روش های شارژ باتری های سرب اسیدی

(1) روش شارژ جریان ثابت
در طول فرآیند شارژ، جریان شارژ ثابت می ماند که به آن روش شارژ جریان ثابت می گویند که به اختصار روش شارژ جریان ثابت یا روش شارژ جریان برابر نامیده می شود. در طول فرآیند شارژ، با افزایش تدریجی ولتاژ باتری، جریان شارژ به تدریج کاهش می یابد. به منظور جلوگیری از کاهش جریان شارژ به دلیل افزایش ولتاژ ترمینال باتری، ولتاژ منبع تغذیه باید به تدریج در طول فرآیند شارژ افزایش یابد تا جریان شارژ ثابت بماند. این نیاز به درجه بالایی از اتوماسیون برای تجهیزات شارژ دارد و به طور کلی تجهیزات شارژ ساده نمی توانند الزامات شارژ جریان ثابت را برآورده کنند. روش شارژ با جریان ثابت، تحت حداکثر جریان شارژ مجاز باتری، هر چه جریان شارژ بیشتر باشد، زمان شارژ کوتاهتر می شود. اگر زمان را در نظر بگیریم، اتخاذ این روش سودمند است. اما اگر جریان شارژ در مرحله بعدی شارژ بدون تغییر بماند، بیشتر جریان برای الکترولیز آب مصرف می شود و الکترولیت حباب های زیادی تولید می کند و می جوشد که نه تنها برق مصرف می کند، بلکه به راحتی باعث ایجاد مقدار زیادی از آب می شود. مواد فعال روی صفحه الکترود می ریزند که منجر به افزایش دمای بالا، خم شدن صفحه الکترود، کاهش سریع ظرفیت و ریزش زودرس می شود. بنابراین، این روش شارژ به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد.
(2) روش شارژ ولتاژ ثابت
در طول فرآیند شارژ، ولتاژ شارژ ثابت می ماند که به آن روش شارژ ولتاژ ثابت می گویند که به اختصار روش شارژ ولتاژ ثابت یا روش شارژ ایزوباریک نامیده می شود. با توجه به شارژ ولتاژ ثابت از ابتدا تا مرحله بعدی، ولتاژ منبع تغذیه ثابت می ماند، بنابراین جریان شارژ در ابتدای شارژ بسیار زیاد است و به میزان زیادی از مقدار جریان شارژ معمولی فراتر می رود. اما با پیشرفت شارژ، ولتاژ در ترمینال باتری به تدریج افزایش می یابد و جریان شارژ به تدریج کاهش می یابد. هنگامی که ولتاژ در ترمینال باتری برابر با ولتاژ شارژ باشد، جریان شارژ به حداقل یا حتی صفر کاهش می یابد. از این رو می توان دریافت که مزیت استفاده از روش شارژ ولتاژ ثابت این است که می تواند از جریان شارژ بیش از حد در مرحله بعدی شارژ جلوگیری کند که ممکن است باعث جدا شدن مواد فعال روی صفحه الکترود و اتلاف انرژی الکتریکی شود. اما عیب آن این است که در ابتدای شارژ، جریان شارژ بسیار زیاد است و حجم ماده فعال الکترود خیلی سریع تغییر کرده و جمع می شود و بر استحکام مکانیکی ماده فعال تأثیر می گذارد و باعث ریزش آن می شود. در مرحله بعدی شارژ، جریان شارژ بسیار کم است، که از واکنش شارژ شدن مواد فعال در عمق صفحه الکترود جلوگیری می کند و در نتیجه شارژ طولانی مدت کافی نیست و عمر باتری را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین این روش شارژ به طور کلی فقط برای موقعیت‌های خاص که تجهیزات توزیع برق وجود ندارد یا تجهیزات شارژ نسبتاً ساده است، مانند شارژ باتری در خودرو، مناسب است. برای شارژ باتری های سلول خشک کوچک از 1 تا 5 از روش شارژ با فشار مساوی استفاده می شود. هنگام استفاده از روش شارژ ایزوباریک برای شارژ باتری، ولتاژ منبع تغذیه مورد نیاز حدود 2.{4}}.8V در واحد سلول برای باتری‌های اسیدی و حدود 1.6-2 است.0V در هر واحد. سلول واحد برای باتری های قلیایی.
(3) شارژ ولتاژ ثابت با مقاومت ثابت
روشی که برای رفع اشکالات شارژ ولتاژ ثابت به کار گرفته شده است. یک مقاومت را به صورت سری بین منبع تغذیه شارژ و باتری وصل کنید تا جریان شارژ اولیه تنظیم شود. اما گاهی اوقات حداکثر جریان شارژ محدود می شود، بنابراین با پیشرفت فرآیند شارژ، ولتاژ باتری به تدریج افزایش می یابد در حالی که جریان تقریباً به صورت خطی کاهش می یابد. گاهی اوقات از دو مقدار مقاومت در حدود 2.4 ولت برای تغییر از مقاومت کم به مقاومت بالا برای کاهش تخلیه گاز استفاده می شود.
(4) روش شارژ جریان برابر مرحله ای
با در نظر گرفتن ویژگی های هر دو روش شارژ جریان ثابت و ولتاژ ثابت، باتری در مرحله شارژ اولیه از جریان بزرگتری استفاده می کند، پس از مدتی به جریان کمتری تغییر می کند و سپس در مراحل بعدی به جریان کمتری تغییر می کند. شارژ کردن این روش شارژ جریان ثابت با جریان های مختلف در مراحل مختلف را روش شارژ جریان ثابت مرحله می نامند. روش شارژ جریان ثابت مرحله به طور کلی می تواند به دو مرحله یا چند مرحله تقسیم شود.
روش شارژ جریان برابر مرحله ای نیاز به زمان شارژ کوتاه و اثر شارژ خوب دارد. به دلیل استفاده از شارژ جریان کمتر در مرحله بعدی شارژ، این امر باعث کاهش فرسایش حباب ها بر روی ماده فعال صفحه الکترود و کاهش جدا شدن ماده فعال می شود. این روش شارژ می تواند طول عمر باتری را افزایش دهد، در مصرف انرژی صرفه جویی کند و به طور کامل شارژ شود، بنابراین در حال حاضر یک روش شارژ رایج است. به طور کلی، مرحله اول باتری با سرعت جریان 10 ساعت و مرحله دوم با سرعت فعلی 20 ساعت شارژ می شود. مدت زمان شارژ در هر مرحله و همچنین الزامات و استانداردهای خاص برای انواع مختلف باتری ها متفاوت است.
(5) روش شارژ شناور
روش شارژ باتری هایی که به صورت متناوب یا فقط در زمان قطع برق AC استفاده می شوند، شارژ شناور است. باتری های ثابتی که در برخی مواقع خاص استفاده می شوند، عموماً با استفاده از روش شارژ شناور شارژ می شوند. مزایای روش شارژ شناور عمدتاً در کاهش نرخ تکامل گاز باتری و جلوگیری از شارژ بیش از حد نهفته است. در عین حال، به دلیل منبع تغذیه موازی باتری با منبع تغذیه DC، هنگامی که تجهیزات الکتریکی جریان بالایی مصرف می کنند، باتری فورا جریان بالایی را تولید می کند که به تثبیت ولتاژ سیستم برق و اطمینان از مصرف طبیعی برق کمک می کند. از تجهیزات الکتریکی عیب روش شارژ شناور این است که برخی از باتری ها به صورت ناموزون و کم شارژ شارژ می شوند، بنابراین نیاز به شارژ متعادل منظم است.