display ap3000
na prvo stran naši izdelki storitve za elektroniko
 
Hitre povezave
SOLARNI REGULATOR MPPT
ELEKTRONIKA ZA NAVTIKO IN KARAVANING
IMPULZNI AKUMULATORSKI POLNILNIKI
PRETVORNIKI NAPETOSTI
TRANSFORMATRJI ZA STIKALNE PRETVORNIKE
NAČRTOVANJE ELEKTRONIKE
IMPULZNI SISTEM POLNJENJA BATERIJ


 
 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   






 
       
 

IMPULZNI SISTEM POLNJENJA


 
       
   

Opis in lastnosti IMPULZNEGA sistema polnjenja akumulatorskih baterij

 
       
   
Mikrokrmilnik krmili generator tokovnih pulzov, ki se posredujejo v baterijo, vmes, med pavzami pa sistem polnjenja neprekinjeno "bere" elektrokemicno stanje baterije. Namesto da bi polnilnik vsiljeval polnilni tok, sistem omogoča, da baterija sama nadzira polnilnik. Lahko bi rekli, da impulzna polnilna tehnologija deluje kot prevajalnik med kemijskimi procesi v bateriji in električnimi signali, ki jih proizvaja polnilnik. Baterija je zato obdelana individualno.
 
     
 
   

Impulzna tehnologija polnjenja in opis delovanja polnilnikov baterij

 
       
   
Impuzna Polnilna tehnologija postopek polnjenja akumulatorjev. Z njim lahko posebno dobro ponovno napolnimo baterijske sisteme, ki so namenjeni ponovnemu polnjenju (akumulatorske baterije), kot so NiCd, NiMH, Pb/PbO, Li-ION, Ag/AgO, Hg/HgO in drugi
 
       
   
Ritem polnjenja akumulatorske baterije je prilagojen povratnim informacijam akumulatorja med kratkimi prekinitvami med impulzi. Zato je polnjenje izredno nežno, akumulator pa je napolnjen v ekstremno kratkem času. Akumulatorji se med polnjenjem grejejo izredno malo ali nič, kar je posledica znižanja notranje upornosti celic zaradi polnjenja z impulzi. Akumulator lahko zato pri praznjenju daje tudi večji tok kot pri polnjenju po običajnih metodah polnjenja.
 
         
   
Impulzni sistem lahko krmili polnjenje akumulatorjev praktično vseh elektrokemičnih sistemov. Za vse elektrokemične sisteme so bile ugotovljene prednosti v primerjavi za običajnim polnjenjem z zveznim tokom. Polnjenje akumulatorske baterije se v principu odvija v štirih fazah.
 
       
   
Polnilni tok prve faze polnjenja (Bulk –glavno polnjenje) je omejen na vrednost znotraj vnaprej izbranih tokovnih meja samega AC/DC pretvornika oz hardverja. Naslednaj faza je vsrkavnje I ( absorbtion I ), treja faza je vsrkavnje I I ( absorbtion I I) in cetrta faza je vzdrževanje (float)
 
       
   
V prvi fazi polnjenja je omejitev polnilnega toka - močnostna omejitev same naprave. V zadnjih treh fazah pa omejitev polnilnega toka doloca sama baterija in je le-ta različen od baterije do baterije- odvisno je od njene zmožnosti vsrkavanja toka. Polnilni tok v zadnjih treh fazah je torej določen optimalno za vsako baterijo in se stalno spreminja. Če na primer delno “utrujena“ akumulatorska baterija ne prenese visokega toka v prvi polnilni fazi (bulk), potem bo le-ta že od začetka polnjen z nižjim tokom, ne glede na to, da sam polnilnik zmore večji polnilni tok.
 
   

 

 
   
Impulzna polnilna tehnologija je v osnovi postopek polnjenja za obnovljive elektro-kemične zbiralnike energije, kjer polnilni tok navedenim zbiralnikom (akumulatorjem) dovajamo v obliki tokovnih impulzov. Ob prekinitvah se med tokovnimi impulzi meri vsakokratni specificni potencial in njegova sprememba, s tem pa sproti ugotavljamo napolnjenost akumulatorja. Vzrok za to je dejstvo, da lahko vsakemu elektrokemicnemu sistemu priredimo naprej definirani potencial, ki kaže vsakokratno redoks (redukcijsko-oksidacijsko) stanje elektrokemicnih partnerjev. Ta elektokemicni potencial je odvisen od velikega števila vplivov, osnovno velikost pa predstavlja razmerje potencialov med oksidacijskim in redukcijskim partnerjem sistema. Dodatno na trenutni potencial med elektrodnimi pari (anode in katode) vplivajo še prilagodljivost elektrod, reverzibilne lastnosti elektro materialov, stanje elektrolita, kristalna struktura, konstrukcija in mehanska izvedba akumulatorjev in še drugi dejavniki.
 
   

 

 
   
Ko so ustrezni kriteriji za prekinitev polnjenja doseženi, v glavnem so to ustrezne mejne vrednosti potenciala, se polnilni tok spremeni tako, da se ne nadaljuje polnjenje, ki bi poškodovalo akumulatorsko baterijo.
 
   

 

 
   
Osnova Impulzne polnilne tehnologije je uporaba več razlicnih jakosti polnilnega toka, ki so uporabljene v odvisnosti od trenutne napolnjenosti akumulatorja. Vsaki jakosti toka je prirejen potek potenciala elektrokemicnega sistema, specifičen za vsako vrsto akumulatorja. Ob prekoracitvi zgornje meje območja se polnilni tok izklopi in ponovno vklopi s spremenjeno vrednostjo. Razlog za to je, da zmore redoks sistem pri optimalnih polnilnih potencialih skoraj vso dovedeno električno energijo pretvoriti v kemično. Zato so stranski pojavi, kot je segrevanje in vplinjanje, ki so posledica presežkov električne energije, zelo omejeni. Nadaljnje polnjenje vodi k splošnemu naraščanju potenciala, katerega vrsta in velikost pa nam lahko služita kot kriterij za spremembo polnilnega toka.
 
   

 

 
   
Polnjenje z Impulzno metodo se začne tipično v visokem tokovnem območju. Ko tok doseže območje pripadajoče meje, preide polnjenje v prehodno fazo. Po tej fazi se trenutno območje polnilnega toka zamenja z območjem z nižjimi vrednostmi. Po prekoračitvi zgornje meje novega območja, preide polnjenje prek nove prehodne faze v tokovno območje, ki se orientira po trenutni napolnjenosti akumulatorja.
 
   

 

 
   

Tipični diagram polnjenja baterije z impulznim tokom

 
   

 

 
    sistempolnjenja  
   
Tako je možno ponuditi elektrokemičnim sistemom različne napetosti in tokove, med katerimi sami izbirajo in med prehodom skozi posamezna območja ne pride do poškodovanja sistema.
 
       
   
Z omenjeno Impulzno metodo polnjenja se poveča tudi obnovljivost akumulatorskih baterij. Karakteristično upadanje elektrokemičnega potenciala, ki je tudi sicer običajno za presledke med tokovnimi impulzi, se s ciljnim praznilnim postopkom še okrepi. S tem kratkotrajnim praznjenjem v presledkih med tokovnimi impulzi prej dosežemo dejanski elektrokemični potencial. Poleg tega s tem ukrepom preprečimo tvorbo tipične kristalne oblike in faze, ki med drugim povzroča poznani “Memory Effekt”. Ta, kakor je znano, znižuje kapaciteto akumulatorja, sposobnost polnjenja in število delovnih ciklov akumulatorja.
 
       
   
Dodatno se pospeši tvorba hitro spremenljivih elektrokemičnih struktur in kristalnih oblik, ki v nadaljevanju zaradi svojega reverzibilnega karakterja občutno pozitivno vplivajo na življenjsko dobo akumulatorja. Znano nastajanje redoks-plasti je prav tako občutno znižano in s tem pospešuje napredovanje polnilnih prehodov v globino elektrod. Tvorba plasti privede pri, do sedaj znanih hitrih metodah polnjenja, do pretečega hitrega pojemanja kapacitete in je med drugim eden od vzrokov za nastanek “Memory Effekt”-a.
 
       
   
Akumulatorska baterija je napolnjena, izmerjena in korigirana v delcih sekunde, zato je kljub visokim tokovom napolnjena zelo nežno. Elektrokemični sistem in materiali elektrod bodo ohranjeni zaradi hitro spreminjajočih se pogojev v reakcijsko hitrem stanju, kar zmanjšuje nastajanje počasnih struktur in togih (počasnih) procesov. Celotna struktura se s trajanjem polnilnih ciklov homogenizira, tako da pride v nadaljevanju celo do bistvenega povečanja sicer dosegljive kapacitete. Ta lastnost je še posebno opazna, kadar želimo v nekaj polnilno-praznilnih ciklih obnoviti stare in počasi odzivajoce se akumulatorske baterije.
 
       
   
Z impulznim polnjenjem dosežemo tudi visok polnilni izkoristek, ker elektrokemični sistem razpoložljivi polnilni tok polnilca v celoti izkoristi in ga ne pretvori v toploto in ne uporabi za nepotrebne procese.
 
       
   

Izračun časa polnjenja akumulatorske baterije

 
       
   
Oddani naboj Q akumulatorskega polnilnika je produkt toka I n in casa t.
 
       
   
Q = I n . t
 
       
   
Tok I se med polnjenjem spreminja vendar zaradi lažjega računanja vzamemo da je le-ta konstanten in naj bo enak nazivnemu toku polnilnika.
 
       
   
Kapaciteta akumulatorja C je zmožnost prejetja električnega naboja od polnilnika in se izraža v Ah (amper ure)
 
       
   
C = I . t
 
       
   
Vzemimo da je kapaciteta akumulatorja konstantna. Realno je ta odvisna od načina polnjenja in od starosti akumulatorja in je največkrat manjša od nazivne. Vzemimo tudi idealen primer, da je
 
       
   
Q = C
 
       
   
kar bi pomenilo, da imamo polnjenje baterije brez izgub. Iz tega sledi, da je čas, ki je potreben, da se baterija napolni
 
       
   
t = Q/I n
 
       
   

Moč polnilnika

 
       
   
Moč, ki jo polnilnik izkazuje na izhodnih sponkah se s časom spreminja in je odvisna od izpraznjenosti baterij in od trenutne faze polnjenja v kateri se nahaja, ter še od drugih dejavnikov. Vzemimo zopet, zaradi lažjega izračuna, nazivni tok I n in povprečno vrednost napetosti na celici U c , število celic pa je n . Moč P , ki jo izkazuje polnilnik na izhodu potem znaša:
 
   
P = n . U c . I n
 
       
    U c za svinčev akumulator znaša 2,4V.  
       
   

Za primer baterije z nazivno napetostjo 24V in nazivnim tokom 40A , po gornji enačbi dobimo rezultat 1150 W .

 
       
       
       
       
         

 
na vrh
 
2006-2021 - Eyra elektronika d.o.o. - vse pravice pridržane - zadnja sprememba 14.06.2021