Comment calculer les paramètres du chargeur de batterie

Afin de calculer les paramètres du chargeur pour une batterie particulière, vous devez d'abord prendre en compte le type et les paramètres de la batterie que vous allez charger avec cet appareil. Les caractéristiques les plus importantes d'une batterie rechargeable sont: la capacité, la tension de charge complète, le courant de charge maximal admissible, ainsi qu'une plage de températures de fonctionnement admissibles.

Selon le type de batterie utilisé, le type de matériaux utilisés - les paramètres du chargeur doivent être sélectionnés individuellement. Nous examinons ici les batteries au plomb et au lithium-ion, ou plutôt les caractéristiques de leur charge.

La vérité est que si la batterie est toujours chargée correctement, conformément aux valeurs optimales de tension et de courant, elle conservera sa capacité pendant de nombreux cycles de charge-décharge. Bien sûr, à condition qu'il soit également déchargé, sous réserve de restrictions, sans surcharge, sans surchauffe. Alors, comment calculez-vous les paramètres du chargeur de batterie?

Batterie au lithium-ion

La principale particule chargée responsable de la formation du courant dans une batterie lithium-ion, est un ion lithium chargé positivement. Il est capable de pénétrer dans le réseau cristallin du matériau à l'anode, par exemple, dans le carbone sous forme de graphite, et aussi de former des sels ou des oxydes métalliques (par exemple, avec du manganèse, du cobalt ou avec du fer et du phosphore).

En raison d'une telle composition chimique, la tension de charge finale maximale entre les électrodes d'une batterie lithium-ion ne doit pas dépasser 4,2 volts, ou mieux, 4,1 volts, ce qui prolongera sa durée de vie et ralentira les changements irréversibles.

Il est nécessaire de charger une batterie lithium-ion avec une tension de 5 volts, afin de ne pas attendre indéfiniment. Dans ce cas, le courant de charge optimal doit être compris entre 50 et 100% de la valeur de capacité, c'est-à-dire qu'une batterie de 2400 mAh se charge de manière optimale avec un courant de 2,4 A à 1,2 A.

Pour éviter une surcharge, des chargeurs de haute qualité chargent ces batteries en 2 étapes: au premier étage, 5 volts sont fournis aux électrodes et la charge va avec le courant maximum autorisé pendant un certain temps jusqu'à ce qu'une tension de seuil d'environ 4,1 volts soit atteinte, puis le deuxième étage commence - avec un niveau inférieur courant lorsque la tension est amenée à la dernière 4.1-4.2 volts.

Par conséquent, la puissance du chargeur pour une batterie lithium-ion (pour 1 cellule) est calculée comme suit: multipliez la tension maximale par le courant maximal, disons 5 V * 2,4 A = 1,2 W - pour notre exemple.

Batterie au plomb

Une batterie au plomb fonctionne grâce aux réactions chimiques du plomb et du dioxyde de plomb dans une solution aqueuse d'acide sulfurique. Toute batterie de voiture classique est conçue de cette façon. Pendant le processus de charge, le sulfate de plomb se décompose en ions (SO4 chargé négativement et H chargé positivement), du dioxyde de plomb se forme à la cathode et du plomb pur se forme à l'anode. Dans une décharge, le plomb métallique est oxydé en sulfate de plomb, le dioxyde de plomb est réduit à la cathode et le plomb est oxydé à l'anode.

Si la batterie est rechargée (maintenue en charge trop longtemps), le sulfate de plomb se terminera, seule l'eau restera et son électrolyse commencera: de l'oxygène sera généré à l'anode et de l'hydrogène sera généré à la cathode (électrode négative) - il sera vu dans l'électrolyte liquide au fur et à mesure des bulles.

En raison d'une telle composition chimique, la tension de la charge maximale d'une cellule d'une batterie au plomb est de 2,17 volts. Dans une batterie de 12 volts, il y a 6 sections connectées en série, et dans une batterie de 6 volts, il y a 3 sections connectées en série.Par conséquent, la tension de charge maximale d'une batterie de 12 volts est de 13,02 volts. Pour 6 volts - 6,51 volts.

Ainsi, le chargeur en cours de charge doit fournir une tension constante aux électrodes sur la base d'au moins 2,45 volts par cellule (afin que la charge ne se poursuive pas indéfiniment) - pour 12 volts, cela fait 14,7 volts et pour 6 volts, il en résulte 7, 35 volts. Le courant de charge initial est pris de manière optimale comme 30% de la capacité.

En conséquence, la puissance maximale de travail du chargeur doit être calculée comme la tension maximale multipliée par le courant maximal, disons 14,7 V * 30 A = 441 W - pour une batterie au plomb avec une tension nominale de 12 volts, une capacité de 100 Ah.