تنظيم الجهد في شواحن البطاريات يعد جانبًا مهمًا في عملية الشحن. يتضمن التأكد من أن جهد الخرج من الشاحن يتوافق مع المتطلبات المحددة للبطارية التي يتم شحنها. يعد تنظيم الجهد ضروريًا لمنع الشحن الزائد أو الشحن المنخفض، وكلاهما يمكن أن يكون له آثار ضارة على صحة البطارية وسلامتها.
متطلبات الجهد لشحن البطارية:
الأنواع المختلفة من البطاريات لها متطلبات جهد مختلفة للشحن. على سبيل المثال:
بطاريات الرصاص الحمضية: تتطلب بطاريات الرصاص الحمضية عادةً جهد شحن أعلى، عادةً حوالي 2.4 إلى 2.45 فولت لكل خلية للشحن العائم (الصيانة) وحوالي 2.5 إلى 2.6 فولت لكل خلية للشحن بالجملة.
بطاريات الليثيوم أيون: تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على نطاقات جهد أكثر تحديدًا اعتمادًا على الكيمياء وحالة الشحن. بشكل عام، فإنها تتطلب جهدًا ثابتًا أثناء مرحلة الشحن بالجملة، عادةً حوالي 4.2 فولت لكل خلية.
بطاريات النيكل والكادميوم (NiCd): تتطلب بطاريات NiCd عادةً جهدًا يتراوح من 1.4 إلى 1.5 فولت لكل خلية للشحن.
بطاريات هيدريد النيكل والمعادن (NiMH): تحتوي بطاريات NiMH على متطلبات جهد متفاوتة اعتمادًا على الشركة المصنعة والكيمياء ولكنها تتراوح عمومًا بين 1.4 إلى 1.5 فولت لكل خلية.
شحن الجهد المستمر:
الطريقة الأكثر شيوعًا لتنظيم الجهد في أجهزة شحن البطاريات هي شحن الجهد المستمر. خلال هذه المرحلة، يحافظ الشاحن على خرج جهد ثابت، بما يتوافق مع متطلبات جهد البطارية. مع شحن البطارية، تزداد مقاومتها الداخلية، وتستقبل تيارًا أقل. يتم ضبط الشاحن من خلال توفير تيار متناقص للحفاظ على الجهد المستمر.
الشحن متعدد المراحل:
غالبًا ما تستخدم شواحن البطاريات الحديثة خوارزميات شحن متعددة المراحل لتحسين عملية الشحن. قد تشمل هذه المراحل ما يلي:
الشحن بالجملة: خلال هذه المرحلة الأولية، يوفر الشاحن جهدًا أعلى وتيارًا أقصى لتجديد شحن البطارية بسرعة. عادةً ما يتم ضبط الجهد على الجهد الاسمي للبطارية.
الامتصاص أو الشحن من الأعلى: في هذه المرحلة، يحافظ الشاحن على الجهد ثابتًا عند الجهد المحدد للبطارية مع تقليل التيار. وهذا يضمن شحن البطارية بالكامل وزيادة سعتها إلى الحد الأقصى.
الشحن العائم: بمجرد شحن البطارية بالكامل، تتحول بعض أجهزة الشحن إلى جهد صيانة أقل يحافظ على شحن البطارية بالكامل دون الشحن الزائد.
إزالة الكبريت (الشحن النبضي): تستخدم بعض أجهزة الشحن التيارات النبضية والفولتية لتحطيم الكبريت في بطاريات الرصاص الحمضية، مما قد يؤدي إلى إطالة عمر البطارية.
حماية الجهد الزائد:
لمنع الشحن الزائد وتلف البطارية، تشتمل العديد من أجهزة الشحن على حماية من الجهد الزائد. تقوم هذه الميزة بمراقبة جهد البطارية وتمنع الشاحن من توفير جهد زائد قد يؤدي إلى الإضرار بالبطارية. تعد الحماية من الجهد الزائد أمرًا بالغ الأهمية لبطاريات الليثيوم أيون، والتي يمكن أن تكون حساسة للشحن الزائد.
تحمل الجهد والدقة:
يعد التنظيم الدقيق للجهد أمرًا بالغ الأهمية في شحن البطارية. حتى الاختلافات الصغيرة في الجهد المطلوب يمكن أن يكون لها تأثير كبير على صحة البطارية وسلامتها. تم تصميم شواحن البطاريات عالية الجودة لتوفير تنظيم دقيق للجهد ضمن تفاوت معين لضمان شحن البطارية على النحو الأمثل.
تعديل الجهد لأنواع البطاريات المختلفة:
نظرًا لأن شواحن البطاريات تُستخدم غالبًا لمجموعة متنوعة من كيمياء وأنواع البطاريات، فيجب أن تكون قابلة للتكيف. تحتوي بعض أجهزة الشحن على إعدادات جهد كهربائي يمكن للمستخدم تحديدها أو تكون مجهزة بمعالجات دقيقة تكتشف تلقائيًا نوع البطارية المتصلة وتضبط خرج الجهد وفقًا لذلك. يعد هذا التنوع ضروريًا لشحن كيميائيات البطارية المختلفة مع ضمان سلامة البطاريات وصحتها.
