Die Schnellladung ist eine sehr notwendige Aktivität während des Betriebs von a VRLA-Batterie in ihrer Lebenszeit. In diesem Artikel werden wir detailliert auf die Notwendigkeit des Boost-Ladens eingehen.

Das folgende Beispiel hilft, zwei Fakten zur Verkürzung der Akkuladezeit zu veranschaulichen:

• Die Halbierung der Ladezeit ist komplexer als die Verwendung eines Ladegeräts, das doppelt so viele Ampere liefert.
• Das Laden mit mehreren Raten ist erforderlich, wenn Sie versuchen, schnell aufzuladen.

Da keine Batteriematerialien supraleitend sind und da sich Ionen physisch durch die Batterie bewegen müssen, widerstehen alle Batterien bis zu einem gewissen Grad dem Stromfluss. Daher kann man sich jede Speicherbatterie als ideale Batterie in Reihe mit elektrischem Widerstand vorstellen. Nehmen Sie im Beispiel unten an, dass die ideale Batterie EB mit dem Widerstand RB in Reihe geschaltet ist.

Wir vergleichen den Ladezustand des Akkus im aufgeladenen Zustand mit einem 20A Ladegerät gegen a 40A Ladegerät . Für dieses Beispiel nehmen wir an, dass RB 0,001 Ohm beträgt (dies ist ein stark vereinfachter Wert, da der Innenwiderstand je nach Zellentyp und Ladezustand variiert). Die folgende Gleichung besagt, dass eine an eine ideale Batterie (EB) angelegte Spannung gleich der Spannung ist, die das Ladegerät an den Batteriepolen liefert, abzüglich der Spannung, die im Innenwiderstand der Batterie (RB) als Wärme verloren geht.

Wenn wir einen Ladestrom von 20 Ampere anlegen d.h. auf 2,25 Volt/Zelle begrenzte Spannung, EB (entspricht dem Ladezustand der Batterie) ist:

2,25 = EB + (20* RB)

2,25 = EB + (20* 0,001)

2,25 = EB + (.02)

2,23 = EB

Beim Aufladen mit dem 20-A-Ladegerät hat die ideale Batterie 2,23 Volt/Zelle.

Wenn wir einen Ladestrom von 40 Ampere anlegen das ist auf 2,25 Volt/Zelle begrenzte Spannung, EB ist:

2,25 = EB + (40* RB)

2,25 = EB + (40* 0,001)

2,25 = EB + (.04)

2,21 = EB

Beim Aufladen mit dem 40-A-Ladegerät hat die ideale Batterie 2,21 Volt/Zelle. Bei dieser Spannung kann die ideale Batterie weniger Strom aufnehmen als bei 2,23 Volt/Zelle. Mit anderen Worten dauert das Aufladen der Batterie bei 2,21 Volt/Zelle länger als bei 2,23 Volt/Zelle.

Mit anderen Worten: Eine Verdoppelung des Ladestroms verkürzt zwar die Ladezeit, kann aber die Ladezeit nicht halbieren, da der Widerstand der Batterie einen Teil des zusätzlichen Ladestroms in Abwärme umwandelt.

Tatsächlich unterschätzt dieses Modell das Problem der Widerstandsverluste, da es den signifikanten Widerstand der Kabel, die das Ladegerät mit der Batterie verbinden, nicht berücksichtigt. Der Vergleich zeigt, dass um die Stromkapazität sowohl der 20A- als auch der 40A-Ladegeräte voll auszunutzen, die Ladespannung so erhöht werden muss, dass eine höhere Ladespannung die Widerstandsverluste sowohl in der Batterie als auch in Ladekabeln außerhalb des Akkus ausgleicht Batterie. Diese erhöhte Spannung wird als „Boost“-Laden bezeichnet.

Nehmen wir an, die Spannung des Ladegeräts wurde tatsächlich auf eine „Boost“-Spannung erhöht, um ein schnelleres Laden zu ermöglichen. Da der Ladezustand der Batterie während des Ladevorgangs ansteigt, nimmt die ideale Batterie einen abnehmenden Strom in Kauf. Wenn der Strom abnimmt, geht im Innenwiderstand der Batterie weniger Spannung durch Wärme verloren. Dadurch wird die ideale Batterie einer steigenden Spannung von der Konstantspannungs-Ladequelle ausgesetzt. Wenn diese Überspannung nicht korrigiert wird, würde sie überladen und die ideale Batterie beschädigen. Um dieses Problem zu vermeiden, muss die Ladespannung mit steigendem Ladezustand reduziert werden. Obwohl diese Reduzierung in mehreren Schritten erreicht werden könnte, wenn die Stromaufnahme sinkt, wird sie normalerweise in einem einzigen Schritt bis zu einem niedrigeren Spannungsladewert, der „Float“ genannt wird, erreicht, der es der Batterie ermöglicht, nach dem Laden gerade genug Strom aufzunehmen, um ihre Selbstentladungsrate auszugleichen .

Das Laden einer Batterie mit maximaler Geschwindigkeit und mit maximaler Sicherheit bedeutet, dass der Übergang von der Boost-Ladespannung zur Erhaltungsladespannung zum richtigen Zeitpunkt erfolgen muss. Der richtige Zeitpunkt ist der Punkt, an dem der Akku fast vollständig aufgeladen ist, jedoch bevor eine schädliche Überladung auftritt.

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Abschluss:

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