الشكل ,د : ميزة إعادة التكييف لمحلل بطاريات من شركة *<ع620
الدع أحد عي الدين عطية

1120614 الفصل الرابع
طرق الشحن
نظرة عامة (0016111677):
يقدم هذا الفصل نغارة شاملة عن طرق شحن البطاريات» حيث يعرف أولاً بمفهوم النسبة © ثم يتنقل ليشرح أهم
خصائص الشواحن وأنواعهاء بعدها سنتطرق للحديث عن شحن بطاريات لآ وبطاريات اشيكل وبطاريات
اللييوم؛ وبعد ذلك ستتحدث عن الشحن عند درجات جرارة مثفاوتة؛ وستحدث عن رقاقات الشحن وعن
تقنيات الشحن باستخدام منفذ 17533 ثم الشحن مع مصدر قدرة آخرء وستطرق بشكل مبسط لطريقة الشحن
اللاسلكية ثم سنضع جدولاً لمواعيد الشحن
4 ماهي النسبة ) (0-11216) ع1 5 07/131/ا) :
في العام 1700م قام العالم تشاراز- أوغستين-دي كوب بوضع قاعدة تقول: "هي بطارية تستقيل تيار شحن قيمته
18 أي 16 يتم شحنه كل ثانية" أي في عشر ثواني فإن ‎٠١‏ كولب تمر في البطارية وهكذا
عند التفريغ؛ ينم عكس العملية باليوم فإن مصنعي البطاريات يستخدمون النسبة 62 لقياس تيار لشحن وتفيغ
البطارية
معظم البطاريات المحمولة تقدر ب 16» وهذا يعني أن بطارية 10001013 والتي يتم تفريغها عند نسبة 1 يجب
تقدم تيار قيمته 500117 لساعتين
عند النسبة 20 فإن بططارية 100011/11 يجب عليها تسليم 200011711 قصف ساعة
النسبة 16 تعرف أيضاً بتفريغ قدره ساعة واحدة النسبة 056 هي تفريغ قدره ساعنين 2 هي تفيغ قد نصف
ساعة تفريغ إن سعة البطارية أو كمية الطافة التي تحملها البطارية؛ يمكن قياسها يجهاز تحليل البطاريات» حيث يقئ
هذا الجهاز بتفريغ البطارية عند تيار محدد بينما يقوم بفياس الزمن الذي تأحذه البطارية للوصول إلى جهد التفيغ
والجهاز يقوم يترخن العرجة بسية معوية ومعدلات: امية:
حيث يمكنه إظهار نسبة 10096 عند فحص بطارية سعنها 100117/17 وإذا استمر التفريغ ل 30 دقيقة قل
الوصول إلى غمحاية فرق جهد التفريغ فإن البطارية يكون لديها سعة قدرها 5096 وللحصول على قراءة سعة جيدة
نسبياً يقوم مصنعو البطاريات بشكل عام بتقدير بطاريات حمض-رصاص عند )005 أو ‎٠0‏ ساعة تفيغ
حتى عند نسبة التفريغ البعليغة هذه فإنه من النادر الحصول على سعة كاملة 10096
الشكل 1,4 يشرح أزمنة تفريغ بطارية حمض- رصاص عند أحمال متفاوتة وينم التعير عنها بالنسبة
المندس: أد محي الدين عطية

الا حمية 19 ج
الشكل ا يبين طحنيات التفريغ التموذجية لبطارية حمضش-رصا ص كنابع للدسبة :)
البطاريات الأصغر تقدر عند نسبة تفريغ 16 ويسبب السلوك السيء تقدر بطارية حمض-رصاص عند نسبة تفيغ
بما أن بطاريات النيكل والحمض يمكن تفريغها عند نسبة مرتفعةء فإن دارة الأمان تمنع اللينيوم أيون ذو مهبط الكويالتك
من التفريغ فوق نسبة 1 ولمنغنيز الفوسفات يمكنهم تحمل نسب تفريغ تصل ل( 100 وباثالي عثية تيار يمكن
ضبعلها بشكل أعلى وما لذلك
إن أداء وطول الخدمة للبطاريات القابلة لمشحن هو حال طويل محكوم بنوعية الشاحن
بسبب الأسعار العالمية المرتفعة» فإن شواحن البطاريات تعطى عادة أولوية منخفضة وحصوصاً فيما يخص متجات
المستهلك» إن ااحتيار شاحن نوعي له اعتبارات مهمة» وذلك باعتبار كلفة استبدال البطارية والحرمان من الأداء الجيد
ها هناك نوعين مختلفين من الشواحن: الشواحن الشخصية والشواحن السريعة» تستخدم الشواحن السطحية من أجل
الهواتف الخلوية» الأجهزة المحمولة» الطاولات أو الكاميرات الرقمية» حيث تأي هذه الشواحن مع التجهيزات الشخصية
عند استخدامها في التطبيقات المقصودة
إن الشاحن السريع يخدم الموثلفين في ببئة المريق» وعادة ما تملك هذه الشواحن عدة مقابس» إن مصنع التجهيزة
الأصلية 015111 (1ع 61117 11271112 0111171 تنا 150 011811121) يقوم ببيع الشواحن وأجزاء ملحقة معه
فبينما ال 0111 يحدد أو يعطي الخطلبات الأساسية» فإن مصنعي الملحقات عادة يقومون بتضمين ميات خاصة مثل
وظليفة التفريغ لتكييف وتحديد البطارية
المهندس: أجد محي الدين عطية

فشحت درحة التجمدء تقلل الشواحن أو تمنع عملية الشحن وذلك اعتماداً على نوع البطارية» وفي الدرحات العالية
فإن الشاحن يعمل فقط عندما تكون درحة الحرارة في مستوى الأمان بشكل طبيعي إن شواحن بطاريات -1,680
0 المتقدمة تقدم عتبات جهد للتحكم بالحرارة
هناك طريقتين شائعتين للشحنء وهما محدودية الجهد ومحدودية الثيار (آ/آ ‏ ,آن))ء وإن شواحن الرصاص والليثيوم
تحدد الجهد عند عتبة ثابتة وعند الحصول على فرق الجهدء تبدا البطارية بالإشباع ويهبط النيار أثناء استقباله الشحن
المتبقي بناءً على جدوله الزمني الخاص به
إن كشف اكتمال الشحن يحدث عن هيوط التيار إلى مستوى مناسب مصمم له
على الخانب الآحرء فإن بطاريات النيكل تشحن بتيار متحكم به» ويسمح للجهد بأن يتقلب بجرية» وهذا يمكن
مقازنته بترك وزن مع حزمة مطاطية
إن هبوط الجهد بشكل طفيف بعد ارتفاع مستفر يشير إلى اكتمال شحن البطارية حيث إن نغرية أو طريقة هبوط
الجهد تعمل بشكل جيد في إزلة الشحن السريع وبكل حالء فإن الشاحن يجب أن يتضمن متطلبات أمان أخحرى
لكي يتعامل مع التشوهات أو الأمور الشاذة كالقصر الكهربائي أو عدم الاتصال بين حلايا البطارية
معظم البطاريات والشواحن أيضاً تتضمن حساسات للحرارة من أجل إنحاء الشحن عند تخطي الحرارة مستوى الأمان
إن درجة الحرارة ترتفع بشكل طبيعي» حصوصاً عندما تتجه بطاريات النيكل نحو حالة الشحن الكامل وعندما تكون
في وضعية "الجهوزية" يجب تريد البطارية إلى درحة حرارة الغرفة؛ حيث أن ارتفاع حرارتها يسبب الإجهاد ويقصر عمر
البطارية إذا تعرضت الحارة مرتفعة بشكل مطول حيث ينصح يعدم ترك بطاريات النيكل لأكثر من عدة أيام في
الجن :
يجب الحفاظ على بعطلاريات الليفيوم من الحرارة أثناء الشحنء وإذا حصل ذلك فإن البطارية أو الشاحن سيفشل
إن بطاريات اللينيوم لا تطبق شحن مقطر حيث يتم فصل البطارية كهريائياً عند ثمام الشحن» وإذا تكت البطارية أو
مجموعتها في الشاحن لعدة أسابيع» فإن إعادة شحن سوف تحدث مسببة هبوط جهد الدارة المفتوحة تحت مستوى
العنبة حيث أنه من غير المهم إزالة بطارية اللينيوم- أيون من الشاحن عند تمام الشحن» على أية حالء إذا لم تستخدم
البطارية لأسبوع أو أكثر» فمن الواجب إزالنها وإعادة شحنها ثانية قبل الاستخدام
يقدم شاحن الخوال استطاعة بحدود 21/7811 عند الشحنء بينما الحاسب المحمول يتطب تقريباً 1001/7 عند
الشحنء حيث إن تيار الجهوزية أو تيار الشحن يجب أن يكون متخفضاً ودرجة الطاقة للجيال بحدود 301221/17 أو
250177 والئية بحدود 250-35/0111/7 إن معدل الصناعي هو 30011217 في حالة عدم اللحميلء
المهندس: أجد حي الدين عطية

ليس كل العلماء يقبلون بفكرة أن البطارية الفارسية هي مصدر للعلافة حيث من المتمل أن التجهيزة استخدمت
لعملية الطلي الكهربيء كإضافة طبقة من الذهب أو من معادن ثمينة أحرى إلى السطح الخارحي لمادة ما قيل بأن
واستخدموا التقنية الغلفانية في صناعة الجوهرات باستخدام محلول كهربائي أساسه عصير العتب من أجل صنع علي
الذهب على الأواتي الشخارية والفرس الذين حكموا بغداد "150 عام قبل الميلاد" را استعملوا البطاريات لطلي
الفضة
كانت هناك نغظارية واحدة تعد من أقرب النغظريات لوليد الكهرباء في الأزمنة الحديثة ألا وهي توليد الشحنة الساكنة
عند فكها وتدويرهاء فإنحا كانت تقوم يجذب الريش وقصاصات الورق كان 5116116166 قادراً على إلبات أن
إن الاستخدام العملي الأول للكهرباء الساكنة كان "المسدس الكهربائي"» بالذي انخترعه العالم الإيطالي
' 170118 221685311010 " بين الأعوام "45 17م-1017م" هو فكر بتوذر اتصالات على مسافات بعيدة؛
الطرف المستقيل» توضع ثماية السلك في جرة مليعة بغاز الميتان لتوليد إشارة مشفرة مثلًء فإن إشارة كهربائية يم
رسالا عبر السلك من أجل تفجير المسدس الكهربائي إن رابط الاتصال هذا لم يتم بناؤه مطلقاً والشكل ‎1,١‏
يفظهر رسم بقلم رصاص عائد !01]3/آ 1655311010 '
الشكل 7,1 : العالم 1701123 1655311010/
في العام 1791 وثّناء العمل في جامعة بولونياء اكتشف العالم لريجي غلفانٍ "6317111 81لناءآ " بأن عضلة
ساق الضفدع تنجذب عند مسها جسم معدن هذه الظاهرة أصبحت تعرف باسم "الكهرباء الحيوانية" مدفوعاً بحذه
التجاربء بدا ثولنا بسلسلة تجارب مستخدماً الزك» الرصاصء القصديرء والحديد كصفائح موجبة (قطب
المهندس: أجد حي الدين عطية

إن الاستطاعة الاحتياءطية الممخفضة ممكنة للشواحن الصغيرة مثل شواحن الجولات والتى غالباً ما تقوم على حاصية
"كت وشغل ا
117116 بض الإرشادات عند شراء شاحن بطاريات:
استخدام الشاحن الصحيح من أجل كيميائية البطارية» فمعفلم الشواحن تخدّم كيميائية واحدة فقط
إن جهد البطارية يجب أن ينوافق مع الشاحن» لذا يجب عدم القيام بالشحن في حال الاختلاف
بدون التطرق للسبب» فإن معدل 11ل/ للبطارية يمكن أن يكون أعلى أو أقل من المحدد حيث البطاريات
الكيرة تحتاج مدة أطول للشحن مقارنة مع الأصغر منها والعكس صحيح
© إن الأمير الأعلى للشاحنء يأحذ الزمن الاقل للشحنء فهناك محدوديات فيما يتعلق بقدرة البطارية على
الشحن السريع
© إن الشحن الدقيق والشحن المقطر الصحيحان يزيدان من عمر البعلارية
* عند إشباع البطارية بالكامل» فإ شاحن حمض-رصاص يجب تبديله إلى فولطية أقل» وشواحن النيكل يجب
أن تملك شحن مقطر لا 111/111 شواحن الليفيوم لا تقدم شحناً مقطلاً
© الشواحن يجب أن تمتلك تحاواً للحرارة من أجل إنماء الشحن عند عجز البطارية
اللينيوم يجب 0 تبقى باردة نسبياً أثناء الشحن
4 الشاحن البطيء "11818561 51017:
يعرف أيضاً ب "الشاحن الليلي"» والشاحن البطيء يعود إلى أيام ال 11108 القديمةء حيث يطبق شحن ثابت بحدود
00 (عشر السعة المقدرة) طالما أن البطارية موصولة
الشواحن البطيعة بسيطة جداًء ولا تمتلك كاشف اكتمال الشحنء تيار الشحن دائماً مشغول وزمن الشحن للبطارية
البطاريات يجب ألا تبفى في الشحن لأكثر من يوم أو يومين وذلك بسبب تشكل "الذاكرة" أو المعروفة باسم "التشكل
تبرز مشكلة أخحرى عن شحن البطارية في مستويات 111/11 متخفضة أكثر من المستويات المحددة أو المخصصة وعلى
الرغم من أن الشاحن البعليء سيقوم بشحن البطارية بشكل طبيعي أولاًء إلا أن الميار الأعلى من النسبة 016 لخل
هذه البطاريات الصغيرة سيسبب زيادة في سخونتها وتنجه بالنالي نحو حالة الشحن الكاملء وذلك كونه لا توجد
حماية عند انخفاض النيار أو عند انتهاء الشحنء كما أن الحرارة الكيرة سوف تسبب قصر عمر البعلارية أو المجموعة
المهندس: أجد محي الدين عطية

يجب دوماً ملاحفلة درحة الحرارة للبطارية أثناء الشحن ويجب إزافها عند دفء ملمسها حيث أن معفلم الشواحن
البعلية لا تملك مؤشرات على اكتمال الشحن
اكتمال الشحنء وتبقى درجة الحرارة باردة» ويسوء الأداء كثراً
توجد الشواحن البعطيئة في الحواتف اللاسلكية» فاشي الأسنان الكهربائية؛ و ألعاب الأطفال
7 الشواحن المتوسطة السرعة 11815615 142110:
إن الشوان المستمرة تستخدم غالباً وبشكل عام لمنتجات المستهلك» وزمن الشحن للمجموعة الفارغة يتراوح بين ‎1-١‏
‏ساعات ومعفلم الشواحن السريعة تتضمن حماية حرارية للتأمين من الفشل الكيميائي والكهربائي» هذه الميزة تقدم
فإن الإنتاج الضخم لا يجعل سعرها متوسعاً ومقبولاً بشكل عام
4 الشواحن السريعة 118185617 1]251:
تقدم هذه الشواحن العديد من المزايا والفوائد وأفضل هذه المزايا هي تفصير زمن الشحن فالحاجة إلى منبع قدرة ضخم
ودالات تحكم معفدة أكثر يجعل الشواحن السريعة أكثر الشواحن ملائمة للاستخدام النجاري كالمجال الطيء
العسكري» الاتصالات وأدوات القدرة
إن أزمنة الشحن الأسرع تتطلب اتصالات أكثر قوة بين الشاحن والبطارية عند نسبة شحن 16 والتي تستخدمها
الشواحن السريعة بشكل نموذجي فإن شحن ‎١‏ 1111111 و ١ل‏ 10100 الفارغة يتطلب أقل من ساعة واحدة
إن بعض شواحن النيكل تفلل من تيار الشحن وذلك لتحقيق مقبولية شحن أقل؛ وعند اكتمال شحن البطارية؛ فإن
الشاحن يتغير نمعله إلى الشحن المقطر والذي يعرف أيضاً ب "شحن الصيانة"
معفلم الشواحن السريعة لبعطاريات النيكل ال 1011111 و ال 10100 تتضمن نفس حوارزمية الشحن لكل من النوعين»
والشحن ل 7096 عند نسبة 16 يتم في أقل من ساعة وزمن الاستراحة مكرس للشحن الأعظمي
إن الشحن الحزئي عند النسب الأعلى يكون أفضل ويقدم شحن كامل للبطارية كل عدة أسابيع وذلك لجع حدوث
تكبرت لبطارية
المهندس: أجد محي الدين عطية

,7 الشواحن فالئقة السرعة 1181656175 1251 101112:
إن معظم بطاريات 11100 وعدة أنواع حاصة من بطاريات ليثيوم يمكن شحنها عند نسبة تفريغ مرتقعة جداً تصل ‎١‏
ب دقائق ولكن هناك محدودية
لتطبيق شحن فائق السرعة يجب مراعاة الشروط الثنالية:
يجب تصميم البطارية بشكل يتوافق مع حالة الشحن فالق السرعة» حيث إن نقل التيار يكون محدوداً في
العديد من مجموعات البطاريات الأخرى
يمكن تطبيق الشحن فائق السرعة قط حلال طور الشحن الأول» حيث يجب حفض تيار الشحن عند
الوصول إلى عتبة تيار الشحن
» جيع الخلايا في المجموعة يجب أن تكون متوازنة وفي حالة جيدة» فالبطاريات القديجة ذات المقاومة الداحلية
الأعلى يوف تشحن بسرعة»؛ وهي غير مناسبة لهكذا شحن
الشحن فائق السرعة لا يمكن إنجازه إلا في درجات حزارة معندلة» الدرجات المنخفضة تبط من التفاعل
الكيميائي» والعطاقة التي لا يمكن امتصاصها تسبب تسمماً بالغاز وتسخيئاً في بنية البطارية
الشاحن يجب أن يتضمن حماية حزارية ووسائل حماية أحرى لإيقاف الشحن عند تعرض البطارية لإجهاد ما
عدم النقيد بحذه الشروط يسبب تشوهاً مستمراً في كيميائية البطارية وبالثالي حطر الحريق
الشكل 1,4 يقارن حياة دورة بعلارية لييوم أيون عند شحنها وتفريغها بنسبة 16 20 30
إن دورة شحن وتفريغ النسبة 16 تسبب هبوط السعة من 0/11ا6501 إلى 55011711 بعد ‎50٠0‏ دورة وهذا
ينعكس بنقصان السعة إلى نسبة /849
النسبة 2 من هبوط السعة إلى 310110/11 وقثل نقصاناً قدره 96 47
النسبة 36 تسبب فشل البطارية بعد 360 دورة فقط ومع سعة قدرها 269
الشكل 4 يبين أداء دورة العمل لبطارية ليئيوم أيود عند نسب تفريغ منفاوتة
المهندس: أحد محي الدين عطية

الشكل 4 يبين شاحن فاق السرعة
* يجب إيقاف تشغيل المجهيزة المحمولة أثناء الشحن» فالحمل الطفيلي "لمنبقي" يعطب الشاحن
© يجب الشحن عند نسبة 2 معتدلة إن أُمكن فالشحن السريع جداً يسبب إجهاداً قوياً جداً
* الشحن السريع والشحن فائق السرعة يحدثان شحن جزلي للبطارية فقط والشحن القسمي الأعظمي الأبطء
يكمل عملية الشحن
© يجب عدم القيام بالشحن السريع والشحن فائق السرعة للبطارية في الحو البارد أو الحار» ها فقط في الحرارة
© يجب عدم القيام بالشحن السريع والشحن فائق السرعة من أجل بطارية منخفضة الأداء يوجد القليل من
الشواحن القادرة على تقييم ظروف البطارية واحتيار الشحن الملائم وفقاً لذلك
الشواحن 11100 016
البطيئة نمخ-201م1
المنوسطة 11-2
السرعة
الشواحن فثقة | 111111111108 | 1-106
السرعة 11-2
4 ساعة
‏ساعة أو أكثر
‏دقيقة
‏شحن صنخفض صتمر أو
هؤقت ثابت»؛ خاضعة لزيادة
‏بعد شحنها
الاستراحة
‏نفس المتوسعلة مع خدمة:
‏دين
‏تطبق حالة شحن بحدود
7096 محددة للبطاريات
الخاصة