重要なポイント:
- バッテリーの効率を最大化し、損傷を最小限に抑え、寿命を延ばすために、バッテリーに適した充電技術を選択してください。定電圧充電からランダム充電まで、各方法はバッテリーの状態に異なる影響を与えます。
バッテリーの充電方法はパフォーマンスに影響を与え、 寿命。過剰な電流は完全な反応を妨げ、抵抗と温度を上昇させ、材料に損傷を与えます。電流が低いと充電時間が長くなり、ユーザーに不便を与えます。長時間充電せずにパフォーマンスを最大化するには、適切な充電方法を選択することが重要です。
このガイドでは、9 つの一般的なバッテリー充電タイプについて説明します。 – 定電圧充電からランダム充電まで。
定電圧充電
定電圧充電方式では、固定電圧源を使用してバッテリーを充電します。回路構成がシンプルで制御回路の設計が容易というメリットがあります。
このモードでは、バッテリーがフル充電に近づくにつれて充電電流が減少します。完全に充電されると、充電器は自動的にフロート充電に切り替わり、バッテリーの完全充電が維持されます。
ただし、この方法には欠点があります。初期の充電段階では、バッテリ端子電圧が低いため、初期充電電流が過度に高くなります。これにより、バッテリープレートが損傷し、バッテリー温度が上昇し、バッテリー寿命が短くなる可能性があります。
この問題に対処するために、多段階電圧充電方法を採用できます。このアプローチでは、最初は低い充電電圧を使用し、バッテリー端子電圧が上昇するにつれて充電電圧を高くします。
定電流充電
定電流充電方式は、定常電流でバッテリーを充電します。
定電圧方式と同様に、バッテリーが完全に充電されると、過充電による損傷を防ぐために、充電器はフロート充電モードに切り替える必要があります。
定電圧充電と比較して、この方法はバッテリーを素早く満充電できます。
ただし、監視する必要があります。 バッテリーの充電 ほぼ水平にします。充電器は一定の電流を継続的に供給するため、バッテリーが満杯のときに充電を停止したり、トリクルモードに切り替えたりしないと、過充電が発生します。これにより、バッテリープレートが損傷し、バッテリー寿命が短くなる可能性があります。
テーパー電流充電
テーパー電流充電は、セル電圧または逆起電力 (逆起電力) が増加するにつれて、充電電流が徐々に減少するプロセスです。この方法では、電圧と電流が細かく制御されない非安定化電源が使用されます。
バッテリーが充電されると内部抵抗が減少し、バッテリーが完全充電に達するまでより多くの電流が流れるようになります。
ただし、規制されていない充電には、過充電などのリスクが伴います。慎重に管理しないと、過剰な熱、ガス発生、バッテリーの損傷を引き起こし、寿命が短くなり、安全上の危険が生じる可能性があります。
テーパー電流充電は SLA バッテリーのみに適しています。
パルス充電
パルス充電では、周期的なパルス電流を使用してバッテリーを充電します。充電を一時停止すると、電解液がより均一に拡散し、効率が向上します。これにより、充電エネルギーを完全に電気エネルギーに変換することができ、充電効率が向上します。
げっぷ充電
「げっぷ充電」とも呼ばれる反射または負のパルス充電は、充電休止期間中に非常に短い放電パルスを印加してセルを脱分極する方法です。
このパルスは、通常、5 ms の充電電流の 2 ～ 3 倍であり、急速充電中に電極上に蓄積した気泡を除去することを目的としています。
「げっぷ」として知られるこのプロセスは、安定化と全体的な充電プロセスをスピードアップします。支持者らは、この技術により充電率、バッテリー寿命が向上し、樹状突起が除去されると主張しています。ただし、これらの主張には依然として議論の余地があります。
IUI充電
これは特定の液式鉛蓄電池用の高速充電プロファイルであり、すべての鉛蓄電池に適しているわけではありません。
これには 3 つのフェーズがあります。
1. 電圧がガス発生点近くの事前設定レベルに達するまで定電流 (I) 充電します (バルク充電)。
2. 徐々に電流を減らしながら定電圧 (U) 充電を行い、通常の充電が完了します。
3. 定電流 (I) は事前に設定された上限値まで充電し、セルの充電を均等にしてバッテリ寿命を最大化します。
トリクル充電
トリクル充電は、自己放電率を一致させることで、完全に充電されたバッテリーを維持します。
電流が流れている場合、トリクル充電ではバッテリーの充電を維持できないため、バッテリーが使用されていないときにこれが発生します。
無負荷フロート充電下の鉛蓄電池では、充電終了時に自然にトリクル充電が起こり、バッテリの内部抵抗が増加し、充電電流がトリクルまで減少します。これは、バッテリーが電解液中の水を分解することで失われるエネルギーに相当します。
リチウムイオンなど、他の種類のバッテリーは安全にトリクル充電できません。
フロート充電
フロート充電では、継続的に最小限の電圧と電流を適用してバッテリーの充電を維持し、完全またはほぼ完全に充電された状態を維持します。
これは、バッテリが頻繁に放電されない場合のバックアップおよび非常用電源として一般的に使用されます。
フロート充電中は、充電器、バッテリー、負荷が並列に接続されます。充電器は通常動作中に負荷に電力を供給し、主電源が故障した場合にはバッテリがバックアップ電力を供給します。
ランダムチャージ
多くの用途には、エネルギーがエンジン速度に依存する自動車用途など、制御されていないバッテリー充電が含まれます。
これは、バッテリが吸収する必要がある電力サージを生成する回生ブレーキを備えた EV および HEV で特に問題になります。
ソーラーパネルの設置も、太陽が輝いているときにのみ充電します。これらのアプリケーションでは、充電電流または電圧を安全なバッテリーレベルに制限する技術が必要です。
結論
適切なバッテリー充電方法を選択することは、パフォーマンスを最適化し、バッテリー寿命を延ばすために不可欠です。各充電技術には、独自の利点と課題があります。これらの方法とその影響を理解することで、安全で効率的なバッテリー充電を確実に行うことができます。
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