Termékajánló
Hírlevél
Házhozszállítás

Fizetési megoldás
Tanúsítvány
SSL Certificate
Blog
2018.10.18 08:50

Akkumulátor töltési módok –ciklikus töltés / gyorstöltés

Akkumulátor töltési módok - ciklikus töltés / gyorstöltés

Legújabb cikkünkben a ciklikus üzemben működő akkumulátorok töltési módját mutatjuk be.

Előző cikkünkben a csepptöltésről írtunk, ahol ismertettük az akkumulátortöltés célját is. Most a  ciklikus üzemben alkalmazott szünetmentes akkumulátorok töltési módját ismertetjük. Cikkeink egymásra épülnek, ezért amennyiben nem olvasta előző cikkünket javasoljuk annak elolvasását.

Ciklikus üzemben a feltöltött akkumulátornak rendszeresen, akár naponta vagy hetente rövidebb – hosszabb ideig kell energiával ellátnia a fogyasztókat majd azt követően gyorsan vissza kell tölteni, hogy készen álljon az újabb igénybevételre. Ilyen alkalmazások például a napelemes rendszerek vagy a terepen működtetett mérőrendszerek, mozgó műhelyek vagy boltok. Az ilyen jellegű alkalmazások esetében alkalmazott töltési mód a gyorstöltés.

Azokban az alkalmazásokban, melyekben az akkumulátorok csak alkalomszerűen vannak igénybe véve és elegendő idő (több nap) áll rendelkezésre az akkumulátor visszatöltésére, célszerű inkább csepptöltést alkalmazni mivel az kevésbé terheli az akkumulátort és meghosszabbítja az élettartamát. Erre a témakörre vissza fogunk térni egy következő cikkünkben.

 

Ciklikus töltés, avagy gyorstöltés

A ciklikus alkalmazások esetében a cél az akkumulátor gyors visszatöltése a következő igénybevételhez. Jellemzően 24 órás ciklusokról beszélünk, amikor a nap egy részében az akkumulátorból kivesszük az energiát, majd a nap másik részében visszatöltjük.

A gyorstöltés ugyanolyan két lépcsős töltési eljárás (CC-CV; IU) mint a csepptöltés. A töltő áramkorlátos üzemben működik addig, míg az akkumulátor által felvett áram a töltő áramkorlátjának a szintje felett van, majd átáll feszültségkorlátba, amikor az akkumulátor által felvett áram a töltő áramkorlátjának a szintje alá csökken.


 Két lépcsős töltés feszültség – áram karakterisztikája

 

Azonban a csepptöltéstől eltérően, ahol több nap is rendelkezésre áll a feltöltésre, a ciklikus alkalmazások többségénél az akkumulátort néhány óra alatt kell újratölteni. Ennek érdekében az akkumulátort rá kell „kényszeríteni”, hogy az energiát minél hamarabb magába fogadja. Ennek módja a töltőfeszültség szintjének megemelése.

Ciklikus alkalmazásoknál a megfelelő töltőfeszültség, töltőáram és töltési idő meghatározása rendkívül kényes feladat és ha belevesszük a hőmérséklet hatását is, olyan mintha borotvaélen táncolnánk. Egyrészt biztosítani kell az akkumulátor teljes feltöltését a maximális kapacitás megtartása és a szulfátosodás elkerülése érdekében, másrészt el kell kerülni az akkumulátor károsítását a túltöltéssel. Erre a témakörre vissza fogunk térni egy következő cikkünkben.

A csepptöltéstől eltérően, a gyorstöltés esetében a töltőfeszültség akár 2,4-2,5V/cella is lehet 20°C-on. Egy 6V-os névleges feszültségű akkumulátor esetében ez 7,2-7,5V, míg egy 12V-os névleges feszültségű akkumulátor estében 14,4-15V. Törekedni kell a feszültségszint minél alacsonyabb értéken tartására a melegedés és a fokozott gázképződés minél alacsonyabb szinten tartása érdekében. Amennyiben a töltés során több gáz képződik, mint amennyi rekombinálódni képes a cellán belül, a túlnyomás hatására kinyit a biztonsági szelep és a többlet gáz kilép a cellából. Ezáltal felborul a finoman kiegyensúlyozott kémiai egyensúly, ami csökkenti az akkumulátor kapacitását és élettartamát. A másik következmény, az akkumulátor melegedése, ami szintén élettartam csökkentő tényező. 40°C feletti hőmérsékleten az akkumulátort nem szabad gyorstöltéssel tölteni!

Az előzőekben leírtak miatt ennél a töltési módnál az akkumulátort a feltöltést követően nem szabad huzamosabb ideig a töltőn tartani. Ez elkerülhető több lépcsős töltő alkalmazásával. Erre a témakörre vissza fogunk térni egy következő cikkünkben.

A töltőáram értékét az akkumulátor kapacitása és a fogyasztók áramigénye határozza meg. Gyorstöltésnél az akkumulátor töltőáramának értékét célszerű a gyártó által maximálisan megengedett értékre, azaz a névleges kapacitás 20-25%-ának megfelelő áramra választani. Ez azt jelenti, hogy egy 100Ah kapacitású akkumulátort 20-25A közötti árammal célszerű tölteni. Ehhez adódik hozzá a fogyasztók áramigénye. Ennél nagyobb töltőárammal csak az akkumulátor hőmérsékletét figyelő és a töltőfeszültséget annak függvényében szabályozó töltővel szabad alkalmazni. Erre a témakörre vissza fogunk térni egy következő cikkünkben.

Az akkumulátorok élettartamának meghosszabbítása érdekében a 20°C-tól eltérő környezeti hőmérséklet esetén célszerű a töltőfeszültséget a hőmérséklet függvényében szabályozni. Ennek módjára és mértékére egy későbbi cikkünkben fogunk részletesen kitérni.

A kötött (felitatott) elektrolitú szeleppel vezérelt gázrekombinációs savas ólomakkumulátorok kémiai működéséből adódóan a gyorstöltést csak olyan esetekben szabad alkalmazni amikor nem áll rendelkezésre megfelelő idő az akkumulátorok csepptöltéssel történő visszatöltésére egy kisütés után az újabb igénybevételig.

Ahogy azt már előző cikkünkben is írtuk, amennyiben az akkumulátornak egymást követően többször nem áll rendelkezésére elegendő idő a töltés utolsó kémiai szakaszának a befejezésére, a negatív lemezen az apró ólom-szulfát részecskék nagyobb kristályokká állnak össze, amelyeket már nem lehet visszaalakítani összetevőire a töltés során. Ezt a jelenséget nevezzük szulfátosodásnak, mely egy bizonyos határon túl visszafordíthatatlan és az akkumulátor kapacitásának és élettartamának csökkenéséhez vezet. A szulfátosodást az akkumulátor rendszeres és teljes feltöltésével lehet megelőzni.

Cikksorozatunk további részeiben más töltési eljárásokat is bemutatunk az akkumulátorok üzemeltetésének egyéb sajátosságaival együtt.

Szakembereink örömmel segítenek a megfelelő akkumulátor és töltő kiválasztásában az alkalmazásnak megfelelően, keressenek minket bizalommal elérhetőségeinken.