Nabíječka autobaterií Unitec: jak funguje a na co si dát pozor

Každý už určitě nabíjel baterii v nějakém elektronickém zařízení. Pozastavili jste se někdy nad tím, jak taková nabíječka funguje a co se v tom „black-boxu“ odehrává ze procesy? Dobrá nabíječka poskytuje základ pro dobře fungující baterii. Baterie a nabíječka musí jít ruku v ruce, jako šroub a matice, a to není vždy dodrženo. Velice často se stává, že baterie je nabíjena v nepříznivých podmínkách. Pokud nabíječka nenabíjí správně, baterie je lidsky řečeno ve stresu a tím se zkracuje životnost baterie v zařízení.

Nabíječky se dělí na osobní a průmyslové, „inteligentní“ a „němé“, pomalé, rychlé a ultra-rychlé typy. Spotřebitelské produkty se dodávají s „low-cost“ osobní nabíječkou, která funguje dobře, když se používá podle pokynů. Průmyslové nabíječky jsou často vyvinuty třetí stranou a obsahuje speciální funkce, jako je například pro NiCD a NiMH baterie funkce „do vybití baterie“. Některé nabíječky pro li-ion baterie, např. od firmy Cadex, disponují speciální funkcí „oživení baterie“, která umožňuje dobíjení, pokud byla li-ion baterie v důsledku špatného skladování nadměrně vybitá. Tento tzv. spánkový stav může nastat při skladování baterie ve vybitém stavu, kdy samovybíjení sníží napětí na tzv. mezní bod.

Jaké procesy probíhají v nabíječce?

Většina dnešních nabíječek funguje na následujícím principu. Uvnitř nabíječky je transformátor, který zajistí aby na výstupní straně bylo požadované napětí pro baterii. Dále za transformátorem je usměrňovací obvod protože baterie se nabíjí výhradně stejnosměrným proudem.

Režim nabíjení CC/CV - Nabíječky pro olověné a li-ion baterie mají stejné nabíjecí procesy. Nejdříve je baterie nabíjena v režimu za konstantního proudu (Constant Current - CC) a když baterie dosáhne svého horního mezního napětí, tak nabíječka přepne do režimu konstantní napětí (Constant Voltage - CV) a dojde k omezení velikosti proudu. Horní mez napětí pro každou technologii baterie má jinou hodnotu. V tomto bodě nabíjecího cyklu, dochází k takzvanému nasycení baterie, a proud tím klesá. Při plném nabití proud klesne na nastavenou úroveň - jinak řečeno udržovací proud (Trickle Current).

Ukázka nabíjecího režimu CC/CV pro Pb baterii. Zdroj: ČVUT FEL, laboratoř LFSEZ

Režim nabíjení CC - NiCD a NiMH baterie mají odlišný proces nabíjení. Nabíjení probíhá v režimu za konstantního proudu a napětí se nechá volně pohybovat. Technologii niklových baterií nevadí mírné zvýšené horní napětí - tzv. přebíjení. Odhad stavu nabití baterie se počítá přes dodaný elektrický náboj a nebo přes změnu teploty na baterii.

Ukázka nabíjecího režimu CC pro NiCD(MH) baterii. Zdroj: ČVUT FEL, laboratoř LFSEZ

Rozdělení nabíjení podle rychlosti

• Pomalá nabíječka - noční nabíječka. Nabíjí rychlostí cca 0,1C. Plné nabití vybité baterie trvá 14-16 hodin. Pomalé nabíječky nemají detekci plného nabití.
• Rychlá nabíječka - pro spotřební zboží. Doba nabíjení 3-6 hodin. Při plném nabití přepne do režimu udržovacího proudu. Většina rychlých průmyslových nabíječek zahrnuje snímání teploty a tím bezpečně odhalí vadnou baterii.
• Ultra-rychlé nabíječky - nejvíce skloňovány v souvislosti s elektromobily. Dobíjení elektromobilů během několika minut je podobné, jako natankovat 50 l paliva. Pokud bychom to měli přepočítat na elektrickou energii, měla by se dodat přibližně 600 kWh.

Aktuální hustota energie li-ion baterií je asi 250-300 Wh/kg, což je zhruba stokrát méně než u fosilních paliv. Nabíjení EV tak bude vždy trvat déle než naplnění nádrže a baterie bude vždy dodávat méně energie na jednotku hmotnosti než fosilní paliva. Baterie musí být navržena tak, aby mohla přijmout ultra-rychlý tok elektronů a musí být v dobrém stavu. Ultra-rychlé nabíjení platí pouze během první fáze nabíjení. Nabíjecí proud se začne snižovat když baterie dosáhne 70% state-of-charge (SOC).

Všechny články v baterii musí být vyvážené a musí mít velmi nízký vnitřní odpor. Stárnoucí články se rozcházejí v kapacitě a ve vnitřním odporu, což způsobuje nesoulad a zvýšení „stresu“ na slabší článích. Dobře navržená super rychlá nabíječka by měla zahrnovat teplotní kompenzaci a další bezpečnostní funkce, které snižují nabíjecí proud, pokud by nastaly podmínky, kdy je baterie vystavena zvýšenému stresu.

Z následujícího grafu je patrné, že i přes řadu regulačních a bezpečnostních funkcí snižují rychlonabíječky životnost baterie. Závislost počtu cyklů na rychlosti nabíjení. Zdroj: www.batteryuniversity.com

Odebírá nabíječka proud, když zůstane v zásuvce?

Na závěr často kladená otázka - Odebírá nabíječka proud, pokud ji necháme po nabíjení zapojenou v zásuvce? Odpověď zní: ANO! I nabíječky mají standby režim (pohotovostní režim) a po odpojení nabíjeného zařízení stále odebírají elektrický výkon.

Pomoc při startování - zdroj napětí 12 V - kompresor - pracovní svítilna: čtyři funkce v jednom přístroji! Podpora při startování vám umožní nastartovat auto i za nepříznivých podmínek se slabou nebo vybitou baterií. Zdroj napětí 12 V nahrazuje funkci autozásuvky - můžete připojit další zařízení s napětím 12 V. Kompresor je vhodný pro nafukování pneumatik, matrací nebo lehátek. Přístroj je vybaven manometrem, integrovanou pracovní svítilnou a ukazatelem stavu nabití.

Další poznámka k produktu: „Dobry den, jde do tohoto vyrobku koupiy mahrafni baterie, kdyz odejde ?“ - odpověď: Systém pro rychlé startování 4 v 1 je v naší nabídce trvale vyprodaný. A ani náhradní baterie pro tento systém v nabídce nemáme.

tags: #nabijecka #autobaterii #unitec