Tehničke informacije --- Osnove punjača i baterija
Stalno rastuće tržište prijenosne opreme stvara sve veću potražnju za poboljšanim performansama i vijekom trajanja baterija. Kako bi se zadovoljili ti kriteriji, kapacitet i mogućnosti punjivih ćelija stalno su se povećavali, od uvođenja komercijalnih nikal-kadmijskih (NiCd) i zatvorenih olovno-kiselinskih (SLA) baterija 1960-ih do novijeg uvođenja nikal-metal-hidridnih (NiMH) i litij-ionskih (Li-I ili Li+) tehnologija. Svaka vrsta ćelija ima svoje prednosti, ali odluka koju koristiti u određenoj primjeni može ovisiti o ekonomskim razmatranjima koliko i o tehničkoj poželjnosti.
Osnove baterije
Neke radne karakteristike i karakteristike punjenja najčešćih tipova sekundarnih ćelija prikazane su u tablici. Performanse će varirati ovisno o proizvođaču, stoga ove podatke treba koristiti samo kao smjernice. Maksimalne dopuštene brzine punjenja će varirati, ali iz toga i kapaciteta ćelije u amper-satima (C) mogu se izračunati vremena brzog punjenja prema prikazanim formulama. Imajte na umu da su to samo općenita pravila, temeljena na opsežnom iskustvu, te da povratni kapacitet uvelike ovisi o početnom stanju i starosti ćelija.
| Karakteristično | SLA (AGM) | NiCd | NiMH | Li+/Li-polimer |
| Gustoća energije (Wh/kg) | 30 | 40 | 60 | 100 |
| Radni ciklusi (tipični) | 300 | 800 | 500 | 800 |
| Radna temperatura (°C) | 0~35 | 0~45 | 0~40 | 0~50 |
| Maks. struja punjenja (A) | 0,25 °C | 2C | 1C | 1C |
| Način naplate | Konstantni napon | Konstantna struja | Konstantna struja | Konstantna struja/napon |
| Vrijeme brzog punjenja (h) | C/A + 2 sata | Tekuća kamata + 20% | Tekuća kamata + 20% | C/A × 2 |
Odgovarajući punjači za baterije
Korisnici vole punjač koji će puniti baterije što je brže moguće. Ali brzina nije jedini faktor kada je u pitanju dizajniranje punjača. Ako se punjenje može provoditi preko noći, odgovarajući punjač za kontinuirano punjenje može biti vrlo kompaktan, jer ne mora proizvoditi puno struje. Također je vjerojatno da će biti lagan, lako prenosiv i relativno jeftin za proizvodnju.
Zatvorene olovne baterije zahtijevaju punjenje konstantnim naponom s ograničenom strujom. Za SLA baterije u stanju pripravnosti, kontinuirano punjenje od 2,25 V/ćeliji je dovoljno. Pri ovom potencijalu, baterija se neće prepuniti i može ostati spojena neograničeno bez oštećenja. Ekvivalent za NiCd i NiMH je noćno (14 sati) punjenje konstantnom strujom od 0,1 C. Dok je većina SLA i NiCd ćelija prikladna za dugotrajno punjenje, za NiMH punjenje se mora prekinuti kako bi se spriječila oštećenja.
Međutim, koji su čimbenici koje treba uzeti u obzir pri određivanju brzog punjača? Vrlo visoke brzine brzog punjenja mogu biti štetne za ukupni vijek trajanja ćelija. Nije nužno primarni cilj proizvođača baterija upozoravati na smanjeni vijek trajanja i realne cikluse punjenja, a ako to učine, detalji možda neće biti tako jasni. Uspješno brzo punjenje brzinama do 2C zahtijeva inteligentno praćenje parametara baterije u svim fazama ciklusa punjenja. Najnovija generacija inteligentnih punjača može se pozabaviti učincima zaštitnih krugova i varijacijama radne temperature i kontaktnog otpora. Bitna značajka brzih punjača je automatsko smanjenje brzine punjenja prije početka prekomjernog punjenja i naknadnog porasta temperature i tlaka.
Karakteristike punjenja NiCd i NiMH ćelija su slične, iako NiMH generira više topline tijekom punjenja, a vršni napon je manje vidljiv. U obje vrste ćelija koriste se različite tehnike brzog prekida punjenja konstantnom strujom. To uključuje dV/dt, brzinu promjene napona blizu vršnog napona; -dV, pad napona ćelije iza vršnog; i osjetnik temperature ćelije pri punom napunjenosti. Sklopovi za preoblikovanje i kondicioniranje oštećenih, neformiranih ili starih ćelija prije masovnog punjenja također su vrlo poželjni za ćelije na bazi nikla. Očito je da sve ove značajke imaju svoju cijenu, ali bez ove sofisticiranosti, može doći do ozbiljne štete na ćelijama, ograničavajući i kapacitet i vijek trajanja, kao i riskirajući sigurnosne probleme.
Punjenje Li-I ćelija slično je SLA, a oba zahtijevaju konstantni napon ograničen strujom. Međutim, za Li-I baterije ključno je da punjač uključuje isključivanje krajnje točke struje i sigurnosni timer za potpunu zaštitu. Zbog specifičnih zahtjeva za pojedinačne primjene, sustavi punjenja Li-I baterija trebaju biti integrirani s dizajnom baterijskog paketa što je prije moguće u procesu projektiranja. Nova generacija Lawtronics inteligentnih Li-I punjača zadovoljava kriterije koje su postavili proizvođači ćelija i može se konfigurirati tako da odgovara većini zahtjeva proizvođača originalne opreme (OEM).
Tehnologija baterija se polako, ali sigurno nastavlja razvijati, a inteligentni dizajn punjača može osigurati da korisnik dobije maksimalne prednosti.