Baterija - za kakšen namen?

Čas branja 5 minute

Posodobljeno - november 28, 2023

Katera vrsta baterije za kateri namen? To vprašanje se pojavlja zaradi vse večjega števila vrst baterij.

Dobri stari Svinčevo-kislinski akumulator kot šestcelični zagonski akumulator za avtomobil ali motorno kolo. Težka, velika, zahtevna za vzdrževanje. Pogosto je bilo treba preverjati kislost in raven 37-odstotne žveplove kisline, jo dolivati z destilirano vodo in paziti, da vam brizganje kisline ne umaže oblačil.
V nasprotju z domnevo, da bi morala biti svinčeva baterija najtežja, tehta z 200 Ah približno 45 kg.

Nato je prišel Gel baterije ravno prav. Silicijeva kislina povzroči, da žveplova kislina želira. Ni dopolnjevanja z destilirano vodo, ni brizganja kisline. Prav tako je idealno primerna za ciklične obremenitve. Popolna baterija z dolgo življenjsko dobo 12 ... 20 let (20 °C), 6 ... 10 let (30 °C) ali 3 ... 5 let (40 °C) ali v ciklih polnjenja: 1 800 pri 30-odstotnem, 750 pri 50-odstotnem in 500 ciklov pri 80-odstotnem praznjenju,
Gelska baterija v različici 200 Ah tehta dobrih 60 kg.

Spletna stran Baterija AGM (Absorbent Glass Mat) ima stekleno vlakno, nasičeno z žveplovo kislino, ima zelo nizko notranjo upornost in zato majhno samopraznjenje. Ima zelo dobro sposobnost hladnega zagona in je primernejša za aplikacije z visokimi tokovnimi zahtevami. Vendar pa niti gelske niti AGM baterije ne marajo globokega praznjenja. Življenjska doba je 7 ... 10 let (20 °C), 4 leta (30 °C) ali 2 leti (40 °C) ali v ciklih polnjenja: 1 500 pri 30-odstotnem praznjenju, 600 pri 50-odstotnem praznjenju in 400 ciklov pri 80-odstotnem praznjenju.
Baterija AGM s kapaciteto 200 Ah tehta zmernejših 51 kg.

Na koncu zaokrožite Litijeve (LiFePo4) baterije dopolnjujejo ponudbo izdelkov. V primerjavi s prejšnjimi tipi prihranijo dobrih 70 % teže ob enaki zmogljivosti, nudijo približno štirikrat večji tok med zagonom in približno desetkrat večje število možnih ciklov polnjenja. 80-odstotno polnjenje je nagrajeno z daljšo življenjsko dobo, medtem ko stalno polnjenje do 100 % obremenjuje baterijo in skrajšuje njeno življenjsko dobo. Zanesljivo zagotavlja 80 % svoje zmogljivosti v širokem temperaturnem območju od 50 °C do -20 °C. Vendar pa je za polnjenje potrebna temperatura vsaj 5 °C. Nekateri dobavitelji zato ponujajo baterije z vgrajenim grelnikom, ki zagotavlja to minimalno temperaturo. Življenjska doba v ciklih polnjenja: do 5 000 ciklov pri 50-odstotnem praznjenju, 3 000 ciklov pri 70-odstotnem praznjenju in 2 500 ciklov pri 80-odstotnem praznjenju.
Baterija LiFePo4 s kapaciteto 200 Ah je praktično lahka in tehta približno 14 kg.

Razlikujemo med baterijami LiFePo4 z ali brez vgrajenega BMS (sistem za upravljanje baterije). Sistem BMS služi kot zaščitni element pred prekomernim polnjenjem in globokim praznjenjem ter zagotavlja uravnoteženo stanje napolnjenosti vseh celic (štiri celice za 12 V). Če sistem BMS ni priložen, ga je treba kupiti in priključiti posebej.
BMS brez integriranega Balanser (samodejno izenačevanje celic). V tem primeru je treba tudi to naročiti in priključiti ločeno.

Na splošno: nobena baterija ne mara visokih temperatur. Najbolje se počutijo pri 20 °C.

V nadaljevanju so podrobneje analizirane značilnosti polnjenja in praznjenja vsake vrste baterije. Inteligentni polnilniki popolnoma samodejno določijo pravilno vrsto baterije in preklopijo na ustrezen način polnjenja in vzdrževanja. Polnilnike, ki jih je mogoče ročno preklopiti na ustrezno vrsto baterije, je treba ustrezno nastaviti. Polnilnike, ki lahko polnijo samo določen tip, je treba ob spremembi tipa baterije zamenjati z ustrezno napravo.

Terminologija

V tehnologiji polnjenja baterij razlikujemo do štiri različne faze procesa polnjenja. Polnilniki imajo v osnovi enake postopke in lahko celo prepoznajo, katera vrsta baterije je priključena. Ena prilagodljiv nadzor pri polnjenju upošteva tudi trenutno porabo energije.

Veleprodajni

Veleprodajni gre za polnjenje s konstantnim tokom, dokler ni dosežena absorpcijska napetost baterije.

Absorpcija

Absorpcija je nadaljevanje procesa polnjenja z zmanjševanjem toka, vendar s konstantno (absorpcijsko) napetostjo v obdobju do 4 ur.

Plovec

Plovec je polnjenje, ki traja 24 ur pri padajoči napetosti do 14 V, nato pa sledi enourna faza absorpcije.

Shranjevanje

Shranjevanje sledi enourni absorpcijski fazi in ohranja napetost 14 V do enega tedna.

Svinčevo-kislinski akumulator

Najprej je treba razlikovati med tem, ali se svinčevo-kislinska baterija uporablja ciklično, kot v vozilih, ali pa, kot pri zasilnem napajanju, deluje v stanju pripravljenosti in se stalno polni, da se nadomesti njeno samopraznjenje.

Postopek polnjenja ciklično uporabljenih svinčevo-kislinskih akumulatorjev je razdeljen na tri stopnje:

• Polnjenje s stalnim tokom do 16 ur do 2,45 ... 2,5 V na celico
• Polnjenje s konstantno napetostjo 2,3 ... 2,35 V in neprekinjenim zmanjševanjem toka do 8 ur
• Trickle polnjenje z 2,275 V na celico in podobno padajočim tokom

Končna napetost praznjenja, ki je sinonim za globoko praznjenje, je 1,8 V na celico, tj. 1,8 x 6 = 10,8 V. Če napetost pade pod to vrednost, se lahko baterija trajno poškoduje do te mere, da je neuporabna.

Gel-kislinska baterija

Postopek polnjenja je enak prejšnjemu, vendar so polnilne napetosti drugačne.

2,35 .. 2,4 V, za 12-voltno baterijo 14,1 ... 14,4 V predstavljajo vrednosti za vzdrževalno napetost in napetost ob koncu polnjenja.

Medtem ko svinčevo-kislinski akumulator dobro prenaša prekoračitev napetosti ob koncu polnjenja, gelski akumulatorji to prenašajo zelo slabo in hitro prenehajo delovati.

Baterija AGM

Akumulatorji AGM se obnašajo enako kot gelski akumulatorji glede postopka polnjenja/razreševanja in vrednosti napetosti ter preseganja napetosti ob koncu polnjenja.

Litijska / LiFePo4 baterija

Litijske baterije / baterije LifePo4 pri 12 V so sestavljene iz štirih in ne šestih celic. To pomeni, da je napetost celic 3,2 V, končna napetost praznjenja 2,8 V in napetost polnjenja 3,5 ... 3,6 V, najbolje 3,55 V.

V pakete baterij se lahko med seboj povežejo samo baterije enake zasnove in zmogljivosti.

BMS

Sistem BMS je Baterija Mupravljanje Sačrta . z oznako. Uporablja se za zaščito pred globokim praznjenjem, kot so prekomerno polnjenje, prenapetost, kratki stiki ali poskusi polnjenja pri temperaturah pod 0 °C.

BMS imajo vgrajeno ali povezljivo enoto Bluetooth, prek katere je mogoče vzpostaviti povezavo z ustrezno aplikacijo na mobilnem telefonu ali tabličnem računalniku in prikazati ter v nekaterih primerih konfigurirati vse ustrezne merilne podatke.

Vendar je treba prikaz razlagati z določeno mero previdnosti, saj so prikazani podatki o zmogljivosti izračunane in ne izmerjene vrednosti. Krivulja napetosti baterije LiFePo4 je skoraj linearna med 25 in 95% in prikazuje le razliko v napetosti približno 0,05 V v tem 70% stanju napolnjenosti.

Sistem BMS iz baterije stalno odvaja majhen tok, zato obstaja tveganje, da se baterija dolgoročno izprazni. Zato je priporočljivo, da baterijo, kadar je ne uporabljate, najpozneje po šestih mesecih skladiščenja popolnoma napolnite.

Polnilec se ne polni

Če se sistem BMS izklopi zaradi prenizke napetosti, lahko to onemogoči tudi funkcijo polnjenja prek priključenega polnilnika, saj nekateri polnilniki za prehod v način polnjenja zahtevajo minimalno napetost.
Možnost polnjenja najlažje ponovno aktivirate tako, da priključite napetost, večjo od 14 V, npr. prek alternatorja. Torej: Zagon motorja, alternator dovede približno 14,5 V in s tem deaktivira izklop BMS. Motor lahko nato ponovno izklopite in priključeni polnilnik bo nadaljeval polnjenje kot običajno.

Balanser

Baterije so sestavljene iz več posameznih celic. Te so povezane zaporedno in se seštevajo do nazivne napetosti baterije. Domnevamo, da se vse celice enakomerno polnijo in praznijo. Ker temu ni tako, bi morali občasno vzporedno povezati vse celice baterije, počakati nekaj časa, da se napetosti celic izenačijo, in nato ponovno vzpostaviti zaporedno povezavo.

Aktivni izravnalnik lahko ta postopek izvede samodejno, vendar brez prenosa celic iz serijske v vzporedno povezavo.
Balanser je priključen na vsak pozitivni in negativni pol posameznih celic baterije, izmeri napetost posamezne celice in se nato samodejno odloči, da bo energijo z bolj polne celice prenesel na šibkejšo.

Izravnalnik torej dopolnjuje to izravnalno funkcijo sistema BMS, vendar ga ne nadomešča!