كيف تختلف عمليات الشحن "المعادل" و"التعزيز" و"الشحن السريع"؟
يصف كل مصطلح من هذه المصطلحات نفس وظيفة الشاحن حيث يقوم الشاحن برفع جهد البطارية مؤقتًا فوق مستوى التعويم. هناك استخدامات مختلفة لجهد الشحن المرتفع، كما هو موضح أدناه:
المعنى المفهوم بشكل عام للمصطلح
التعادل - "زيادة" سعة البطارية بشكل دوري، وتصحيح الاختلافات في سعة الخلية
التعزيز - يمكن أن يشير إلى "المساواة" و"الشحن السريع" وفي بعض الأحيان إلى كليهما
شحن سريع – إعادة شحن أسرع للبطارية الفارغة
ما الذي تفعله "معادلة" الشحن، ولماذا هو مطلوب؟
جميع البطاريات، حتى تلك المجمعة في كتل موحدة، كلها مبنية من خلايا بطارية فردية متصلة في سلسلة للحصول على جهد التيار المستمر المطلوب. مثل جميع المنتجات المصنعة، هناك اختلاف بين قدرات كل خلية في البطارية. ومع تقدم عمر البطارية، يزداد هذا الاختلاف. نظرًا لأن البطارية عبارة عن سلسلة من الخلايا تكون قوتها بقدر قوة الحلقة الأضعف، فمن الضروري وضع مخطط ما لضمان بقاء جميع الخلايا في ذروة سعتها.
يُستخدم نظام يسمى "المساواة" بشكل شائع في كل من بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات النيكل والكادميوم. تعمل المعادلة على رفع جهد الشحن لسلسلة البطارية بأكملها مؤقتًا فوق الجهد "العائم" العادي. يسمح جهد الشحن المرتفع لجميع الخلايا، بما في ذلك الخلايا الضعيفة، بقبول تيار أكبر من الشاحن مقارنة بالجهد العائم. نتيجة لارتفاع جهد التعادل هو أن جميع الخلايا في البطارية يتم شحنها بشكل زائد. يعد هذا مقبولًا لفترات قصيرة بشرط أن تحتوي البطارية على كمية كافية من الإلكتروليت.
يؤدي الشحن الزائد إلى زيادة كبيرة في معدل تحليل الماء الموجود في إلكتروليت البطارية إلى أكسجين وغاز الهيدروجين. نظرًا لأن انخفاض مستوى الإلكتروليت سيؤدي إلى تلف البطارية بشكل دائم، فمن المهم تحديد وقت ومدة شحن البطارية عند جهد التعادل.
ما هو "الشحن السريع"؟
تعاني البطاريات، مثل جميع الموصلات الكهربائية، من مقاومة معادنها الموصلة. ينص قانون أوم على أن المقاومة تزداد بما يتناسب مع تدفق التيار عبر البطارية (أو أي موصل آخر غير كامل). وهذا يعني أنه كلما زاد عدد أمبيرات الشحن التي نحاول تطبيقها على البطارية، سيتم فقدان المزيد بسبب التسخين الداخلي.
يعمل "الشحن السريع" على زيادة جهد خرج الشاحن مؤقتًا للتعويض عن المقاومة الداخلية للبطارية. يتيح ذلك للبطارية الاستمرار في قبول الحد الأقصى من التيار من الشاحن لفترة أطول - بدلاً من تقليل قبول الشحن مبكرًا كما لو كانت مشحونة بجهد تعويم عادي.
ما هو جهد الشحن الصحيح؟
يتم تحديد قيمة كل من الفولتية العائمة والمساواة/التعزيز/المعدل العالي من قبل الشركة المصنعة للبطارية، وتعتمد على كيمياء البطارية وبنائها. سيؤدي الانحراف عن القيم الموصى بها، باستثناء ما يلزم لضبط درجة الحرارة، إلى انخفاض شحن البطارية أو زيادة شحنها - وكلاهما سيقلل من عمر البطارية وأدائها.
كيف تعرف متى يجب أن يعمل الشاحن في الوضع العائم أو المعادل؟
بغض النظر عن الغرض المقصود وهو زيادة جهد الشاحن، يجب أن تكون هناك طريقة لبدء وإنهاء الشحن بجهد أعلى من الجهد العائم.
يتم عرض طرق التحكم الأكثر شيوعًا أدناه.
طريقة التحكم: مفتاح يدوي
· الميزة: بسيطة ورخيصة
· السلبيات: هناك خطر كبير لنسيان الوحدة التي تعمل بجهد شحن مرتفع
· التعليق: غير مستحسن
طريقة التحكم: تشغيل المؤقت يدويًا
· الميزة: بسيط، وينهي الشحن تلقائيًا
· العيب: يتطلب تدخل المستخدم
· تعليق: لا توجد طريقة لمعرفة متى ستستفيد البطارية من شحن الجهد المرتفع. لا توجد طريقة لمعرفة إعداد الوقت المناسب
طريقة التحكم: تشغيل الموقت تلقائيا
· الميزة: مناسب للمواقع البعيدة التي لا يزورها المستخدمون بشكل متكرر
· السلبيات: يجب برمجة الوقت مسبقاً.
· تعليق: لا يمكن التنبؤ بالوقت الصحيح المبرمج مسبقًا نظرًا لاحتمال اختلاف عمق التفريغ
طريقة التحكم: بدء تشغيل تلقائي مع نهاية محددة بالبطارية
· الميزة: يعتمد إنهاء جهد الشحن المرتفع على احتياجات البطارية، وليس على برنامج
· العيب: يمكن للتيار المستمر العالي أن يخدع النظام ليظل عند جهد مرتفع لفترة طويلة جدًا
متى تكون هناك حاجة لتعويض درجة حرارة البطارية؟ ما مدى أهمية ذلك؟
من المعروف أن جميع بطاريات التخزين – المهواة أو بطاريات الرصاص الحمضية VRLA أو النيكل والكادميوم – تتطلب جهد شحن مختلفًا عند درجات حرارة مختلفة. عندما تكون البطارية باردة، تحتاج إلى جهد شحن أعلى من المعتاد من أجل توفير أقصى أداء ممكن. عندما يكون الجو دافئًا، يجب تقليل جهد الشحن لمنع الشحن الزائد وما يترتب على ذلك من فقدان الإلكتروليت.
عندما تكون البطارية موجودة في بيئة يتم التحكم فيها بشكل جيد، فإن تعويض درجة حرارة البيئة يضيف قيمة قليلة. في المقابل، يعد تعويض درجة الحرارة أمرًا ضروريًا للغاية عندما تكون البطاريات موجودة في خزائن خارجية أو مناطق أخرى تخضع لدرجات حرارة قصوى. توضح هذه الحقائق قيمة تعويض درجة الحرارة:
· عندما يتم شحن بطارية تبلغ درجة حرارتها 90 درجة فهرنهايت بالجهد الصحيح وهو 50 درجة فهرنهايت، فسيتم غليها جافة خلال ثلاثة أشهر.
· عندما يتم شحن بطارية بدرجة حرارة 20 درجة فهرنهايت بالجهد الصحيح الذي يبلغ 50 درجة فهرنهايت، فسوف يفشل في الشحن - وبالتالي يفشل في تقديم أدائها المحدد.
إن استخدام شاحن مزود بتعويض تلقائي لدرجة الحرارة يمكن أن يمنع هاتين المشكلتين.
أفكر في تعطيل خاصية تعويض درجة الحرارة لأن الشاحن والبطارية ليسا في نفس المكان، وأشعر بالقلق من الشحن الزائد للبطارية.
يجب تعطيل تعويض درجة الحرارة فقط إذا كان من الممكن دائمًا ضمان بقاء البطاريات في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية أو 77 درجة فهرنهايت).
يعد استشعار درجة الحرارة عن بعد (RTS) هو الطريقة الصحيحة لتوفير شحن معوض لدرجة الحرارة عندما تكون البطارية والشاحن في بيئات مختلفة. يُفضل دائمًا الشحن غير المُعوض والشحن المُعوض محليًا. يؤدي استخدام جهاز استشعار متصل مباشرة بالبطارية إلى التخلص من جميع متغيرات درجة حرارة الشاحن ودرجات حرارة الغرفة المختلفة. ليس هناك جانب سلبي لاستخدام RTS. بالمقارنة مع تعويض درجة الحرارة المعطل أو داخل الشاحن، فإن RTS ستعمل بشكل إيجابي على زيادة أداء البطارية إلى أقصى حد ممكن. بغض النظر عن الظروف، فإن RTS يجعل الشاحن يقوم بتوصيل الجهد الدقيق الذي تحتاجه البطارية.
اتخذت EVEREXCEED شرطًا لتعطيل تعويض درجة الحرارة بشكل أساسي لاختبار قبول العميل - لإثبات أن إعداد الجهد يتوافق مع جهد الخرج الفعلي. قد يكون من الصعب تحديد ذلك في الشاحن المعوض لدرجة الحرارة.
صممت EVEREXCEED نظام RTS الخاص بها بحيث أنه في حالة تلف جهاز الاستشعار عن بعد أو فصله، يعود الشاحن إلى التشغيل غير المعوض. تتم الإشارة إلى هذا التغيير على اللوحة الأمامية للشاحن.
لماذا تحتاج بطاريات النيكل والكادميوم إلى "تعزيز" الشحن؟
توفر بطاريات النيكل والكادميوم أعلى موثوقية لأي بطارية، كما أنها أكثر مقاومة للإساءات الميكانيكية والبيئية من بطاريات الرصاص الحمضية. ومع ذلك، فهي تحتاج إلى شحن خاص من أجل تقديم أقصى قدر من الأداء.
إذا تم شحن بطارية النيكل والكادميوم فقط بمعدل التعويم، فإنها عادةً ما توفر حوالي 70٪ فقط من سعتها المقدرة. وهذه مشكلة أكثر خطورة بالنسبة للتطبيقات عالية السرعة، مثل تشغيل المحرك، حيث يكون حتى التخفيضات الصغيرة في السعة لها تأثير كبير على الأداء.
الطريقة الأكثر فعالية لضمان السعة الكاملة المتوفرة في بطارية النيكل والكادميوم هي شحنها بشكل دوري بجهد مرتفع. يمكن بدء ذلك يدويًا أو تلقائيًا، اعتمادًا على الشاحن. تعتبر المعادلة التلقائية أسهل في الاستخدام، وتقلل من خطر نسيان التبديل مرة أخرى إلى الجهد العائم.
