وظيفة الشحن المسبق لبطارية الليثيوم هي مرحلة شحن خاضعة للتحكم وذات تيار منخفض تُستخدم للبطاريات ذات الجهد المنخفض جدًا (أقل من 2.8 فولت إلى 3.0 فولت) أو للحد من تيار الاندفاع عند تشغيل نظام عالي الجهد لأول مرة. يمنع هذا تلف البطارية المستنفدة عن طريق تجنب الشحن الأولي المرتفع ويعمل على استقرار جهد النظام في التطبيقات عالية الطاقة، مما يضمن السلامة وإطالة عمر البطارية.

متى يتم استخدامه

شحن بطارية مفرغة بشدة:إذا انخفض جهد البطارية إلى مستوى منخفض جدًا، فقد يتسبب التيار المرتفع في تلف دائم. تستخدم مرحلة الشحن المسبق تيارًا منخفضًا جدًا (على سبيل المثال، 10٪ إلى 20٪ من السعة المقدرة) لرفع الجهد ببطء إلى مستوى آمن قبل بدء الشحن العادي.

تشغيل النظام:في أنظمة التيار المستمر عالية الطاقة (مثل تلك التي تحتوي على محولات أو تخزين للطاقة)، يمكن أن يؤدي الاتصال المباشر ببطارية إلى توليد تيار اندفاع كبير وضار يمكن أن يتسبب في تعطل دوائر السلامة. تستخدم دائرة الشحن المسبق مقاومًا لشحن مكثفات النظام ببطء، مما يسمح للجهد بالارتفاع تدريجيًا وبأمان قبل أن يغلق الموصل الرئيسي للحصول على الطاقة الكاملة.

عملية التصنيع:في التصنيع، يعد الشحن المسبق خطوة بعد ملء الإلكتروليت لإنشاء طبقة واقية على الأقطاب الكهربائية. تكون البطاريات المنتجة حديثًا في حالة جهد منخفض للغاية. يمكن للشحن المسبق أن يزيد ببطء من جهد البطارية إلى مستوى آمن عن طريق تطبيق تيار أصغر لتنشيط البطارية والمواد الكيميائية الموجودة في البطارية، وبالتالي زيادة سعة البطارية، وتحسين أدائها وموثوقيتها.

كيف تعمل

في تطبيقات الشحن:يدخل الشاحن أولاً في وضع الشحن المسبق منخفض التيار لزيادة جهد البطارية المستنفدة ببطء. بمجرد وصول الجهد إلى عتبة محددة (على سبيل المثال، 3.0 فولت)، يتحول الشاحن إلى مرحلة التيار الثابت لمعظم الشحن.

في أنظمة الطاقة:تقدم دائرة الشحن المسبق مقاومة عالية في المسار بين البطارية ومكثفات النظام. هذا يحد من التيار إلى مستوى آمن، مما يسمح للمكثفات بالشحن حتى تقترب من جهد البطارية. بمجرد أن يصبح فرق الجهد صغيرًا بدرجة كافية، يغلق المرحل أو الموصل لتجاوز المقاوم، ويمكن للنظام أن يعمل بشكل طبيعي.

فوائد الشحن المسبق

يمنع التلف:يوقف التيارات المرتفعة من إتلاف البطارية أو تعطيل قواطع أمان النظام.

يوازن الخلايا:يساعد على موازنة الشحن داخل خلايا البطارية، مما يضمن استقرارًا أكبر أثناء الشحن.

يطيل عمر البطارية:عن طريق منع التلف والإفراط في إجهاد الخلايا، يساعد الشحن المسبق في الحفاظ على صحة البطارية بمرور الوقت.

يحسن السلامة:ينشئ بدء تشغيل نظام أكثر استقرارًا ويمكن التنبؤ به عن طريق إدارة الاندفاع الأولي للطاقة.

يزيد الكفاءة:بالنسبة للبطاريات المفرغة بشدة، فإنه يجعل عملية الشحن الإجمالية أكثر كفاءة. عند اكتمال مرحلة الشحن المسبق، يمكن للبطارية قبول معدل شحن أسرع.