logo1

logoT

 

Напряжение зарядки аккумулятора


Правильный и безопасный заряд аккумулятора - как и чем заряжать? | Статьи

Как правильно и безопасно зарядить авто (мото) свинцово-кислотный аккумулятор. 

Сразу оговоримся - настоящая статья предназначена для неподготовленных людей, аккумуляторщики и опытные пользователи вряд ли почерпнут для себя что-то новое.

Не отвлекаясь на второстепенные моменты, мы постараемся донести до читателей статьи базовые основы заряда аккумулятора и поможем выбрать правильное зарядное устройство.

Какие существуют методы заряда.

1. Заряд постоянным током.

Заряд производится при установленном значении зарядного тока (измеряется в Ампер) без ограничения напряжения (измеряется в Вольт). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – классический тяжелый трансформаторный зарядник – выпрямитель. Величина зарядного тока и длительность заряда определяются исходя из значения емкости, технологии изготовления и состояния аккумулятора. Ограничить напряжение при таком способе заряда возможно только вручную, уменьшением значения тока. Данный способ используется как правило профессиональными аккумуляторщиками и рекомендуется только для опытных пользователей.

2. Заряд при постоянном напряжении.

Заряд производится при заданном постоянном значении напряжения. Ток может быть ограничен возможностями и настройками зарядного устройства (пользователем). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – автомобильный реле-регулятор. Современные продвинутые реле-регуляторы способны менять напряжение заряда по алгоритмам, установленным автопроизводителями, но суть от этого не меняется – заряд все равно происходит при постоянном напряжении.

3. Заряд смешанным методом.

Первый этап заряда производится методом постоянного тока установленным (ограниченным) значением тока до достижения заданного значения напряжения (предустановлено в зарядном устройстве или ограничено пользователем). Второй этап начинается по достижении заданного напряжения, зарядный ток стабилизируется и его значение начинает падать, по сути на данном этапе заряд уже идет при постоянном напряжении. Правильный заряд этим так называемым смешанным методом могут обеспечить современные импульсные зарядные устройства, но только те, которые имеют функцию ограничения напряжения значением, подходящим для технологии изготовления и состояния конкретно взятого аккумулятора. Данный способ (метод) и подходит больше всего обычному, неопытному пользователю, которому надо при проведении заряда учесть состояние своего аккумулятора и технологию его изготовления, а также уяснить ряд нехитрых правил проведения заряда. Ну и, конечно, надо иметь правильное зарядное устройство.

Необходимо уяснить, что ресурс батареи снижают три основных явления:

– Оплывание (осыпание) активной массы с решеток (электродов), которое происходит при перезаряде либо в процессе естественного механического износа, застарелый сульфат в активной массе также способствует ее быстрому осыпанию. Данное явление носит необратимый характер, лечению не подлежит, при критическом уровне данного процесса батарея подлежит замене.

- Сульфатация, т.е. образование кристаллов сульфата свинца на пластинах в процессе разряда АКБ. Сульфат всегда присутствует в любой батарее, его образование и растворение – это естественный рабочий процесс, происходящий при разряде-заряде батареи. Кристаллы сульфата могут быть небольшими и легко растворимыми, при хроническом недозаряде они становятся крупными и тяжело растворимыми. Данное явление носит обратимый характер, но чем старее в батарее сульфат, чем глубже он проник в поры активной массы, тем тяжелее его растворить, тем больше усилий придется для этого приложить и больше действий совершить.

- Расслоение электролита (кислотная стратификация). Электролит состоит из воды и серной кислоты, причем кислота физически тяжелее воды. В процессе заряда сульфат растворяется и кислота снова попадает в электролит, причем стремится стечь по пластинам в нижнюю часть корпуса АКБ. Данное явление наиболее усиливается в разряженных батареях и наименее характерно для тех АКБ, в которых разряд незначительный и своевременно восполняется. Устраняется расслоение электролита путем доведения заряженной батареи до состояния, при котором происходит ее интенсивное «кипение», т.е. электролиз, разложение воды на кислород и водород.

Вышеперечисленные явления как правило идут рука об руку, и эксплуатация АКБ с застарелым сульфатом приводит к ускоренному осыпанию  активной массы (нерабочая осыпающаяся активная масса называется шламом) и повышенному расходу воды из АКБ, все это сопровождается расслоением электролита. Это происходит потому, что крупные кристаллы сульфата уменьшают площадь пластин, на которой происходит химическая реакция, оставшаяся рабочая активная масса подвергается более высокой нагрузке, все больше зарядного тока бесполезно тратится впустую на электролиз – разложение воды на кислород и водород. Соответственно, чем больше в АКБ застарелого сульфата, тем быстрее происходят описанные негативные процессы и все ближе утилизация АКБ.

Правильный и полноценный заряд проводится при температуре АКБ, равной комнатной. Но начинать заряд вполне можно при любой температуре АКБ, если батарея очень холодная, заряд просто нужно начинать малым током.

Если нам нужно зарядить исправный аккумулятор, который имеет свежий незначительный разряд, скажем, не более 50 % от емкости, достаточно будет ограничить напряжение окончания заряда 14,8 – 15 Вольт, зарядный ток ограничиваем значением, не превышающем 10 % от реальной емкости аккумулятора (учитывайте, что за время эксплуатации емкость может значительно уменьшиться относительно исходной). Свидетельством окончания заряда будет служить падение зарядного тока до значения 0,5 – 1 Ампер. Наличие пробок на аккумуляторе позволит окончательно убедиться в окончании заряда путем измерения контроля уровня электролита и его плотности, которая должна достичь заводской – 1,27 – 1,31 г/см3 (крайне желательно знать исходную плотность).

Если требуется зарядить аккумулятор с почти полностью разряженного состояния, либо есть сомнения относительно его исправности или есть необходимость в сезонном профилактическом заряде, целесообразно применить несколько иной алгоритм заряда, разделив заряд на два этапа.

На первом этапе, не нагружая активную массу на пластинах, проводим заряд током, не превышающем 10 % реальной емкости АКБ, ограничив напряжение безопасным значением, не более 14,4 – 14,8 Вольт. Перед зарядом необходимо убедиться, что уровень электролита достаточен, чтобы были закрыты пластины, при необходимости немного долить дистиллированную воду. Доводить уровень до исходного на первом этапе не нужно, так как в процессе заряда он может подняться и есть риск получить избыточный уровень электролита. Если батарея была глубоко разряжена или долго эксплуатировалась в состоянии хронического недозаряда, лучше значение тока выставить как можно меньше, вплоть до 1 % от емкости. Чем меньше значение зарядного тока, тем качественнее и полнее происходит заряд, только дольше по времени. На первом этапе задача состоит в том, чтобы максимально полно восполнить емкость батареи без избыточной нагрузки на активную массу на решетках. Индикатор окончания первого этапа заряда – падение зарядного тока до значения менее 0,5 - 1 Ампер, чем меньше, тем лучше.

На втором, самом важном этапе заряда, нужно решить две основные задачи – растворить застарелый сульфат и устранить расслоение электролита. При наличии неравномерного и/или недостаточного уровня электролита также добавляется задача выровнять уровень и плотность электролита во всех банках. В таком случае второй этап заряда также называется уравновешивающим, или выравнивающим зарядом.

Необходимо тщательно выровнять уровень электролита дистиллированной водой. И довести его до уровня заводского, который в разных АКБ составляет от 1,5 до 3 см. Проще, если в АКБ есть какие-либо физические индикаторы в виде, например, пластиковых лапок-ограничителей. Если нет, нужно найти информацию в руководстве или на сайте завода-производителя.

Устанавливаем такие параметры заряда, которые обеспечат интенсивное газовыделение из электролита, т.е «кипение». Напряжение, при котором будет интенсивно кипеть АКБ по технологии Са/Са, составляет примерно 16 - 16,3 Вольт, гибридная Sb/Ca – примерно 15,2 – 15,8 Вольт, для сурьмянистых должно хватить 14,6 - 15 Вольт. Величину зарядного тока лучше ограничить 1 – 5 % от емкости АКБ, причем чем более «запущена» батарея, тем меньше зарядный ток есть смысл выставить, заданное напряжение при этом будет достигаться конечно же дольше.

Положительный результат можно будет считать достигнутым, если зарядный ток после достижения заданного напряжения упал до 0,5 - 1 Ампер и ниже, плотность электролита достигла исходного значения 1,27 – 1,31 г/см3 (необходимо знать заводские параметры плотности), стала равномерной во всех банках, и значение плотности не меняется на протяжении двух – трех часов. Даже если за короткое время зарядный ток упал до низкого значения (0,5 Ампер), заряд все равно целесообразно продолжить на протяжении нескольких часов для устранения кислотной стратификации. Если положительный результат не достигается на протяжении многих часов, если по плотности «отстают» некоторые банки, можно поднять напряжение заряда на 0,1 – 0,3 Вольт. Иногда можно и даже нужно поднять ток и напряжение заряда и выше, или вообще снять ограничение по напряжению, но, повторяемся, наша статья для неопытных пользователей, данные действия Вы будете осуществлять на свой страх и риск.

Если описанные действия не привели к нужному результату, отдайте АКБ в квалифицированный сервис или замените на новую. Либо выжмите из нее оставшийся ресурс и потом замените.

Если у Вас АКБ с лабиринтной крышкой без пробок, отрегулировать уровень электролита без «колхозинга» не получится, поэтому нужно хотя бы попытаться убедиться, что он есть, путем просвечивания АКБ мощным источником света. Такие батареи, несмотря на то, что маркетологи назвали их "необслуживаемыми", как раз таки очень нуждаются в своевременной правильной дозарядке, потому что полностью заряженная исправная кальциевая АКБ практически не расходует воду, и уровень электролита в ней долгое время остается ровным и стабильным.

Особенности заряда батарей по технологии Са/Са EFB.

Заряд аккумуляторов EFB производится так же, как и обычных кальциевых. Нужно только учесть одну особенность - в правильных EFB пластины толще и скомпонованы плотнее, расстояние между ними меньше, по этой причине электролит в них перемешать тяжелее, плотность в верхних слоях батареи может подниматься дольше. Будьте готовы к тому, что второй этап заряда на повышенном напряжении возможно придется производить дольше, напряжение поднимать выше.

Особенности заряда батарей по технологии AGM, GEL.

А вот AGM и GEL технологии заряжать с применением высоких значений напряжения крайне нежелательно. Ввиду того, что в них отсутствует электролит в жидком виде, кислотная стратификация как таковая отсутствует, перемешивать электролит не нужно, и избыточное напряжение приведет к безвозвратной утрате воды. Поэтому заряжать их следует в один этап с ограничением напряжения 14,3 - 14,4 Вольт. Если результат не достигнут, можно попробовать поднять напряжение заряда до 15 Вольт, но долго скорей всего такая батарея уже не прослужит. Глубокий разряд такие батареи переносят хуже классических, и вероятность их восстановления после глубокого разряда ниже. Их "конек" - цикличность, т.е. работа в режиме многократного частичного разряда-заряда. Но никак не глубокого разряда. Поэтому задача пользователя при эксплуатации таких батарей - не допускать их разряда и своевременно его восполнять.

Ну и собственно, какое зарядное устройство выбрать?

Полноценное зарядное устройство, которое позволит правильно зарядить аккумулятор, изготовленный по любой технологии, должно иметь регулировку не только зарядного тока, но и, что самое важное, напряжения заряда. Причем крайне желательно, чтобы регулировка была плавной (особенно для зарядного тока) и как можно более широкими диапазонами. Допустима ступенчатая регулировка напряжения заряда, лишь бы этого самого напряжения хватало для правильного заряда. Также важно, чтобы зарядное устройство без "разрешения" пользователя не переходило по окончании заряда в так называемый буферный режим (хранение аккумулятора при пониженном напряжении с компенсацией саморазряда), это препятствует полноценному окончанию заряда и "добивке" емкости до 100%.

Примером полноценного импульсного зарядного устройства, которое способно полностью заменить старый трансформаторник - выпрямитель, является "Вымпел-57" производства ООО "НПП "ОРИОН", либо более продвинутая "интеллектуальная" его версия - "Вымпел-55".

Ну и конечно, старое доброе трансформаторное зарядное устройство - выпрямитель, способное заряжать методом постоянного тока без ограничения напряжения, но, повторимся, на наш взгляд, это инструмент для опытного и умелого пользователя. При работе с таким зарядным устройством необходимо контролировать напряжение заряда мультиметром.

Помните, что своевременный и правильный профилактический заряд как минимум в два – три раза продлит ресурс Вашего аккумулятора!

Теория заряда

Зарядные устройства Прошивки Теория заряда Заряд аккумулятора Задать вопрос Ремонт

В процессе эксплуатации рано или поздно возникает необходимость подзаряда своего аккумулятора. Как правильно производить заряд аккумулятор? Каким устройством? Снимать или оставить на машине? Заряжать ли дома? Насколько безопасен этот процесс? Эти и множество других вопросов могут возникнуть у автолюбителя. Рассмотрим эти моменты поподробнее.

Заряд АКБ производится с помощью зарядного устройства (ЗУ). Существует много типов ЗУ имеющих как незначительные, так и принципиальные различия. Общее у них одно – принцип работы. Переменный ток питающей сети они преобразуют в постоянный ток для заряда АКБ. Многие зарядные устройства имеют возможность заряжать батарею напряжением 6-12-24 вольта, могут менять силу тока, оснащены светодиодной индикацией или жк-экраном. Для заряда обычного 12-вольтового аккумулятора напряжение на клеммах, которое должно обеспечивать зарядное устройство, должно быть от 14,4 до 16,5 вольт, в зависимости от типа аккумуляторной батареи.

Где именно заряжать аккумулятор – большого значения не имеет. Можно заряжать, не снимая с машины, в гараже или дома, но необходимо соблюдать технику безопасности о которой мы напишем ниже. Очистите батарею от грязи, снимите клеммы. Осмотрите аккумулятор на протечки, «выкипание», механические повреждения, сколы.

На практике при заряде АКБ, как правило, используются три метода - постоянным напряжением, постоянным током и комбинированный. Влияние этих методов на батарею практически не различается.

Методика постоянного напряжения

Данным методом можно зарядить АКБ до 90-95% номинальной емкости. Недостаток метода — значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда. Напряжение источника, к которому подключена АКБ, выдерживается постоянным. В зависимости от величины напряжения ток может достигать в начале процесса значительной силы, а затем по мере заряда снижается до нуля. Обычно напряжение источника варьируется от 14,4-15 В.

Методика постоянного тока

Полный заряд АКБ происходит при подключении ее к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом — 1/10Ср (где Ср — номинальная емкость АКБ). Преимуществом заряда током постоянной силы является возможность полного заряда батареи. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако, не стоит впадать в крайность — при совсем низком токе время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%.

К недостаткам данного метода относятся:

    - необходимость стабилизации силы тока

    - обильное газовыделение

    - возможность повышения температуры

Для снижения указанных отрицательных эффектов применяют двухступенчатый режим заряда. В течение 1-й ступени производят заряд током 0,1Ср до достижения АКБ напряжения 14,4 В. Затем продолжают заряд током, уменьшенным в 2 раза.

Комбинированный метод

Автоматический метод заряда. Современный, оптимальный метод заряда батарей, состоящий из двух этапов. На первом этапе производится заряд АКБ током постоянной силы 0,1Ср, после того как напряжение АКБ возрастет и достигнет 14,4-14,8 В (напряжения ограничения), дальнейшая подзарядка происходит при постоянном напряжении с автоматически уменьшающимся током.

Этот метод исключает отрицательные эффекты, присущие вышеперечисленным способам. Он обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к обильному газовыделению и кипению электролита. При правильно выбранном напряжении величина силы тока уменьшается до значения, компенсирующего ток саморазряда АКБ.

В некоторых ЗУ есть режим «Stand By»: величиной тока от 0,03А до 0,5А компенсируют ток саморазряда и поддерживают АКБ в заряженном состоянии. Такими же токами частично восстанавливают емкость батареи в тренировочном цикле.

Полный (глубокий) заряд

Рекомендуем Вам ознакомиться с зарядным устройством Кулон 912. В его функциях есть как расширенные режимы заряда батарей от 3 до 12 вольт так и возможность проводить контрольно-тренеровочные циклы, в ходе которых Вы сможете узнать фактическую емкость Вашей батареи, частично ее восстановить и произвести полный заряд аккумулятора.

Техника безопасности при заряде аккумулятора

Аккумуляторы содержат кислоту, при работе с ним нужно помнить о требованиях техники безопасности:

В процессе заряда аккумулятор и зарядное устройство следует располагать на негорючей поверхности, на достаточном расстоянии от источников открытого огня и направленного тепла. При работе прибора должны быть обеспечены условия для нормальной вентиляции. При работе должен осуществляться периодический контроль прибора. Используйте перчатки и очки.

BU-403: Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов — Университет аккумуляторов

В свинцово-кислотных аккумуляторах используется метод заряда постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Регулируемый ток повышает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения. Время заряда составляет 12–16 часов и до 36–48 часов для больших стационарных аккумуляторов. При более высоких токах заряда и многоступенчатых методах заряда время заряда можно сократить до 8–10 часов; правда, без полной дозаправки. Свинцово-кислотные аккумуляторы инерционны и не могут заряжаться так же быстро, как другие аккумуляторные системы. (См. BU-202: Новые свинцово-кислотные системы)

При использовании метода CCCV свинцово-кислотные аккумуляторы заряжаются в три этапа: [1] заряд постоянным током, [2] подзаряд и [3] подзаряд. Заряд постоянным током обеспечивает большую часть заряда и занимает примерно половину необходимого времени заряда; верхний заряд продолжается при более низком зарядном токе и обеспечивает насыщение, а плавающий заряд компенсирует потери, вызванные саморазрядом.

При зарядке постоянным током батарея заряжается примерно до 70 процентов за 5–8 часов; оставшиеся 30 процентов заполняются более медленным доливочным зарядом, которого хватает еще на 7–10 часов. Подзарядка необходима для хорошего самочувствия батареи и может быть сравнима с небольшим отдыхом после хорошей еды. Если ее постоянно лишать, батарея в конечном итоге потеряет способность принимать полный заряд, а производительность снизится из-за сульфатации. Плавающий заряд на третьем этапе поддерживает аккумулятор в полностью заряженном состоянии. Рисунок 1 иллюстрирует эти три этапа.

Рис. 1: Стадии зарядки свинцово-кислотной батареи [1]

Батарея полностью заряжена, когда ток падает до заданного низкого уровня. Поплавковое напряжение уменьшается. Плавающий заряд компенсирует саморазряд, характерный для всех аккумуляторов.

Переключение с этапа 1 на этап 2 происходит плавно и происходит, когда батарея достигает установленного предела напряжения. Ток начинает падать по мере того, как батарея начинает насыщаться; полная зарядка достигается, когда ток снижается до 3–5 процентов от номинального значения Ач. Аккумулятор с высокой утечкой может никогда не достичь такого низкого тока насыщения, и таймер плато прекращает зарядку.

Правильная настройка предельного напряжения заряда имеет решающее значение и находится в диапазоне от 2,30 В до 2,45 В на элемент. Установка порога напряжения является компромиссом, и эксперты по аккумуляторам называют это «танцами на булавочной головке». С одной стороны, батарея хочет быть полностью заряжена, чтобы получить максимальную емкость и избежать сульфатации на отрицательной пластине; с другой стороны, перенасыщение из-за отсутствия переключения на подзаряд вызывает коррозию сетки на положительной пластине. Это также приводит к газообразованию и потере воды.

Температура изменяет напряжение, что затрудняет «танцы на булавочной головке». Более теплая окружающая среда требует немного более низкого порога напряжения, а более низкая температура требует более высокого значения. Зарядные устройства, подверженные колебаниям температуры, оснащены датчиками температуры для регулировки зарядного напряжения для оптимальной эффективности зарядки. (См. BU-410: Зарядка при высоких и низких температурах)

Температурный коэффициент заряда свинцово-кислотного аккумулятора составляет –3 мВ/°C. Установив 25°C (77°F) в качестве средней точки, напряжение заряда должно быть уменьшено на 3 мВ на элемент для каждого градуса выше 25°C и увеличено на 3 мВ на элемент для каждого градуса ниже 25°C. Если это невозможно, лучше выбрать более низкое напряжение из соображений безопасности. Таблица 2 сравнивает преимущества и ограничения различных настроек пикового напряжения.

2. 30V to 2.35V/cell

2.40V to 2.45V/cell

Advantages

Maximum service life; батарея остается холодной; температура заряда может превышать 30°C (86°F).

Более высокие и стабильные показания емкости; меньше сульфатации.
Ограничения

Медленная зарядка; показания емкости могут быть непостоянными и снижаться с каждым циклом. Сульфатирование может происходить без выравнивающего заряда.

Подвержен коррозии и газовыделению. Требуется дозаправка водой. Не подходит для зарядки при высоких комнатных температурах, вызывая сильный перезаряд.
Таблица 2: Влияние зарядного напряжения на небольшую свинцово-кислотную батарею

Цилиндрические свинцово-кислотные элементы имеют более высокие настройки напряжения, чем VRLA и стартерные батареи.

После полной зарядки путем насыщения батарея не должна оставаться при максимальном напряжении более 48 часов и должна быть снижена до уровня плавающего напряжения. Это особенно важно для герметичных систем, поскольку они менее устойчивы к перезарядке, чем затопленные. Зарядка вне указанных пределов превращает избыточную энергию в тепло, и аккумулятор начинает выделять газ.

Рекомендуемое плавающее напряжение для большинства залитых свинцово-кислотных аккумуляторов составляет от 2,25 В до 2,27 В на элемент. Большие стационарные батареи при 25°C (77°F) обычно плавают при напряжении 2,25 В на элемент. Производители рекомендуют снижать поплавковый заряд при повышении температуры окружающей среды выше 29°С (85°F).

Рисунок 3 иллюстрирует срок службы свинцово-кислотной батареи, поддерживаемой при подзарядном напряжении от 2,25 В до 2,30 В на элемент и при температуре от 20°C до 25°C (от 60°F до 77°F). . Через 4 года эксплуатации становятся видны постоянные потери мощности, пересекающие 80-процентную черту. Эта потеря больше, если батарея требует периодических глубоких разрядов. Повышенный нагрев также сокращает срок службы батареи. (См. также BU-806a: Влияние нагрева и нагрузки на срок службы батареи)

Рис. 3: Потеря мощности в режиме ожидания [2]

Постоянная потеря мощности может быть сведена к минимуму при работе при умеренной комнатной температуре и подзарядном напряжении 2,25–2,30 В/элемент.

Не все зарядные устройства имеют плавающую зарядку, и очень немногие дорожные транспортные средства имеют эту возможность. Если ваше зарядное устройство продолжает заряжаться до предела и напряжение не падает ниже 2,30 В на элемент, отключите заряд через 48 часов зарядки. Подзаряжайте каждые 6 месяцев во время хранения; Общее собрание акционеров каждые 6–12 месяцев.

Эти описанные настройки напряжения относятся к залитым элементам и батареям с клапаном сброса давления около 34 кПа (5 фунтов на кв. дюйм). Цилиндрический герметичный свинцово-кислотный элемент, такой как аккумулятор Hawker Cyclon, требует более высоких настроек напряжения, и пределы должны быть установлены в соответствии со спецификациями производителя. Несоблюдение рекомендуемого напряжения приведет к постепенному снижению емкости из-за сульфатации. Ячейка Hawker Cyclon имеет настройку сброса давления 345 кПа (50 фунтов на кв. дюйм). Это позволяет некоторую рекомбинацию газов, образующихся во время заряда.

Стареющие аккумуляторы представляют собой проблему при установке напряжения подзаряда, поскольку каждый элемент имеет свое уникальное состояние. Все элементы, соединенные в цепочку, получают одинаковый зарядный ток, и контролировать напряжение отдельных элементов, когда каждый из них достигает полной емкости, практически невозможно. Слабые клетки могут перегружаться, в то время как сильные клетки остаются в состоянии голодания. Ток с плавающей запятой, который слишком высок для выгоревшей ячейки, может сульфатировать сильного соседа из-за недозаряда. Доступны устройства балансировки ячеек, компенсирующие разницу в напряжениях, вызванную дисбалансом ячеек.

Пульсации напряжения также вызывают проблемы с большими стационарными батареями. Пик напряжения представляет собой перезаряд, вызывающий выделение водорода, в то время как впадина вызывает кратковременный разряд, который создает состояние голодания, приводящее к истощению электролита. Производители ограничивают пульсации зарядного напряжения до 5 процентов.

Много было сказано об импульсной зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов для уменьшения сульфатации. Результаты неубедительны, и производители, а также специалисты по обслуживанию разделились во мнениях. Если бы можно было измерить сульфатацию и применить правильное количество пульсации, то лекарство могло бы быть полезным; однако лечение без знания основных побочных эффектов может быть вредным для батареи.

Большинство стационарных аккумуляторов поддерживают подзарядку, и это работает достаточно хорошо. Другим методом является гистерезисный заряд , который отключает плавающий ток, когда аккумулятор переходит в режим ожидания. Аккумулятор, по сути, помещается на хранение и только время от времени «заимствуется» для подзарядки для восполнения потерянной энергии из-за саморазряда или при приложении нагрузки. Этот режим хорошо подходит для установок, которые не потребляют нагрузку в режиме ожидания.

Свинцово-кислотные аккумуляторы всегда должны храниться в заряженном состоянии. Каждые 6 месяцев следует производить дозарядку, чтобы предотвратить падение напряжения ниже 2,05 В на элемент и сульфатацию батареи. С AGM эти требования могут быть смягчены.

Измерение напряжения холостого хода (OCV) во время хранения обеспечивает надежную индикацию уровня заряда батареи. Напряжение элемента 2,10 В при комнатной температуре показывает заряд около 90 процентов. Такая батарея находится в хорошем состоянии и требует только короткой полной зарядки перед использованием. (См. также BU-903: Как измерить степень заряда)

При измерении напряжения холостого хода соблюдайте температуру хранения. Холодная батарея немного снижает напряжение, а теплая повышает. Использование OCV для оценки состояния заряда лучше всего работает, когда батарея отдыхала в течение нескольких часов, потому что зарядка или разрядка взбалтывают батарею и искажают напряжение.

Некоторые покупатели не принимают поставки новых батарей, если OCV при входном контроле ниже 2,10 В на элемент. Низкое напряжение указывает на частичный заряд из-за длительного хранения или высокий саморазряд, вызванный микрозамыканием. Пользователи аккумуляторов обнаружили, что аккумуляторы с более низким напряжением, чем указано, имеют более высокую частоту отказов, чем аккумуляторы с более высоким напряжением. Хотя обслуживание на месте часто может привести такие батареи к полной производительности, время и необходимое оборудование увеличивают эксплуатационные расходы. (Обратите внимание, что допустимый порог 2,10 В/ячейка не применим ко всем типам свинцово-кислотных аккумуляторов в равной степени.)

При правильной температуре и достаточном зарядном токе свинцово-кислотные аккумуляторы эффективно обеспечивают высокую зарядку. Исключением является зарядка при 40°C (104°F) и низком токе, как показано на рис. 4 . Что касается высокой эффективности, то свинцово-кислотные имеют такой же высокий КПД, как и литий-ионный, который приближается к 99%. См. BU-409: Зарядка литий-ионных аккумуляторов и BU-808b: Что приводит к выходу из строя литий-ионных аккумуляторов?

Рис. 4. Эффективность заряда свинцово-кислотного аккумулятора [2]

При правильной температуре и достаточном зарядном токе свинцово-кислотные аккумуляторы обеспечивают высокую эффективность заряда.

Аргумент о быстрой зарядке

Производители рекомендуют скорость заряда C 0,3C, но свинцово-кислотные могут заряжаться с более высокой скоростью до 80% состояния заряда (SoC) без истощения кислорода и воды . Кислород вырабатывается только при перезарядке аккумулятора. 3-ступенчатое зарядное устройство CCCV предотвращает это, ограничивая зарядное напряжение до 2,40 В на элемент (14,40 В для 6 элементов) и затем снижая до плавающего заряда около 2,30 В на элемент (13,8 В для 6 элементов) при полной зарядке. . Это напряжения ниже стадии выделения газа.

Испытания показывают, что здоровую свинцово-кислотную батарею можно заряжать при температуре до 1,5°C, если ток снижается до полного заряда, когда напряжение батареи достигает примерно 2,3 В на элемент (14,0 В с 6 элементами). Прием заряда самый высокий, когда SoC низкий, и снижается по мере заполнения аккумулятора. Состояние аккумулятора и температура также играют важную роль при быстрой зарядке. Убедитесь, что аккумулятор не «кипит» и не нагревается во время зарядки. Следите за аккумулятором при зарядке выше рекомендуемого производителем C-скорости.

Полив

Полив — это самый важный этап обслуживания залитой свинцово-кислотной батареи; требование, которым слишком часто пренебрегают. Частота полива зависит от использования, способа зарядки и рабочей температуры. Перезарядка также приводит к потреблению воды.

Новую батарею следует проверять каждые несколько недель, чтобы оценить потребность в поливе. Это гарантирует, что верхняя часть пластин никогда не будет обнажена. Неизолированная пластина получит необратимые повреждения в результате окисления, что приведет к снижению емкости и производительности.

При низком уровне электролита немедленно заполните аккумулятор дистиллированной или деионизированной водой. Водопроводная вода может быть приемлемой в некоторых регионах. Не заполняйте до нужного уровня перед зарядкой, так как это может привести к переполнению во время зарядки. Всегда доливайте до нужного уровня после зарядки. Никогда не добавляйте электролит, так как это нарушит удельный вес и ускорит коррозию. Системы полива устраняют низкий уровень электролита, автоматически добавляя нужное количество воды.

Простые рекомендации по зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов
  • Заряжайте в хорошо проветриваемом помещении. Газообразный водород, образующийся при зарядке, взрывоопасен. (См. BU-703: Аккумуляторы, опасные для здоровья)
  • Выберите соответствующую программу зарядки для литых, гелевых и AGM аккумуляторов. Проверьте спецификации производителя по рекомендуемым пороговым значениям напряжения.
  • Подзаряжайте свинцово-кислотные батареи после каждого использования, чтобы предотвратить сульфатацию. Не храните при низком заряде.
  • Пластины залитых аккумуляторов всегда должны быть полностью погружены в электролит. Заполните аккумулятор дистиллированной или деионизированной водой, чтобы покрыть пластины, если уровень заряда низкий. Никогда не добавляйте электролит.
  • Залейте воду до указанного уровня после заправки . Переполнение при низком уровне заряда аккумулятора может привести к разливу кислоты во время зарядки.
  • Образование пузырьков газа в залитой свинцово-кислотной батарее указывает на то, что батарея достигает состояния полного заряда. (Водород появляется на отрицательной пластине, а кислород на положительной).
  • Уменьшите напряжение подзаряда, если температура окружающей среды выше 29°C (85°F).
  • Не допускайте замерзания свинцово-кислотного заряда. Разряженная батарея замерзает раньше, чем полностью заряженная. Никогда не заряжайте замерзший аккумулятор.
  • Избегайте зарядки при температуре выше 49°C (120°F).

Каталожные номера

[1] Предоставлено Cadex
[2] Источник: Power-Sonic

Tutorial

0 | ChargingChargers. com


Современная технология зарядки аккумуляторов основана на использовании микропроцессоров (компьютерных чипов) для перезарядка с использованием 3-ступенчатой ​​(или 2- или 4-ступенчатой) регулируемой зарядки. Это «умные зарядные устройства», а качественные устройства обычно не продаются в дисконтных магазинах. этапы или этапы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов: объемный, абсорбционный и плавающий. Квалификацию или уравнивание иногда считают еще одним этапом. 2 этап установка будет иметь объемную и плавающую ступени. Важно использовать рекомендации по процедурам зарядки и напряжениям или качественный микропроцессор контролируемое зарядное устройство для поддержания емкости аккумулятора и срока службы.

«Умные зарядные устройства» созданы с учетом современной философии зарядки. а также получать информацию от аккумулятора, чтобы обеспечить максимальную выгоду от заряда с помощью минимальное наблюдение. Для некоторых гелевых элементов и аккумуляторов AGM могут потребоваться специальные настройки. или зарядные устройства. Наши устройства выбираются с учетом их совместимости с типами батарей, которые они используют. уточнить. Гелевые аккумуляторы обычно требуют определенного профиля заряда, а гелевые требуется специальное или гелевое зарядное устройство с возможностью выбора или гелевое подходящее зарядное устройство. Пиковая зарядка напряжение для гелевых аккумуляторов составляет 14,1 или 14,4 вольта, что ниже, чем у жидкостных или AGM. Тип батареи необходим для полной зарядки. Превышение этого напряжения в гелевой батарее может вызвать пузырьки в геле электролита и необратимое повреждение.

Большинство производителей аккумуляторов рекомендуют заряжать зарядное устройство примерно на 25% от аккумулятора. емкость (ah = емкость в ампер-часах). Таким образом, батарея емкостью 100 Ач потребляет около 25 ампер. зарядное устройство (или меньше). Зарядные устройства большего размера могут использоваться для сокращения времени зарядки, но могут уменьшить срок службы батареи. Меньшие зарядные устройства подходят для длительного плавания, например. 1 или «интеллектуальное зарядное устройство» на 2 ампера можно использовать для обслуживания батареи между циклами с более высоким током. использовать. Для некоторых аккумуляторов в качестве скорости заряда указывается 10 % емкости (0,1 X C). от этого ничего не болит, хороший микропроцессорный зарядник соответствующей зарядки профиль должен быть в порядке до уровня 25%. Вы разговариваете с разными инженерами, даже на одна и та же компания, вы получаете разные ответы.

Трехэтапная зарядка аккумулятора

На этапе BULK происходит около 80% перезарядки, при этом ток зарядного устройства поддерживается постоянным (в зарядном устройстве постоянного тока), а напряжение увеличивается. Правильно Зарядное устройство такого размера даст аккумулятору столько тока, сколько оно может принять до зарядного устройства. емкость (25% емкости батареи в ампер-часах), а не поднимать мокрую батарею выше 125 F или аккумулятор AGM или GEL (регулируемый клапан) свыше 100 F.

Ступень ABSORPTION (остальные 20% примерно) имеет зарядное устройство удержание напряжения на уровне напряжения поглощения зарядного устройства (между 14,1 В постоянного тока и 14,8 В постоянного тока). VDC, в зависимости от уставок зарядного устройства) и уменьшая ток, пока аккумулятор не разрядится. полностью заряжен. Некоторые производители зарядных устройств называют эту стадию поглощения этап уравнивания. Мы не согласны с таким использованием термина. Если батарея не держать заряд, или ток не падает после ожидаемого времени перезарядки, батарея может иметь некоторую постоянную сульфатацию.

На этапе FLOAT напряжение заряда снижается до 13,0 В постоянного тока и 13,8 В постоянного тока и удерживается постоянным, пока ток снижается до менее 1% от батареи емкость. Этот режим можно использовать для поддержания полностью заряженной батареи в течение неопределенного времени.

Время перезарядки можно приблизительно определить, разделив заменяемое количество ампер-часов на 90%. от номинальной мощности зарядного устройства. Например, аккумулятор на 100 ампер-часов с Разряд 10 % потребует замены 10 ампер. Используя зарядное устройство на 5 ампер, мы имеем 10 ампер. часов разделить на 90% от 5 ампер (0,9x5) ампер = расчетное время перезарядки 2,22 часа. А глубоко разряженная батарея отклоняется от этой формулы, требуя больше времени на ампер заменить.

Рекомендации по частоте перезарядки варьируются от эксперта к эксперту. Кажется, что Глубина разряда влияет на срок службы батареи больше, чем частота перезарядки. За например, подзарядка, когда оборудование не будет использоваться какое-то время (прием пищи перерыв или что-то еще), может поддерживать среднюю глубину разряда выше 50% для обслуживания день. Это в основном относится к аккумуляторным приложениям, где средняя глубина разряд падает ниже 50% за сутки, а полностью зарядить батарею можно один раз в течение 24-часового периода.

Выравнивание

Выравнивание по сути является контролируемым зарядом. Некоторые производители зарядных устройств назовите пиковое напряжение, которое зарядное устройство достигает в конце режима BULK (поглощение напряжение) напряжение выравнивания, но технически это не так. Высокая производительность по мокрому покрытию (залитые) батареи иногда выигрывают от этой процедуры, особенно физически высокие батареи. Электролит в мокром аккумуляторе со временем может расслаиваться, если не зацикливаться время от времени. При выравнивании напряжение поднимают выше типового. пиковое зарядное напряжение (от 15 до 16 вольт в 12-вольтовой системе) сильно влияет на газообразование этапа и проводится в течение фиксированного (но ограниченного) периода. Это разжигает химию в всю батарею, «выравнивая» крепость электролита и сбивая любые рыхлая сульфатация, которая может быть на пластинах аккумулятора.

Конструкция аккумуляторов AGM и Gel практически исключает любое расслоение. и почти все производители этого типа не рекомендуют его (не советуют). Некоторые производители (в частности, Concorde) перечисляют процедуру, но напряжение и время важно, чтобы избежать повреждения батареи.

Проверка аккумулятора

Тестирование батареи может быть выполнено несколькими способами. Наиболее популярными являются измерения удельного веса и напряжения аккумуляторной батареи. Удельный вес относится к влажным элементам с съемные крышки, открывающие доступ к электролиту. Для измерения удельного веса купите термокомпенсирующий ареометр в магазине автозапчастей или в магазине инструментов. К Измерьте напряжение, используйте цифровой вольтметр в настройке напряжения постоянного тока. Поверхность Перед тестированием необходимо снять заряд с только что заряженной батареи. 12 часов истекает после того, как зарядка соответствует требованиям, или вы можете удалить поверхностный заряд с помощью нагрузки (20 ампер в течение 3 с лишним минут).

Состояние заряда Напряжение Удельный вес 12В 6В 100% 12,7 6,3 1,265 75% 12,4 6,2 1,225 50% 12,2 6,1 1,190 25% 12,0 6,0 1,155 Выписано 11,96,0 1,120

Нагрузочное тестирование — еще один метод тестирования батареи. Нагрузочное тестирование снимает усилители с аккумулятор (аналогично запуску двигателя). Некоторые производители аккумуляторов маркируют свои аккумулятор с нагрузкой усилителя для тестирования. Это число обычно составляет 1/2 рейтинга CCA. Например, батарея 500 CCA будет нагружать тест током 250 ампер в течение 15 секунд. Нагрузка тест может быть выполнен только в том случае, если батарея заряжена или почти полностью заряжена. Некоторые электронные Нагрузочные тестеры применяют нагрузку 100 ампер в течение 10 секунд, а затем отображают напряжение батареи. Это число сравнивается с диаграммой на тестере на основе рейтинга CCA, чтобы определить состояние батареи.

Сульфатация аккумуляторов начинается, когда удельный вес падает ниже 1,225 или напряжение измеряет менее 12,4 (батарея 12 В) или 6,2 (батарея 6 В). Сульфатация может затвердеть на пластинах батареи, если оставить их достаточно долго, уменьшая и в конечном итоге разрушая способность батареи генерировать номинальные вольты и амперы. Есть устройства для удаление жесткой сульфатации, но наилучшая практика - предотвратить образование путем надлежащего уход за аккумулятором и подзарядка после цикла разрядки. Сульфатация – основная причина значительная часть свинцово-кислотных аккумуляторов не достигает своего химического срока службы.

Зарядка параллельно соединенных аккумуляторов

Батареи, соединенные параллельно (плюс к плюсу, минус к минусу), видны зарядное устройство как одна большая батарея суммарная емкость всех батарей в ампер-часах. Таким образом, три 12-вольтовых аккумулятора емкостью 100 ампер-час (ач) в параллельно рассматриваются как одна батарея 12 вольт 300 ач. Их можно зарядить одним положительным и отрицательное соединение от одного зарядного устройства рекомендуемой мощности усилителя. Их также можно зарядить с зарядным устройством с несколькими выходами, например, в данном случае с тремя банками, с каждой батареей получение собственного соединения при напряжении батареи. Сила заряда будет равна сумме отдельных выходных усилителей.

Подключенные аккумуляторы серии зарядки

Батареи, соединенные последовательно, — это отдельная история. Три батареи 12 вольт 100 ампер час соединены последовательно (положительный к отрицательному, положительный к отрицательному, положительный к отрицательному) сделал бы аккумуляторную батарею на 36 вольт 100 ач.


Learn more

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf