導入
| 鉛蓄電池 | |
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| 特徴 | |
| エネルギー/重量 | 20-40Wh/kg |
| エネルギー/体積 | 40～100Wh/ℓ |
| 充放電効率 | 50% |
| 自己放電 | 5% |
| 一生 | 分。 4～5年 |
| 充電サイクル数 | 500～1200 |
| セルあたりの定格電圧 | 4.1V |
鉛蓄電池は、直列に接続され、同じハウジング内に組み込まれた一連の鉛蓄電池です。
この蓄電システムは自動車機器だけでなく産業界でも広く使用されています。
歴史的
鉛バッテリーは1859年にフランス人のガストン・プランテによって発明されました。実際、彼は最初の充電式バッテリーを開発した最初の人物でした。当初、アキュムレータはガラスタンク内に設置されていました。その後、ポリタンクの使用をシステム化しました。
現在では、端子にサルフェーション防止処理や鉛カルシウムメッキを施し、液面補充の必要がなくなり密閉できるメンテナンスフリーバッテリーが普及してきています。
パフォーマンス
鉛バッテリーは、ニッケル鉄バッテリーに次いで比エネルギーが低い35 Wh/kgです。しかし、内燃エンジンの電気始動に役立つ高強度の電流を供給できるため、特に自動車では依然として広く使用されています。また、メモリー効果の影響を受けにくいという利点もあります。
技術的特徴
鉛蓄電池は基本的に次のような特徴があります。
- 公称電圧は素子の数に依存し、公称電圧U は素子の数に2.1 Vを乗じた値に等しくなります。一般に、鉛蓄電池は12 Vの電圧に達すると放電すると考えられます (要素ごとのモデル:Ref ec )。したがって、6 要素または12 Vのバッテリーは、電圧10.8 Vに達すると放電されます。
- Qで示される貯蔵容量は、利用可能なエネルギー量を表します (電気容量と混同しないでください)。アンペアアワーで表されます。
- 短時間に供給できる最大電流、またはCCAアンプのピーク電流。
最大値は、新品および 100% 充電されたバッテリーに対してメーカーによって与えられており、充電状態、時間およびバッテリーの使用状況によって劣化します。
- 電極での電気化学反応は次のとおりです。
アノード（酸化）：
カソード（還元）：
充電
鉛酸バッテリーは、バッテリー端子に 2.35 ～ 2.40 を超える電圧が発生しない限り、任意の値の直流(バッテリー自体またはその接続に関連する技術的制限に従う) を印加することによって充電されます。 V/要素 ( 25 °Cでの値)。
この規則を適用すると、実際に 2 つの連続する充電フェーズが観察されることになります。
- 1/ いわゆる CCフェーズ(定電流または定電流)。この期間では、充電器が可能な最大電流を適用したにもかかわらず、要素ごとの電圧が 2.35 V 未満になります。電流は充電器によって決定され、バッテリーによる電圧。バッテリーが再充電されると、各セルの電圧が増加します。
- 2/ いわゆる CV フェーズ (定電圧または TC定電圧) は、「吸収フェーズ」とも呼ばれ、要素あたりの電圧が 2.35 V/要素の値に達するとすぐに始まります。これは、上記の設定値の適用により、充電器 (電圧発生器に変換するサーボ システム) は、バッテリーが充電を続ける間、電圧が 2.35 V/セルに等しくなるように電流を調整します。したがって、このフェーズ中の電流は時間の減少関数になります。理論的には漸近的に 0 に向かう傾向があります。
充電の終了時に、CV 相電流は相殺されません。低いがゼロではない値で安定し、充電状態は増加しませんが、電解質から水を電気分解します。したがって、充電を中断するか、永久充電 (自己放電現象を補償するためにメンテナンスまたは「フローティング」と呼ばれます) を適用する場合は、設定電圧を 2.3 程度の値に下げることをお勧めします。 V/要素。
CC/CV 充電は、バッテリーを損傷することなく高電流で (したがって急速に) 充電できるため、広く普及しています。この充電モードは当社のすべての自動車で使用されています。DC フェーズでは、充電電流は基本的にオルタネーター (したがってエンジン) の回転速度に依存します。 ＣＶフェーズでは、電圧レギュレータ１０８による制御により設定電圧が維持される。これにより、実質的にオルタネータの励磁電流が減少し、オルタネータの出力電流が 2.35 V/セルを超える電圧になることはありません (温度に応じて若干の補正はあります)。
安価な充電器の場合、電圧を 2.35 V/セルに対応する設定値に制限できる充電器がない場合は、充電電流をたとえばバッテリー容量の 10% に制限することをお勧めします。充電終了時に発生する可能性のある過剰な電圧による有害な結果（充電中の電極の寿命への有害な結果も同様？）を最小限に抑えるためです。
この情報の出所: オルダム、Life + 2 充電器、研究開発オフィス。
セルあたり 2.34 ボルトの電圧は「Vgaz」と呼ばれます。これは、液体の電解質が電気分解する電圧 (2 H2 + O2) に相当します。新しいバッテリーは、充電終了時にセルあたり 2.65 V の電圧に達します。最初の直流充電サイクルは通常 C/7 (C: 公称容量) です。これは、1000 AH (アンペア時) のバッテリーを 142 A の電流で充電できることを意味します。Vgaz 点が得られると、負荷は次のように増加します。 C/30、または 33 A、ただし 1時間を超えてはなりません。産業では、バッテリーは 8 時間使用できる必要があります。したがって、もう一方のバッテリーはこの時間内に充電する必要があります。このタイプのバッテリーでは、電極を覆うために電解液レベルを制御し、場合によっては脱塩水を補充する必要があります。
ゲル電池に関しては、最初の充電フェーズは C/7 で行う必要があり、後者は防水であるため (爆発の危険!)、Vgas ポイントが得られると、充電は減少電流モードに切り替わります。充電時間は、80% 放電したバッテリーの場合 10 時間です。
バッテリーは公称容量の 80% を超えて放電してはなりません。バッテリーが古ければ古いほど電圧が低下する傾向があるため、電圧は時間の経過とともに信頼できる基準にはなりません。