Exploración cualitativa de la tensión de flotación y preguntas frecuentes
Qué es la tensión flotante
Los antecedentes de una etapa de flotación son cruciales para su comprensión. Bajo la tensión de flotación, la potencia de carga debe ser suficiente para compensar la pérdida de potencia de la batería debido a la autodescarga y la necesidad de circulación de oxígeno, también es necesario garantizar que la batería descargada se cargue completamente en un período de tiempo relativamente corto, de modo que la batería pueda mantenerse en un estado de carga completa durante mucho tiempo. Al mismo tiempo, el voltaje debe seleccionarse de forma que se minimicen los daños a la batería por sobrecarga.
Figura 1: Explicación gráfica de la tensión flotante
La tensión de flotación adecuada varía significativamente con la química y la construcción de la batería, y también depende de la temperatura ambiente.
¿Cuál es la causa de la tensión flotante?
La mayoría de las baterías tienen una resistencia interna distinta de cero, y una pequeña corriente de fuga fluye dentro de la batería para causar pérdidas de almacenamiento. Cuando una batería se carga a su máxima capacidad, debe mantener el SOC después de superar el efecto de la corriente de fuga. La tensión de flotación es la tensión a la que el cargador mantiene el SOC totalmente cargado de la batería a pesar de la corriente de fuga o la autodescarga.
Esta corriente de fuga provoca entonces pérdidas conocidas como autodescarga de la batería. Por lo tanto, la causa principal de la tensión de flotación es el flujo de corriente de fuga dentro de la batería o la autodescarga.
¿Cómo se mide la tensión de flotación?
El fabricante de la batería proporciona información completa o utilizar un multímetro para medir sobre la batería donde se da el voltaje de la etapa de flotación para cada batería, y el consumidor debe tener en cuenta estos valores antes de configurar el sistema.
¿Necesitan las baterías de iones de litio una carga flotante?
La tensión de flotación depende del tipo de batería y de su construcción. Por lo general, la carga de flotación es generalmente batería de plomo-ácido, y la carga de flotación de la batería de plomo-ácido es prolongar la vida útil.
Debido a que la batería de litio tiene un rango de voltaje, si la batería se ha cargado hasta el límite superior del voltaje, la carga flotante en este momento puede causar sobrecarga, y la carga flotante a largo plazo de la batería de litio afectará a la vida útil de la batería. Por lo tanto, la fabricante de baterías de iones de litio odm no recomienda cargar las baterías de iones de litio mediante carga flotante.
¿Cuál es la tensión de flotación de una batería de iones de litio de 12 V?
Las pilas de fosfato de litio y hierro (LiFePO4) tienen una tensión nominal de 3,2 V y suelen cargarse completamente a 3,4 V. Al mismo tiempo, la tensión máxima de carga es de 3,65 V. El Batería de iones de litio de 12 V La formación es tal que cuatro celdas de la capacidad mencionada se conectan en serie para sumar 12,8 V. La tensión máxima de carga de este pack de baterías es de 14,6 V.
| Porcentaje(SOC) | 1 Celda | 12V |
|---|---|---|
| 100% Carga | 3.65 | 14.6 |
| 100% Descanso | 3.40 | 13.6 |
| 90% | 3.35 | 13.4 |
| 80% | 3.32 | 13.3 |
| 70% | 3.30 | 13.2 |
| 60% | 3.27 | 13.1 |
| 50% | 3.26 | 13.0 |
| 40% | 3.25 | 13.0 |
| 30% | 3.22 | 12.9 |
| 20% | 3.20 | 12.8 |
| 10% | 3.00 | 12.0 |
| 0% | 2.50 | 10.0 |
Tabla 1: Tensión de flotación para baterías de distintos valores de tensión
La Tabla 1 muestra las tensiones de flotación de algunas baterías de tamaño estándar. En la sección anterior se exploró cualitativamente la necesidad de la tensión flotante en el contexto de las baterías de iones de litio. Además, la tensión de corte de carga máxima es más valiosa que la carga flotante.
Sin embargo, la tensión de flotación de 14,6 V (igual a la tensión de carga máxima) también es útil después de suministrar una tensión de absorción de 14,4 V. Por lo general, la tensión de carga media es 1,175 veces la tensión nominal de la batería.
¿Cuál es la diferencia entre tensión de goteo y tensión de flotación?
Para entender la diferencia entre uno y otro tipo, debemos diferenciar entre carga por flotación y carga por goteo. La siguiente discusión ayudará a la causa:
Carga del flotador
La carga de flotación es uno de los métodos estándar de carga de baterías, y su principio básico de funcionamiento es mantener la tensión de flotación. La tensión de flotación es la tensión mínima que se aplica a la batería incluso después de que esté completamente cargada. Sin embargo, es esencial entender que esta tensión de flotación es inferior a la tensión de carga máxima de la batería.
Porque si la tensión de flotación aumenta por encima de la tensión máxima, las celdas se sobrecargan y pueden resultar dañadas. La ventaja de aplicar tensión de flotación es mantener el SOC de carga completa de la batería. Si no aplicamos tensión de flotación, la autodescarga puede hacer caer la batería desde el estado de carga completa.
El sistema de carga por flotación se utiliza principalmente como energía de reserva y para casos de emergencia, por ejemplo Batería de litio del SAI. En el método de carga por flotación, la batería, la carga y el cargador están conectados eléctricamente en paralelo, por lo que la batería siempre permanece completamente cargada y no es posible que se autodescargue.
Sin embargo, con la carga a flote, la batería tarda más tiempo porque se está cargando a una corriente baja. La carga a flote es más adecuada para aplicaciones de baja potencia y bajo tiempo de respaldo y no se recomienda para aplicaciones de alto tiempo de respaldo.
Carga lenta
Sin embargo, en el método de carga por goteo, la batería no está conectada a la carga durante la carga. Además, el cargador de flotación desconecta la batería del suministro cuando alcanza el SOC completo, pero esta función está disponible en los cargadores de goteo. Al igual que los cargadores de flotación, los cargadores de goteo también proporcionan una tensión y una corriente bajas a la batería para evitar la sobrecarga. Los cargadores por goteo son adecuados para baterías que funcionan con cargas ligeras.
En general, la carga de flotación sirve principalmente para mantener la batería a plena tensión durante su uso para evitar pérdidas de potencia, mientras que la carga de goteo sirve principalmente para cargar con una pequeña corriente cuando la batería está casi cargada para protegerla .
Tensión de flotación vs Tensión de goteo
Como ya se ha mencionado, la tensión de flotación es la tensión mínima que recibe la batería incluso después de estar completamente cargada. Generalmente, la tensión de flotación para una batería de 12 V es de aproximadamente 2,25 V por celda o 13,5 V. En el otro extremo, la tensión de goteo equivale a cuando la tensión antes de que la batería esté casi completamente cargada es como cargar a 96%. Según la Tabla 1, la tensión de goteo de 12V en este momento es de 13,4V.
Cuánto tiempo se puede dejar un cargador de flotación en una batería
El primer paso es calcular la tensión y la compensación de temperatura adecuadas para la batería. Una vez que se aplican las tensiones adecuadas con una compensación de temperatura razonable, se puede mantener un cargador de flotación conectado indefinidamente a la batería sin dañarla. Sin embargo, el valor adecuado para la tensión de flotación varía según el tipo, la química y la construcción de la batería.
¿Qué ocurre si la tensión de flotación es demasiado alta o demasiado baja?
Aplicar una tensión de flotación inferior a la tensión máxima de la batería provocará una carga incorrecta y una mayor corriente de flotación, anulando el objetivo principal de la tensión de flotación. Si aplicamos una tensión de flotación demasiado alta, las baterías pueden dañarse por sobrecarga y su vida útil se acortará.
A qué hay que prestar atención cuando se cobra por flotación
Al configurar la tensión de flotación, debe conocer la tensión máxima de circuito abierto de la batería y la tensión de flotación recomendada por el fabricante, y debe estar equipada con una fuente de alimentación de carga flotante de CC rectificada con buenas prestaciones de estabilización de corriente y tensión.
Como la tensión de flotación mantendrá la batería 100% cargada sin carga conectada, conservando la máxima VOC, su valor debe ser como mínimo la tensión máxima y muy superior al límite máximo definido por el fabricante. La tensión debe cumplir la normativa, para que la corriente de carga flotante pueda mantenerse en un valor de corriente constante para cargar la batería. El uso a largo plazo de la carga flotante requiere un mantenimiento regular, compruebe la gravedad específica de su electrolito, si se encuentra que es demasiado baja, averigüe la razón.
Conclusión
La tensión de flotación es una importante vía de investigación en el campo de las baterías. La tensión de flotación depende de muchos factores, como el tipo de batería, el electrolito y la composición química. Normalmente, los fabricantes proporcionan al usuario el valor de la tensión de flotación para un uso eficiente de la batería. Asegúrese de cargar la batería con la tensión correcta para proteger su salud.
