Latausmenetelmät

Akkutekniikan kehittäminen on edistänyt uutta elektroniikkaa, sähköautoja ja uusiutuvaa energiaa.Tietäminen, kuinka erilaiset akun latausmenetelmät toimivat, on tärkeää saada parasta ja pisin elämä paristoista.Tässä artikkelissa tarkastellaan erilaisia ​​latausmenetelmiä, kuten vakiojännite (CV) ja vakiovirta (CC), niiden yhdistelmät ja uudet menetelmät, kuten vakiovoima (CP).Se kattaa myös edistyneet tekniikat, kuten pulssilataus ja innovatiivinen IUI -latausmenetelmä, joka on suunniteltu tietyntyyppisille paristoille.Jokaisella menetelmällä on omat edut ja se on paras tiettyihin käyttötarkoituksiin, mikä osoittaa nykyaikaisen akkutekniikan yksityiskohtaiset tarpeet.Tämä artikkeli ei vain selitä, kuinka nämä menetelmät toimivat, vaan myös osoittaa, kuinka niitä käytetään nykypäivän teknisessä maailmassa, ja asettaa vaiheen yksityiskohtaiselle katsaukselle jokaiselle latausmenetelmälle, miten ne toimivat, ja teknologiseen kehitykseen, jotka muuttavat jatkuvasti kenttääAkun lataus.

Luettelo

Kuva 1: Akun lataus toimii

Vakiojännitteen lataus

Vakiojännitteen (CV) lataus on menetelmä, jossa akkuun käytetty jännite pysyy kiinteänä koko latausprosessin ajan.Tämä eroaa vakiovirran (CC) latauksesta, jossa virta pidetään vakiona, kun jännite vaihtelee.CV -latauksessa akku ladataan, kunnes se saavuttaa ennalta määrätyn jännitteen.Tässä vaiheessa jännite ylläpidetään ja virta pienenee, kun akku lähestyy täyttä latausta.Tämä menetelmä varmistaa, että jännite pysyy turvallisella alueella, estäen ylikuormituksen ja potentiaalisten akkuvaurioiden.

Tämä latausmenetelmä, jota vaaditaan litium-ion-akkujen lataamisen viimeisessä vaiheessa.Se tarjoaa tarkan jännitteenohjauksen, varmistamalla, että jokainen akkupakkauksen solu saavuttaa optimaalisen lataustason ylittämättä enimmäisjänniteastoa, joka voi vahingoittaa akun kemiaa ja elinikäistä.

Kuva 2: Kaavio vakiojännitteestä (CV)

Kuinka vakiojännite (CV) lataus toimii?

Tässä on yksityiskohtainen erittely CV -latausvaiheesta:

Vakiovirran (CC) vaiheen aikana akku ladataan, kunnes se osuu erityiseen jännitekynnykseen, lähellä sen maksimikapasiteettia (noin 4,2 volttia solua kohden useimmille litium-ioni-akuille).

Kun tämä kynnys on saavutettu, latauspiirin siirtyminen CC: stä CV -tilaan.Laturi soveltaa sitten vakiojännitettä akkuun.

CV -vaiheen alussa latausvirta on korkea.Kun solujännite lähestyy laturijännitettä, virta vähenee vähitellen.Näin tapahtuu, koska laturin ja akun välinen potentiaalinen ero vähenee, rajoittaen luonnollisesti Ohmin lain mukaista virtausta.

Kun akku jatkaa lataamista, jännitteen ylläpitämiseksi tarvitaan vähemmän virtaa.Tämä vähentyvä virta osoittaa, että akku on lähellä täydellistä latauskapasiteettiaan.

Latausprosessi päättyy, kun virta putoaa pieneen osaan alkuperäisestä varausprosentista, usein noin 10% lähtövirrasta.Tämä nykyisten signaalien pudotus siitä, että akku on täysin ladattu.

Jatkuva nykyinen lataus

Vakiovirran (CC) lataus on akun latausmenetelmä, jossa akulle toimitetaan kiinteä virta, kunnes se saavuttaa tietyn jännitetason.Toisin kuin vakiojännitteen (CV) lataus, jossa jännite pysyy vakaana ja virta vähenee akkujen lataamisen yhteydessä, CC -lataus ylläpitää tasaista virtaa koko latausprosessin ajan.Akun valmistaja määrittelee tämän virran tai määritetään akun ominaisuuksien perusteella.Kun vakiovirta virtaa akkuun, sen jännite kasvaa.Kun akku on saavuttanut nimettyjän jännitekynnyksen, latausmenetelmä voi siirtyä vakiojännitteen lataukseen syklin loppuun saattamiseksi varmistaen, että akku on ladattu kokonaan ilman ylikuormitusta.

CC -latauksen perusperiaatteeseen sisältyy virran pitäminen akkuvakioon koko latausvaiheen ajan.Tämä saavutetaan käyttämällä nykyisiä säätöpiirejä tai laitteita, jotka seuraavat ja säätävät virranlähtöä vastaamaan haluttuta tasoa.Tämä menetelmä varmistaa tehokkaan energiansiirron ja minimoi akkukennojen stressin.Jatkuvaa nykyistä latausta käytetään laajasti erilaisissa sovelluksissa, mukaan lukien kulutuselektroniikka, sähköajoneuvot ja teollisuuslaitteet, johtuen sen yksinkertaisuudesta ja tehokkuudesta akkujen lataamisessa turvallisesti ja luotettavasti.

Kuva 3: Kaavio vakiovirta latauksesta

Nousevat tekniikat akun vakiovirran (CC) latauksessa

Tämän alan edistyksiä ohjaa tarve tehokkaammille, nopeammille ja turvallisemmille latausratkaisuille, jotka keskittyvät innovatiivisiin materiaaleihin, akkujen hallintajärjestelmiin ja älykkäisiin algoritmeihin.Alla on kiinnostava yleiskatsaus näistä nousevista tekniikoista:

Luokka	Tekniikka	Kuvaus	Hyöty
Elektrodimateriaalit	Piihanodit	Pii voi varastoida kymmenen kertaa enemmän litiumia ionit kuin grafiitti, mikä johtaa korkeampaan energiatiheyteen ja nopeampaan lataukseen.	Korkeampi energiatiheys, nopeampi lataus
	Litiummetallianodit	Litiummetalli tarjoaa suuremman kapasiteetin, mutta aiheuttaa riskejä dendriittien oikosulkujen.Ratkaisut sisältävät edistyneitä Elektrolyyttit ja solid-state-mallit.	Korkeampi, parantunut turvallisuus
Akkujen hallintajärjestelmät (BMS)	Mukautuva CC -lataus	Tarkkailee kunkin solun varausta, lämpötilaa, ja terveys, virran säätäminen reaaliajassa koneoppimisen ja Edistyneet algoritmit.	Optimoitu tehokkuus, pitkittynyt akku elämä
Langaton CC -lataus	Resonanssi induktiivinen kytkentä & Magneettiresonanssi	Tekniikat, jotka sallivat tehokkaan energian Siirrä lyhyillä etäisyyksillä ilman fyysisiä liittimiä, nyt skaalataan Suurempiin sovelluksiin, kuten EVS.	Saumaton, nopea energian täydennys jstk EVS
Nanoteknologia	Hiilinanoputket ja grafeeni	Nanorakenteiset materiaalit poikkeuksellisilla Sähkönjohtavuus ja pinta -ala, sisällytetty akkuun Elektrodit latausaikojen vähentämiseksi ja kestävyyden parantamiseksi.	Nopeampi lataus, parannettu akku kestävyys
	Hybridi-superkondensaattorijärjestelmät	Yhdistämällä superkondensaattorit Lataus CC -vaiheen aikana paristoilla korkean energian varastointia varten.	Nopea tehon ja energian tiheys, nopea latausominaisuudet
Ohjelmisto ja hallinta	AI & ennustava mallintaminen	Käyttää laajaa data -analyysiä määrittämään Optimaaliset latausparametrit, aiempien syklien oppiminen latauksen hienosäätöön profiilit ja estä ylikuormitteleminen ja ylikuumeneminen.	Nopeampi, turvallisempi ja tehokkaampi lataus
Internet -integraatio	IoT-yhteensopivat laturit ja paristot	Mahdollistaa viestinnän laturien välillä, paristot ja keskitetyt järjestelmät latausaikataulujen optimoimiseksi ja seuraamiseksi Akun terveys reaaliajassa.	Kustannussäästöt, ruudukon kuorman tasapainotus, Akun pitkäikäisyyden ja luotettavuuden reaaliaikainen seuranta
Sääntely ja standardointi	Sääntely- ja standardointitoimet	Laatii ohjeita turvalliselle ja Uuden CC -lataustekniikan tehokas toteutus varmistaa Yhteensopivuus ja turvallisuus eri sovellusten ja valmistajien välillä.	Helpottaa markkinoiden integraatiota, varmistaa turvallisuus ja yhteensopivuus

Hybridivakiojännite/vakiovirta (CVCC) lataus

Hybridi CVCC (vakiojännite, vakiovirta) lataus on moderni tapa ladata paristoja.Se käyttää sekä vakiojännite- että vakiovirtatekniikoita latausprosessin parantamiseksi.Hybridi -CVCC -latauksen päätavoite on saada paristot kestämään pidempään, lataamaan turvallisesti ja toimimaan tehokkaasti.Tämä menetelmä on hyödyllinen sähköautoille, kuluttajavälineille ja uusiutuvan energian varastoinnille.

Perinteinen lataus käyttää joko vakiojännitettä tai vakiovirtaa koko ajan.Vakiovirran (CC) latauksessa akku saa tasaisen virran, kunnes se osuu tiettyyn jännitteeseen.Vakiojännitteen (CV) lataamisessa akku saa tasaisen jännitteen, kun virta vähenee hitaasti akun täyttyessä.Hybridi CVCC -lataus yhdistää nämä kaksi tapaa korjata ongelmansa ja käyttää vahvuuksiaan.

Hybridi CVCC -latauksen tarkoitus on kolminkertainen.Ensinnäkin sen tavoitteena on lyhentää latausaikaa täyttämällä akun turvallisesti maksimikapasiteettiinsa.Tämä on erittäin tärkeää esimerkiksi sähköautoille, jotka tarvitsevat nopeaa lataamista seisokkien vähentämiseksi.Toiseksi se auttaa akkua kestämään pidempään välttämällä ylikuormitusta ja ylikuumenemista, yleisiä ongelmia perinteisen latauksen kanssa.Ohjaamalla jännitettä ja virtaa huolellisesti, hybridi CVCC -lataus vähentää akkukennojen kulumista.Viimeiseksi, tämä menetelmä parantaa energiatehokkuutta varmistamalla, että akulle toimitettu teho on optimoitu, vähentäen energian menetystä ja hyödyntämällä paremmin käytettävissä olevaa virtaa.

Kuva 4: CVCC -latauksen kaavio

Kuinka hybridi vakiojännite/vakiovirta (CVCC) lataus toimii?

Alkuvaihe: Korkea virta

Hybridivakiojännite/vakiovirran (CVCC) latausmenetelmä alkaa lataamalla akku korkealla virralla.Tämän vaiheen aikana latausjärjestelmä tarjoaa johdonmukaisen, korkean virran akkulle sen jännitteestä riippumatta.Tämä lähestymistapa lataa akun nopeasti kapasiteetin tasolle lyhyessä ajassa.Korkea virran vaihe vaaditaan akun nopeasti saattamiseksi käyttökelpoiseen tilaan.

Kun akku imee saapuvan virran, sen jännite nousee.Latausjärjestelmä tarkkailee akun jännitettä ja virtaa turvallisuusrajojen varmistamiseksi.Tämä vaihe on tehokas paristoille, jotka kykenevät käsittelemään suuria virran tuloja ilman vaurioita tai liiallista lämpöä.Tämän vaiheen kesto vaihtelee akun tyypistä ja kapasiteetista riippuen, mutta pyrkii lataamaan akku nopeasti ennalta määrättyyn jännitteen tasoon.

Siirtymävaihe: Virta asteittainen vähentäminen

Kun akun jännite lähestyy kohdetta, latausjärjestelmä siirtyy toiseen vaiheeseen, jossa virta vähentää.Kun akku saavuttaa tietyn jännitekynnyksen, järjestelmä vähentää virtaa pitäen samalla jännitevakion.Tämä auttaa estämään ylikuormituksen ja vähentää akkukennojen stressiä.

Siirtymävaihe vaatii tasapainon vakiojännitteen ylläpitämisen ja virran varmistamisen välillä turvallisella tasolla.Järjestelmä käyttää algoritmeja ja palautemekanismeja akun tilan seuraamiseen ja virran säätämiseen.Tavoitteena on tuoda akku lähemmäksi täydellistä kapasiteettia minimoimalla riskejä.Tämä vaihe hienosäätää energiatulon optimaalisen lataustehokkuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi.

Viimeinen vaihe: Jännitteen saavuttaminen

Viimeisessä vaiheessa latausjärjestelmä ylläpitää vakiojännitettä antaen virran kapenevan nollaan.Kun akku lähestyy täyttä latausta, virran on ylläpidettävä vakiojännite vähenee.Tämä vaihe varmistaa, että akku on täysin ladattu ilman ylijäämää tai aiheuttamatta vaurioita.

Vakion jännitteen ylläpitäminen tässä vaiheessa antaa akun suorittaa latausjaksonsa turvallisesti ja tehokkaasti.Latausjärjestelmä seuraa edelleen akun jännitteen ja virran seuraamista, mikä tekee reaaliaikaisista säädöksistä jännitteen vakaana.Kun virta saavuttaa minimaalisen tason tai nollan, latausprosessi on valmis ja akku on täysin ladattu.

Tämä viimeinen vaihe maksimoi akun latauskapasiteetin ja käyttövalmiuden.Hallitsemalla jännitettä ja virtaa koko prosessin ajan, hybridi CVCC -menetelmä tarjoaa luotettavan ja tehokkaan tavan ladata paristoja, parantaa suorituskykyä ja pidentää käyttöiän.

Jatkuva virran lataus

Jatkuva virran lataus käyttää dynaamista lähestymistapaa.Se alkaa korkealla virralla, kun akun jännite on alhainen ja vähentää virtaa jännitettä kasvaessa.Tämä menetelmä mukauttaa virrankulutuksen akun tilaan perustuen, maksimoimalla lataustehokkuus ja vähentämällä akun jännitystä.

Jatkuva virran lataus on tekniikka, jota käytetään pääasiassa paristojen lataamiseen, joissa syöttötehoa pidetään vakiona koko latausjakson ajan.Energiansiirron nopeutena määritelty teho lasketaan kertomalla jännite (V) ja virra (i) (p = V x I).Tässä menetelmässä, kun akun jännite kasvaa, virtaa säädetään sen varmistamiseksi, että virta pysyy vakiona.Tämä lähestymistapa optimoi alkuperäiset vaiheet, kun akku voi turvallisesti hyväksyä korkeammat energiansiirtonopeudet ilman ylikuumenemista tai stressiä.

Kuva 5: Kaavio vakiovirrasta vs. vakiotehon lataus

Kuinka se eroaa muista latausmenetelmistä?

Vakiovoiman lataus on erilainen kuin yleisimmät menetelmät, kuten vakiovirta (CC) ja vakiojännitteen (CV) lataus.Vakiovirran latauksessa laturi antaa akkulle tasaisen virran, vaikka jännite muuttuu.Tämä toimii aluksi hyvin, mutta saa vähemmän tehokasta, kun akku tulee täydellisemmäksi, voi aiheuttaa liikaa jännitettä ja korostaa akkua.

Vakiojännitteen lataus asettaa laturin kiinteään jännitteeseen, ja virta vähenee akun täyttyessä.Tämä auttaa välttämään ylikuormitusta ja varmistaa akkuvaraus kokonaan menemättä jännitelajan yli.

Jatkuva virran lataus yrittää yhdistää molempien menetelmien hyvät kohdat.Se säätää sekä virtaa että jännitettä pitämään tehotason tasaisena.Tämä voi ladata akun aluksi nopeasti, kuten vakiovirta, ja hidastaa sitten akun jännitettä, kuten vakiojännite.Tämä menetelmä auttaa hallitsemaan akun stressiä, mikä tekee siitä hyvän valinnan asioille, jotka tarvitsevat nopeaa latausta ja pitkää akun käyttöikää, kuten sähköautot ja suuren kapasiteetin laitteet.

Vakiovakion jännite (CPCV) lataus

Vakiovoimavakiojännite (CPCV) yhdistää kaksi menetelmää: vakiojännite (CV) ja vakioteho (CP).CV -tilassa laturi pitää jännitteen vakaana akun ylikuormituksen välttämiseksi, kun se on melkein täynnä.CP -tilassa, jota käytetään alussa, laturi antaa virran vakiona nopeaan lataamiseen, hallitsee akun lämpöä ja stressiä.

Tämä menetelmä alkaa jatkuvalla teholla energian toimittamiseksi nopeasti suurissa virroissa, kun akun jännite on alhainen.Kun akku lähestyy täydellistä latausta, se siirtyy jatkuvan jännitteen lataamiseen prosessin parantamiseksi ja ylijännitteen estämiseksi.Tämä strategia on tehokas akkujen nopeasti lataamiseen huomattavaan kapasiteettiin asti ennen lopullisten latausvaiheiden optimointia varmistaen tehokkuuden ja turvallisuuden.

CPCV toimii erityyppisten akkujen, kuten litium-ionin, kanssa, jotka tarvitsevat huolellista latausta.Järjestelmä siirtyy CP: n ja CV: n välillä akun lataustason ja muiden tekijöiden perusteella.

Kuva 6: Kaavio vakiona vakiojännitteestä (CPCV) lataus

Akkuja ja laitteita, jotka hyötyvät eniten CPCV -latauksesta

Paristot sopivat parhaiten CPCV -lataukseen

CPCV (vakiovoimavakiojännite) lataus on hyödyllinen litium-ionille (Li-ion) ja litium-polymeeri (LiPO) -akkuille.Nämä akkutyypit ovat yleisiä nykyaikaisissa korkean teknologian laitteissa.CPCV -lataus alkaa vakiona olevalla tehovaiheella, jossa akku imee nopeasti paljon energiaa lyömättä korkeajännitetasoja liian aikaisin.Kun akku saavuttaa tietyn jännitteen, lataus siirtyy vakiojännitevaiheeseen pitäen jännitteen vakaana latausprosessin suorittamiseksi turvallisesti korostamatta tai ylikuumentamatta akkua.

Laitteet, jotka saavat CPCV -latauksesta

• Älypuhelimet ja tabletit: Nämä välineet tarvitsevat nopeaa ja tehokasta latausta akun keston ja suorituskyvyn parantamiseksi.

• Kannettavat tietokoneet: Samoin kuin älypuhelimet, kannettavat tietokoneet hyötyvät nopeasta, mutta turvallisesta latauksesta, auttavat pitämään akun terveyttä pitkään käytettäväksi akun virtaa.

• Sähköajoneuvot (EV): EVS: llä on suuria akkupaketteja, jotka hyötyvät CPCV -latauksesta.Menetelmä lataa akun nopeasti korkealle tasolle ennen siirtymistä vakiojännitteeseen prosessin turvallisesti.

• Sähkötyökalut: Sähkötyökalujen suuren kapasiteetin paristot voidaan ladata nopeasti ja turvallisesti CPCV: n kanssa, vähentää seisokkeja ja varmistaa, että työkalut ovat käyttövalmiita.

Pulssin lataus

Pulssin lataus on menetelmä, jota käytetään akkujen lataamiseen levittämällä suuren virran purskeita, mitä seuraa lepoajat ilman virtaa tai lyhyt purkaus.Toisin kuin perinteiset menetelmät, jotka käyttävät vakiovirtavirtaa, pulssilataus sisältää lataus- ja lepojaksoja.Tämän tekniikan tavoitteena on toistaa biologisissa järjestelmissä löydettyjä luonnollisia latausprosesseja optimoimalla energian syötteen ja akun kemiallisen stabiilisuuden tasapainon.

Tämä menetelmä voidaan räätälöidä erilaisille akkutyypeille, kuten lyijyhappaan, nikkeli-cadmium (NICD), nikkeli-metallihydridi (NIMH) ja litium-ioni-akkuille.Jokainen tyyppi voi vaatia ainutlaatuisia pulssikokoonpanoja, mukaan lukien pulssin lujuuden, keston ja lepoajan variaatiot.

Pulssin lataaminen Yksi iso hyöty on, että se vähentää dendriittien muodostumista litium-ioni-akkuihin.Dendriitit ovat neulamaisia ​​rakenteita, jotka voivat muodostua latauksen aikana ja aiheuttaa oikosulkuja, vähentäen akun käyttöikää ja turvallisuutta.Pulssin latauksen lopetus- ja käynnistysluonte auttaa hallitsemaan, kuinka litiumkerrostumat elektrodiin, vähentäen dendriittien muodostumisen riskiä.

Pulssin lataus voi parantaa akun suorituskykyä ja elinikäistä vähentämällä lämmöntuotantoa latauksen aikana.Tämä auttaa pitämään akun oikeassa lämpötilassa, säilyttää kapasiteettinsa ja pidentää sen käyttöikää.Tämä on tärkeää sähköajoneuvojen ja kannettavien elektronisten laitteiden suuren kapasiteetin paristoille.

Pulssin lataus voi myös nopeuttaa latausprosessia vahingoittamatta akkua.Se mahdollistaa nopeamman energian palauttamisen jatkuvan virran lataamiseen verrattuna ja hyödyllistä sovelluksille, jotka tarvitsevat nopeaa latausaikoja, kuten hätätehoa tai lyhyiden autojen pysähtymisten aikana.

Kuva 7: Litiumioni -akun pulssilataus

Kuinka pulss lataus toimii？

Pulssin lataus on edistyksellinen menetelmä paristojen lataamiseksi, jonka tavoitteena on parantaa ladattavien akkujen, kuten nikkeli-kadmiumin (NICD), nikkelimetallihydridiä (NIMH) ja litium-ion (Li-ion), tehokkuutta ja elinikäistä.Toisin kuin perinteinen jatkuva suoravirta (DC) -lataus, pulssilataus antaa latauksen lyhyesti, ohjattuja purskeita tai pulsseja.Tämä menetelmä optimoi latausprosessin ja käsittelee yleisiä akkuongelmia, kuten ylikuumenemista ja "muistivaikutusta" NICD -akkuissa.

Pulssin lataus toimii levittämällä ajoittain korkeamman virran akkuun lyhyen ajan, jota seuraa lepoaika ilman virtaa.Nämä pulssit vähentävät akun yleistä lämpöjännitystä sallimalla lämmön hajoamisen lepoaikoina, minimoimalla lämpötilan nousu ja mahdolliset vauriot.

Pulssilaturit käyttävät kahta päätyyppiä pulsseja:

• Lataa pulssit: korkeat virran pulssit, jotka lataavat akun nopeasti.Näiden pulssien amplitudi, kesto ja taajuus vaihtelevat akkutyypin ja kunto.

• Purkauspulssit: Toisinaan välität latauspulssien kanssa, nämä auttavat tuhoamaan akun elektrolyytti ja vähentävät NICD -akkujen muistivaikutusta.

Laturi hallitsee latauspulssien kestoa ja niiden välisiä välejä käyttämällä palautemekanismeja, jotka seuraavat akkuparametreja, kuten jännitettä ja lämpötilaa.Tämän palautteen avulla laturi voi säätää latausprosessia parantaen akun latauksen hyväksyntää ja yleistä terveyttä.

Karkea lataus

Trickle -lataus on tekniikka, jota käytetään pitämään paristot täysin ladattuna välttäen ylikuormitusta.Se toimii toimittamalla pienen, tasaisen sähkönvirtauksen akkuun sovittaen sen luonnollisen itsensä purkautumisnopeuden.Tämä menetelmä on hyödyllinen laitteille, joita ei käytetä usein, varmistaen, että ne pysyvät ladattuina ja valmiina vahingoittamatta akun terveyttä.

Tämä prosessi soveltaa minimaalista, jatkuvaa virtaa, joka on ihanteellinen akun latauksen ylläpitämiseen pitkään.Hidas latausnopeus pitää akun terveenä ja käyttövalmiina, jopa täysin ladattuna.Vaikka sitä on hyödyllistä valmiustilojen paristoille, sitä ei suositella NIMH- ja Litium-ion-akkuille, koska niitä voi vaurioitua pitkittyneellä matalan tason latauksella.

Trickle -latauksen päätavoite on pitää akku optimaalisesti määräämättömäksi ajaksi.Trickle -latausprosessi sisältää huolellisesti akkuun virtaavan sähkövirran säätelyn.Laturi tarkistaa ensin akun jännitteen päättääksesi kuinka paljon virtaa tarjotaan.Jos jännite on kohteen alapuolella, laturi toimittaa korkeamman virran sen lataamiseksi.Kun kohdejännite on saavutettu, laturi siirtyy pienemmälle tasaiselle virralle, joka vastaa akun itsensä purkamista.Tämä lähestymistapa pitää akun täysin ladattuna ilman ylikuormituksen riskiä, ​​pidentää sen käyttöikää ja suorituskykyä.

Kuva 8: Trickle Akun lataus

Soveltuvuus erityyppisiin akkuihin ja sovelluksiin

Lead-happojen paristot: Sekä kelluvat että pulssin lataus ovat sopivia.Kellujen lataus on usein suositeltavaa paikallaan oleviin käyttötarkoituksiin, kuten hätäjärjestelmiin.

Nikkeli-kadmiumparistot: Nämä paristot voivat käyttää sekä pulssia että kelluvaa latausta, hyödyllistä, kun ylilasku on huolenaihe.

Litium-ioni-akut: Nämä eivät sovellu trickle- tai kelluvaan lataamiseen johtuen niiden herkkyydestä ylikuormitukselle.Pulssin lataus, jossa on ohjattuja purskeita ja sopivia piirejä, sopii paremmin litium-ioni-akkujen suojaamiseen ja ylläpitämiseen.

Monivaiheinen vakiovirta (MCC) lataus

Monivaiheinen vakiovirran (MCC) lataus on edistyksellinen tekniikka akkukennojen, erityisesti litium-ionin ja lyijyakkujen lataamiseksi.Tämä menetelmä sisältää vakiovirran latauksen erilliset vaiheet, jotka kukin on räätälöity akun varausjakson eri vaiheisiin.MCC -latauksen päätavoite on parantaa akun terveyttä ja pitkäikäisyyttä säätämällä latausprosessin eri vaiheissa toimitettua virtaa.

Ensimmäisessä vaiheessa käytetään korkeampaa vakiovirtaa akun nopeasti lataamiseksi sen kapasiteetin osaan.Tämä vaihe, joka tunnetaan nimellä irtotavarana, lisää tehokkaasti akun lataustasoa.

Kun akku saavuttaa tietyt jännitekynnykset, latausjärjestelmä siirtyy vaiheisiin pienemmillä virroilla.Nämä vaiheet tarjoavat hienomman hallinnan, estäen akkukennojen rasituksen ylikuormituksen ja vähentämisen.Tämä huolellinen modulaatio auttaa ylläpitämään akun käyttöikää ja tehokkuutta.

Kuva 9: ​​Monivaiheisen vakiovirran (MCC) latauksen kuvaaja

MCC: n latauksen edut

Näkökohta	MCC -lataus
Akku Terveys	Minimoi stressin latauksen aikana
Nykyinen Säätö	Säätää akun lataustason perusteella
Ylikuumeneminen Ennaltaehkäisy	Vähentää virtaa, kun varaus kasvaa estää ylikuumeneminen
Akku Pitkäikäisyys	Parantaa yleistä terveyttä ja pitkäikäisyyttä
Lämpötila Hallinta	Pitää lämpötilan optimaalisilla alueilla
Jännite Hallinta	Estää liiallista jännitestressiä
Tehokkuus	Syytteet nopeasti uhraamatta turvallisuus
Kapasiteetti ja vakaus	Ylläpitää suurempaa kapasiteettia ja vakautta yli eliniän
Soveltaminen Soveltuvuus	Sopii erilaisiin sovelluksiin (Elektroniikka, ajoneuvot)

Kapeneva nykyinen lataus

Kartiovirran lataus, joka on johdettu vakiojännitteestä, vähentää latausvirtaa akun jännitteen noustessa.Tämä yksinkertaisempi menetelmä vaatii huolellista seurantaa ylikuormituksen estämiseksi, etenkin suljetuissa lyijyakkuissa, hajoamisen tai vikaantumisen välttämiseksi.

Kun akku latautuu, sen sisäinen vastus nousee ja voi aiheuttaa korkeampia lämpötiloja ja mahdollisia vaurioita, jos alkuperäinen korkea latausvirta pidetään samana.Vähentämällä virtaa, laturi varmistaa, että akku muuttuu vähemmän virtaan, koska se lataa enemmän, vähentäen riskiä ylikuumentua ja pidentää akun käyttöikää.

Muihin akun latausmenetelmiin verrattuna kartiovirta lataus on yksinkertaisempaa ja usein turvallisempaa.Se eroaa monimutkaisemmista tekniikoista, kuten pulssilataus tai vakiovirta/vakiojännite (CC/CV) lataus, jota käytetään litium-ioni-akkuihin.Nämä menetelmät voivat ladata paristot nopeammin ja tehokkaammin, mutta ne tarvitsevat edistyneempiä järjestelmiä latausprosessin hallitsemiseksi turvallisesti.

Burpin lataus

Burp -lataus, joka tunnetaan myös refleksinä tai negatiivisena pulssin latauksena, sisältää lyhyet purkauspulssit latauksen aikana.Burp-lataus on menetelmä, jota käytetään parantamaan nikkelipohjaisten akkujen, kuten nikkeli-kadmiumin (NICD) ja nikkelimetallien hydridi (NIMH) -akut, pitkäikäisyyttä ja tehokkuutta.Tämä tekniikka käsittää lyhyesti latausprosessin keskeyttämisen lyhyillä purkauspulssilla.Nämä lyhyet purkaukset vapauttavat kaasukuplia, jotka kerääntyvät akkukennoihin normaalin latauksen aikana.Tämä julkaisu, jota usein kutsutaan "burpingiksi", estää paineen muodostumista ja vähentää muistivaikutusta, ehto, joka voi vähentää akun kapasiteettia ja elinkaarta, jos se toistuvasti ladataan ilman kokonaan purkamista.

Kuva 10: Burpin latauskaavio

Kuinka burp -lataus toimii？

Näin se toimii ja miksi siitä on hyötyä:

Lataamisen yhteydessä nämä akut voivat muodostaa kaasukuplia elektrodeihinsa estäen sähkön virtauksen.Burp -lataus sisältää lyhyet purkaukset tai "burps", jotka auttavat näitä kuplia popista, pitäen sähkö virtaa sujuvasti.

Lyhyet päästöt auttavat pitämään akun sisäisen ympäristön vakaana.Burp -lataus vähentää kaasun kertymistä ja sisäistä painetta, mikä varmistaa tasaisemman latauksen jakautumisen akun sisällä.

Burp -lataus vähentää ylikuormituksen ja ylikuumenemisen riskiä, ​​yleisiä ongelmia perinteisillä latausmenetelmillä.Tämä tekee latausprosessista nopeamman ja varmistaa akku latautuu täysin ja tasaisesti.

Estämällä kaasun kertymistä ja ylikuumenemista, Burp -lataus auttaa ylläpitämään akun sisäisiä komponentteja.Tämä johtaa akun pidempään elinkaareen.

IUi lataus

IUI-lataus on moderni menetelmä nopeaan latausstandardiin tulvitettuihin lyijyakkuihin.Se sisältää kolme vaihetta: alkuperäinen vakiovirtavaihe, kunnes asetettu jännite on saavutettu, vakiojännitevaihe, jossa virta laskee toiseen esiasetettuun tasoon, ja lopullinen palautus vakiovirtaan.Tämä lähestymistapa varmistaa jopa lataamisen kaikissa soluissa, maksimoimalla suorituskyvyn ja elinkaaren.

IUI: n latausmenetelmä on hyödyllinen vakiotuletuille lyijyhappeaparistoille, koska se varmistaa jopa lataamisen kaikissa soluissa, hyvä ylläpitää optimaalista suorituskykyä ja pidentää akun yleistä käyttöiän.IUI -latausohjausvirtaa ja jännitettä ylikuormituksen tai aliarvioinnin estämiseksi vähentäen akun vikaantumisen riskiä.Se lyhentää myös latausaikaa, mikä tekee siitä tehokkaan ja käytännöllisen monille käyttötarkoituksille.

Kuva 11: IUI -latauskaavio

Kelluva lataus

Kellu lataus on tekniikka, jota käytetään pääasiassa lyijyakkujen kanssa hätävoimajärjestelmissä.Tämä menetelmä käsittää akun ja kuorman kytkemisen vakiojänniterähteeseen.Jännite pidetään aivan akun enimmäiskapasiteetin alapuolella.Tämä jännitteen huolellinen hallinta estää ylikuormituksen ja varmistaa, että akku on aina käyttövalmis.

Käytännössä kelluva lataus pitää akun täysin valmiina ilman ylikuormituksen riskiä.Vakiojänniterähde kompensoi akun luonnollisen itsensä purkautumisen pitäen latauksensa optimaalisella tasolla.Tämä menetelmä on erittäin hyödyllinen järjestelmille, joissa akun on oltava valmis milloin tahansa, kuten keskeyttämättömät virtalähteet (UP), hätävalaistus ja valmiustilaajat.

Kellujen latauksen käyttäminen auttaa ylläpitämään akun luotettavuutta varmistamalla, että se voi antaa virtaa tarvittaessa.Se vähentää myös usein ylläpidon ja seurannan tarvetta, mikä tekee siitä käytännöllisen ja tehokkaan tavan pitää hätävoimajärjestelmät valmiina.

Kuva 12: kelluva latauskaavio

Satunnainen lataus

Satunnainen lataus on menetelmä, jota käytetään, kun virtalähde on epäluotettava tai muuttuu paljon.Näin tapahtuu usein tilanteissa, kuten ajoneuvot, joilla on muuttuvia moottorin nopeuksia tai aurinkopaneeleja, joihin sää vaikuttaa.

Ajoneuvoissa moottorin nopeudet voivat vaihdella paljon, aiheuttaen epäsäännöllisiä tehonlähtöjä, jotka vaikeuttavat akun lataamista kunnolla.Samoin aurinkopaneelit tuottavat sähköä auringonvalon perusteella ja voivat muuttua nopeasti pilvien tai vuorokaudenajan takia.Nämä muutokset voivat aiheuttaa paljon akkuja, jos niitä ei käsitellä oikein.

Näiden kysymysten käsittelemiseksi satunnainen lataus käyttää erityisiä tekniikoita muuttuvien latausolosuhteiden hallintaan.Näitä ovat edistyneet algoritmit ja älykkäät latausjärjestelmät, jotka säätyvät reaaliajassa virtalähteen muutoksiin.Jatkuvan tulotehon seuraamisella ja latausprosessin mukauttamisella nämä järjestelmät suojaavat akkua vaihtelevan tehon aiheuttamilta vaurioilta.

Satunnainen lataus varmistaa myös, että akku toimii hyvin ja kestää pidempään, jopa epäjohdonmukaisella virtalähteellä.Se estää ylikuormituksen voimansiirron aikana ja varmistaa, että virranlaskujen aikana on tarpeeksi latausta.

Kuva 13: Kaavio satunnaista latausta varten

Johtopäätös

Erilaisten tapajen tutkiminen akkujen lataamiseen osoittaa, kuinka tärkeää on parantaa akkutekniikkaa nykyaikaisten laitteiden ja järjestelmien kasvavien tarpeiden tyydyttämiseksi.Perusmenetelmät, kuten vakiojännite ja vakiovirta sekä edistyneempiä tekniikoita, kuten hybridi CVCC ja vakiovirta lataus, jokaisella on omat edut ja ne ovat parasta tietyille akkuille ja käyttötarkoituksille.Elektrodien, akkujen hallintajärjestelmien ja älykkään tekniikan käyttö on tärkeää, jotta paristot toimisivat paremmin ja turvallisempia.Akun latauksen tulevaisuus riippuu näiden tekniikoiden kehittämisestä ja käytöstä varmistaakseen, että ne ovat kestäviä, tehokkaita ja luotettavia.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

1. Mitkä ovat kolme päätyyppiä?

Hidas lataus: Tämä menetelmä käyttää asunto -asetuksissa löydettyjä tavanomaista vaihtovirtavoimaa.Laturit toimivat alemmalla tehotasolla (jopa 3 kW), mikä tekee siitä sopivan yön yli lataamiseen.

Nopea lataus: Nopeat laturit käyttävät korkeampaa vaihtovirtavoimaa (jopa 22 kW) ja niitä löytyy julkisista latausasemista.He voivat ladata sähköajoneuvon (EV) akun nopeammin kuin hitaat laturit, yleensä muutaman tunnin sisällä.

Nopea lataus: Nämä ovat nopeimmat saatavilla olevat laturit, hyödyntäen tasavirtavirtaa.He voivat virtaa suurimman osan EV: n akun kapasiteetista alle tunnissa.Tehon tasot alkavat noin 50 kW: stä ja voivat nousta jopa 350 kW: een edistyneimpiin järjestelmiin.

2. Mitkä ovat erityyppiset maksut?

Lataus minuutti: Tämä hinnoittelurakenne veloittaa käyttäjiä laturiin kytketyn ajan määrän perusteella käytetyn sähkön määrästä riippumatta.

KWH: n lataus: Tämä on käyttöpohjainen hinnoittelumalli, jossa käyttäjiä laskutetaan ajoneuvonsa kuluttaman sähkön perusteella kilowattitunneissa.Tätä menetelmää pidetään oikeudenmukaisempana, koska se korreloi suoraan käytetyn energian kanssa.

Litteän koron lataus: Jotkut latausasemat tarjoavat kiinteän hinnan tietylle latausikkunasta, kuten tunti tai päivä, ja ne voivat olla hyödyllisiä pidemmille pysähdyksille.

3. Mikä on tila 1 ja tila 2 lataus?

Tila 1 Lataus: Tämä on EV -latauksen yksinkertaisin muoto, jossa ajoneuvo on kytketty suoraan kotitalouden sähköiseen pistorasiaan ilman erityisiä laitteita.Se on hidasta ja sitä käytetään pienempiin ajoneuvoihin tai yön yli kodin lataamiseen.

Tila 2 Lataus: Tämä tila sisältää myös lataamisen tavallisesta sähköpistorasiasta, mutta sisältää kaapelin sisäänrakennetulla suojauslaitteella.Tämä laite suojatoimenpiteitä sähköiskut ja muut mahdolliset sähkövaarat, mikä tekee siitä turvallisemman kuin moodi 1 tai monipuolisempi.

4. Kuinka pitää akun terveys 100%?

Vältä äärimmäistä latausta: Älä lataa akkua rutiininomaisesti 100%: iin tai anna sen tyhjentyä 0%: iin.Pidä varaus välillä 20–80%.

Ohjauslämpötila: Paristot toimivat parhaiten kohtalaisissa lämpötiloissa.Vältä akun paljastamista äärimmäisen kylmän tai lämmön.

Käytä valmistajan suosittelemia latureita: Käytä aina ajoneuvojen valmistajan suosittelemaa latauslaitetta akun vahingoittamisen välttämiseksi.

Säännöllinen käyttö ja huolto: Säännöllinen käyttö ja oikea -aikaiset huoltotarkastukset auttavat ylläpitämään akkujen terveyttä.Pitkät passiivisuuden ajanjaksot voivat heikentää akun suorituskykyä.

5. Mikä on paras asetus akun lataamiseksi?

Latausnopeus: Nopea lataus on kätevää, mutta voi korostaa akkua.Hitaat tai kohtalaiset latausnopeudet ovat parempia päivittäisessä käytössä akun käyttöiän pidentämiseksi.

Lämpötilanhallinta: Lataus valvotussa ympäristössä, jossa lämpötila on maltillinen, auttaa säilyttämään akun terveyden ja tehokkuuden.

Latausalue: Akun lataustilan pitäminen välillä 20–80% säännöllisen käytön aikana voi vaikuttaa sen pitkäikäisyyteen ja suorituskykyyn.