Напряжение заряженного аккумулятора: Напряжение заряженного автомобильного аккумулятора

Содержание

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе при работающем двигателе

Напряжение – это одна из самых показательных величин, позволяющих судить о работоспособности аккумулятора. Во избежание преждевременного выхода аккумулятора из строя, нужно периодически проводить диагностику батареи.

Для этого нужно знать, сколько вольт заряженный аккумулятор должен показывать напряжение, как правильно производить замер, какие приборы для этого нужно использовать.

Содержание статьи:

О чем говорит величина напряжения

Почти все владельцы автомобилей знают, как измерять уровень заряда аккумулятора, как выставлять напряжение при зарядке аккумулятора, однако каким должно быть напряжение на заряженном аккумуляторе, знают далеко не все. Выходное напряжение в АКБ указывается значением в 12 В (вольт), однако на деле эта цифра может незначительно меняться в большую или меньшую сторону в зависимости от состояния батареи и уровня заряда.

Измерение напряжения

Измерение напряжения при работающем двигателе позволяет судить не только о степени изношенности самой батареи, но также об исправности стартера, генератора и реле-регулятора. Поломки можно выявить следующим образом:

  • Если при подключении измерительного прибора к клеммам при запуске двигателя показатели напряжения падают ниже 9,5 В или наоборот достигают слишком больших величин, то это говорит о неисправности стартера.
  • Если после запуска двигателя напряжение растет больше 14,5 В, то это говорит о необходимости отрегулировать механическое реле (либо о замене электронного реле).
  • Если после создания нагрузки (включения дальнего света) прибор выдает менее 13 В, то следует проверить натяжение ремня генератора и контакты реле-регулятора.

Обратите внимание! Все вышеперечисленные манипуляции нужно производить не меньше чем через час после полной зарядки аккумулятора.

Из вышесказанного можно понять, что полезно время от времени проверять напряжение аккумулятора – это может рассказать не только об уровне заряда, но и о состоянии технических составляющих автомобиля.

Какое должно быть напряжение на заряженной батарее

При оптимальном напряжении заряженного аккумулятора прибор должен выдавать примерно 12,65 В, при этом допускается небольшое отклонение в 0,05 В. Если устройство показывает меньшее значение, то это говорит о частичной разрядке батареи или об ее неисправностях. Как правило, успешный пуск и работа двигателя обеспечены при значении в 12 В (30% заряда). Эксплуатация транспортного средства при высокой разрядке может привести к ухудшению свойств батареи.

Измерение напряжения

Автовладельцу достаточно хорошо запомнить следующие значения напряжения, которые могут в дальнейшем пригодиться:

  • От 12,4 В до 12,7 В – уровень заряда от 75% до 100% соответственно.
  • От 12 В до 12,4 В – батарея разряжена наполовину – ездить можно, но аккумулятор может быстро разрядиться.
  • Меньше 12 В – критический уровень заряда, батарея нуждается в подзарядке.

Зная и успешно используя эту информацию, можно самостоятельно осуществлять контроль состояния АКБ и вовремя ее подзаряжать, тем самым продлив срок службы.

Инструменты для измерения

Мультиметр

Для выполнения замера напряжения автомобильного аккумулятора понадобится обыкновенный вольтметр, но лучше всего использовать мультиметр – многофункциональный прибор, измеряющий постоянное и переменное напряжение, сопротивление и изменение силы постоянного тока.

Мультиметр позволяет проверить не только напряжение, но и утечку тока. Такой прибор может не раз пригодиться при работе с электрическими приборами, к тому же стоит он недорого и продается в любых магазинах электроники.

Клеммы аккумулятора перед снятием замеров нужно будет очистить от скопившейся пыли и грязи, а саму батарею извлечь из автомобиля. Все дальнейшие манипуляции будут производиться либо дома, либо в гараже – там, где удобнее.

На мультиметре необходимо включить соответствующий режим, установив значение 20 В. Далее нужно подсоединить черный щуп на минусовую клемму, а красный – на положительную. После этого на экране мультиметра высветится значение напряжения. Ничего критичного не случится, если перепутать провода – на дисплее просто не высветится никакой информации.

Важно! Измерение таким способом не даст сведений о работоспособности аккумулятора – для этого дополнительно необходимо применять нагрузку.

Проверка фактической работоспособности АКБ

После успешного завершения первого этапа измерения, можно перейти к непосредственной проверке нагруженного показателя напряжения батареи. Так как замер фактического показателя напряжения проходил в состоянии покоя батареи, то он может значительно отличаться от значения в процессе работы.

Для этого понадобится специальный прибор – нагрузочная вилка. Правила применения нагрузки следующие:

  • нагрузочная вилка фиксируется на плюсовой клемме батареи, а минусовая клемма зажимается плоскогубцами;
  • сила тока выставляется по следующему алгоритму – емкость аккумулятора, умноженная на 2;
  • показатели можно снимать уже через 5 секунд после применения нагрузки.

Если после снятия показаний на дисплее высвечивается 9-10 В и напряжение постепенно продолжает расти до нормального значения в 12,5-12,6 В – это говорит об отличном состоянии батареи и полном уровне заряда. Однако если напряжение продолжает падать до критического значения в 5-6 В, то это говорит либо о сильно разряженном состоянии аккумулятора, либо о низком уровне его емкости.

Регулярная проверка зарядки автомобильного аккумулятора позволит избежать проблем с запуском двигателя и эксплуатацией автомобиля. Необходимо также убедиться в исправности измерительного прибора – некорректная работа тестера может стать причиной замены работоспособной АКБ. Помните, что напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля около 12,5 В – только тогда можно спокойно ездить за рулем, не беспокоясь о неприятностях с батареей.

Кислотные аккумуляторы; чтобы больше не было отвратительно читать то что люди о них пишут

Случайно узрел

статью

с комментариями к ней, и так злость во мне закипела по поводу безграмотности людей в области кислотных (свинцовых в простонародье) аккумуляторов, что не выдержал и решил написать «гикам» (чтобы быть гиком, как оказывается, мало купить дорогой телефон) краткую статью об аккумуляторах. С рассмотрением тех ошибок, которые мне постоянно мусолят глаза и вызывают праведное желание их исправить.

Начнем с названия. Я очень часто вижу что тремя буквами А-К-Б называют все что можно зарядить, абсолютно любой аккумулятор. Особенно тремя буквами люди любят называть аккумуляторы типа Li-ion. На самом-же деле АКБ аббревиатура от Аккумуляторная Кислотная Батарея. Под ними подразумевается лишь один тип аккумулятора — свинцовый кислотный. С современной точки зрения это название вызывает некоторый когнитивный диссонанс т.к. на данный момент значение слова «батарейка» т.е. гальванического элемента который зарядить нельзя перешло на слово «батарея». И получается как будто бы из-за слова «аккумуляторная» это аккумулятор который зарядить можно, а из-за слова «батарея» это как будто батарейка которую зарядить нельзя. В реальности-же батарея — просто цепь гальванических элементов и со словом «батарейка» имеет общий лишь корень.

Далее перейдем к некоторым мифам, а именно главный миф — АКБ для автомобиля имеет некие существенные отличия от АКБ для ИБП. И вот нельзя их применять и там и там.

С химической точки зрения любые АКБ

абсолютно одинаковы. Как-же они устроены? Очень кратко — если аккумулятор заряжен, то один электрод представляет собой свинцовую решетку с нанесенной на нее пастой из PbO2, второй -такую-же решетку с пастой губчатого свинца. Электролитом служит раствор серной кислоты. В процессе разряда PbO2 восстанавливается и взаимодействуя с серной кислотой образует PbSO4. Свинец на другом электроде окисляется и опять-же образует PbSO4. В конце разрядки мы имеем обе решетчатые пластины заполненные (более или менее) сульфатом свинца. При зарядке аккумулятора происходит электролиз и из сульфата свинца вновь образуется диоксид и металлический свинец. Конечно-же, тут нужно подчеркнуть, что электроды при этом не равны и путать их полярность не стоит т.к. еще на стадии производства в намазку электродов вводятся соответствующие добавки, улучшающие их эксплуатационные свойства. При этом добавки полезные для одного электрода вредны для другого. В очень старые времена, где-то в начале прошлого века, в условиях простых аккумуляторов, вероятно, была допустима переполюсовка аккумулятора по ошибке или с какими-то целями и он какое-то время после этого работал. В том что она допустима сейчас я сомневаюсь.

Таких ячеек в 12В аккумуляторе 6 шт, в 6В — 3 шт. и т.д. Многих вводит в заблуждение значение напряжения на аккумуляторах. Причем значений напряжения номинального, заряда, разряда. С одной стороны, аккумуляторы называются 12В (и 6В, 24В тоже есть, по-моему, даже 4В изредка встречаются) но на корпусе тех-же аккумуляторов для ИБП производитель указывает напряжение выше 13.5В.

Например:


Тут мы видим, что в форсированном режиме напряжение заряда может быть аж 15В.

Все разъяснит кривая напряжения на АКБ:

Слева мы видим напряжение для аккумулятора из 12 ячеек (24В номинальных), 6 (12В номинальных) и, самое полезное, для одной ячейки. Там-же отмечены области нежелательных напряжений при разряде/ заряде. Из кривой можно сделать выводы:

1 Напряжение 12В, 24В и т.д. являются номинальными и показывают лишь число гальванических ячеек (путем деления на два) в батарее. Это просто название для удобства.

2 Напряжение при заряде могут достигать 2.5 В/ ячейку что для 12В аккумулятора соответствует 15В.

3 Напряжение заряженной батареи считается допустимым при значении 2.1-2.2 В/ячейку, что для 12В аккумулятора соответствует 12.6-13.2В.

Теоретически, батарею можно зарядить и до значений 2.4 В/ячейку или даже немного выше, однако, такая зарядка будет негативно сказываться как на состоянии электродов, так и на концентрации электролита. Однажды, перед сдачей в утиль, я легко зарядил 12В батарею до напряжения ок. 14.5В (уже не помню точное значение).

Итак, автор статьи с которой я начал, решил, что напряжение заряда автомобильной АКБ и АКБ от ИБП отличаются. Это неверно, у них одинаковый тип электродов и одинаковая концентрация серной кислоты в электролите (подобранная давным-давно экспериментальным путем, чтобы предоставлять максимальное напряжение и минимальном саморазряде). Однако, что-же происходит в батарее, почему ее нельзя заряжать при слишком высоком значении напряжения?

Почему в автомобильную АКБ нужно подливать воду, а в АКБ от ИБП не нужно? Эти вопросы позволяют нам плавно перейти в область напряжения разложения воды. Как я написал выше, при зарядке аккумулятора происходит электролиз. Однако, не весь ток расходуется на превращение PbSO4 в PbO2 и Pb. Часть тока будет неизбежно расходоваться и на разложение воды, составляющей значительную часть электролита:

2H2O = 2H2 + O2

Теоретический расчет дает значение напряжения для этой реакции ок. 1.2В. Напоминаю, что напряжение на ячейке при заряде заведомо более 2В. К счастью, активно вода начинает разлагаться только выше 2В, а в промышленности для получения водорода и кислорода из нее процесс ведут и вовсе при 2.1-2.6В (при повышенной температуре). Как бы то ни было, тут мы приходим к выводу, что в конце процесса заряда АКБ будет неизбежно происходить процесс разложения воды в электролите на элементы. Образующиеся кислород и водород попросту улетучиваются из сферы реакции. Про них бытуют следующие мифы:

1. Водород крайне взрывоопасен! Перезарядишь аккумулятор и как минимум лишишься комнаты где тот был!

На самом деле, водорода в процессе электролиза выделяется ничтожно мало по сравнению с объемом комнаты. Водород взрывается при концентрации от 4% в воздухе. Если мы допустим, что электролиз ведется в комнате размером 3*3*3 метра или 27 метров куб., то нам понадобится наполнить помещение 27*0.04=1.1 метров куб. водорода. Для получения такого количества h3 нужно было бы полностью разложить ок. 49 моль воды или 884 грамма ее. Если кто-то наблюдал электролиз, то поймет насколько это много. Или попробуем перейти ко времени. При силе тока в стандартной зарядке для крупногабаритных АКБ в 6А, уравнение Фарадея дает время, необходимое для получения этого количества водорода, аж 437 часов или 18.2 дня. Чтобы наполнить комнату водородом до взрывоопасной концентрации нужно забыть про зарядку на 2 с половиной недели! Но даже если это случится, концентрация серной кислоты просто будет расти пока ее раствор не приобретет слишком высокое сопротивление для жалких 12В зарядки и сила тока не станет ничтожной. Да и водород попросту улетучится.

Очень редко случаются взрывы непосредственно в корпусах крупногабаритных АКБ из-за того, что выделяющийся водород по какой-то причине не может покинуть замкнутого пространства. Но и в этом случае нечего страшного не бывает — чаще всего взрыва хватает только на небольшую деформацию верхней части корпуса, но не на разрыв свинцовых соединений. И АКБ еще может работать дальше даже после таких повреждений.

2. При электролизе может образоваться смертельно ядовитый и, не менее взрывоопасный чем водород, сероводород!

Не наш, периодически попадался миф в англоязычных постах. Теоретически конечно возможно подать такое большое напряжение и создать т.о. такую большую силу тока, что на катоде начнется процесс восстановления сульфат-иона. Напряжение для этого будет достаточным, а продукты восстановления не будут успевать диффундировать подальше от электрода и восстановление будет идти дальше. Но зарядка в пределах десятка-трех вольт и с ограничением силы тока в 6А на такое едва ли способна. Однажды, я наблюдал процесс восстановления сульфата до SO2, да, это возможно; однокурсницы по ошибке что-то сделали не то во время опыта. Но это большая редкость т.к. там концентрация серной кислоты была заметно выше той, что используется в АКБ, была иная конструкция электрода и иной его материал и, естественно, напряжения и сила тока были были непомерными. И SO2 не H2S.

3. При электролизе мышьяк и сурьма из материала решеток будут восстанавливаться до ядовитых арсина и стибина!

Действительно, решетки содержат относительно много сурьмы, мышьяка в современных решетках, вероятно, нет вообще. При работе АКБ та решетка на которой происходит восстановление, т.е. катод, разрушению не может подвергаться. Выделяйся даже каким-то образом стибин, он бы тут-же взаимодействовал с PbSO4, восстанавливая его до металла.

Однако, некоторая практическая неприятность тут есть. Газообразные водород и кислород могут увлекать за собой капельки электролита, создавая аэрозоль серной кислоты. Аэрозоль серной кислоты, даже концентрированной, для человека не опасен и просто вызывает кашель. Однако, серная кислота — кошмар для тканей и бумаги. Стоит даже небольшому количеству серной кислоты попасть на одежду и там обязательно появятся дырки или ткань разорвется по этому месту. Через недели, если кислоты много, через месяц, но одежда истлеет.

Так что газовыделения опасаться не стоит с бытовой точки зрения или стоит, но нужно ориентироваться именно на аэрозоль серной кислоты.

Итак, вода начала разлагаться на водород кислород, ее в электролите становится все меньше, что-же дальше? Если это АКБ в котором электролит просто налит в виде слоя жидкости, то начнется повышение саморазряда из-за повышения концентрации серной кислоты. Занятно, что это будет сопровождаться небольшим повышением напряжения (концентрация кислоты растет) на ячейке. Именно поэтому автовладельцы должны постоянно контролировать концентрацию серной кислоты в своих АКБ (при помощи ареометра) и доливать туда воду. Процедура доливания воды — необходимая часть процесса обслуживания любой АКБ. Кроме одного их типа, и мы сейчас об этом поговорим.

Иметь аккумулятор в котором болтается слой едкой, по отношению к металлам, жидкости конечно-же неудобно, а потому попытки избавиться непосредственно от жидкости предпринимались давно, начались чуть ли не в первой половине 20-го века. К слову сказать, не то чтобы слой серной кислоты прямо плескался вокруг электродов. В реальности она неплохо распределена между электродами и окружающими их сепараторами даже в дешевых моделях. Итак, первым вариантом было использование стекловолокна. Достаточно просто окружить электроды стекловолокном которое пропитано серной кислотой и большинство проблем решится. Этот тип АКБ носит название AGM (absorbent glass mat) и таких АКБ для ИБП подавляющее большинство. Хотя такие АКБ малого форм-фактора и зачастую позиционируются как те, которые можно эксплуатировать в любом положении, с этим нельзя вполне согласиться. Вскрытие крышки стандартного дешевого AGM аккумулятора показывает, что никаких особых крышек там нет, а следовательно, электролит от вытекания удерживают лишь капиллярные силы. Я почти уверен, что если погонять AGM аккумулятор перевернутым вверх дном, то уже после одной зарядки из него польется серная кислота под давление газов.

Второй распространенный тип интереснее, это т.н. гелевые АКБ. А получаются они благодаря следующему. Если подкислять растворимые силикаты, то будет происходить выделение кремневой кислоты:

Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SiO2 + H2O

Если исходный раствор силиката не отличается качеством, то кремневая кислота будет выделяться в виде стекловидной массы, но если он достаточно чист, то кремневая кислота осадится в виде красивого куска однородного полупрозрачного геля. На этом и основан способ получения гелевых АКБ — простое добавление силикатов к электролиту вызывает его затвердение в гелеобразную массу. Соответственно, вытекать оттуда уже нечему и АКБ действительно можно эксплуатировать в любом положении. Сам по себе процесс образования геля не повышает емкости АКБ и не улучшает его качеств, однако, производители его используют при производстве наиболее качественных моделей, а потому эти АКБ отличаются высоким качеством и большей емкостью. Занятно, что в обоих случаях носителем электролита является SiO2 в той или иной форме.

Оба типа АКБ объединяются в славный тип VRLA — valve-regulated lead-acid battery который и применяется в ИБП. Формально они считаются необслуживаемыми и терпящими эксплуатацию в любом положении, но это не совсем так. Более того, многие уже встречались с эффектом, когда буквально несколько мл воды возвращают к жизни, казалось бы, дохлую АКБ от ИБП. Так получается, потому что и эти аккумуляторы не капли не застрахованы от электролиза воды в электролите, а следовательно, и пересыхания. Все происходит точно так-же, как в крупногабаритных АКБ. А вот самые дорогие и крутые необслуживаемые АКБ содержат катализатор для рекомбинации выделяющихся газов обратно в воду и вот уже у них корпус действительно выполнен абсолютно герметичным. Обращаю внимание, что по-настоящему герметичным и необслуживаемым может быть и аккумулятор типа AGM и GEL, но они-же могут ими и не быть и не содержать катализатора рекомбинации кислорода и водорода. Тогда, несмотря на казалось бы продвинутую конструкцию, пользователю придется либо чаще покупать новые аккумуляторы, либо доливать воду при помощи шприца.

Хотелось бы добавить несколько слов о режимах разряда. Производители АКБ указывают какой ток максимально допустим для той или иной модели, но нужно понимать, что аккумулятор — просто смесь химических веществ и ЭДС генерируется исключительно химическим путем. Это не конденсатор который, по электрогидравлической аналогии, можно сравнить с неким механическим сосудом (с гибкой мембраной). Хотя АКБ могут выдавать очень большие значения силы тока, в реальности они лучше всего эксплуатируются как раз при небольших токах, что в разряде, что в заряде. Поэтому ИБП, рассчитанные на заряды небольших АКБ, при работе с крупногабаритными будут заряжать их в наиболее щадящем режиме. Впрочем, в течении далеко не одних суток. Интересно обратить внимание на то, что чем выше мощность ИБП, тем больше аккумуляторов последовательно предпочитает собирать производитель. Тут все логично — большие токи разряда маленькие АКБ выдерживают очень плохо.

Подводя итоги:

1. Малогабаритные и крупногабаритные АКБ идентичны по устройству.

2. Для подавляющего большинства АКБ любого размера доливание воды является необходимой частью текущего обслуживания.

3. Лишь немногие из дорогих моделей АКБ содержат механизм рекомбинации газов и могут быть названы действительно необслуживаемыми.

4. Сам по себе водород, который выделяется при заряде (а это равно постоянной работе в ИБП) АКБ, не является существенной угрозой или проблемой.

5. Нужно очень внимательно работать с АКБ, тщательно избегая пролива даже малейших капель электролита, или лишитесь одежды.

6. Разряд и заряд малыми токами являются наиболее предпочтительными режимами эксплуатации АКБ.

Как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность: напряжение аккумулятора

Как известно, аккумулятор автомобиля (АКБ) является важным элементом, который обеспечивает запуск двигателя от стартера и питает бортовую сеть тогда, когда двигатель не работает. Однако, аккумулятор машины, как и любая другая батарея, имеет ограниченный срок службы, а также может разряжаться по причине определенных неисправностей.

При этом напряжение на аккумуляторе автомобиля является одним из основных показателей, по которым можно определить, что с аккумулятором возникли проблемы. Далее мы рассмотрим, какое напряжение должно быть на аккумуляторе, как  выполняется проверка аккумулятора мультиметром, а также как проверить АКБ на работающем и заглушенном двигателе. 

Содержание статьи

Как проверить аккумулятор мультиметром и нагрузочной вилкой

Как показывает практика, реальное напряжение АКБ, которое может показывать БК автомобиля или различные устройства, запитанные в бортовую сеть, далеко не всегда соответствует тому, что отображено на экране бортового компьютера или  на отдельном  устройстве. Причина- высока вероятность потерь. Другими словами, уровень заряда аккумулятора на клеммах и напряжение в бортовой сети может отличаться. По этой причине нужно знать,  как проверить заряд АКБ именно на клеммах.

Прежде всего, проверка АКБ мультиметром является простым и доступным способом, который позволяет быстро и точно определить напряжение аккумулятора. Для такой проверки необходимо иметь мультиметр (тестер), который переводится в режим измерения напряжения. Если мультиметр только приобретается, оптимально покупать цифровой мультиметр, так как с ним удобнее работать, чем со стрелочным аналогом.

Идем далее. Для получения достоверных результатов, напряжение аккумулятора автомобиля  мультиметром изменяется пошагово, то есть двумя способами:

  • проверка аккумулятора при работающем двигателе;
  • замер напряжения АКБ на заглушенном моторе;

Сначала напряжение на аккумуляторе измеряется на заведенном ДВС. Обратите внимание, нормальное напряжение аккумулятора должно быть от 13.5 до 14 В. Если показатель больше 14.2 В, тогда это говорит о том, что АКБ разряжена и генератор активно заряжает батарею.  Так происходит не всегда, однако возможно в ряде случаев. Например, в морозы аккумулятор может разряжаться от холода, то есть при замерах напряжение будет повышено.

Также на некоторых авто па АКБ может подаваться большой заряд, так как бортовая система автомобиля определяет, что температура воздуха низкая и пытается максимально быстро и эффективно подзарядить батарею. При этом повышенное напряжение, если оно не держится постоянно, не указывает на неполадки.

После того, как аккумулятор немного подзарядится и с учетом того, что электрооборудование машины  в норме, спустя некоторое время все показатели придут в норму, то есть напряжение будет 13.5-14 В.

Итак, чтобы проверить АКБ, нужно отключить все потребители электроэнергии в авто (габариты, фары, кондиционер, подогревы и т.д.). С учетом того, какое должно быть напряжение на аккумуляторе, мультиметр должен показать от 13.5 до 14 В. Это значит, что все в норме.

В том случае, если напряжение ниже, это может указывать на то, что генератор автомобиля работает некорректно или окислились клеммы АКБ. Как правило, проверять генератор и/или клеммы нужно тогда, когда напряжение при работающем двигателе и выключенных потребителях  энергии  упало ниже отметки 13В.

На практике, частой причиной становятся именно контакты аккумулятора. Если заметен  характерный налет (серо-зеленый), тогда их нужно зачистить мелкой наждачкой. Если же все в порядке, нужна отдельная проверка генератора автомобиля. 

Кстати, работоспособность АКБ и генератора можно проверить еще одним способом. На работающем двигателе и выключенных источниках энергопотребления напряжение на аккумуляторе 13.6. Так вот, если включить ближний свет, напряжение должно понизиться на 0.1-0.2 В.

Затем можно включить магнитолу, кондиционер, подогревы и т.д. После включения каждого потребителя напряжение должно снижаться, но незначительно. В случае, когда показатели заметно падают, это указывает на то, что генератор не выдает заряд в полном объеме, возможны проблемы со щетками генератора и т.д.

В норме, когда все потребители включены, напряжение на клеммах АКБ не должно просаживаться  ниже 12.8-13.0 В. Если показатели меньше, тогда это указывает на то, что происходит разряд аккумулятора. В этом случае батарея обычно требует обслуживания (если это возможно) или замены аккумулятора на новую АКБ.  

Как проверить АКБ при заглушенном двигателе: напряжение заряженного аккумулятора

Прежде всего, замер напряжения АКБ на заглушенном моторе также позволяет определить состояние батареи.  Если показатель 11.8-12 В, тогда это говорит о том, что аккумулятор разряжен и ДВС может не заводиться.

В норме показатель должен составлять 12.5  или 13 В. Кстати, чтобы понять, какой уровень заряда аккумулятора по напряжению, показатель 12.9 В свидетельствует о заряде батареи на 90%, тогда как падение напряжения до 12.5 В говорит о заряде не больше половины. Показатель 12.1 В будет означать, что АКБ разряжена почти полностью и заряд аккумулятора составляет не более 10%.

Такие замеры позволяют быстро определить, каков заряд АКБ. Единственное, важно понимать, что данные могут отличаться в зависимости от температуры батареи. Например, если замерить напряжение сразу после того, как двигатель работал, температура под капотом высокая и т.д., показания будут одни. Если же повторить измерения «на холодную», то есть заглушить мотор и не запускать несколько часов, тогда высока вероятность других данных.

С учетом такой особенности лучше измерить напряжение на аккумуляторе именно до запуска мотора, а не после. Также уровень заряда аккумулятора при таком подходе покажет, как АКБ держит заряд долгое время. 

Нормальная батарея после полной зарядки не потеряет свой заряд через 5-10 часов, также напряжение только слегка упадет через 5-7 дней. Если же с аккумулятором возникли проблемы, он будет разряжаться очень быстро.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой

Данный способ проверки достаточно точный, позволяет также быстро определить работоспособность аккумулятора автомобиля. По результатам можно точно понять, заряжен аккумулятор или АКБ разряжена.

Чтобы выполнить проверку, к аккумулятору подсоединяется нагрузочная вилка. При подключении нужно следить за полярностью, не путая «плюс» и «минус», подключается вилка к АКБ на время не более 3-5 сек.

В начале замеров показатели должны быть 12-13 В, а через 3-5 сек. все равно больше 10 В. В этом случае можно считать, что АКБ исправна и аккумулятор заряжен, а также нормально работает под нагрузками.

В том случае, когда при проверке аккумулятора нагрузочной вилкой напряжение оказывается ниже 9 В, такой аккумулятор можно считать пришедшим в негодность (для необслуживаемых АКБ) или таким, который нуждается в комплексном обслуживании (для обслуживаемых аккумуляторов).

Даже если такая батарея еще крутить стартер, это не значит, что проблему низкого заряда под нагрузкой можно решить банальной дозарядкой от внешнего ЗУ для аккумулятора. В любом случае, малейшее похолодание или длительный простой выведет такую АКБ из строя, то есть двигатель завести  в тот или иной момент не получится. 

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что напряжение аккумулятора, которое показывает бортовой компьютер автомобиля или внешние устройства, может отличаться от реального непосредственно на клеммах АКБ.

По этой причине наиболее достоверными будут показания замеров напряжения, которые выполняются на заведенном, а также на заглушенном двигателе при помощи мультиметра. Также рекомендуется отдельно проверять аккумулятор нагрузочной вилкой, чтобы убедиться в работоспособности АКБ под нагрузкой.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какой аккумулятор для дизельного двигателя лучше купить. Из этой статьи вы узнаете об особенностях выбора АКБ для дизеля, чем аккумуляторы для дизельного мотора отличаются от аналогов для моторов на бензине, а также что нужно учитывать при покупке АКБ для дизельного двигателя. 

Напоследок отметим, чтобы увеличить срок службы АКБ автомобиля, батарея нуждается в периодической дозарядке аккумулятора, при этом нужно знать, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством.

Также при необходимости нужно обслуживать аккумулятор, следить за плотностью электролита и т.д.  Такой подход позволяет сохранять и поддерживать полную работоспособность АКБ на протяжении всего срока службы батареи.

Читайте также

вопросы и ответы • Проверено лично!

Нужно уяснить, что мы подразумеваем под тренировкой Li-Ion. Если то же, что в случае с NiMH, циклический заряд-разряд для восстановления ёмкости, то для литиевых элементов эта процедура не имеет смысла. В литиевых аккумуляторах совершенно иной химический процесс. Деградация литиевых элементов происходит из-за нарушения структуры катода и разрушения анода. К сожалению, оба этих процесса необратимы.

Однако, иногда «тренировкой» называют балансировку элементов в литиевой батарее. Эта процедура крайне важна, она производится специальными устройствами, наиболее популярным из которых является SkyRC Imax B6. Если батарея состоит из последовательно соединенных литиевых элементов, то при работе раньше разрядятся те, у которых больше внутреннее сопротивление, даже если разница незначительна. Давайте представим механику процесса на примере батареи 2S.

Она состоит из двух литиевых элементов, максимальное напряжение каждого 4,20 вольта. Соответственно, напряжение полностью заряженной батареи 2S — 8,4 В. При работе первый элемент разрядился чуть быстрее, поскольку двух абсолютно идентичных аккумуляторов не бывает. Контроллер отключил питание и мы получили батарею из двух элементов, в первом остаточный заряд 2,7 вольта, а во втором 2,5. Для того, чтобы снова получить готовую к работе заряженную батарею, нам нужно, чтобы каждый элемент зарядился до 4,2 В. Подключаем батарею к зарядному устройству. Она заряжается в нормальном режиме, пока каждый элемент не поднимает своё напряжение на 1,5 вольта. При этом более хороший элемент достигает 4,2 В, но зарядка не прекращается, поскольку полный заряд 8,4 В еще не достигнут, второй элемент набрал только 4,0 В. Зарядное устройство продолжает заряжать батарею, при этом первый элемент, который достиг предела, перегревается и кипит всё то время, пока второй набирает ёмкость. Наконец, батарея заряжается до 8,4 В и ЗУ отключает ток. Теперь у нас первый аккумулятор становится слабым звеном, поскольку кипение отобрало у него немалую часть ёмкости. В таком режиме батарея долго не протянет, десять-двадцать циклов и в утиль.

Поэтому на батареях, состоящих из нескольких элементов, существует балансировочный разъем. В случае с двумя элементами разъем имеет три контакта, это плюс, минус, и еще один контакт, подключаемый между элементами батареи. Зарядное устройство следит за напряжением каждого элемента батареи, и, если один из них зарядился, выключает его из цепи, продолжая заряжать оставшиеся. По этому же принципу работают платы BMS, которые встроены в некоторые батареи, в этом случае на разъем подается нужное напряжение, а BMS сам следит, сколько какой банке следует скормить.

Узнайте, как оптимизировать напряжение свинцово-кислотного аккумулятора для увеличения срока службы.

В свинцово-кислотном аккумуляторе используется метод зарядки 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 работают медленно и не могут заряжаться так же быстро, как другие аккумуляторные 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 его постоянно лишать, аккумулятор со временем 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.

                                    

Рисунок 1: Стадии зарядки свинцово-кислотного аккумулятора.

Аккумулятор полностью заряжен, когда ток падает до установленного низкого уровня. Поплавковое напряжение уменьшается. Плавающий заряд компенсирует саморазряд, характерный для всех аккумуляторов.
Предоставлено Cadex

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 установка 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, аккумулятор нужно заряжать полностью, чтобы получить максимальную емкость и избежать сульфатации на минусовой 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 усложняет «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.

Температурный коэффициент заряда свинцово-кислотного элемента 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. В таблице 2 сравниваются преимущества и ограничения различных настроек пикового напряжения.

                   

Таблица 2: Влияние зарядного напряжения на небольшой свинцово-кислотный аккумулятор.

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 подзарядку, когда температура окружающей среды поднимается выше 29°C (85°F).

На рис. 3 показан срок службы свинцово-кислотной батареи, поддерживаемой при постоянном напряжении, равном 2.от 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.

                           

НАПРЯЖЕНИЕ И ЗАРЯД АККУМУЛЯТОРА DEEP CYCLE

Если вы являетесь владельцем мобильной или автономной системы солнечной энергии, одним из самых навязчивых занятий является определение того, сколько заряда осталось в вашем аккумуляторе глубокого цикла.Это также известно как «состояние заряда». Большинство людей рассматривают напряжение батареи как меру этого.

Посмотрите нашу линейку аккумуляторов глубокого цикла
Узнайте больше о батареях глубокого цикла!

Хотя это не совсем точно, самый простой способ определить это с помощью мультиметра, если ваш солнечный регулятор или контроллер заряда не имеет считывания напряжения. Состояние заряда немного различается между типами герметичных свинцово-кислотных, залитых, гелевых и AGM аккумуляторов глубокого цикла, а также между брендами.Даже погода может сыграть роль.

Напряжение батареи, таблица состояния заряда

В таблице ниже показано напряжение и приблизительный уровень заряда для каждого типа батареи.

Примечание: Цифры основаны на показаниях обрыва цепи. Это когда батарея глубокого цикла не находится под нагрузкой и не находилась под нагрузкой в ​​течение нескольких часов. Этот сценарий может не случаться очень часто в системе с батарейным питанием, которая постоянно используется.Таким образом, лучшее время для чтения — раннее утро, до того, как солнце коснется ваших панелей, вечером, когда солнце садится, или когда очень пасмурно. Если вы снимете показания во время зарядки аккумулятора, они могут показать что-либо до 14,5 вольт.

Если вы берете показания, когда панели не подвергаются воздействию солнца, поскольку в это время, вероятно, будет потребляться электроэнергия, вы можете предположить, что независимо от показаний напряжения это консервативная оценка. Как только вся нагрузка снимается с батареи, напряжение может существенно восстановиться.

Глубина разряда батареи

Общее практическое правило: чем меньше ваша батарея глубокого цикла разряжается перед перезарядкой, тем дольше она прослужит.

Вот пример:

Гелевая батарея Bullsbattery BPD12V-100 AH, разряженная до глубины 70 %, то есть с оставшимся зарядом всего 30 % или 30 Ач (ампер-часов), будет иметь срок службы около 1200 циклов, что весьма впечатляет.Однако, если он разряжается только до 50%, ожидаемое количество циклов резко возрастает до 1700! Если цикл составляет день, это увеличивает срок службы батареи более чем на 1,25 года.

Глубина разряда, также известная как DOD, не должна превышать 50% в большинстве аккумуляторов глубокого цикла, чтобы получить наилучшее соотношение цены и качества. Таким образом, если у вас есть батарея емкостью 100 Ач, считайте, что глубина отсечки при разряде составляет 50 Ач.

Глубина разряда — очень важный параметр, который необходимо учитывать при выборе размера батареи глубокого разряда.

Вот еще пример:

Если вы хотите запитать портативный компьютер, проверьте номинальное значение силы тока на адаптере. Вероятно, это будет где-то между отметкой 3 и 5 ампер. Это означает, вероятно, около 2-4 ампер в час при нормальном использовании, поскольку ваш ноутбук не будет постоянно использовать полную мощность. Итак, исходя из нижнего предела:

Аккумулятор 100 Ач = доступная емкость 50 Ач/потребление 2 А = 25 часов использования.

Как уже упоминалось, существует 4 основных типа обычных аккумуляторов глубокого разряда: герметичные свинцово-кислотные, залитые свинцово-кислотные, гелевые и AGM.Чтобы узнать больше о разнице между ними, ознакомьтесь с нашим руководством по батареям глубокого цикла.

Воспользуйтесь нашим калькулятором системы электроснабжения удаленных районов (RAPS), чтобы определить требования к автономным солнечным энергетическим системам и подходящие компоненты.

Нужно зарядное устройство? У нас тоже есть руководство по ним!

Наиболее распространенные ошибки при работе со свинцово-кислотными аккумуляторами

Каждый раз, когда вы совершаете покупку, лучше всего понимать все тонкости вашего нового продукта .Но давайте будем честными — сидеть и читать руководство или проводить исследования не всегда является главным пунктом в вашем списке дел. Итак, мы сузили то, что вам нужно знать здесь. Если вы новичок в использовании свинцово-кислотных аккумуляторов или просто ищете более эффективные способы поддержания их производительности, помните об этих четырех простых вещах.

1. 

Недостаточный заряд

Недостаточный заряд происходит, когда батарея не может полностью зарядиться после ее использования.  Достаточно просто, верно? Но если делать это постоянно или даже просто хранить аккумулятор с частичным зарядом, это может привести к сульфатации.(Спойлер: сульфатация вредна.)

Сульфатация — это образование сульфата свинца на пластинах батареи, что снижает ее производительность. Сульфатация также может привести к преждевременному выходу из строя батареи.

Наконечники Pro:

  • Лучший способ предотвратить это — полностью зарядить аккумулятор после использования и перед хранением.
  • Вы также должны подзаряжать батарею каждые несколько недель, если батарея будет храниться в течение длительного периода времени.

 

2. Перезарядка

Хотя вы, конечно, не хотите, чтобы ваша батарея находилась в состоянии недозаряда, перезарядка так же плоха.  Емкость для непрерывной зарядки:

  • вызвать коррозию положительных пластин аккумулятора
  • вызывают повышенное потребление воды
  • допускают даже чрезмерные температуры, вызывающие повреждение внутри батареи.

Непрерывный нагрев от перезарядки может вывести аккумулятор из строя всего за несколько часов .

Совет для профессионалов: хорошее эмпирическое правило, помогающее избежать ловушки перезарядки, заключается в том, чтобы заряжать аккумулятор после каждого разряда на 50 % от его полной емкости.

Если аккумулятор будет храниться в течение месяца или более, перед хранением его следует зарядить до полной емкости, а затем заряжать в течение всего времени хранения. Каждые несколько недель должно быть хорошо. Вы также можете рассмотреть возможность использования зарядного устройства.

Подзарядное устройство предназначено для медленной зарядки аккумулятора в течение определенного периода времени без его перезарядки .Некоторые зарядные устройства могут быть безопасно подключены к аккумулятору в течение нескольких дней, в то время как другие рассчитаны на то, чтобы оставаться подключенными в течение нескольких месяцев.

 

3. Подводка

Поскольку вода теряется во время процесса зарядки, может произойти повреждение, если эта вода не будет восполнена.

Если уровень электролита упадет ниже верха пластин, повреждение может быть непоправимым. Вам следует часто проверять уровень воды в аккумуляторах и по мере необходимости доливать в них дистиллированную воду.При поливе батарея может вызвать необратимую сульфатацию.

Профессиональный совет: лучший способ избежать этого — воздерживаться от перезарядки и проверять уровень воды. Чем больше аккумулятор используется и заряжается, тем чаще вам нужно будет проверять уровень электролита.

Имейте в виду, более жаркий климат также увеличивает истощение запасов воды. Перед добавлением воды в элементы убедитесь, что аккумулятор полностью заряжен.

 

4.Переувлажнение

В вашей батарее может быть не только слишком мало воды для нормальной работы, но и слишком много. Чрезмерное увлажнение может привести к разбавлению электролитов, что приведет к снижению уровня производительности батареи.

Совет для профессионалов: нормальный уровень жидкости примерно на ½ дюйма выше верхней части пластин или чуть ниже нижней части вентиляционного отверстия. Если вы проверили уровень жидкости и уровень воды достаточен, не доливайте ее.

Давайте быстро разрушим мифы:  распространено мнение, что снижение напряжения заряда до 13 вольт или ниже уменьшит необходимость часто проверять уровень воды.

Это действительно так, но это также может привести к расслоению аккумулятора, в результате чего аккумуляторная кислота отделяется от электролитов и скапливается на дне аккумулятора. Это приводит к сульфатации, что, как упоминалось ранее, приводит к снижению производительности батареи и сокращению срока службы.

Итак, что все это значит?

Проблемы, связанные с чрезмерной и недостаточной зарядкой, а также чрезмерным и недостаточным поливом, могут быть тонкой гранью. Это на самом деле просто о том, чтобы найти золотую середину.

Большинство производителей аккумуляторов предоставляют список рекомендаций, которые облегчат уход за свинцово-кислотным аккумулятором и его техническое обслуживание. Мы лучше, чем кто-либо, знаем, что на поддержание надлежащего заряда и надлежащего уровня электролита может влиять множество факторов. Если вы можете вспомнить только одно, помните температуру — это один из важнейших факторов.

  • Чем теплее окружающая среда, тем чаще хранимая батарея нуждается в подзарядке, а также в проверке уровня воды.
  • Чем прохладнее окружающая среда, тем больше времени может пройти между зарядкой и доливкой воды.

Ознакомление с рекомендациями производителя поможет вам продлить срок службы батареи. Если вам нужны разъяснения или есть какие-либо вопросы, позвоните экспертам NEB; мы здесь, чтобы помочь, в конце концов.

Напряжение батареи | Состояние заряда

Причина, по которой нет простой зависимости между напряжением батареи и состоянием заряда, заключается в том, что ваша солнечная система постоянно делает разные вещи — электричество все время приходит и уходит.Тем не менее, между ними существует простая взаимосвязь, если батарея отключена от всех зарядных устройств и нагрузок и простаивает без дела в течение часа или около того, но вы не хотите делать это каждый раз, когда хотите проверить систему.

Но для начала неплохо. Это называется напряжением «холостого хода» или «покоя» батареи. Полностью заряженные 12-вольтовые аккумуляторы в состоянии покоя имеют напряжение около 12,8–12,9 В, а разряженные — 12,0 В, поэтому 12,4 В на неактивном аккумуляторе означают, что он заряжен примерно на 50 %.

Обзор напряжения батареи:

Как правило, зарядные устройства повышают фактическое напряжение на батарее выше ее напряжения покоя, а нагрузки понижают фактическое напряжение ниже напряжения покоя. Включите зарядное устройство, и напряжение может подняться до 14,0–14,5 В. Включите большую нагрузку, например микроволновую печь, и напряжение упадет до 11,5–11,8 В даже на полностью заряженных батареях. Опять же, в целом, чем больше зарядный ток или нагрузка, тем выше или ниже напряжения покоя будет ваша система.Таким образом, просмотр напряжения не дает вам точного представления о том, насколько заряжена ваша батарея — вы должны отрегулировать нагрузку и источники зарядки.

Напряжение заряда: когда батарея заряжается, пластины поляризуются и развивают сопротивление заряду (поверхностный заряд). Это сопротивление добавит к напряжению батареи, и поэтому использование этого показания напряжения не будет отражать истинное состояние заряда. Весь так называемый «поверхностный заряд» будет удален при разрядке аккумулятора.Как правило, напряжение батареи восстанавливается или увеличивается при снятии нагрузки. Особенно это актуально, если нагрузка очень большая.

Простой способ определить SOC в аккумуляторе

Надежный способ точно определить SOC — использовать ареометр — простое устройство, измеряющее плотность электролита в аккумуляторе. Полностью заряженные аккумуляторы содержат много серной кислоты в электролите, а разряженные — нет — кислота превращается в сульфат свинца на пластинах аккумулятора по мере разряда аккумулятора.Поскольку серная кислота тяжелее воды, удельный вес электролита полностью заряженных аккумуляторов находится в диапазоне 1,255–1,275, аккумуляторы, разряженные на 50 %, имеют показатель 1,175–1,195, а разряженные аккумуляторы – 1,095–1,115. Ареометр можно купить в любом хозяйственном магазине, и они недорогие. В дополнение к значениям удельного веса они будут иметь диапазоны с цветовой кодировкой, которые говорят о хорошей батарее, средней батарее или разряженной батарее.

Теперь, чтобы использовать ареометр, вам нужно вытащить лоток аккумулятора, открыть одну из крышек и всосать немного электролита в ареометр, так что вы не будете делать это часто или в дороге.Если у вас аккумуляторы AGM, то до электролита вообще не добраться, потому что крышек нет. Тем не менее, вы можете использовать ареометр для калибровки дисплея напряжения при известных условиях нагрузки, и вы будете знать, какие показания напряжения соответствуют тому или иному состоянию заряда.

Что такое известные условия нагрузки?

Допустим, у нас есть сайт, где всегда включен телевизор, обычно работает вентилятор и горят один или два индикатора. Я заряжаю аккумуляторы, проверяю, заряжены ли они, убедившись, что показания ареометра находятся в пределах 1.26, и посмотрите на мой дисплей напряжения , когда эти нагрузки работают (это рабочее слово) . На вольтметре 12,5 В, что означает, что аккумулятор полностью заряжен. Это напряжение под нагрузкой, а не напряжение покоя.

Теперь я оставляю это вещество на несколько часов, возвращаюсь с ареометром и вижу, что удельный вес упал до 1,18 — разряжен наполовину. Мой вольтметр показывает 11,7. Теперь я знаю, что под этой нагрузкой из телевизора, вентилятора и освещения именно в этот момент мне нужно перезарядить свои батареи — не разряжайте свои батареи ниже 50%, если только вы не находитесь в чрезвычайной ситуации.Теперь я могу убрать ареометр — у меня есть число напряжения, 11,7, что соответствует 50% разрядке и времени для перезарядки батареи. Легкий.

У людей разное количество или разные типы батарей и разные типичные нагрузки. Таким образом, 11,7 вольт в вашей системе могут означать более или менее 50% разряда, но принцип тот же — есть определенное напряжение, которое соответствует разным состояниям заряда ваших аккумуляторов под нагрузкой. Некоторые производители аккумуляторов указывают значение напряжения для 50% разряда как 11.58 вольт, так что, вероятно, используется большая нагрузка, чем у меня. Таким образом, чтобы получить 50% напряжения для вашей системы, протестируйте свою собственную систему и используйте известную нагрузку. При такой нагрузке на ваши аккумуляторы существует надежное напряжение аккумулятора, соответствующее 50% разряду. Оставайтесь выше этого напряжения, и вы и ваши батареи проживете долгую и здоровую жизнь.

Как узнать напряжение 50% для герметичных аккумуляторов?

Возьмите токоизмерительные клещи, определите силу тока, выходящего из ваших аккумуляторов под нагрузкой, и засеките время.Скажем, у вас есть 4 батареи по 90 Ач @ C20 — это 360 Ач. В этом случае мы получаем 18А в течение 20 часов до того, как он разрядится. Заряжайте их полностью, включайте нагрузки, пока не наберете 18А (около 200-250 Вт) и засечь время — 10 часов наполовину разряжены. Ваше напряжение под нагрузкой через 10 часов будет вашим уровнем разрядки 50%. Это будет работать только с хорошими новыми батареями со скоростью 20 часов.

Зарядные устройства и методы зарядки

 

 

 

Схемы зарядки

Зарядное устройство имеет три основные функции

  • Подача заряда в аккумулятор (зарядка)
  • Оптимизация скорости зарядки (стабилизация)
  • Знать, когда остановиться (прекращение)

 

Схема тарификации представляет собой комбинацию методов тарификации и завершения.

 

Прекращение зарядки

Когда аккумулятор полностью заряжен, зарядный ток должен каким-то образом рассеяться. Результатом является выделение тепла и газов, которые вредны для аккумуляторов. Суть хорошей зарядки заключается в том, чтобы иметь возможность определить, когда восстановление активных химических веществ завершено, и остановить процесс зарядки до того, как будет нанесен какой-либо ущерб, при этом постоянно поддерживая температуру элемента в безопасных пределах.Обнаружение этой точки отсечки и прекращение зарядки имеет решающее значение для сохранения срока службы батареи. В простейших зарядных устройствах это происходит, когда достигнут заданный верхний предел напряжения, часто называемый напряжением завершения . Это особенно важно для быстрых зарядных устройств, где опасность перезарядки выше.

 

Безопасная зарядка

Если по какой-либо причине существует риск перезарядки батареи, либо из-за ошибок в определении точки отсечки, либо из-за неправильного использования, это обычно сопровождается повышением температуры.Внутренние неисправности внутри батареи или высокие температуры окружающей среды также могут привести к тому, что температура батареи превысит пределы безопасной рабочей температуры. Повышенные температуры ускоряют выход батарей из строя, а мониторинг температуры элемента — хороший способ обнаружить признаки неисправности, вызванной различными причинами. Сигнал температуры или самовосстанавливающийся предохранитель можно использовать для выключения или отключения зарядного устройства при появлении признаков опасности во избежание повреждения аккумулятора. Эта простая дополнительная мера предосторожности особенно важна для аккумуляторов большой мощности, где последствия отказа могут быть как серьезными, так и дорогостоящими.

 

Время зарядки

Во время быстрой зарядки можно накачать электрическую энергию в аккумулятор быстрее, чем химический процесс может на это отреагировать, что может привести к разрушительным последствиям.

Химическое действие не может произойти мгновенно, и будет градиент реакции в объеме электролита между электродами, при этом электролит, ближайший к электродам, преобразуется или «заряжается», прежде чем электролит будет дальше.Это особенно заметно в элементах большой емкости, содержащих большой объем электролита.

На самом деле в химических превращениях клетки участвуют как минимум три ключевых процесса.

  • Одним из них является «перенос заряда», представляющий собой реальную химическую реакцию, происходящую на границе раздела электрода с электролитом и протекающую относительно быстро.
  • Второй — это процесс «массопереноса» или «диффузии», при котором материалы, преобразованные в процессе переноса заряда, перемещаются с поверхности электрода, освобождая место для других материалов, достигающих электрода для участия в процессе преобразования.Это относительно медленный процесс, который продолжается до тех пор, пока не будут преобразованы все материалы.
  • Процесс зарядки может также подвергаться другим значительным эффектам, время реакции которых также следует принимать во внимание, таким как «процесс интеркаляции», посредством которого заряжаются литиевые элементы, при котором ионы лития внедряются в кристаллическую решетку основного электрода. См. также Литиевое покрытие из-за чрезмерных скоростей зарядки или зарядки при низких температурах.

Все эти процессы также зависят от температуры.

 

Кроме того, могут быть другие паразитные или побочные эффекты, такие как пассивация электродов, образование кристаллов и накопление газа, которые влияют на время зарядки и эффективность, но они могут быть относительно незначительными или редкими, или могут возникать только в условиях неправильного использования. . Поэтому они здесь не рассматриваются.

 

Таким образом, процесс зарядки аккумулятора имеет по крайней мере три характерные постоянные времени, связанные с достижением полной конверсии активных химических веществ, которые зависят как от используемых химических веществ, так и от конструкции элемента.Постоянная времени, связанная с переносом заряда, может составлять одну минуту или меньше, тогда как постоянная времени массопереноса может достигать нескольких часов или более в большом элементе большой емкости. Это одна из причин, по которой ячейки могут подавать или принимать очень высокие импульсные токи, но гораздо более низкие непрерывные токи (еще один важный фактор — вовлеченное рассеивание тепла). Эти явления нелинейны и применимы как к процессу разрядки, так и к зарядке. Таким образом, существует предел скорости приема заряда элементом.Продолжение подачи энергии в элемент быстрее, чем химические вещества могут реагировать на заряд, может вызвать локальные условия перезарядки, включая поляризацию, перегрев, а также нежелательные химические реакции вблизи электродов, что приведет к повреждению элемента. Быстрая зарядка увеличивает скорость химической реакции в ячейке (как и быстрая разрядка), и может быть необходимо допускать «периоды отдыха» во время процесса зарядки, чтобы химические действия распространялись по всей массе химической массы в ячейке и для стабилизации на прогрессивных уровнях заряда.

 

Узнайте больше о периодах отдыха и о том, как их можно использовать для увеличения срока службы батареи и повышения точности измерений SOC, на странице Батарея, настраиваемая программным обеспечением.

 

См. также влияние химических изменений и скорости зарядки в разделе, посвященном сроку службы батареи.

 

Запоминающееся, хотя и не совсем равнозначное явление – наливание пива в стакан.При очень быстром розливе образуется много пены и небольшое количество пива на дне стакана. Медленное наливание вниз по стенке стакана или, в качестве альтернативы, дайте пиву отстояться до тех пор, пока пена не рассеется, а затем долейте, чтобы стакан наполнился полностью.

 

Гистерезис

Таким образом, постоянные времени и упомянутые выше явления вызывают гистерезис в батарее.Во время зарядки химическая реакция отстает от приложения зарядного напряжения, и аналогичным образом, когда к батарее прикладывается нагрузка для ее разрядки, возникает задержка перед тем, как через нагрузку может быть подан полный ток. Как и в случае с магнитным гистерезисом, энергия теряется во время цикла заряда-разряда из-за эффекта химического гистерезиса.

 

На приведенной ниже диаграмме показан эффект гистерзиса в литиевой батарее.

 

 

Допущение коротких периодов стабилизации или покоя во время процессов заряда-разряда, чтобы приспособиться к времени химической реакции, будет способствовать уменьшению, но не устранению разницы напряжений из-за гистерезиса.

Истинное напряжение батареи при любом состоянии заряда (SOC), когда батарея находится в состоянии покоя или покоя, будет находиться где-то между кривыми заряда и разряда.Во время зарядки измеренное напряжение элемента в период покоя будет медленно мигрировать вниз к состоянию покоя, поскольку химическое превращение в элементе стабилизируется. Точно так же во время разрядки измеренное напряжение элемента в период покоя будет мигрировать вверх к состоянию покоя.

 

Быстрая зарядка также вызывает повышенный джоулев нагрев элемента из-за задействования более высоких токов, а более высокая температура, в свою очередь, вызывает увеличение скорости процессов химической конверсии.

 

В разделе «Скорость разрядки» показано, как скорость разрядки влияет на эффективную емкость элемента.

В разделе, посвященном конструкции элементов, описывается, как можно оптимизировать конструкции элементов для быстрой зарядки.

 

Эффективность заряда

Относится к свойствам самой батареи и не зависит от зарядного устройства.Это отношение (выраженное в процентах) между энергией, удаляемой из батареи во время разрядки, по сравнению с энергией, используемой во время зарядки для восстановления первоначальной емкости. Также называется кулоновской эффективностью или приемом заряда .

 

Прием заряда и время заряда в значительной степени зависит от температуры, как указано выше. Более низкая температура увеличивает время зарядки и снижает прием заряда.

 

Обратите внимание, , что при низких температурах аккумулятор не обязательно будет полностью заряжен, даже если напряжение на клеммах может указывать на полный заряд. См. Факторы, влияющие на состояние заряда.

 

Основные методы зарядки

  • Постоянное напряжение Зарядное устройство постоянного напряжения в основном представляет собой источник питания постоянного тока, который в своей простейшей форме может состоять из понижающего трансформатора от сети с выпрямителем, обеспечивающим напряжение постоянного тока для зарядки аккумулятора.Такие простые конструкции часто встречаются в дешевых зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. Свинцово-кислотные элементы, используемые для автомобилей и систем резервного питания, обычно используют зарядные устройства постоянного напряжения. Кроме того, в литий-ионных элементах часто используются системы постоянного напряжения, хотя они обычно более сложны с дополнительными схемами для защиты как батарей, так и безопасности пользователя.
  • Постоянный ток Зарядные устройства постоянного тока изменяют напряжение, подаваемое на батарею, для поддержания постоянного тока, отключаясь, когда напряжение достигает уровня полного заряда.Эта конструкция обычно используется для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов или аккумуляторов.
  • Taper Current Зарядка от грубого нерегулируемого источника постоянного напряжения. Это не контролируемый заряд, как в V Taper выше. Ток уменьшается по мере увеличения напряжения ячейки (противоэдс). Существует серьезная опасность повреждения элементов из-за перезарядки. Чтобы избежать этого, скорость зарядки и продолжительность должны быть ограничены.Подходит только для аккумуляторов SLA.
  • Импульсный заряд Импульсные зарядные устройства подают зарядный ток на батарею импульсами. Скорость зарядки (на основе среднего тока) можно точно контролировать, изменяя ширину импульсов, обычно около одной секунды. Во время процесса зарядки короткие периоды покоя от 20 до 30 миллисекунд между импульсами позволяют стабилизировать химические процессы в батарее за счет выравнивания реакции по всему объему электрода перед возобновлением зарядки.Это позволяет химической реакции идти в ногу со скоростью ввода электрической энергии. Также утверждается, что этот метод может уменьшить нежелательные химические реакции на поверхности электрода, такие как образование газа, рост кристаллов и пассивация. (См. также импульсное зарядное устройство ниже). При необходимости можно также измерить напряжение холостого хода батареи в период покоя.

 

Оптимальный профиль тока зависит от химического состава и конструкции элемента.

 

  • Отрывная зарядка Также называется Reflex или Зарядка отрицательным импульсом деполяризовать клетку. Эти импульсы вытесняют любые пузырьки газа, образовавшиеся на электродах во время быстрой зарядки, ускоряя процесс стабилизации и, следовательно, весь процесс зарядки.Высвобождение и распространение пузырьков газа известно как «отрыжка». Были сделаны противоречивые заявления об улучшении как скорости заряда, так и срока службы батареи, а также об удалении дендритов, которое стало возможным благодаря этому методу. Меньшее, что можно сказать, это то, что «это не повреждает батарею».
  • IUI Charging Это недавно разработанный профиль зарядки, используемый для быстрой зарядки стандартных залитых свинцово-кислотных аккумуляторов определенных производителей.Подходит не для всех свинцово-кислотных аккумуляторов. Первоначально батарея заряжается с постоянной скоростью (I) до тех пор, пока напряжение элемента не достигнет заданного значения — обычно это напряжение близко к тому, при котором происходит выделение газа. Эта первая часть цикла зарядки известна как фаза объемной зарядки. Когда заданное напряжение достигнуто, зарядное устройство переключается на фазу постоянного напряжения (U), и ток, потребляемый аккумулятором, будет постепенно снижаться, пока не достигнет другого заданного уровня. Эта вторая часть цикла завершает нормальную зарядку батареи с медленно уменьшающейся скоростью.Наконец, зарядное устройство снова переключается в режим постоянного тока (I), и при выключении зарядного устройства напряжение продолжает расти до нового более высокого установленного предела. Эта последняя фаза используется для выравнивания заряда отдельных элементов батареи, чтобы максимально увеличить срок службы батареи. См. Балансировка ячеек.
  • Подзарядка Подзарядка предназначена для компенсации саморазряда аккумулятора. Непрерывный заряд. Длительная зарядка постоянным током для использования в режиме ожидания.Скорость заряда зависит от частоты разряда. Не подходит для некоторых химических элементов батарей, например. NiMH и литиевые, которые подвержены повреждению при перезарядке. В некоторых приложениях зарядное устройство предназначено для переключения на подзарядку, когда батарея полностью заряжена.
  • Плавающий заряд . Аккумулятор и нагрузка постоянно подключены параллельно к источнику зарядки постоянного тока и поддерживаются при постоянном напряжении ниже верхнего предела напряжения аккумулятора.Используется для систем аварийного резервного питания. В основном используется со свинцово-кислотными аккумуляторами.
  • Произвольная зарядка Все вышеперечисленные приложения включают контролируемый заряд батареи, однако есть много приложений, в которых энергия для зарядки батареи доступна только или доставляется случайным, неконтролируемым образом. Это относится к автомобильным приложениям, где энергия зависит от частоты вращения двигателя, которая постоянно изменяется. Проблема более остра в приложениях EV и HEV, которые используют рекуперативное торможение, поскольку это создает большие скачки мощности во время торможения, которые должна поглощать батарея.Более благоприятные области применения — это солнечные панели, которые можно заряжать только при ярком солнце. Все это требует специальных методов для ограничения зарядного тока или напряжения до уровней, которые может выдержать батарея.

 

Скорость зарядки

Аккумуляторы можно заряжать с разной скоростью в зависимости от требований. Типичные ставки показаны ниже:

  • Медленная зарядка = зарядка в течение ночи или 14-16 часов при 0.1С курс
  • Быстрая зарядка = от 3 до 6 часов зарядки при температуре 0,3°C
  • Быстрая зарядка = Менее 1 часа зарядки при температуре 1,0°C

 

Медленная зарядка

Медленная зарядка может осуществляться в относительно простых зарядных устройствах и не должна приводить к перегреву батареи. Когда зарядка завершена, аккумуляторы следует вынуть из зарядного устройства.

  • Nicad, как правило, являются наиболее устойчивыми к перезарядке и могут быть оставлены на непрерывной подзарядке в течение очень долгого времени, поскольку их процесс рекомбинации имеет тенденцию удерживать напряжение на безопасном уровне. Постоянная рекомбинация поддерживает высокое внутреннее давление в клетке, поэтому сальники постепенно подтекают. Он также поддерживает температуру ячейки выше окружающая среда и более высокие температуры сокращают срок службы.Так что жизнь все равно лучше если снять с зарядки.
  • Свинцово-кислотные аккумуляторы немного менее надежны, но могут выдерживать кратковременную непрерывную зарядку. Залитые батареи, как правило, израсходовали свою воду, а SLA, как правило, рано умирают от коррозии сетки. Свинцово-кислотные аккумуляторы следует либо оставлять в покое, либо заряжать плавающим способом (удерживая при постоянном напряжении значительно ниже точки газовыделения).
  • С другой стороны, аккумуляторы
  • NiMH будут повреждены при длительном непрерывном заряде.
  • Однако литий-ионные элементы
  • не выдерживают перезарядки или перенапряжения, и зарядку следует немедленно прекратить при достижении верхнего предела напряжения.

 

Быстрая/быстрая зарядка

По мере увеличения скорости зарядки увеличивается опасность перезарядки или перегрева батареи. Предотвращение перегрева батареи и прекращение зарядки, когда батарея полностью заряжена, становятся гораздо более важными.Каждая химия элемента имеет свою характеристическую кривую зарядки, и зарядные устройства должны быть спроектированы таким образом, чтобы обнаруживать условия окончания зарядки для конкретной используемой химии. Кроме того, должна быть предусмотрена какая-либо форма отключения по температуре (TCO) или термопредохранитель, чтобы предотвратить перегрев батареи во время процесса зарядки.

 

Быстрая зарядка и быстрая зарядка требуют более сложных зарядных устройств. Поскольку эти зарядные устройства должны быть разработаны для определенного химического состава элементов, обычно невозможно заряжать один тип элементов в зарядном устройстве, которое было разработано для другого химического состава элементов, и существует вероятность их повреждения.Универсальные зарядные устройства, способные заряжать все типы элементов, должны иметь датчики для определения типа элемента и применения соответствующего профиля зарядки.

 

Обратите внимание, , что для автомобильных аккумуляторов время зарядки может быть ограничено доступной мощностью, а не характеристиками аккумулятора. Внутренние 13-амперные кольцевые главные цепи могут выдавать только 3 кВт. Таким образом, при условии отсутствия потери эффективности в зарядном устройстве, десятичасовая зарядка максимально поместит в батарею 30 кВтч энергии.Хватает примерно на 100 км. Сравните это с заправкой автомобиля бензином.

Требуется около 3 минут, чтобы поместить в бак химическую энергию, достаточную для получения 90 кВтч механической энергии, достаточной для того, чтобы проехать 300 миль. Подача 90 кВт/ч электроэнергии в аккумулятор за 3 минуты эквивалентна скорости зарядки 1,8 МВт!

 

Методы завершения зарядки

В следующей таблице приведены методы прекращения зарядки популярных аккумуляторов.Они объясняются в разделе ниже.

 

 

 

Методы завершения зарядки

Соглашение об уровне обслуживания

Никад

NiMH

Литий-ионный

Медленная зарядка

Таймер

Ограничение напряжения

Быстрая зарядка 1

Имин

НДВ

dT/dt

Imin при предельном напряжении

Быстрая зарядка 2

Дельта TCO

dT/dt

dV/dt=0

 

Резервное окончание 1

Таймер

ТШО

ТШО

ТШО

Резервное окончание 2

DeltaTCO

Таймер

Таймер

Таймер

 

TCO = отсечка по температуре

Delta TCO = превышение температуры над окружающей средой

I мин = минимальный ток

 

Методы управления зарядом

Для различных химических процессов и различных применений было разработано множество различных схем зарядки и отключения.Наиболее распространенные из них приведены ниже.

 

Контролируемая зарядка

Обычная (медленная) зарядка

  • Полупостоянный ток Простой и экономичный. Самый популярный. Таким образом, малый ток не выделяет тепла, но работает медленно, обычно от 5 до 15 часов. Скорость заряда 0,1С. Подходит для Nicads
  • Система зарядки с таймером Простая и экономичная.Более надежен, чем полупостоянный ток. Использует таймер IC. Зарядка по тарифу 0,2C в течение заданного периода с последующей постепенной зарядкой 0,05C. Избегайте постоянного перезапуска таймера, вставляя и вынимая аккумулятор из зарядного устройства, так как это снижает его эффективность. Рекомендуется включать отсечку по абсолютной температуре. Подходит для никадных и никель-металлгидридных аккумуляторов.

 

Быстрая зарядка (от 1 до 2 часов)

  • Отрицательная дельта V (NDV) Система отключения заряда
  • Это самый популярный способ быстрой зарядки Nicad.

     

    Аккумуляторы заряжаются постоянным током со скоростью от 0,5 до 1,0 C. Напряжение батареи повышается по мере того, как зарядка достигает пика при полной зарядке, а затем падает. Это падение напряжения, -дельта V, происходит из-за поляризации или накопления кислорода внутри элемента, что начинает происходить, когда элемент полностью заряжен. В этот момент элемент входит в опасную зону перезарядки, и температура начинает быстро расти, так как химические превращения завершаются и избыточная электрическая энергия преобразуется в тепло.Падение напряжения происходит независимо от уровня разрядки или температуры окружающей среды, поэтому его можно обнаружить и использовать для определения пикового значения и, следовательно, для отключения зарядного устройства, когда батарея полностью заряжена, или для переключения на непрерывный заряд.

    Этот метод не подходит для зарядных токов менее 0,5 C, так как дельту V становится трудно обнаружить. Ложная дельта V может возникать в начале заряда при чрезмерно разряженных элементах. Это преодолевается за счет использования таймера, который задерживает обнаружение дельта V достаточно, чтобы избежать проблемы.Свинцово-кислотные аккумуляторы не демонстрируют падения напряжения при завершении заряда, поэтому этот метод зарядки не подходит для аккумуляторов SLA.

     

  • dT/dt Система зарядки NiMH аккумуляторы не демонстрируют такого выраженного падения напряжения NDV, когда они достигают конца цикла зарядки, как это видно на графике выше, и поэтому метод отключения NDV не является надежным для окончания NiMH аккумуляторов. заряжать.Вместо этого зарядное устройство определяет скорость повышения температуры элемента в единицу времени. Когда достигается заданная скорость, быстрая зарядка прекращается и метод зарядки переключается на непрерывную зарядку. Этот метод более дорогой, но позволяет избежать перезарядки и продлевает срок службы. Поскольку длительная непрерывная зарядка может повредить NiMH аккумулятор, рекомендуется использовать таймер для регулирования общего времени зарядки.
  •  

  • Система постоянного тока с постоянным напряжением (CC/CV), контролируемая зарядной системой .Используется для зарядки литиевых и некоторых других аккумуляторов, которые могут быть повреждены при превышении верхнего предела напряжения. Указанная производителями скорость зарядки при постоянном токе — это максимальная скорость зарядки, которую аккумулятор может выдержать без повреждения аккумулятора. Необходимы специальные меры предосторожности, чтобы максимизировать скорость зарядки и гарантировать, что аккумулятор полностью заряжен, в то же время избегая перезарядки. По этой причине рекомендуется переключать метод зарядки на постоянное напряжение до того, как напряжение элемента достигнет своего верхнего предела.Обратите внимание, что это означает, что зарядные устройства для литий-ионных элементов должны быть способны контролировать как зарядный ток, так и напряжение батареи.
  • Чтобы поддерживать указанную скорость зарядки при постоянном токе, зарядное напряжение должно увеличиваться одновременно с напряжением элемента, чтобы преодолеть противо-ЭДС элемента по мере его зарядки. Это происходит довольно быстро в режиме постоянного тока до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения элемента, после чего зарядное напряжение поддерживается на этом уровне, известном как плавающий уровень, в режиме постоянного напряжения.В течение этого периода постоянного напряжения ток уменьшается до непрерывного заряда по мере того, как заряд приближается к завершению. Отключение происходит, когда достигается заданная точка минимального тока, указывающая на полный заряд. См. также Литиевые аккумуляторы — Зарядка и Производство аккумуляторов — Формирование.

     

    Примечание 1 : Когда указаны скорости быстрой зарядки , они обычно относятся к режиму постоянного тока.В зависимости от химического состава элемента этот период может составлять от 60% до 80% времени до полной зарядки. Эти скорости не следует экстраполировать для оценки времени полной зарядки аккумулятора, поскольку скорость зарядки быстро снижается в течение периода постоянного напряжения.

    Примечание 2: Поскольку невозможно заряжать литиевые батареи со скоростью зарядки C, указанной производителями, для полной продолжительности зарядки, также невозможно оценить время зарядки батареи из разряженного состояния, просто разделив емкость аккумулятора в ампер-часах по заданной скорости зарядки C, так как скорость меняется в процессе зарядки.Однако следующее уравнение дает разумное приближение времени полной зарядки разряженной батареи при использовании стандартного метода зарядки CC/CV:

    Время зарядки (часы) = 1,3 * (Емкость батареи в Ач) / (ток зарядки в режиме CC)

     

  • Система зарядки , управляемая напряжением. Быстрая зарядка со скоростью от 0,5 до 1,0 C. Зарядное устройство выключается или переключается на подзарядку при достижении заданного напряжения.Должны быть объединены с датчиками температуры в аккумуляторе, чтобы избежать перезаряда или теплового разгона.
  • V-Конусная система заряда Аналогична системе с регулируемым напряжением. Как только заданное напряжение достигнуто, ток быстрой зарядки постепенно уменьшается за счет снижения напряжения питания, а затем переключается на непрерывный заряд. Подходит для аккумуляторов SLA, позволяет безопасно достигать более высокого уровня заряда. (См. также значение тока конусности ниже)
  • Таймер отказоустойчивости

    Ограничивает величину зарядного тока, который может протекать, чтобы удвоить емкость элемента.Например, для элемента емкостью 600 мАч ограничьте заряд до 1200 мАч. Крайнее средство, если отсечение не достигается другими способами.

  • Предварительная зарядка
  • В качестве меры предосторожности при работе с батареями большой емкости часто используется предварительная зарядка. Цикл зарядки начинается с низкого тока. Если нет соответствующего повышения напряжения батареи, это указывает на возможное короткое замыкание в батарее.

  • Интеллектуальная система зарядки
    Интеллектуальные системы зарядки объединяют системы управления в зарядном устройстве с электроникой в ​​аккумуляторе, что позволяет более точно контролировать процесс зарядки. Преимущества заключаются в более быстрой и безопасной зарядке и более длительном сроке службы аккумулятора. Такая система описана в разделе, посвященном системам управления батареями.

 

Примечание

Большинство зарядных устройств, поставляемых с устройствами бытовой электроники, такими как мобильные телефоны и портативные компьютеры, просто обеспечивают постоянный источник напряжения.Требуемый профиль напряжения и тока для зарядки батареи обеспечивается (или должен обеспечиваться) электронными схемами либо внутри самого устройства, либо внутри аккумуляторной батареи, а не зарядным устройством. Это обеспечивает гибкость при выборе зарядных устройств, а также служит для защиты устройства от потенциального повреждения при использовании неподходящих зарядных устройств.

 

Определение напряжения

Во время зарядки для простоты обычно измеряется напряжение аккумулятора на выводах зарядного устройства.Однако для сильноточных зарядных устройств может наблюдаться значительное падение напряжения на проводах зарядного устройства, что приводит к недооценке истинного напряжения батареи и, как следствие, к недостаточному заряду батареи, если напряжение батареи используется в качестве триггера отключения. Решение состоит в том, чтобы измерить напряжение с помощью отдельной пары проводов, подключенных непосредственно к клеммам аккумулятора. Поскольку вольтметр имеет высокое внутреннее сопротивление, падение напряжения на выводах вольтметра будет минимальным, и показания будут более точными.Этот метод называется соединением Кельвина. См. также Тестирование постоянным током.

 

Типы зарядных устройств

Зарядные устройства обычно включают некоторую форму регулирования напряжения для управления зарядным напряжением, подаваемым на аккумулятор. Выбор технологии схемы зарядного устройства обычно является компромиссом между ценой и производительностью. Вот несколько примеров:

  • Импульсный регулятор (переключатель) — использует широтно-импульсную модуляцию для управления напряжением.Низкое рассеивание мощности при больших колебаниях входного напряжения и напряжения батареи. Более эффективны, чем линейные регуляторы, но более сложны.
    Требуется большой пассивный LC (индуктивность и конденсатор) выходной фильтр для сглаживания формы импульсного сигнала. Размер компонента зависит от пропускной способности по току, но его можно уменьшить, используя более высокую частоту коммутации, обычно от 50 кГц до 500 кГц, поскольку размер необходимых трансформаторов, катушек индуктивности и конденсаторов обратно пропорционален рабочей частоте.
    Коммутация больших токов вызывает электромагнитные помехи и электрические помехи.
  • Регулятор серии (линейный) — Менее сложный, но с большими потерями — требует радиатора для отвода тепла в последовательных транзисторах с падением напряжения, которые компенсируют разницу между напряжением питания и выходным напряжением. Весь ток нагрузки проходит через регулирующий транзистор, который, следовательно, должен быть устройством большой мощности. Поскольку нет переключения, он выдает чистый постоянный ток и не нуждается в выходном фильтре.По той же причине конструкция не страдает от излучаемых и кондуктивных помех и электрических помех. Это делает его пригодным для малошумящих беспроводных и радиоприложений.
    С меньшим количеством компонентов они также меньше.
  • Шунтовой регулятор — Шунтовые регуляторы распространены в фотоэлектрических (PV) системах, поскольку они относительно дешевы в изготовлении и просты в проектировании. Зарядный ток регулируется переключателем или транзистором, включенным параллельно фотогальванической панели и аккумуляторной батарее.Предупреждение перезаряда аккумулятора осуществляется закорачиванием (шунтированием) выхода ФЭ через транзистор при достижении напряжением заданного предела. Если напряжение батареи превышает напряжение питания фотоэлектрического модуля, шунт также защитит фотоэлектрическую панель от повреждения из-за обратного напряжения, разрядив аккумулятор через шунт. Серийные регуляторы обычно имеют лучшие характеристики управления и заряда.
  • Понижающий регулятор Импульсный стабилизатор, который включает в себя понижающий преобразователь постоянного тока.Они имеют высокий КПД и низкие тепловые потери. Они могут работать с высокими выходными токами и генерировать меньше радиочастотных помех, чем обычные импульсные регуляторы. Простая бестрансформаторная конструкция с низким напряжением переключения и небольшим выходным фильтром.
  • Импульсное зарядное устройство . Использует последовательный транзистор, который также можно переключать. При низком напряжении батареи транзистор остается включенным и проводит ток источника непосредственно к батарее. Когда напряжение батареи приближается к желаемому напряжению регулирования, последовательный транзистор пульсирует входной ток для поддержания желаемого напряжения.Поскольку он действует как импульсный источник питания в течение части цикла, он рассеивает меньше тепла, а поскольку часть времени он действует как линейный источник питания, выходные фильтры могут быть меньше. Импульсный режим позволяет стабилизировать (восстановить) время работы батареи с небольшим приращением заряда при постоянном повышении уровня заряда во время зарядки. В периоды покоя поляризация клетки снижается. Этот процесс обеспечивает более быструю зарядку, чем это возможно при одном длительном заряде высокого уровня, который может повредить аккумулятор, поскольку он не позволяет постепенно стабилизировать активные химические вещества во время зарядки.Импульсные зарядные устройства обычно нуждаются в ограничении тока на входном источнике из соображений безопасности, что увеличивает стоимость.
  • Зарядное устройство для универсальной последовательной шины (USB)
  • Спецификация USB была разработана группой производителей компьютеров и периферийных устройств для замены множества проприетарных стандартов механических и электрических соединений для передачи данных между компьютерами и внешними устройствами. Он включал двухпроводное соединение для передачи данных, линию заземления и линию питания 5 В, обеспечиваемую хост-устройством (компьютером), которая была доступна для питания внешних устройств.Непреднамеренное использование порта USB заключалось в том, чтобы обеспечить источник 5 Вольт не только для непосредственного питания периферийных устройств, но и для зарядки любых батарей, установленных в этих внешних устройствах. В этом случае само периферийное устройство должно включать в себя необходимую схему управления зарядом для защиты аккумулятора. В исходном стандарте USB указана скорость передачи данных 1,5 Мбит/с и максимальный зарядный ток 500 мА.

    Питание всегда передается от хоста к устройству, но данные могут передаваться в обоих направлениях.По этой причине разъем хоста USB механически отличается от разъема устройства USB, поэтому кабели USB имеют разные разъемы на каждом конце. Это предотвращает применение любого 5-вольтового подключения от внешнего источника USB к хост-компьютеру и, следовательно, возможное повреждение хост-машины.

    Последующие обновления увеличили стандартную скорость передачи данных до 5 Гбит/с и доступный ток до 900 мА. Однако популярность USB-подключения привела к появлению множества нестандартных вариантов, в частности к использованию USB-разъема для обеспечения чистого источника питания без связанного с ним подключения для передачи данных.В таких случаях USB-порт может просто включать стабилизатор напряжения для обеспечения 5 В от автомобильной шины питания 12 В или выпрямитель и регулятор для обеспечения 5 В постоянного тока от сети переменного тока 110 В или 240 В с выходными токами до 2100 мА. В обоих случаях устройство, принимающее питание, должно обеспечивать необходимый контроль заряда. Источники питания USB с питанием от сети, часто известные как «глупые» зарядные устройства USB, могут быть встроены в корпус сетевой вилки или в отдельные разъемы USB в настенных розетках переменного тока.

    Дополнительные сведения о USB-подключениях см. в разделе, посвященном шинам данных аккумулятора.

  • Индуктивная зарядка
  • Индуктивная зарядка не относится к процессу зарядки самой батареи. Это относится к конструкции зарядного устройства. По сути, входная сторона зарядного устройства, часть, подключенная к сети переменного тока, состоит из трансформатора, который разделен на две части. Первичная обмотка трансформатора размещена в блоке, подключенном к сети переменного тока, а вторичная обмотка трансформатора размещена в том же герметичном блоке, в котором находится батарея вместе с остальной электроникой обычного зарядного устройства.Это позволяет заряжать аккумулятор без физического подключения к сети и без оголения каких-либо контактов, которые могут привести к поражению пользователя электрическим током.

     

    Примером с низким энергопотреблением является электрическая зубная щетка. Зубная щетка и зарядное основание образуют трансформатор, состоящий из двух частей: первичная индукционная катушка находится в основании, а вторичная индукционная катушка и электроника находятся в зубной щетке.Когда зубная щетка помещается в основание, создается полный трансформатор, и наведенный ток во вторичной обмотке заряжает аккумулятор. При использовании прибор полностью отключен от сети, а поскольку аккумулятор находится в герметичном отсеке, зубную щетку можно безопасно погружать в воду.

     

    Этот метод также используется для зарядки имплантантов медицинских аккумуляторов.

     

    Примером высокой мощности является система зарядки электромобилей.Подобно зубной щетке по концепции, но в большем масштабе, это также бесконтактная система. Индукционная катушка в электромобиле получает ток от индукционной катушки в полу гаража и заряжает автомобиль в течение ночи. Чтобы оптимизировать эффективность системы, воздушный зазор между статической катушкой и приемной катушкой можно уменьшить, опустив приемную катушку во время зарядки, а транспортное средство должно располагаться точно над зарядным устройством.

    Аналогичная система используется для электрических автобусов, которые потребляют ток от индукционных катушек, встроенных под каждую автобусную остановку, что позволяет увеличить радиус действия автобуса или, наоборот, для того же маршрута можно указать батареи меньшего размера.Еще одним преимуществом этой системы является то, что если заряд батареи постоянно пополняется, глубина разряда может быть сведена к минимуму, что приводит к более длительному сроку службы. Как показано в разделе, посвященном сроку службы батареи, срок службы увеличивается экспоненциально по мере уменьшения глубины разряда.

    Более простая и дешевая альтернатива этой возможности зарядки состоит в том, чтобы транспортное средство выполняло проводящую муфту с электрическими контактами на подвесной платформе на каждой автобусной остановке.

    Также были внесены предложения установить сетку индуктивных зарядных катушек под поверхностью вдоль дорог общего пользования, чтобы транспортные средства могли заряжаться во время движения, однако практических примеров пока не установлено.

     

  • Зарядные станции для электромобилей
  • Подробнее о специализированных зарядных устройствах высокой мощности, используемых для электромобилей, см. в разделе об инфраструктуре зарядки электромобилей.

     

Источники питания для зарядных устройств

При указании зарядного устройства также необходимо указать источник питания зарядного устройства, его доступность, а также диапазон напряжения и мощности. Следует также учитывать потери эффективности в зарядном устройстве, особенно для зарядных устройств большой мощности, где величина потерь может быть значительной. Некоторые примеры приведены ниже.

 

Контролируемая зарядка

Простота размещения и управления.

  • Сеть переменного тока
  • Многие портативные маломощные зарядные устройства для небольших электроприборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, необходимы для работы на международных рынках. Поэтому они имеют автоматическое определение напряжения сети и, в особых случаях, частоты сети с автоматическим переключением на соответствующую входную цепь.

    Для приложений с более высокой мощностью могут потребоваться специальные меры. Мощность однофазной сети обычно ограничена примерно 3 кВт. Трехфазное питание может потребоваться для зарядки аккумуляторов большой емкости (емкостью более 20 кВтч), таких как те, которые используются в электромобилях, для которых может потребоваться скорость зарядки более 3 кВт для достижения разумного времени зарядки.

  • Регулируемый источник питания постоянного тока
  • Может предоставляться установками специального назначения, такими как мобильное генерирующее оборудование для пользовательских приложений.

  • Специальные зарядные устройства
  • Портативные источники, такие как солнечные батареи.

 

Возможность зарядки

Зарядка по возможности — это зарядка аккумулятора при наличии питания или между частичными разрядами, а не ожидание полной разрядки аккумулятора. Он используется с батареями в циклическом режиме и в приложениях, когда энергия доступна только с перерывами.

Это может зависеть от больших различий в доступности энергии и больших изменениях уровней мощности. Для защиты аккумулятора от перенапряжения необходима специальная управляющая электроника. Избегая полной разрядки батареи, можно увеличить срок службы.

Доступность влияет на характеристики аккумулятора и зарядного устройства.

Типичные области применения:

  • Бортовые зарядные устройства (генераторы переменного тока, рекуперативное торможение)
  • Индуктивные зарядные устройства (на остановочных пунктах маршрута транспорта)

 

Механическая зарядка

Это применимо только к определенным химическим составам клеток.Это не технология зарядки в обычном смысле этого слова. Механическая зарядка используется в некоторых батареях большой мощности, таких как проточные батареи и воздушно-цинковые батареи. Воздушно-цинковые батареи перезаряжаются путем замены цинковых электродов. Проточные батареи можно перезарядить, заменив электролит.

 

Механическая зарядка может быть выполнена за считанные минуты. Это намного быстрее, чем длительное время зарядки, связанное с обычной электрохимией обратимых элементов, которая может занять несколько часов.Поэтому воздушно-цинковые батареи использовались для питания электрических автобусов, чтобы решить проблему чрезмерного времени зарядки.

 

Производительность зарядного устройства

Тип батареи и область ее использования устанавливают требования к производительности, которым должно соответствовать зарядное устройство.

  • Чистота выходного напряжения
  • Зарядное устройство должно обеспечивать чистое стабилизированное выходное напряжение с жесткими ограничениями на выбросы, пульсации, шумы и радиочастотные помехи (РЧП), которые могут вызвать проблемы с аккумулятором или цепями, в которых он используется.

     

Для приложений с высокой мощностью производительность зарядки может быть ограничена конструкцией зарядного устройства.

  • Эффективность
  • При зарядке мощных аккумуляторов потери энергии в зарядном устройстве могут значительно увеличить время зарядки и эксплуатационные расходы приложения. Типичный КПД зарядного устройства составляет около 90%, отсюда и необходимость в эффективных конструкциях.

  • Пусковой ток
  • При первоначальном включении зарядного устройства для разряженной батареи пусковой ток может быть значительно выше, чем максимальный указанный зарядный ток. Поэтому зарядное устройство должно быть рассчитано либо на подачу, либо на ограничение этого импульса тока.

  • Коэффициент мощности
  • Это также может быть важным фактором для зарядных устройств высокой мощности.

 

См. также «Контрольный список зарядных устройств»

 

 

 

 

Методы зарядки батарей и терминология

Термины, связанные с резервными батареями

А-ч

Емкость А-ч или ампер/час — это ток, который батарея может обеспечить в течение определенного периода времени, например.грамм. 100 Ач при скорости C10 до EOD 1,75 В/ячейка. Это означает, что батарея может обеспечить 10 А в течение 10 часов до конечного напряжения разряда 1,75 В на элемент. Различные производители батарей будут использовать разные значения Cxx в зависимости от рынка или области применения, для которой предназначены их батареи. Типичными используемыми скоростями являются C3, C5, C8, C10 и C20. Из-за этого важно при сравнении аккумуляторов разных производителей, имеющих одинаковую емкость Ач, подтвердить, на какой скорости Схх основана эта цифра.

Ячейка

Ячейка состоит из ряда положительно и отрицательно заряженных пластин, погруженных в электролит, который создает электрический заряд посредством электрохимической
реакции.Свинцово-кислотные элементы обычно производят электрический потенциал 2 В, в то время как никель-кадмиевые элементы обычно производят электрический потенциал 1,2 В.

Аккумулятор

Аккумулятор представляет собой набор элементов, соединенных вместе. Проверьте наш полный ассортимент аккумуляторов.

DOD

Глубина разряда. Доля общей емкости, используемой при разрядке. 0-100%.

Группа/группа

Группа или группа батарей состоит из ряда элементов/батарей, соединенных последовательно для получения батареи или группы батарей с требуемым
используемым напряжением/потенциалом e.грамм. 6В, 12В, 24В, 48В, 110В.

SOC

Состояние заряда. Доля общей емкости, которая еще доступна для разряда. 0-100%.100%-DOD

Коэффициент окончания срока службы

Это коэффициент, включенный в расчет размера батареи, чтобы убедиться, что батарея способна поддерживать полную нагрузку в конце расчетного срока службы батареи, рассчитывается по
умножив Ач на 1,25.

VPC (Вольт на элемент)

Вольт на элемент, т. е. для свинцово-кислотного аккумулятора VPC составляет 2 В, поэтому 6 элементов в 12 В.

Методы зарядки

Существует три распространенных метода зарядки аккумулятора; постоянное напряжение, постоянный ток и комбинация постоянного напряжения/постоянного тока с интеллектуальной схемой зарядки или без нее.

Постоянное напряжение  позволяет подавать полный ток зарядного устройства в аккумулятор до тех пор, пока источник питания не достигнет заданного напряжения. Затем ток снизится до минимального значения, как только будет достигнут этот уровень напряжения. Аккумулятор можно оставить подключенным к зарядному устройству до тех пор, пока он не будет готов к использованию, и он будет оставаться на этом «плавающем напряжении», подзаряжаясь для компенсации нормального саморазряда аккумулятора.

Постоянный ток  – это простая форма зарядки аккумуляторов, при которой уровень тока устанавливается примерно на 10 % от максимального номинала аккумулятора. Время зарядки относительно велико, а недостатком является то, что батарея может перегреться, если она перезаряжена, что приведет к преждевременной замене батареи. Этот метод подходит для аккумуляторов типа Ni-MH. Батарея должна быть отключена или после зарядки должна использоваться функция таймера.

Постоянное напряжение/постоянный ток (CVCC) представляет собой комбинацию двух вышеуказанных методов.Зарядное устройство ограничивает ток до заданного уровня, пока аккумулятор не достигнет заданного уровня напряжения. Затем ток уменьшается, когда батарея становится полностью заряженной. В свинцово-кислотных батареях используется метод зарядки постоянным током и постоянным напряжением (CC/CV). Регулируемый ток повышает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения.

Объяснение аккумуляторов глубокого разряда

— Зона аккумуляторов

Совет эксперта ЧТО ТАКОЕ БАТАРЕЯ ГЛУБОКОГО ЗАРЯДА?
Батарея глубокого разряда — это свинцово-кислотная батарея, предназначенная для регулярной разрядки и повторной зарядки.В батарее один разряд плюс одна перезарядка равняются одному циклу.

В ЧЕМ РАЗНИЦА МЕЖДУ АККУМУЛЯТОРАМИ ГЛУБОКОГО ЦИКЛА И ПУСКОВЫХ?
• Аккумуляторы глубокого разряда (для марафонцев) предназначены для обеспечения устойчивой мощности с низким потреблением тока в течение продолжительных периодов времени
• Стартерные аккумуляторы (для спринтеров) специально разработаны для запуска двигателя, работы в качестве стабилизатора напряжения и запуска вспомогательного оборудования, когда двигатель не работает

РАЗЛИЧИЯ СЕТОК МЕЖДУ АККУМУЛЯТОРАМИ ГЛУБОКОГО ЦИКЛА И ПУСКОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Аккумуляторы глубокого цикла имеют более толстые пластины для более глубокого разряда, различные схемы сетки для улучшения протекания тока, пасту более высокой плотности для увеличения срока службы и использование различных составов сетки в зависимости от тип батареи (AGM, заливная или гелевая) для увеличения срока службы.

ЧТО ТАКОЕ ГЛУБИНА РАЗРЯДА (DOD)?
DOD — это количество энергии, которое было удалено из батареи, выраженное в процентах от общей емкости батареи. Например, 50% DOD означает, что использована половина энергии батареи. 80 % DOD означает, что 80 % энергии было разряжено, поэтому батарея теперь удерживает только 20 % своей полной емкости.

СОВЕТ ПО АККУМУЛЯТОРУ 1. Выберите аккумулятор глубокого разряда, подходящий для окружающей среды!
При выборе батареи глубокого разряда многие потребители ориентируются на цену, физический размер, вес или емкость продукта, не принимая во внимание место расположения батареи в приложении.
• Почти чувствительная электроника — используйте залитые аккумуляторы Yuasa AGM или SMF. Избегайте использования ремонтопригодных батарей, так как более высокая скорость выделения газа может привести к коррозии и повреждению электрики в приложении.
• В ограниченном пространстве используйте залитые аккумуляторы Yuasa AGM или SMF. Избегайте использования ремонтопригодных батарей, так как в них может быть сложно проверить уровень жидкости, и они могут преждевременно выйти из строя из-за отсутствия технического обслуживания.
• Под сиденьями и спальными зонами — используйте залитые аккумуляторы Yuasa AGM или SMF. Газообразный водород и кислород, вырабатываемые аккумуляторами, подлежащими обслуживанию, могут повредить легкие и дыхательную систему при вдыхании.
• При установке под капотом используйте ремонтопригодную/залитую аккумуляторную батарею Yuasa.

СОВЕТ ПО АККУМУЛЯТОРУ 2. Регулярно проверяйте уровень заряда аккумулятора!
Если аккумулятор не используется, подзарядите его, если напряжение холостого хода (OCV) упадет ниже 12,5 В. Аккумуляторы глубокого разряда не предназначены для поддержания низкого уровня заряда и будут накапливать сульфатацию на пластинах аккумулятора, что снизит производительность и срок службы аккумулятора.

СОВЕТ ПО АККУМУЛЯТОРАМ 3. Не переполняйте обслуживаемые аккумуляторы глубокого цикла!
Если у вас ремонтопригодная батарея, важно проверить, достаточно ли в ней электролита, покрывающего пластины батареи.Если требуется доливка, не переполняйте, когда батарея разряжена, так как уровень жидкости поднимается, когда батарея заряжена, и может перелиться. Доливайте дистиллированную или деминерализованную воду и никогда не добавляйте серную кислоту. Когда батарея будет полностью заряжена, заполните до дна удлинителей носика.

СОВЕТ ПО АККУМУЛЯТОРУ 4. Никогда не разряжайте полностью свинцово-кислотный аккумулятор глубокого разряда!
Чем глубже вы разряжаете аккумулятор, тем больше сокращается его общий срок службы.Мы рекомендуем разряжать батарею до степени разрядки не ниже 50%, но не более 80%. Если вы разряжаете батарею до 50% ее емкости вместо 100%, батарея будет производить на 40% больше ампер в течение срока службы батареи.

АККУМУЛЯТОР СОВЕТ 5. Всегда следите за тем, чтобы параметры зарядки соответствовали аккумулятору!

Зарядный ток (А)
Рекомендуемые параметры зарядки для типов свинцово-кислотных аккумуляторов:
• Залитые аккумуляторы: 10 % от номинальной емкости аккумулятора (100 ач = 10 А зарядный ток)
• AGM и гелевые аккумуляторы: 20 % от номинал батареи в ампер-часах (100 ач = 20 ампер зарядного тока)

Параметры напряжения измеряются при 25 градусах:
• Напряжение полной и плавающей зарядки играет ключевую роль в производительности и долговечности батареи.
• Если зарядное напряжение слишком велико для данного типа батареи, вы рискуете перезарядить батарею.
• Если зарядное напряжение слишком низкое для данного типа батареи, вы рискуете недозарядить батарею.

Зарядка аккумулятора и время

• 40 % общего времени зарядки требуется для подзарядки последних 20 % аккумулятора, и это самый важный этап для удаления накопившейся сульфатации и повышения производительности и срока службы аккумулятора. .
• Быстрые зарядные устройства и предустановленное время поглощения на интеллектуальных зарядных устройствах могут не обеспечивать достаточно времени для полной зарядки аккумулятора, и может потребоваться повторная зарядка.
• В приведенной ниже таблице показано, какой размер зарядного устройства необходим для емкости аккумулятора и, в зависимости от уровня заряда аккумулятора (SOC), сколько времени потребуется для зарядки аккумулятора.

Убедитесь, что параметры зарядки постоянным током соответствуют параметрам аккумулятора. Неправильная настройка может привести к тому, что аккумулятор будет потреблять чрезмерное количество воды, что приведет к утечке, а также к чрезмерному или недостаточному заряду аккумулятора, что приведет к преждевременному выходу из строя аккумулятора.

СОВЕТ ПО БАТАРЕЯМ 6. Никогда не добавляйте и не заменяйте только одну батарею в блоке батарей!
• При подключении батарей важно убедиться, что они одного возраста, емкости (размера), марки/типа и напряжения.
• Электрическая энергия пойдет по кратчайшему пути. Каждая батарея имеет немного разное внутреннее сопротивление. Когда вы смешиваете аккумуляторы с большими различиями во внутреннем сопротивлении, это приводит к неэффективной зарядке, сокращению срока службы и производительности аккумулятора.
• Не смешивайте батареи разных размеров. Когда вы смешиваете батареи разного размера и емкости, это создает дисбаланс в зарядке и приводит к избыточной зарядке одной батареи и недозарядке другой.

СОВЕТ ПО АККУМУЛЯТОРАМ 7 — Всегда следите за тем, чтобы провода правильно подсоединялись к аккумуляторам!
Всегда следите за тем, чтобы при подключении любых электрических нагрузок к параллельным блокам батарей на 12 В кабель подсоединялся таким образом, чтобы нагрузка распределялась равномерно по всему блоку.

Зарядка литиевых аккумуляторов: основы

Аккумуляторы Battle Born 19 марта 2021 г.

При покупке в нашей компании процесс зарядки литиевых аккумуляторов становится повседневной частью рутины, и мы понимаем, что информации о нашей продукции очень много. Будь то о том, как технология принимает заряд, или о лучших методах зарядки, мы здесь, чтобы изложить основы.Наша команда всегда готова помочь, будь то передовые методы зарядки литиевых аккумуляторов, дополнительная информация о том, как они работают и могут ли они заряжаться, чтобы ваша аккумуляторная система работала эффективно.

Как зарядить аккумулятор LiFePO4?

Наша команда ежедневно получает этот вопрос, и у нас есть запись в блоге о зарядке аккумуляторов LiFePO4 , которая помогает решить эту тему. Существует три основных способа зарядки системы: солнечная батарея, генератор переменного тока и берег.

Battle Born Batteries продает аксессуары только тех брендов, которые, как мы знаем, производят качественную продукцию.Одной из таких компаний является Victron Energy. Battle Born является крупным дилером компонентов Victron, потому что они надежны и хорошо собраны. Они даже предлагают телефонное приложение Victron Connect, где вы можете просмотреть все детали своих устройств с поддержкой Bluetooth.

Наша команда также рекомендует компоненты от Progressive Dynamics и Magnum. У нас есть много для покупки, так что загляните в наш магазин, если вы ищете больше мощности!

Одним из компонентов, который мы часто рекомендуем, являются контроллеры заряда Victron Energy SmartSolar MPPT для систем, оснащенных солнечными батареями.Для контроллеров заряда от солнечных батарей мы рекомендуем следующие настройки:

.
  • объемное и абсорбционное: 14,2–14,6 В (рекомендуется стремиться к наилучшему напряжению 14,4 В) 
  • поплавок: 13,6

Мы также часто предлагаем смарт-зарядное устройство Victron IP-65 Blue Smart Charger, поскольку оно водонепроницаемо, совместимо с Bluetooth и имеет профиль зарядки для литиевых батарей и других химических элементов. Это устройство подключается непосредственно к аккумулятору и предназначено для зарядки одного аккумулятора. Это отлично подходит для тех, кто работает с троллинговым двигателем или с аккумуляторными системами, соединенными последовательно.

Для зарядки от генератора мы часто рекомендуем использовать зарядное устройство постоянного тока или зарядное устройство от аккумулятора к аккумулятору. Изолированное зарядное устройство Victron Orion-TR Smart DC-DC представляет собой адаптивное трехступенчатое зарядное устройство с алгоритмами для объемного, абсорбционного и плавающего режимов.

С помощью этого устройства вы также можете безопасно смешивать аккумуляторные батареи, например, стартерную батарею AGM с литиевым аккумулятором. Стремитесь к диапазону между 14,2 В и 14,6 В для объемной и абсорбционной ступеней, а для поплавковой ступени лучше всего 13,6 В.

Хотя технически литиевые батареи не нуждаются в плавающем заряде, большинство устройств все еще имеют режим плавающего заряда. Батареи, естественно, плавают при 13,6 В, но достижение 14,6 В идеально и должно произойти, чтобы задействовать его балансировочные механизмы.

Нужно ли покупать специальное зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4?

Отвечая на этот вопрос, наш главный операционный директор Шон подчеркивает, что комплект модернизации от Progressive Dynamics с системой преобразователя имеет возможность зарядки литиевой батареи.Еще одно зарядное устройство, которое мы рекомендуем, – это Progressive Dynamics Inteli-Power 9100 из-за того, насколько легко их интегрировать и установить в вашу систему в дополнение к любому компоненту Victron.

Могу ли я заряжать свои литиевые батареи с помощью генератора переменного тока?

Зарядка от генератора является распространенным методом перезарядки литиевых аккумуляторов. Зарядка от вашего генератора — отличный вариант, однако вам понадобится дополнительное оборудование, например, менеджер изоляции батареи (BIM).

Хорошо известный промышленный инструмент, этот компонент запрограммирован специально для работы с нашими батареями.Он помогает одновременно контролировать дом и стартерную батарею и имеет высокое внутреннее сопротивление. Он, безусловно, может потреблять больше энергии от генератора по сравнению со свинцово-кислотными батареями.

BIM обеспечивает дополнительный уровень безопасности, гарантирующий, что вы не повредите свою систему из трех или более литиевых батарей при зарядке от генератора во время длительной поездки. Если в вашей системе менее трех наших аккумуляторов, то BIM точно не требуется, и вместо этого вы можете использовать стандартный изолятор.Они могут регулировать силу тока до 220 ампер и предотвращают повреждение генератора во время длительной поездки.

Устройства защиты генератора переменного тока (APD)

Sterling также доступны в нашем магазине для предотвращения повреждений от скачков напряжения. Эти устройства включаются с небольшой резистивной нагрузкой в ​​миллиампер-часах, чтобы уменьшить возможное повышение напряжения из-за обрыва кабелей или любых других проблем. Если увеличение будет слишком грубым, это может привести к серьезному повреждению APD, но ваш генератор переменного тока, аккумуляторы и регуляторы будут защищены.

Цикл зарядки литиевой батареи: плавать или не плавать?

Наши литиевые батареи не нуждаются в подзарядке.

Когда дело доходит до цикла зарядки и наших аккумуляторов, им не нужно плавать. Когда вы полностью зарядите литиевые батареи, вы можете отключить зарядное устройство и оставить их на хранение. Обратите внимание, что батареи со временем немного теряют заряд, но это не повредит батарею. Возможно, их придется долить, когда вы вынесете из хранилища.Нет необходимости постоянно подзаряжать аккумуляторы Battle Born.

Однако, если у вас есть дом на колесах с аккумуляторной батареей, подключенной к берегу, вам следует избегать запуска ваших приборов от аккумуляторной батареи. Если вы не используете выключатель в своей системе, у вас нет выбора, откуда берется 12 В. Наша команда рекомендует, если у вас есть преобразователь с фиксированным выходным напряжением, лучше всего использовать разъединитель, чтобы отключить батареи от цепи и дать им отдохнуть.

Если у вас есть многоступенчатое зарядное устройство или преобразователь, вы можете удерживать батареи в цепи, потому что они смогут оставаться при приемлемом напряжении на заключительном этапе заряда.

 

При зарядке свинцово-кислотного аккумулятора три основных этапа: объемный, абсорбционный и плавающий. Иногда также проводятся этапы выравнивания и обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов. Это существенно отличается от зарядки литиевых аккумуляторов и их стадий постоянного тока и ступени постоянного напряжения. На этапе постоянного тока он будет поддерживать его стабильным, пока батарея берет на себя основную часть своего заряда. Как только будет достигнуто максимальное напряжение, зарядное устройство будет удерживать это напряжение, а ток начнет падать по мере разрядки аккумулятора.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов эта стадия постоянного напряжения обычно называется абсорбцией, а поскольку свинцово-кислотная имеет более высокое сопротивление, зарядное устройство переходит на более высокую стадию абсорбции в середине цикла зарядки. Вы можете выполнять массовую зарядку максимальным током в течение нескольких часов, а затем вам придется ждать еще 2-3 часа в абсорбции, пока батарея будет дозаправлена. Напротив, наши аккумуляторы будут оставаться в состоянии постоянного тока или на стадии накопления почти на протяжении всего цикла зарядки.

Как только он достигает максимального напряжения, 14,4 В, аккумулятор в основном заряжен. Теперь мы просим вас удерживать это напряжение в течение 15-20 минут на каждую батарею. Батарея не обязательно должна быть полностью разряжена, но это помогает сбалансировать батарею. Напряжение ячейки начинает разделяться при максимальном напряжении. Как только происходит это разделение напряжений, мы можем сказать, какая ячейка заряжена больше, чем другие.

Как только мы это узнаем, система управления батареями (BMS) может инициировать цикл балансировки, в котором самые заряженные батареи прокачиваются через резистор, а затем все они могут вернуться к одинаковому состоянию заряда.Хотя для нашей батареи не требуется абсорбция, мы используем стадию абсорбции в обычных зарядных устройствах для балансировки элементов.

Все о мультибанковской зарядке:

Многоканальная зарядка — отличный способ сбалансировать последовательно соединенные аккумуляторные системы. При подключении положительного к отрицательному для создания системы 24 В важно убедиться, что батареи находятся в равновесии. Первая разрядившаяся батарея перейдет в режим отключения по низкому напряжению, что также приведет к срабатыванию другой батареи.В итоге вы получите систему с меньшей емкостью, чем вы думаете.

Это также применимо, когда в вашей системе происходит отключение высокого напряжения, поэтому выполнение этих шагов защитит вашу систему в любой из этих экстремальных ситуаций. Если вы будете часто заряжать их, они с большей вероятностью останутся в равновесии, потому что BMS будет внутренне балансировать систему. В этом многоблочном зарядном устройстве выходные провода электрически изолированы и по-прежнему могут подключать каждый отдельный провод к каждой батарее, не прерывая заряд.Оба они будут готовы к разрядке и полностью заряжены.

Если вы хотите приобрести собственное зарядное устройство для нескольких аккумуляторов, мы предлагаем зарядное устройство Dual Pro Professional Series Battery для вашей системы. Это также популярный выбор среди любителей окуня. Он имеет специальный алгоритм для наших аккумуляторов и предлагается в 2-х или 4-х вариантах вывода.

Какое правильное напряжение зарядки для литиевых аккумуляторов 12 В, 24 В и 48 В?

Параметры зарядки нашего аккумулятора Battle Born состоят из следующих параметров: 

  • Объем/абсорбция = 14.2В–14,6В.
  • Поплавок = 13,6 В или ниже.
  • Нет выравнивания (или установите его на 14,4 В, если возможно).
  • Нет температурной компенсации.
  • Время поглощения составляет примерно 20 минут на батарею, если это возможно.

Для системы на 12 В мы действительно хотим подчеркнуть достижение 14,2 – 14,6 В для объемного и абсорбционного, а плавающее значение – 13,6 В или ниже.

Для системы на 24 В мы предлагаем скорость наполнения и поглощения 28,4–29,2 В и плавающее значение до 27,2 В или ниже.Выравнивание не требуется, но, если возможно, мы предлагаем 28,8 В. Температурная компенсация также не требуется, а время поглощения составляет примерно 20 минут на батарею, если это возможно.

Для системы на 48 В мы рекомендуем скорость наполнения и поглощения 57,4 В и плавающее значение от 56,5 В до 57 В. Иногда одна из батарей может вызвать отключение по высокому напряжению в вашей системе. Внутренняя BMS аккумулятора поможет справиться с отключением по высокому напряжению. Наша команда хочет подчеркнуть, что в целом нет ничего плохого в том, чтобы поиграть со ставками оплаты для оптимизации вашей системы.

Сколько времени требуется для зарядки литиевых батарей?

Один из наиболее часто задаваемых вопросов: «Сколько времени требуется для зарядки литиевых аккумуляторов?»

Наши эксперты отмечают, что время зарядки зависит от конкретного зарядного устройства в вашей системе. Литий-ионные аккумуляторы имеют низкое внутреннее сопротивление, поэтому они потребляют весь ток от текущего цикла зарядки. Например, если у вас есть зарядное устройство на 50 ампер и одна батарея на 100 ампер-часов, разделите 100 ампер на 50 ампер, чтобы получить время зарядки 2 часа.

Другой пример: пять аккумуляторов по 100 Ач (ампер-час) на 500 Ач и зарядное устройство на 100 ампер. Зарядка от нуля до 100 процентов займет около 5 часов, при этом времени будет достаточно, чтобы сбалансировать цикл зарядки. Мы не рекомендуем превышать этот уровень заряда, так как это может привести к сокращению срока службы батареи. В экстренной ситуации аккумулятор можно зарядить быстрее, если это необходимо, но мы не рекомендуем делать это привычкой.

Если у вас есть дополнительные вопросы по зарядке литиевых аккумуляторов, наш канал YouTube и раздел часто задаваемых вопросов на нашем сайте предлагают массу информации.Нужна дополнительная помощь? Пожалуйста, направляйте свои вопросы в нашу команду по продажам и техническим специалистам, позвонив им по телефону 855-292-2831 или отправив электронное письмо по адресу [email protected].

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*