Protejarea bateriei prin utilizarea corectă a compensării în temperatură

Durata de viață și performanța unui acumulator este legată în mod direct de temperatura de funcționare. Temperatura optimă de funcționare și cea pentru care sunt valabili parametrii din fișa tehnică este de 25°C.

Fenomenul cel mai distructiv legat de temperatură și care duce de obicei la distrugerea acumulatorului este ambalarea termică. Acest fenomen este prezent când temperatura degajată de acumulator (ca urmare a unei reacții exotermice) depășește capacitatea de disipare termică în mediul înconjurător. Se ajunge aici din cauza supraîncărcării combinată uneori cu o temperatură ridicată a mediului. În practică supraîncărcarea apare din următoarele cauze
  • Tensiune prea mare de încărcare. Această problemă se poate evita prin setarea corectă a tensiunii de încărcare și ajustarea ei dinamică prin compensarea în funcție de temperatură.
  • Curent prea mare de încărcare. Se rezolvă prin limitarea curentului de încărcare sau prin alegerea unui redresor cu un curent maxim mai mic decât curentul maxim admis de baterie. În mod normal într-un sistem corect proiectat și exploatat nu este cazul.
  • Riplu mare al redresorului.
  • Scurtcircuitarea unei celule sau punerea la masă.

 

Compensarea tensiunii de încărcare în funcție de temperatură este procedeul de variere a tensiunii de încărcare aplicate bateriei de acumulatori în funcţie de temperatura bateriei. ATENȚIE! Este important ca temperatura de referință pentru calculul tensiunii de încărcare să fie temperatura bateriei, nu cea a mediului.

Sub 25°C acumulatorii necesită o tensiune de reîncărcare mai mare decât cea nominală, iar la temperaturi de peste această valoare tensiunile trebuie să fie mai mici. Astfel, dacă bateria este încărcată sub 25°C la o tensiune prea mică, încărcarea nu va fi suficientă. În acest caz durata de viaţă a bateriei va fi redusă din cauza sulfatării iar capacitatea ei de a genera curent va fi scăzută. Aplicând o tensiune de încărcare prea mare la temperaturi peste 25°C, se va degaja foarte multă căldură, existând pericolul de ambalare termică care în final duce la distrugerea acumulatorilor.

Fiecare producător afișează în fișa tehnică a acumulatorului coeficientul de compensare, exprimat în mV/°C/celulă. Acesta reprezintă valoarea cu care trebuie modificată tensiunea de încărcare la modificarea temperaturii cu un grad Celsius. Valorile tipice sunt de  3 – 4 mV/°C/celulă

 

Soluția oferită de controlerele Cordex

Compensarea se poate activa separat atât în regim Float cât și în regim Equalize (Boost). Controlerul ajustează tensiunea redresorului la fiecare 60 secunde (2 secunde la Cordex HP) pe baza temperaturii citite de senzor și a coeficientului de compensare al bateriei. Ajustarea se face cu câte 0,1V în fiecare interval de timp.

 

Există posibilitatea reală ca în anumite situații datorită compensării tensiunea de încărcare să depășească gama de tensiuni admise de baterie și să apară pericolul apariției altor fenomene distructive asupra acesteia. Pentru evitarea ieșirii tensiunii de încărcare din gama admisibilă, se pot seta în controler limite ale compensării, în afara cărora se suspendă varierea tensiunii de încărcare. Limitarea se poate face în funcție de tensiune sau temperatură. O exemplificare a principiului de funcționare al limitării compensării în cazul unei baterii cu tensiunea nominală 48Vcc poate fi observată în graficul alăturat.

 

În funcție de model, un controler Cordex poate citi până la 4 senzori de temperatură. Aplicația tipică o constituie sistemele cu mai multe șiruri (stringuri) de acumulatori. În acest caz compensarea se face funcție de media temperaturilor citite, dacă acestea se află într-o plajă de 5°C. Dacă diferența între senzori depășește această valoare, sistemul va considera că unul din șirurile de acumulatori a intrat în ambalare termică, iar compensarea se va face în funcție de valoarea maximă de temperatură citită de la un senzor. Dacă una din valorile transmise de senzori variază brusc raportat la valoarea medie (ex. la întreruperea legăturii), respectiva citire este exceptată de la calculul compensării și este activată alarma "Senzor temperatură defect".

 

Procedura de implementare

Un circuit integrat senzor de temperatură se montează pe o bornă a unuia dintre acumulatori. Senzorul se livrează sub formă de papuc metalic ușor de montat pe unul din șuruburile bornei. Cablul care vine de la senzor se conectează în controler la una din intrările specifice, ținând cont de polaritate.

 

 

În cazul unui controler Cordex clasic, după conectarea cu calculatorul la controler conform procedurii din manual se accesează meniul Batteries > Configure Batteries . La controlerul Cordex HP, meniul se găsește în meniul Power System > System Functions > Temperature Compensation

 

Se setează următoarele:

  • Enable TC in FL Mode - activare compensare în regim Float
  • Enable TC in EQ Mode - activare compensare în regim de egalizare
  • Number of Cells - număr de celule (1 celulă corespunde la 2V nominal)
  • Temp Comp Slope - coeficient compensare în temperatură
  • Upper Temperature Breakpoint - limita superioară compensare
  • Lower Temperature Breakpoint - limita inferioară compensare
  • Probe Fail Temperature - temperatura care va fi folosită pentru calculul compensării în cazul în care unul sau mai mulți senzori de temperatură este defect. Valoarea implicită este 25°C.

 

După finalizarea și salvarea setărilor se verifică dacă temperatura măsurată de senzor corespunde cu realitate. În cazul unei abateri mai mari de 1-2 grade se va calibra intrarea de temperatură a controlerului conform procedurii din manual.