Balancer je připojen ke každému kladnému a zápornému pólu jednotlivých článků baterie, měří napětí příslušného článku a poté automaticky rozhodne o přesunu energie z plnějšího článku do slabšího.

Balancer tedy doplňuje BMS o tuto vyrovnávací funkci, ale nenahrazuje ji!