Pil ve Şarj Cihazlarının Uygulamaları
Piller ve şarj cihazlarının uygulamaları genellikle birlikte kullanılır. Bununla birlikte, pilleri yanlış şarj etmek, diğer tüm nedenlerin toplamından daha fazla zarar verecektir. Bir şarj şeması, farklı şarj ve sonlandırma tekniklerinin bir kombinasyonudur. Bazı şarj cihazları bu ek adımı gerektirmezken, diğerleri bunu gerektirir. İşte pil ve şarj cihazlarının bazı yaygın kullanımları.
Hızlı şarj, bir pilin yeniden şarj edilmesi sürecini ifade eder. Üç önemli süreci içerir: yük transferi, stabilizasyon ve sonlandırma. Şarj oranları genellikle pil kapasitesinin yüzdesi olarak ifade edilir. Örneğin, 4Ah pilin tam olarak şarj olması bir saat sürer. Günümüzde çoğu elektronik cihazda lityum iyon piller kullanılmaktadır. Sık sık şarj edilirlerse uzun süre dayanabilirler.
Taşınabilir düşük güçlü şarj cihazlarının çoğu, uluslararası pazarlar için tasarlanmıştır ve şebeke voltajı ve frekansı için otomatik algılama özelliğine sahiptir. Ancak yüksek güçlü uygulamalar, optimum şarj için özel düzenlemeler gerektirir. Tek fazlı şebeke gücü genellikle üç KW ile sınırlıdır. Bu nedenle, yüksek kapasiteli piller ve daha yüksek şarj oranları için üç fazlı güç gereklidir. Bu özel amaçlar için taşınabilir kaynaklar kullanılabilir. Pil ve şarj cihazlarının verimliliği yaklaşık %90'dır. Pil ve şarj cihazlarının kullanım alanlarında güç ve voltaj olmazsa olmazlar arasındadır.
Küçük bir harici uP, akıllı telefonlar için bir masaüstü şarj cihazı olan MAX846A'nın verimliliğini artırır. Tasarımı, şarj durumunu ve ilerlemeyi gösteren bir kullanıcı arayüzü ve LED'ler içerir. Modüler tasarımı ayrıca bir yardımcı lineer regülatöre ve bir uP-reset devresine sahiptir. Ve özellikle masaüstü şarj uygulamaları için çok uygun. Bu uygulamalar sınırsızdır ve doğru şarj cihazıyla daha kolay hale getirilir.
Akımı almak için otobüs duraklarının altına endüktif şarj bobinleri yerleştirilmiştir. Bu teknoloji, pil menzilini önemli ölçüde artırır. Elektrikli otomobiller uzun bir yolculukta seyahat ederken kendilerini şarj edebildikleri için pilleri de daha verimli hale getiriyor. Ayrıca, sürekli şarj deşarj derinliğini azaltır, bu da çevrim ömrünü katlanarak artırır. Benzer şekilde, elektrik kontakları arasındaki iletken kuplaj da bir fırsat şarj çözümü sağlayabilir.
Ortak Soğutma Yöntemleri
Pil ve şarj cihazları kullanım alanlarında akü ve şarj cihazı üreticileri, akü ve şarj cihazı soğutma sistemlerini iyileştirmenin yollarını arıyor. Doğrudan daldırma soğutma sistemleri çözüm olabilir. Bu soğutma türü, genellikle glikol olan bir sıvı soğutucu kullanarak tek bir pil modülünü soğutan bir sistemi içerir. Glikol daha sonra pil modülüne geri dönüştürülür. Bu soğutma yöntemi en yaygın olarak araç akü paketlerinde kullanılır. Akü modüllerinin malzemelerinin aşınmasını önlemede etkilidir. Pil ve şarj cihazlarının kullanım alanlarında ortak soğutma yöntemi günümüzde oldukça sık kullanılan aküler şarj cihazları için önerilen metodlar içerisindedir.
Aküler ve şarj cihazları için yaygın olarak kullanılan diğer bir soğutma yöntemi de fan kullanılmasıdır. Fan, pil takımının üzerine hava üfleyerek arıza olasılığını azaltır. Bir diğer soğutma yöntemi de su soğutmadır. Fanlardan ses gelmediği için suyla soğutma havayla soğutmadan daha verimli bir yöntem olabilir. Pil ve şarj cihazlarının kullanım alanlarında akü ömrünü uzatmak ve rejeneratif frenleme performansını en üst düzeye çıkarmak için akü sıcaklığının rahat bir seviyede tutulması gerektiğine dikkat etmek önemlidir.
Dolaylı soğutma sistemleri, sıvı bir soğutucuyu metal borular arasında dolaştırır. Bu soğutma yöntemleri, geleneksel ICE motorlarında kullanılanlara benzer. Isıyı motordan ve akü paketinden uzaklaştırmak için metal borular kullanırlar. Elektrikli araçlar için kullanılan soğutma sıvısı, ICE soğutma sıvılarına benzer bir üründür. Soğutma sıvısının %99'u aynıyken, %1'lik katkı paketi iyi motor korumasını mükemmel motor performansından ayırır. Aracı korozyondan koruyan soğutma sıvısı, maksimum performans için gereklidir.
Akü ve şarj cihazı soğutmanın en yaygın yöntemi yüzey soğutmadır. Bu yöntem pilin soğutulması için etkili olsa da, şarj cihazları için uygun değildir. Pilin iki katmanı arasındaki sıcaklık gradyanı hücre hasarına neden olabilir. Bu nedenle, soğutma işlemi hedeflenmeli ve dikkatli bir şekilde hedeflenmelidir. Bu yaklaşım, hücrenin yaşam döngüsünü korumaya ve performansını korumaya yardımcı olacaktır. Pil takımlarını soğutmanın birçok yolu vardır. En yaygın soğutma yöntemleri arasında yüzey soğutma, sekmeli soğutma ve su buharı enjeksiyonu bulunur.
Aşırı Şarj/Aşırı Deşarjdan Koruma
Pil ve şarj cihazlarının kullanım alanlarında İkincil pil koruması, modern teknolojide daha yaygın hale geliyor. İkincil pil koruması, ikincil pillerin aşırı boşalmasını önleyerek şarj kapasitesini optimize edebilir. İkincil koruma, son derece hassas aşırı şarj algılama ve koruma gerektirir. Bir pilin aşırı deşarj edilmesi, hücrelerine ciddi şekilde zarar verebilir ve ürünün ömrünü kısaltabilir. Etkili bir aşırı deşarj koruma sistemi, pilin aşırı şarj olmasını engelleyerek bunun olmasını engeller.
Koruma cihazı, bir hücrenin voltajı 4,30 volt'u aştığında bir lityum iyon pilin şarj işlemini durdurabilir. Ayrıca, düşük hareketsiz bir akıma ulaştığında deşarjını askıya alarak pili aşırı deşarjdan koruyabilir. Bu özellikler, lityum iyon pil kullanımı için gereklidir. Akü ve şarj cihazı kullanım alanlarında aşırı şarj/deşarjdan korunma kesin olmalıdır.
Aşırı deşarj, elektrot malzemelerinin bozulmasına ve kısa devre olmasına neden olur. Ayırıcı da hasar görebilir. Ölü bir kısa devre, düzgün korunmadığı takdirde kırılabilir ve patlayabilir. Uygun olmayan koruma ayrıca bir hücre aşırı şarj edildiğinde meydana gelen aşırı akım durumuna neden olur. Ayrıca aşırı yük, kısa devre, uyumlu olmayan şarj cihazı veya yanlış şarj da buna neden olabilir.
Düzgün kurulmuş bir şarj cihazı, tüm alanlarda aşırı şarj algılama özelliğine sahip olacaktır. Akünün voltajı, deşarj aşırı akımı ve yük kısa devre koruma özelliklerinin çalışabilmesi için aşırı deşarj eşiğinin altına düşmelidir. Çıkışa ağır bir yük uygulanırsa, pilin voltajı hemen düşmelidir. Bu özellikler ancak aşırı şarj serbest bırakma gecikmesinden sonra etkinleştirilebilir.
Bir lityum iyon pilde aşırı deşarj koruması bir öncelik olmalıdır. Korumasız lityum hücreler, minimum voltajlarını aşan deşarjlardan zarar görebilir. Sonuç, çevrim ömründe azalma, dengesiz voltaj özellikleri ve hatta dahili bir kimyasal reaksiyondan kaynaklanan şişme olabilir. Çoğu koruyucu şarj cihazının koruma devresinde ekstra bir tampon bulunur. Genellikle bu tampon, hücrenin minimum voltajından +0,250 ila 0,40V aralığındadır.
Seri bağlı tipik lityum iyon piller aşırı boşalmaya eğilimlidir. Bu gibi durumlarda hücre voltajı sıfırın altına düşebilir ve bu da dahili bir kısa devreye neden olabilir. Lityum iyon pil aşırı deşarjına odaklanan önceki araştırmalar, hücre voltajı 0 V'a düştükten sonra sona erdi. Ancak bu, aşırı deşarjın sonuçlarını daha fazla incelemedi. Bu nedenle, mevcut çalışma, geniş formatlı lityum iyon pillerin tüm aşırı deşarj sürecini araştırıyor.
Şarj İşleminin Başlatılması
Aküde uygun bir şarj voltajı en az 13,8 volttur. Birçok kitap 14,9 voltluk daha yüksek bir voltaj önerir. Ancak bu voltajın altında bir pilin şarj edilmesi önerilmez. Uygun bir voltaj 14,2 ile 14,5" arasındadır. Ayrıca, düşük bir şarj akımı, pildeki diyot kartına zarar verebilir. Bu tür sorunları önlemek için şarj işlemini uygun şekilde başlatmalısınız.
