شحن البطاريات، من أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى السيارات الكهربائية، يتطلب المعدل المناسب بناءً على كيمياء البطارية. يفضل حوالي 50% من عملائنا حل الشحن الأسرع للبطاريات، ولكن 1% فقط يفهمون المخاطر المحتملة للشحن بسرعة كبيرة. في منشور المدونة هذا، سوف نستكشف الشحن السريع واعتبارات السلامة الخاصة به.
ما هي كيمياء البطارية التي تتيح الشحن السريع؟
لا يمكن شحن جميع البطاريات بسرعة. سيساعدك فهم كيمياء البطارية واستخدام الطاقة ومعدلات الشحن في الحصول على طريقة الشحن الصحيحة.
شحن بطارية الرصاص الحمضية
بطاريات الرصاص الحمضية عادةً ما يتم شحنها ببطء باستخدام نهج الجهد الحالي/الثابت. يحافظ الشاحن على تيار وجهد محددين مسبقًا، ويقوم بتعديل التيار حتى يتم الوصول إلى الجهد المحدد مسبقًا، ثم يقلله حتى يتم شحن البطارية بالكامل.
بالنسبة لبطاريات الرصاص الحمضية، يستمر الشحن المستمر حتى الوصول إلى 70% من الجهد. بعد ذلك، يقوم الشاحن بخفض التيار لنسبة 30% الأخيرة من الجهد، والتي تسمى الشحنة العلوية. على عكس البطاريات الأخرى، يمكن أن تخضع بطاريات الرصاص الحمضية لشحن عائم لمنع التفريغ الذاتي إذا كان الشاحن يدعم هذا الخيار.
شحن البطارية القائمة على النيكل
يمكن شحن البطاريات المعتمدة على النيكل، مثل NiMH وNiCad، باستخدام طرق سريعة أو سريعة أو فائقة السرعة. تتطلب بطاريات NiCad الجديدة شحنًا أوليًا لمدة تتراوح بين 16 و24 ساعة قبل الاستخدام.
يستخدم كل من NiMH وNiCad شحن تيار مستمر/جهد ثابت. وبمجرد شحنه بالكامل، ينخفض الجهد إلى شحنة هزيلة لتعويض التفريغ الذاتي.
تستخدم شواحن NiMH طريقة تفاضلية تدريجية. فهي تقوم بشحن البطارية بسرعة حتى تصل إلى حد معين، ثم تقلل من معدل الشحن. تخضع البطارية والشاحن لفترة تبريد عند كل عتبة قبل استئناف الشحن.
شحن بطارية الليثيوم
هناك ستة أنواع من بطاريات الليثيوم; LFP وNMC هما الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.
تقليديا، بطاريات LFP تناسب الشحن البطيء، في حين بطاريات إن إم سي مصممة للشحن السريع. ومع ذلك، أدى التطور المستمر في تكنولوجيا البطاريات إلى تحسين أداء الشحن السريع لبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد.
تستخدم كل من بطاريات LFP وNMC أ نظام إدارة البطارية (BMS) الذي يراقب الشحن ودرجة الحرارة والعوامل الأخرى لتخفيف درجة الحرارة ومنع الشحن الزائد أو الشحن الزائد. على الرغم من ذلك، لا يزال من الممكن أن يؤدي تلف البطارية أو نظام إدارة المباني إلى حدوث مشكلات في الشحن الزائد.
لا ينبغي أبدًا شحن بطاريات الليثيوم أيون بشكل زائد. ويجب إزالة التيار قبل أن تصل البطارية إلى سعتها القصوى، حيث أن الشحن المتقطع يمكن أن يسبب طلاء الليثيوم المعدني، مما يؤدي إلى مشاكل تتعلق بالسلامة.
أشياء يجب فهمها حول الشحن السريع
شواحن البطاريات استخدام التيار والجهد لتشغيل البطاريات.
التيار هو كمية الكهرباء المتدفقة من الشاحن إلى البطارية، بينما الجهد هو قوة التيار الكهربائي. يتم حساب القوة الكهربائية عن طريق ضرب الجهد والتيار.
للشحن السريع، الشركة المصنعة لحزمة البطارية يمكن ضبط الجهد أو المعدل الحالي. زيادة قوة التيار تسمح بدخول المزيد من الطاقة إلى البطارية. يعد تقليل الجهد بناءً على مستوى البطارية أمرًا شائعًا أيضًا.
ومع ذلك، فإن دوائر الشحن لها حدود فيما يتعلق بالطاقة التي يمكنها إدارتها. وتجاوز هذه الحدود يمكن أن يؤدي إلى الشحن الزائد، درجات حرارة عالية، وغيرها من القضايا. يجب أن يكون الجهاز والشاحن والكابل قادرين على التعامل مع الشحن السريع.
عند الشحن السريع، افعل ذلك دائمًا في درجات حرارة معتدلة أو في درجة حرارة الغرفة. يجب أن يتحول الشاحن أيضًا إلى الشحن المنتظم حيث تقترب البطارية من سعتها الكاملة للحد من الضغوط.
أنواع الشواحن السريعة
هناك ثلاثة أنواع من أجهزة الشحن السريع كما يلي:
شواحن سريعة
يتم شحن أجهزة الشحن السريع عند درجة حرارة 0.3-0.5 درجة مئوية (C هو اختصار لـ معدل ج). يتوقفون عن التيار عندما تصل درجة الحرارة أو التيار أو الجهد إلى الحدود. نطاق درجة حرارة التشغيل الآمن لهذه الشواحن هو 50-115 درجة فهرنهايت. يستغرق 3-5 ساعات للوصول إلى الشحن الكامل.
شواحن سريعة
مع الشحن 1C، يمكن لأجهزة الشحن السريع شحن البطارية بالكامل لمدة ساعة واحدة تقريبًا. يوصى بدرجة حرارة الشحن عند 50-115 درجة فهرنهايت مثل أجهزة الشحن السريعة. وسوف ينهي التيار عند الوصول إلى الحدود أيضًا.
شواحن فائقة السرعة
تدعم أجهزة الشحن فائقة السرعة البطاريات المتخصصة التي تسمح بمعدلات شحن تتراوح من 1 درجة مئوية إلى 10 درجة مئوية، مما يتيح الشحن الكامل خلال 10 إلى 30 دقيقة. ومع ذلك، فإنهم يشحنون البطارية حتى نسبة 70% من الشحن فقط. يجب أن تظل درجات حرارة الشحن أيضًا بين 50 درجة فهرنهايت و115 درجة فهرنهايت.
خاتمة
تعتبر معدلات الشحن/التفريغ المعتدلة هي الأفضل لأداء البطارية. يمكن أن يؤدي الشحن السريع إلى تقصير عمر البطارية بسبب الضغط الإضافي.
إذا كان الشحن السريع مطلوبًا، فالبطاريات الأكبر والأثقل مثالية. استشر دائمًا الشركة المصنعة للبطارية لتحديد ما إذا كان الشحن السريع آمنًا وقابلاً للتطبيق لتلبية احتياجاتك المحددة قبل تنفيذ الحل.
مقالات ذات صلة:
