Каким током заряжать аккумулятор автомобиля – правила эксплуатации батареи
Многие автолюбители предпочитают обслуживать свой транспорт сами. Выполнить зарядку аккумуляторной батареи опытному специалисту, имеющему большой стаж управления и определённые навыки, не составит никакого труда. А вот что делать начинающему водителю?
Как рассчитать оптимальную силу тока для зарядки АКБ?
Чему равен ток зарядки аккумулятора на автомобиле? Для его определения нужно знать величину ёмкости. Причём во внимание принимается номинальная ёмкость, упомянутая на маркировочной этикетке корпуса АКБ. Считается, что ток заряда определяется как 10 % от номинала ёмкостной характеристики – это и есть его оптимальная величина. Другими словами, если на маркировке АКБ указана величина ёмкости 55 Ампер-часов, то уровень тока зарядки – 5,5 Ампер.
Каким током заряжать аккумулятор? С учётом выбранной зарядной установки выделяют два способа восполнения заряда АКБ:
- Метод, основанный на постоянстве токовой характеристики при зарядке аккумулятора. Формируется норма электротока в процентном соотношении к номиналу ёмкости источника энергии. Во время зарядки в ручном режиме функционирования зарядного оборудования значение электрической токовой величины надо постоянно контролировать, уточняя его каждые часа 2–3. Процесс затянется не менее чем на 10 часов, но точное время установить не представляется возможным.
- Метод постоянного напряжения. Так обычно заряжают необслуживаемые АКБ. Каким должно быть напряжение заряда автомобильного аккумулятора? На первоначальном этапе этот показатель выставляется единицы на три больше нормы, указанной на маркировке (на этикетке корпуса обычно 12 В, мы устанавливаем примерно 15 В). Величина же тока, наоборот, опускается наполовину. По итогам восстановления ёмкости напряжение неспешно будет расти, примерно до 16,3 В. Когда рост прекратится и на протяжении 1–2 часов значение меняться не будет – это подтверждает тот факт, что аккумулятор заряжен в полном объёме.
Представленная тактика однозначно хороша при строгом соблюдении технологии зарядного процесса, а кроме того достаточно эффективна. Прибегать к услугам зарядного устройства надлежит тогда, когда батарея по неким причинам не получает в достатке энергии от генератора. Эта ситуация возможна в следующих случаях:
- При регулярной эксплуатации автомобиля для перемещения на незначительные расстояния в городском цикле.
- При редком использовании транспортного средства в холодное время года – отрицательные температуры окружающего воздуха оказывают негативное воздействие на АКБ: она крайне быстро теряет заряд.
- При возникновении проблем в цепи «генератор – аккумулятор», когда потраченная энергия батареи не восполняется за счёт собственной генерирующей установки транспортного средства.
Каким током можно заряжать аккумулятор?
Ток зарядки автомобильного аккумулятора рассчитывается соразмерно ёмкостным характеристикам установленной АКБ индивидуально в каждом конкретном случае. При маркировке батареи указывают номинал ёмкости, который показывает, каким электротоком будет разряжаться аккумулятор в течение периода эксплуатации: запуск двигателя, работа автомагнитолы или кондиционера при заглушенном «сердце» авто.
На каком токе рекомендуется заряжать автомобильный аккумулятор? Оптимальной величиной этого зарядного параметра батареи, мощность которой израсходована незначительно, считается значение, равное 10 % номинальной ёмкости для АКБ, отслуживших до 3 лет. Для источников энергии, отработавших более указанного срока, рекомендуется к полученному значению добавить 0,5 Ампер. На современных легковых автомобилях устанавливаются аккумуляторы, ёмкость которых составляет:
- 55 Ач – отечественные легковые автомобили с объёмом двигателя от 1,0 до 1,6 л.
- 60 Ач – легковые автомобили с объёмом двигателя от 1,3 до 1,9 л.
- 70 Ач – легковые автомобили импортного производства, объём бензинового двигателя которых может составлять до 3,0 л. Кроме того, батареи данной ёмкости используют для установки и на дизельных двигателях объёмом до 2,5 л.
В настоящее время наиболее востребованы два последних вида АКБ.
Каким током нужно заряжать аккумулятор ёмкостью 60 Ач? Исходя из известных данных, становится ясно, что величина номинальной ёмкостной характеристики составляет 60 единиц. Оптимальный ток зарядки равен 10 % от номинала батареи, то есть (60/100)х10 – это и будет зарядный ток, значение которого составит 6 Ампер.
Какое значение тока необходимо, чтобы зарядить аккумулятор ёмкостью в 70 Ач? Руководствуясь вышеописанным правилом, получаем, что уровень электротока составит (70/100)х10 = 7 Ампер.
Отметим, что ток заряда, равный 10 % от ёмкостного номинала батареи, уместно устанавливать на зарядной установке исключительно в тех случаях, когда аккумулятор ещё обладает остаточным количеством энергии.
Какой ток нужен для зарядки полностью разрядившегося аккумулятора? Коль скоро степень разрядки АКБ близка к нулевому уровню, то её «возрождение» следует осуществлять, предусмотрев значение этого показателя заряда в 1 Ампер.
Перед этим речь шла о зарядке аккумулятора с использованием варианта постоянного тока зарядки. А на скольки амперах нужно заряжать аккумулятор, если применять метод постоянного напряжения?
В данных обстоятельствах контролируется и устанавливается величина напряжения в пределах 14,4 ± 0,2 В, в отдельных ситуациях оптимальное значение может достигать 15 В. Величина зарядного тока при этом будет наполовину ниже, чем при использовании метода постоянного тока зарядки. Значит, рассматривая АКБ, ёмкость которой составляет, например, 60 Ач, уровень зарядного тока равен:
- способ постоянного тока зарядки – 10 % от номинала = 6 Ампер;
метод постоянства напряжения – 10 % / 2 от ёмкости = 3 Ампера.
Каким максимальным током можно безопасно заряжать аккумулятор?
Иногда допускается использование приёма быстрой подзарядки АКБ большими токами, например, в экстренных ситуациях. Как это сделать: установите значение зарядного тока в 20 Ампер и выше, и в течение 5–6 часов можно будет зарядить батарею.
Стоит заметить, что данный вариант желательно применять крайне редко, чтобы существенно не сократить срок жизни своего аккумулятора. При больших токах химические процессы внутри батареи протекают весьма интенсивно, а это ведёт к повышенному расходу веществ, используемых для протекания реакции по восстановлению ёмкости.
Каким током заряжать аккумулятор при глубоком разряде?
Если аккумулятор разряжен основательно, то реанимировать его можно лишь постепенно и неторопливо. Только такая технология способна гарантировать его полноценное восстановление и работоспособность. Времени для этого может потребоваться от 2 до 4 суток, но полученный эффект того стоит. Дешевле вернуть к жизни имеющийся источник энергии, чем приобретать новый.
Каким током следует заряжать разряженный до нулевого уровня автомобильный аккумулятор? Ответ: 1 Ампер. Суть в следующем: чем меньше норма зарядного тока, тем больше времени затрачивается на процесс зарядки аккумуляторной батареи. Но, с другой стороны, это способно обеспечить наиболее полноценный результат – восстановить энергию АКБ практически на 100 %.
А каким напряжением следует заряжать аккумулятор? Для восстановления глубоко посаженной батареи можно прибегнуть и к методу постоянного напряжения. Причём в данных условиях продолжительность процесса растянется самое малое на сутки. Уровень восстановления ёмкости АКБ здесь будет иметь прямую зависимость от уровня напряжения зарядки аккумулятора автомобиля, которое способно выработать зарядное устройство. Чем больше выдаваемое значение, тем выше процент восстановленной ёмкости.
Осуществлять зарядку аккумулятора в режиме ручного регулирования могут лишь специалисты и автолюбители с большим опытом. Новичкам рекомендуется использовать портативные зарядные устройства, имеющие режим автоматического управления. Они устроены таким образом, что контролер не позволит установить параметры тока или напряжения зарядки выше допустимого в каждом конкретном состоянии батареи.
Как зарядить необслуживаемый аккумулятор автомобиля: пошаговая инструкция
Вопрос о том, можно ли заряжать необслуживаемый аккумулятор, возникает сразу после его покупки. Однако изначально стоит понять, что это такое и почему АКБ так называется. То, что она не нуждается в уходе, верно отчасти.
Появился этот термин в 80-х годах минувшего века: тогда стали активно использовать для изготовления электродов сплав свинца с кальцием. Это свело к минимуму выделение газов. А чтобы не испарялась влага, стали использовать клапан, ограничивающий давление. У владельцев таких изделий неизменно возникает проблема, как зарядить необслуживаемый аккумулятор и надо ли это делать вообще?
Основная особенность современных необслуживаемых батарей – невозможность долива дистиллята. К тому же некоторые типы АКБ вообще не имеют внутри жидкости – её заменяет гель, находящийся в нитях полипропилена. Такие батареи не требуют добавления электролита и служат дольше обычных свинцовых – до 5 и более лет. Однако есть и отрицательные стороны:
- Чувствительность к низкой температуре. Если оставить авто на улице в сильный мороз, утром шансы завести его стремятся к нулю.
- Неполадки в электрооборудовании, забывчивость автовладельца (включённая магнитола, габариты и т. п.) могут посадить батарею полностью.
- Высокая цена.
Как проверить необслуживаемый аккумулятор
Ещё одна важная особенность описываемой АКБ – поддержание заряда 100 %. Можно ли подзаряжать необслуживаемый аккумулятор? Да. Частые и короткие поездки не дают восстановиться батарее на 100 %, что негативно сказывается на её состоянии. Можно ли зарядить необслуживаемый аккумулятор? Не только можно, но и нужно. Логично: перед тем, как приступить к процессу, необходимо протестировать АКБ.
Проверка напряжения в батарее
Понадобится мультиметр, который нужно переключить в режим измерения «U» с максимальным значением 20 или 50 В. Подключите тестер в соответствии с полярностью и снимите показания. Дисплей должен показывать 12,6–12,7 В. Цифры менее 12 указывают на то, что АКБ необходимо заряжать, так как работоспособность изделия в этом случае упала более чем наполовину. Показания менее 11,6 В свидетельствуют о 100-процентном разряде.
Также попутно имеет смысл определить ток утечки. Его минимальное значение составляет не более 80 мА. Это:
- сигнализация – до 25 мА;
- впрыск (память) – до 5мА
- магнитола (память), приборная панель, центральный замок – около 30 мА.
Для проверки снимите провод с отрицательной клеммы и подсоедините тестер последовательно, то есть в разрыв. При этом щуп (-) приставьте к аккумуляторному контакту, а (+) – к проводу. Если показания прибора соответствуют 60–80 мА, ничего страшного нет. В этом случае аккумулятор отработает полный эксплуатационный срок.
Проверка плотности
Заливные отверстия у необслуживаемого аккумулятора наглухо запаяны, но проверить плотность раствора не только можно, но и нужно. Для этого понадобится:
- шило либо маленькая плоская отвёртка;
- одноразовый шприц на 20 «кубиков» с иголкой длиной от 5 см;
- дрель со сверлом на 3–4 мм;
- дистиллят.
Перед процедурой посмотрите на глазок индикатора. Если он тёмный – необходимо срочно воспользоваться ЗУ. А если цвет белый – требуется доливка электролита. Для этого нужно получить к нему доступ. Рекомендуется сначала хорошо подумать: пробок в батарее нет, а в герметичной крышке – прорези-ходы, улавливающие влагу, что предотвращает испарение. Впоследствии придётся ставить крышку обратно и добиваться полной её паронепроницаемости. Если для вас это не проблема, можно идти дальше. Есть несколько способов, как добраться до электролита:
- Через глазок-индикатор. Его можно поддеть плоской отвёрткой. В этом случае получается доступ к одной из банок. Проверить в ней электролит на плотность можно, но это не всегда даст полную картину состояния АКБ. К тому же, как показывает практика, гидрометр может показывать и неправильно.
- Срезать или сорвать верхнюю крышку. Здесь основная проблема – водворение детали на место и приклеивание, что сделать не так просто, учитывая необходимость 100-процентной герметизации.
Наиболее щадящий способ – сверление отверстий. Сняв провода с клемм аккумулятора, аккуратно отклейте с него этикетку. Под ней увидите запаянные пробки или контуры, обозначающие местонахождения банок. В каждой из них придётся проделать отверстия. Возьмите дрель, подходящее сверло (от 3-х до 4-х мм). Работу выполнять рекомендуется за несколько приёмов, чтобы не допустить попадания стружки в раствор. Теперь наберите в шприц дистиллята (примерно 5 «кубиков») и добавьте его в каждую банку – глазок-индикатор из белого должен стать тёмным. Если вы хотите наверняка убедиться в плотности раствора, рассверлите отверстия сверлом 12 мм, чтобы можно было вставить ареометр (стандартная плотность 1,27).
Как добиться нужной плотности
При измерении плотности получается один из трёх вариантов состояния раствора, не считая, когда АКБ в нормальном состоянии:
- Уровень раствора в норме, но плотность недостаточная. В такой ситуации нужно откачать ареометром жидкость из банок и перелить её в подходящую (лучше стеклянную) посуду. Теперь долейте кислоты (её продают в автомагазинах), чтобы достичь требуемой плотности. Полученный раствор распределите по ба
Сколько заряжать аккумулятор автомобиля
В процессе эксплуатации любой автомобильной АКБ важно знать о том, сколько нужно заряжать аккумулятор. Немаловажно помнить и о том, что батарею необходимо хорошо подготовить, а не приступать к делу в спешке, чтобы избежать неприятных последствий. Известно, что внутри любого аккумулятора находятся потенциально опасные химические вещества. Небрежное обращение с ними может сказаться печальным образом как на автомобиле, так и на его владельце. Поэтому, когда спрашивают о том, сколько заряжать аккумулятор, следует отметить, что качественная и полноценная его зарядка и подготовка к ней требуют определенного количества времени.
Как подготовить батарею к зарядке
Где бы ни проводилась зарядка аккумулятора автомобиля, главное, чтобы помещение для этого было максимально безопасным. Когда батарея начинает заряжаться, из нее начинают выделяться токсичные химические пары. Поэтому помещение должно хорошо вентилироваться и проветриваться. Также нельзя заряжать АКБ там, где могут быть проблемы с электропроводкой в виде периодических скачков напряжения и отключений электричества. Безусловно, любое действие с аккумулятором проводится там, где нет открытых источников огня и легковоспламеняющихся веществ.
Нужно заряжать аккумулятор автомобиля, предварительно очистив его от грязи и пыли, а также полностью разрядив его перед зарядкой. Быстрая разрядка батареи легко делается с помощью нагрузки в виде лампочек. К клеммам подключается одна, либо две, а потом надо подождать до тех пор, пока они погаснут.
Независимо от того, какое количество времени будет нужно заряжать автомобильный аккумулятор, в течение всего процесса зарядки все возможные отверстия в АКБ следует оставит открытыми, вывинтив крышки и пробки, чтобы пластиковый корпус не вздулся и не разорвался из-за большого скопления газов внутри.
Как сделать все правильно
На вопрос о том, сколько времени заряжать аккумулятор автомобиля, можно дать точный ответ: в среднем, этот процесс длится 10 часов, не меньше. Опытные автомобилисты рекомендуют увеличивать время зарядки малыми токами до 15 часов, чтобы «прокачать» батарею, как следует. Безусловно, это довольно долго. Но только такое время зарядки обеспечивает полноценную и качественную работу батареи. Кстати, для того, чтобы время для автовладельца не тянулось слишком долго, можно оставить аккумулятор заряжаться на ночь, предварительно отрегулировав все нужные показатели.
Чтобы сделать все максимально правильно, без последствий, лучше всего отсоединить провода от батареи и полностью вынуть ее из капота машины (нахождение батареи внутри автомобиля допускается, но исключительно в крайнем случае). Процесс зарядки нельзя прерывать: это негативно скажется на уровне емкости АКБ. Именно так проводится правильная и безопасная зарядка автомобильного аккумулятора.
Экспресс-зарядка АКБ методом постоянного напряжения
Для того, чтобы как можно лучше вникнуть в суть дела и понять, сколько времени нужно заряжать батарею автомобиля, вначале будет неплохо вспомнить о самом быстром и распространенном методе зарядки, который называют универсальным для современных моделей аккумуляторов, относящихся к категории необслуживаемых.
Ток заряда в данном случае зарядное устройство контролирует автоматически, и сам процесс является безопасным вследствие того, что образование газов и выделение в атмосферу вредных химических веществ минимально.
При использовании такой простой техники автомобилисты, как правило, не «заморачиваются» вопросом, сколько времени заряжать автомобильный аккумулятор. Известно, что длительность зарядки в данном случае составляет не больше пяти часов, а емкость батареи восполняется на 50% всего лишь в течение часа. В последующие четыре часа АКБ будет заряжена больше, чем на 90%.
Так заряжают аккумулятор автомобилисты, у которых нет времени и желания доставать его из машины. Он, действительно, почти безопасен, но больше подходит именно для крайних случаев. Для того, чтобы «прокачать» аккумулятор более эффективно и постепенно, обеспечив тем самым наилучшие показатели его работы, нужно воспользоваться зарядным устройством другого типа.
Важные разъяснения и расчеты
Сколько по времени нужно заряжать аккумулятор, если есть желание добиться от него более длительного срока службы, не причинив вреда? Дело в том, что любая быстрая зарядка сильными токами может способствовать падению емкости АКБ, поскольку речь идет об использовании того или иного вида зарядных устройств. Именно с ними и происходит путаница. Причем не только у начинающих водителей, но и у тех, кто принципиально не желает погружаться в изучение несложной темы, связанной с такими понятиями, как напряжение и сила тока.
Как известно, внутри батареи находится шесть «банок». Выходное напряжение каждой из них составляет около 2 В, итого — 12 В.
Однако этот показатель является условным и не совсем точным:
Емкость всегда остается важнейшим значением и зависит от того, каким образом производится регулярная зарядка, обслуживание аккумулятора и как эксплуатируется АКБ. Само понятие емкости коротко можно определить так: это время, в течение которого аккумулятор может работать непрерывно при условии подачи определенной силы тока.
Например, самая распространенная емкость у автомобильных батарей составляет 55 Ач и 60 Ач. Далее следуют АКБ с более высокими показателями в 75 Ач и выше.
Элементарные расчеты здесь следующие (исходим из емкости 55 Ач, разделяя ее на силу подаваемого тока):
- при нагрузке током силой в 55 А аккумулятор будет работать 1 час;
- при нагрузке меньше (например, 27 А) батарея работает уже больше, 2 часа
- при нагрузке 13,75 А работа будет составлять уже 4 часа — и так далее.
Конечно, сильная токовая нагрузка в обычных условиях на аккумулятор не подается. Это важно знать для того, чтобы усвоить понятие безопасного тока. Цифра безопасного тока, используемого при зарядке АКБ, должна составлять 10 процентов от номинальной емкости батареи. Таким образом, можно провести расчет времени зарядки аккумулятора самым элементарным способом.
Если подсчет процентов вызывает затруднения, можно взять калькулятор:
Рассчитать эти показатели очень просто. Они помогут понять, что пятичасовой экспресс-зарядки для автомобильных аккумуляторов явно недостаточно. Для того, чтобы батарея служила дольше, и ее не приходилось часто менять, следует понять, как можно зарядить АКБ таким образом, чтобы не «посадить» ее раньше времени. Важно не только добиться реального показателя заряженной батареи 12,6-12,7 В. Важно позаботиться о том, чтобы такое U держалось как можно дольше при сохранении оптимальных показателей емкости.
Два типа зарядного устройства для аккумуляторов
Существует два вида зарядных устройств:
- Постоянным током.
- Постоянным напряжением.
ЗУ постоянного напряжения
Так называемая экспресс-зарядка аккумулятора длительностью 5 часов обычно проводится именно ходовым китайским зарядным устройством, где используется принцип постоянного напряжения (14,4 В). При подключении этого устройства к аккумулятору оно дает больше 10 процентов тока от желаемого номинала: 25-30 А в первый час зарядки. Такой ток аккумулятор выдержит и зарядится очень быстро, но и сядет он тоже гораздо быстрее. Ток падает в первые 3-4 часа, а напряжение остается постоянным. Часов за пять-шесть аккумулятор зарядится на 90-95 процентов.
Такие устройства рекомендуется использовать только в крайних случаях, когда необходима быстрая, экстренная зарядка. Однако многие автолюбители, к сожалению, предпочитают не высчитывать вольтаж и ампераж, а просто покупают китайское зарядное устройство, которое все делает «само». Не стоит пользоваться этим способом постоянно, так как в первый час он дает очень большой ампераж, который падает только ближе к концу. Если все время заряжать АКБ так быстро, она выйдет из строя гораздо раньше.
ЗУ постоянного тока
Для того, чтобы качественно зарядить аккумулятор автомобиля в домашних условиях, опытные водители рекомендуют приобрести зарядное устройство постоянного тока российского производства. И вольтаж, и ампераж на нем можно проверить очень просто — разумеется, если знать, из каких показателей следует исходить. Ток, составляющий 10% от номинальной емкости АКБ, конечно, не зарядит батарею в короткое время, но позволит ей минимально расходовать свои ресурсы на протяжении всего процесса зарядки. Именно малые токи (например, 5,5 А для батареи емкостью 55 Ач) являются оптимальными и наиболее гуманными для АКБ.
Среди водителей ведутся различные разговоры о том, что таких точных зарядных устройств уже не существует в природе. Но на самом деле приобрести его вполне реально. Модные китайские «зарядники», безусловно, удобнее и проще в использовании. Но иногда не помешает произвести какие-либо действия самостоятельно, даже в тех условиях, когда кажется, что необходима постоянная спешка.
Если АКБ еще не села окончательно
Сколько заряжать свинцово-кислотный аккумулятор, если, например, напряжение не успело упасть до критических цифр? Известно, что U 12 В означает, что емкость АКБ уже составляет 50 процентов и меньше. Но в данном случае необязательно держать батарею на зарядке 10-12 часов.
Можно привести еще несколько коротких расчетов:
- при напряжении 12 В время зарядки можно сократить до 7 часов, но не меньше
- если U составляет 11,6 В и менее, лучше заряжать 12-15 часов.
В процессе зарядки с помощью устройства постоянного тока вольтаж меняется — до 13,8-14,4 В. Напряжение должно быть больше, чем номинальный заряд 12 В, иначе ток от зарядного устройства в аккумулятор не потечет. Если батарея разряжена полностью, за 5-6 часов ее заряд будет составлять 90-95 процентов. До 100 процентов, в любом случае, придется ждать до 10 часов, потому что сила тока ближе к концу зарядки постепенно становится меньше.
В заключение для начинающих автолюбителей можно еще отметить, что не существует определенного времени для заряда батарей с разными показателями емкости. Все зависит только от показателей тока и напряжения, смысл которых следует уяснить для того, чтобы относиться максимально бережно к аккумулятору своего автомобиля.
С помощью простых расчетов и логических умозаключений можно понять, что времени 5-6 часов для качественной зарядки аккумулятора недостаточно. Лучше выждать необходимое количество времени для того, чтобы сохранить продуктивную работоспособность аккумулятора как можно дольше.Как правильно зарядить автомобильный аккумулятор?
Как правильно зарядить автомобильный аккумулятор?
26.08.09 | Рубрика: Обслуживание аккумулятора. Просмотры: 151 234
Загрузка…С окончанием летнего сезона у автомобилистов все чаще возникает вопрос зарядки своего автомобильного аккумулятора. По многочисленным просьбам читателей портала battery-industry.ru, мы публикуем инструкцию «правильной» зарядки АКБ.
Заряд АКБ
Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного (выпрямленного) тока. Можно использовать любые выпрямители, допускающие регулировку зарядного тока или напряжения. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую батарею полностью (до 100% ее фактической емкости).
Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным.
В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи. При выборе зарядного устройства следует руководствоваться информацией, приведенной ниже.
Заряд при постоянстве тока
Заряд батареи производится при постоянной величине зарядного тока, равной 0,1 х С20 (0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда). Это значит, что для батареи емкостью 60 А•ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.
Недостаток такого способа — необходимость постоянного (каждые 1-2 часа) контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда.
Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А•ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А•ч).
Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита.
Заряд при постоянстве напряжения
При заряде этим методом степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%. Полностью зарядить батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В.
В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда до 20-25 А.
По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда (если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения). Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Обычно критерием окончания заряда в подобных устройствах является достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако, для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых батарей с помощью выпускаемых промышленностью зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется более суток.
Заряд батареи на автомобиле
При эксплуатации батареи на автомобиле ее заряд происходит при постоянном напряжении. Производители автомобилей по согласованию с разработчиками батарей устанавливают уровень зарядного напряжения 14,1±0,2 В, что ниже напряжения интенсивного газовыделения. С понижением температуры эффективность заряда при постоянном напряжении уменьшается из-за роста внутреннего сопротивления батареи. Поэтому АКБ на автомобиле не всегда восстанавливает свою емкость после разряда полностью. Обычно степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение на клеммах батареи равно 13,9-14,3 В при работающем двигателе и включенном дальнем свете. Поэтому в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных пусках холодного двигателя и коротких пробегах) целесообразно периодически (желательно не реже одного раза в месяц) производить заряд АКБ от стационарного зарядного устройства и при положительной температуре.
У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28±0,01 г/см3 Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20±0,01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см3.
Если значение плотности во всех аккумуляторах одинаково (с разбросом ±0,01 г/см3), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектной банке аккумулятора будет значительно ниже (на 0,10-0,15 г/смі), чем в остальных ячейках.
Для измерения плотности жидкостей применяют ареометры со сменными денситометрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см3 или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см3.
При измерении поплавок не должен касаться стенок цилиндрической части стеклянной трубки. Одновременно необходимо замерить температуру электролита. Результат измерения плотности приводят к +25°C. Для этого к показаниям денситометра надо прибавить или отнять поправку, указанную в специальной литературе.
Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см3, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.
Источник: www.livi-car.ru
Метки:: «Умные» зарядные устройства, автомобильный аккумулятор, зарядка аккумулятора, зарядное устройство, зарядное устройство для AGM аккумуляторов, зарядные устройства
Сколько по времени нужно заряжать автомобильный аккумулятор
Сколько времени заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством полезно знать всем неопытным автолюбителям. Точно ответить на этот вопрос нельзя, так как все зависит от состояния устройства и способа зарядки.
Как установить степень заряженности аккумуляторной батареи
Определение заряженности АКБ
Чтобы определить, насколько заряжен аккумулятор, учитывают его напряжение. Проверить эту характеристику можно двумя способами:
- Проводят обычное измерение электрического напряжения на контактных клеммах батареи. Для этого пользуются цифровым вольтметром. Этот прибор позволит показать точное значение уровня напряженности АКБ до десятых и даже сотых долей вольта. Для измерения разрядный и зарядный ток должен отсутствовать в течение 4-5 часов, чтобы напряжение пришло в нормальное стабильное состояние. Должен быть показатель от 12,5 до 12,9 вольт. Полезно используют специальные зарядные устройства с микропроцессором и памятью. Они позволяют более точно определить уровень заряженности. Такие приборы способны отследить разряд и заряд АКБ за несколько циклов.
- Определяют плотность электролита, и по этому параметру выявляют степень заряженности батареи. Но этот вариант подходит только для устройств с жидким электролитом.
Расчет времени
Сколько по времени заряжать автомобильный аккумулятор на 60 ач можно рассчитать по специальной формуле. Для измерения емкости батареи используют миллиамперы в час или МаЧ. Информация о ее размере всегда указывается производителями на корпусе батареи. На зарядке всегда содержатся сведения о том, что генерирует ток прибора. Этот показатель выражают в миллиамперах.
Если разделить емкость АКБ на зарядный ток зарядного прибора, получается время, выраженное в часах. Но нужно также учитывать и КПД зарядки. Чтобы определить время более точно, результат деления следует умножить на 1,4.
Для расчета времени, необходимого для зарядки батареи, используют такую формулу:
Т=1,4C/I
В ней:
- Т – это время, которое необходимо для полной зарядки АКБ. Его указывают на приборе.
- C – размер емкости аккумулятора в миллиамперах в час.
- I – зарядный ток зарядки.
При расчетах важно учитывать, что на время, необходимое для зарядки батареи, влияет ее качество, правильность форматирования, температура окружающей среды. Это значит, что реальные данные могут на 20% отличаться от результатов расчетов.
Меры безопасности
Прежде чем заряжать автомобильный АКБ, нужно правильно его подготовить:
- Сначала нужно провести удаление конденсата, окиси и грязи с поверхности контактов. Для этого достаточно приготовить раствор соды, смочить в нем тряпку и протереть верхнюю часть – контакты. Соблюдать чистоту очень важно, так как, если крышка аккумулятора откручивается сверху, то во время демонтажа грязь попадет внутрь, что может привести к повреждениям и сокращению срока службы прибора.
- Открыть крышки и проверить уровень электролита. Если его недостаточно, то пластины не закрывают и добавляют дистиллированную воду. В противном случае во время зарядки свинцовые пластины нагреются и осыпятся. Идеальным вариантом будет провести и измерение плотности электролитов. Этот показатель, если батарея нормальная и находится в рабочем состоянии, должен составлять 1,26-1,30 г/см3.
- Вывинтить или вытянуть пробки из АКБ с помощью отвертки. Их следует приложить к отверстиям, чтобы не брызгалась кислота. Благодаря этому газы, которые будут образовываться в процессе, свободно выйдут наружу.
После подготовительных работ, может проводиться зарядка. Ее выполняют с применением постоянного тока или постоянного напряжения. Как долго будет продолжаться процедура, зависит от вида.
Чтобы автомобиль снова завелся, и батарея сохранилась в прежнем состоянии, нужно соблюдать меры предосторожности:
- Нельзя проводить зарядку с замерзшим аккумулятором. Нужно дать ему время оттаять.
- Следить за уровнем тока. Оптимальным вари антом считается применение тока в размере 10% или 0,1 от емкости батареи. Например, если этот показатель составляет 60 Ah, то ток заряда не должен превышать 6 ампер.
- Процедуру можно проводить только в помещениях, которые хорошо проветриваются.
- Если аккумулятор вмонтирован, то в ходе процедуры капот следует держать открытым.
- Нужно следить, чтобы положительны полюс АКБ был соединен с таким же у зарядного прибора. Это же касается и отрицательных.
- Заражаться батарея должна до тех пор, пока во всех ячейках не начнет активно образовываться газ.
- Летом процедуру нужно проводить, как только уровень заряда достигнет 50%, а зимой – 25%.
За показателями плотности электролита нужно следить и после завершения зарядки. Если в одной ячейке плотность ниже. Это говорит о том, что батарея неисправна и ее придется заменить.
В конце нужно подождать 20 минут, пока АКБ очистится от газа, после чего завинтить и вставить пробки на место. Также батарею рекомендуют промыть и просушить. Чтобы проверить, пропускает корпус напряжение или нет, нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если он ниже нуля, значит, пропускает.
Время зарядки в зависимости от типа аккумулятора
Существуют два способа, с помощью которого можно вернуть батарею в рабочее состояние: постоянным током и постоянным напряжением. К методу постоянного тока прибегают, если аккумуляторный генератор обслуживаемого и малообслуживаемого типа. Важно знать, сколько ампер подавать на клеммы, чтобы не причинить вред прибору.
Необслуживаемый вид
Отличие кальциевых необслуживаемых батарей в том, что они не имеют расхода воды или он очень низкий. В стандартных аккумуляторах разложение воды на кислород и водород происходит, когда напряжение на клеммах достигает 14,4В.
Для необслуживаемых батарей этот срок выше. Поэтому расход воды значительно ниже или практически нулевой. Но это не значит, что подобные приспособления не нуждаются в подзарядке. Процедура проводится так же, как и для остальных типов батарей и не представляет сложностей даже в домашних условиях.
Необходимость в зарядке определить нетрудно. Чаще всего это очевидно. Например, если водитель забыл отключить фары или музыку и АКБ садился. До утра в этом случае вся емкость батареи будет опустошена и машина не сможет поехать.
Подзарядка потребуется зимой, так как в периоды низкой температуры работает печка, обогрев и батарея плохо восстанавливает заряд. Поэтому необслуживаемые устройства так же нуждаются в подзарядке, как и остальные типы.
Необслуживаемые АКБ отличаются тем, что прямого доступа к банкам электролитов у них нет, поэтому доливать его нельзя. Он заряжается автоматически зарядным прибором, работающим под постоянным напряжением.
Максимальный и минимальный размер тока при этом устанавливается самостоятельно по мере зарядки.Изначально с помощью регулятора выставляют ток, равный 1/10 от емкости. Сколько нужно заряжать аккумулятор, зависит от его разрядки. Через несколько часов после начала процедуры, установленные показатели тока начинают автоматически снижаться, чтобы электролит не закипел. Когда он будет полностью заряжен, на клеммы будут подаваться всего 220мА. В этом виде АКБ и зарядник, подключенный в него, могут находиться любой период времени без опасности.
Если необслуживаемая батарея разрядилась на 90%, то она выходит из строя, и с помощью автоматического зарядного устройства привести ее в рабочее состояние не получится.
Интересно, что с помощью автоматической зарядки можно подзаряжать не только необслуживаемый аккумулятор, а и другие виды. Но нельзя допускать, чтобы батарея полностью садилась.
Обслуживаемый тип
Чтобы определить, сколько времени понадобиться на реанимацию такого АКБ, нужно учитывать его особенности. Чтобы процедура прошла без опасности для аккумулятора, сила тока не должна превышать 10% от емкости аккумулятора.
О том, что батарея получила достаточно энергии, свидетельствует кипение электролита. В среднем необходимо около 12 часов на то, чтобы батарея была полностью заряженной.
Чтобы процесс продвигался быстрее, некоторые автолюбители предпочитают повышать ампераж. Но это не лучший вариант, так как высокое напряжение ухудшит состояние свинцовых пластин и значительно сократит срок службы АКБ. Особенно губителен такой подход, если машина работает на свинцово-сурьмяной батарее.
Если устройство глубоко разряжено, то разрешается выполнить увеличение ампеража не более чем на 5% от емкости. Напряжение зарядки также должно быть пониженным в пределах 12-13 вольт. Постепенно сила тока будет увеличиваться, но нужно наблюдать за тем, чтобы она не превышала 10% от емкости, а уровень напряжения был до 14,4 В. Это медленный способ, так как для полной работоспособности батареи понадобиться 20 часов.
Зарядка АКБ при постоянном токе
График заряда аккумулятора постоянным током
Процесс состоит из нескольких этапов, но на каждом из них нужно поддерживать постоянную силу тока, корректировать ее при необходимости и измерять напряжение. Поэтому такой способ не очень удобный. Для него придется обзавестись зарядным устройством регулировкой силы тока.
Чтобы выяснить, сколько заряжается аккумулятор при постоянном токе, нужно вооружиться мультиметром и выполнить такие действия:
- На первом этапе устанавливается ток в размере 0,1 от номинальной емкости АКБ. На легковых автомобилях распространены батареи 60 А-ч. Поэтому для них устанавливают значение в размере 6 А при напряжении силы тока в 14,4 вольта. Контролировать эти показатели поможет мультиметр.
- На втором этапе напряжение постепенно достигнет 14,4 В и электролиз воды резко увеличится. В результате этого процесса образуется кислород и водород. Поэтому происходит снижение тока заряда в два раза или до 3А.
- На третьей ступени уровень напряжения повышается до 15В, поэтому ток нужно уменьшить еще в два раза до 1,5 А. проверку напряжения важно проводить раз в 2 часа. Если оно будет выдавать одни и те же результаты, а в ячейках наблюдается активное выделение газа, заряд можно остановить.
При этом способе довольно трудно определить, сколько времени займет зарядка батареи. Все зависит от степени ее разряжености, возраста и степени сульфатации. Эти факторы влияют на то, насколько хорошо АКБ примет заряд. Со временем на поверхности пластин оседает слой сульфата свинца, из-за чего емкость аккумулятора снижается. Чем она ниже, тем быстрее будет заражаться батарея.
Зарядка при постоянном напряжении
Зарядка АКБ при постоянном напряжении
Сколько заряжается аккумулятор автомобиля от зарядного устройства, зависит и от напряжения. Этим методом оно подается на выводы АКБ постоянно. Весь процесс зарядки будет заключаться в выравнивании напряжений на выводах батареи и клеммах зарядного устройства.
Эту схему используют, если зарядный прибор оснащен автоматическим режимом работы. Постепенно происходит увеличение внутреннего сопротивления батареи и снижается ток. Если ток падает до 200мА, то процесс останавливается. После этого аккумулятор можно оставить подключенным к ЗУ и когда заряд будет снижаться, устройство включится и подзарядит его. Это очень удобный домашний метод, так как контролировать процесс не нужно, прибор будет самостоятельно регулировать зарядку.
При этом можно предположить, сколько примерно будет продолжаться зарядка автомобильного аккумулятора в зависимости от величины подаваемого напряжения:
- Если оно достигает 14,4В, то в течение суток батарея 12В будет заряжена примерно на 80%.
- При напряжении в 15В за сутки прибор будет заряжен на 90%.
- Если уровень напряжения достигает 16 вольт, то в этом случае автомобильный аккумулятор будет полностью заряженным.
Очень важно выбрать должный уровень тока. Если это сделать неправильно, то АКБ можно повредить.
Чтобы избежать снижения работоспособности батареи, производители устанавливают защиту на зарядных устройствах, и они сами снижают ток до безопасной величины.
Ускоренная зарядка
Если необходимо срочное включение аккумулятора, прибегают к ускоренной зарядке. Она помогает быстро восстановить емкость батареи, но надолго заводить мотор не получится и придется прибегнуть к обычной процедуре.
Для быстрой зарядки в устройствах есть режим Boost. Если его включить, то начинает поступать увеличенный уровень тока. Благодаря этому автомобильный аккумулятор придет в более-менее рабочее состояние через 15-20 минут.
Если на зарядном устройстве такого режима нет, но есть функция регулировки тока, то увеличенное значение можно поставить самостоятельно. Но не желательно выбирать показатели больше 30% от обычного тока. Если превышать это значение, состояние пластин батареи ухудшится, и прибор быстро выйдет из строя.
Ускоренная зарядка не безопасна для АКБ, поэтому прибегать к ней рекомендуют только в крайних случаях, когда необходимо срочно запустить двигатель автомобиля. После поездки следует полноценно зарядить батарею в требуемом режиме.
Если соблюдать все правила, то процедура зарядки не составляет труда и не принесет вред батарее. Это можно сделать и без специальных навыков и помощи профессионалов.
Напряжение зарядки аккумулятора автомобиля — какое напряжение поддерживать?
Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.
Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством
Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.
Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.
Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.
Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.
Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке
Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.
Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.
Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.
Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.
Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:
- состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
- многое зависит от уровня заряда АКБ;
- определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.
Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.
Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением
Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.
На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.
Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора
Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.
Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:
- Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
- Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
- Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
- Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.
При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.
Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.
Максимальное напряжение зарядки аккумулятора
Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.
Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.
Напряжение аккумулятора в конце зарядки
После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.
Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.
Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения
Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.
Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.
Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.
Видео
Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.
Калькулятор емкости, C-рейтинга, силы тока, заряда и разряда батареи или блока батарей (накопитель энергии)
Калькулятор батарей
Введите собственные значения в белые поля, результаты отображаются в зеленых полях.
Принцип и определения
Емкость и энергия аккумулятора или системы хранения
Емкость батареи или аккумулятора — это количество энергии, накопленное в соответствии с определенной температурой, значением тока заряда и разряда и временем заряда или разряда.
Номинальная мощность и коэффициент C
C-rate используется для масштабирования тока заряда и разряда батареи.
Для заданной емкости C-rate — это мера, указывающая, при каком токе батарея заряжается и разряжается для достижения определенной емкости.
При зарядке 1С (или С / 1) заряжается аккумулятор, рассчитанный, например, на 1000 Ач при 1000 А в течение одного часа, поэтому в конце часа аккумулятор достигает емкости 1000 Ач;
разряд 1C (или C / 1) разряжает аккумулятор с такой же скоростью.
Заряд 0,5C или (C / 2) нагружает батарею, которая рассчитана, например, на 1000 Ач при 500 А, поэтому для зарядки батареи номинальной емкостью 1000 Ач требуется два часа;
При зарядке 2C заряжается аккумулятор, рассчитанный, скажем, на 1000 Ач при 2000 А, поэтому для зарядки аккумулятора номинальной емкостью 1000 Ач теоретически требуется 30 минут;
Номинал Ач обычно указывается на батарее.
Последний пример, свинцово-кислотный аккумулятор с номинальной емкостью C10 (или C / 10) 3000 Ач должен заряжаться или разряжаться за 10 часов с ток заряда или разряда 300 А.
Почему важно знать C-rate или C-рейтинг батареи
C-rate — важные данные для аккумулятора, поскольку для большинства аккумуляторов запасенная или доступная энергия зависит от скорости тока заряда или разряда. В общем-то, для данной емкости у вас будет меньше энергии, если вы разряжаете в течение одного часа, чем если вы разряжаете в течение 20 часов, и наоборот, вы будете хранить меньше энергии в батарее при токовом заряде 100 А в течение 1 ч, чем при токовом заряде 10 А в течение 10 ч.
Формула для расчета тока, доступного на выходе аккумуляторной системы
Как рассчитать выходной ток, мощность и энергию батареи согласно C-rate?
Самая простая формула:
I = Cr * Er
или
Cr = I / Er
Где
Er = номинальная запасенная энергия в Ач (номинальная емкость аккумулятора указана производителем)
I = ток заряда или разряда в амперах (A)
Cr = C-коэффициент батареи
Уравнение для получения времени заряда, заряда или разряда «t» в зависимости от тока и номинальной емкости:
т = Er / I
t = время, продолжительность заряда или разряда (время работы) в часах
Связь между Cr и t:
Cr = 1 / т
t = 1 / Cr
Все, что вам нужно знать о солнечных зарядных устройствах
Дождь или солнце, мы получаем огромное количество звонков о солнечной энергии каждый день.Мы постараемся ответить на наиболее часто задаваемые вопросы, чтобы сэкономить на телефонном звонке.
Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что солнечная энергия не является панацеей для замены израсходованной энергии. Например, некоторые люди пытаются перезарядить батареи для троллингового мотора, лодки, жилого дома, дома, электросамоката, хижины в глуши и т.д., и они хотят, чтобы это было сделано в очень короткие сроки, обычно всего за несколько дней. Предположим, вы берете разряженную батарею на 100 ампер-часов и заряжаете ее 30-ваттной солнечной панелью в идеальных летних условиях освещения.Через неделю аккумулятор будет почти полностью заряжен. Используя этот пример, вы можете увидеть, что для зарядки аккумулятора на 100 ампер-часов за несколько дней потребуется не менее 100 Вт солнечной энергии.
Также имейте в виду, что для получения максимальной номинальной мощности солнечной панели требуется прямой солнечный свет на поверхности панели. Такие условия, как пасмурное небо, тени, неправильный угол установки, экваториальное направление или короткие зимние дни, снизят фактическую мощность солнечной панели ниже номинальных значений.
НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Большинство солнечных зарядных устройств рассчитаны на 12 В постоянного тока, но у нас есть ограниченная доступность на 24-вольтовой панели. Обычно, когда необходимо напряжение 24 В или больше, солнечные панели могут быть подключены последовательно, или мы можем по специальному заказу солнечные панели, которые предназначены для подачи большего напряжения постоянного тока, например, 24 В, 36 В, 48 В и т. Д.
КОНТРОЛЛЕРЫ
Каждый раз, когда вы используете панель с номинальной выходной мощностью более 5 Вт, мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи. На самом деле, контроллер заряда является хорошей идеей для большинства приложений, поскольку он может обеспечить несколько преимуществ, таких как предотвращение перезарядки, улучшение качества заряда и предотвращение разряда батареи в условиях низкой или полной освещенности.Некоторые солнечные панели сделаны с предварительно установленными блокирующими диодами, которые предотвращают разрядку батареи в условиях низкой освещенности или отсутствия света. В большинстве случаев, когда установлена солнечная панель мощностью 6 Вт или больше, настоятельно рекомендуется использовать контроллер зарядного устройства. В двух словах, контроллер заряда солнечной батареи действует как переключатель включения и выключения, позволяя пропускать энергию, когда она нужна батарее, и отключает ее, когда батарея полностью заряжена. При выборе контроллера следует помнить о том, что они обычно рассчитываются в амперах, а фотоэлектрические панели — в ваттах.Это означает, что контроллер заряда на солнечной батарее, такой как Morning Star SS6L, 6-амперный контроллер, будет работать почти со всеми панелями, которые мы продаем, мощностью до 70 Вт.
НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, ВАТТ И АМПЕР
Производители солнечных панелей оценивают мощность солнечной энергии в ваттах. Как показывает практика, мощность в 15 Вт обеспечивает около 3600 кулонов (1 Ач) в час прямого солнечного света. Например, панель Pulse Tech SP-5 может выдавать 0,33 Ач в час прямого солнечного света. Это очень популярная панель для обслуживания одиночных и сдвоенных батарей в режиме ожидания и хранения.
КАК ИЗОБРАЗИТЬ РАЗМЕР СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ
Первое, что нужно помнить о солнечной энергии, это то, что все дело в числах. Требуемая мощность и мощность, которую может выдать панель. Прежде чем вы даже сможете приступить к покупке панели, вам нужно знать, сколько ампер-часов или ватт вам нужно будет выработать за установленный период времени. Эта цифра может измеряться часами или днями. Поскольку в сутках 24 часа, мы предлагаем вам использовать это в качестве базовых показателей. Во-первых, определите общее потребление электроэнергии за этот период времени.Затем подсчитайте количество прямого солнечного света, которое солнечная панель получит за этот период времени, и получите общее количество необходимых ватт-часов. Вы всегда должны проявлять осторожность и переоценивать свои потребности в энергии. Обычно мы видим в среднем 4 часа пригодного для использования солнечного света зимой и 6 часов пригодного для использования солнечного света летом. Конечно, есть исключения из этих средних значений, но осторожность создает более надежную солнечную систему. Эти средние значения также помогают компенсировать такие переменные, как тень, облака, угол наклона панели и т. Д.Как только вы разберетесь с потребностями в электроэнергии, я предлагаю вам перейти к нашему солнечному калькулятору.
УСЛОВИЯ ВЫХОДА
Параметры солнечных панелей рассчитываются при ярком прямом солнечном свете. Такие условия, как непрямой солнечный свет, пасмурная погода и полутень, снизят производительность. Мы всегда рекомендуем увеличивать размер вашей солнечной батареи, так как эти условия возникают часто. Также помните, что продолжительность светового дня летом по сравнению с зимой может иметь значение.
Одна из самых больших ошибок, которые часто наблюдаются, — это когда солнечная батарея проектируется летом с использованием летнего светового дня, но затем она используется и зимой.Первая жалоба часто связана с тем, что батареи больше не выдерживают нагрузки. Это постепенный процесс, который начинается, когда вы теряете световой день и начинаете выводить аккумуляторную батарею за пределы глубины разряда 50%. Когда это происходит, аккумуляторы начинают сульфатироваться гораздо быстрее и перестают держаться под нагрузкой. Как вы понимаете, это дорогостоящая ошибка! Решение обычно включает в себя больше панелей и новые батареи с большим запасом ампер / час. Поэтому мы советуем нашим клиентам быть консервативными при учете дневного времени.Кроме того, если вы планируете использовать солнечную батарею круглый год, вам необходимо учитывать дневное потребление солнечной энергии зимой.
УПРАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВОМ НЕПОСРЕДСТВЕННО ОТ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА НА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ
У нас есть несколько складных / переносных солнечных панелей для пеших прогулок, которые поставляются с адаптером для прикуривателя. Этот адаптер позволяет питать аксессуары 12 В, которые обычно используют штекер 12 В постоянного тока. Для прямого подключения к панели устройство не может быть чувствительным к колебаниям напряжения — в противном случае они могут отключиться.Чтобы решить эту проблему, лучше всего использовать небольшую батарею в качестве емкости для хранения энергии, которая будет обеспечивать постоянный источник стабильной и надежной энергии. Для этого мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи, Y-образный соединитель с аккумулятором на одной ножке и гнездо для сигарет на другой ножке.
СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ПОГОДОЗАЩИТЫ
Почти все солнечные панели предназначены для установки на открытом воздухе, так как именно здесь они будут получать наилучшее прямое воздействие солнечного света.Помните, что любое меньшее значение приведет к тому, что панель будет производить мощность меньше ее полной номинальной мощности.
ДОЛЖЕН ЛИ Я ОБСЛУЖИВАТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
Все, что необходимо — это периодический осмотр с целью удаления грязи, мусора и проверки электрических соединений. Очистка панели от снега и мусора позволит добиться лучших результатов.
КАК ДЛИННЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ДЕЙСТВУЮТ
Производительность солнечной панели может быть разной, но в большинстве случаев ожидаемый срок службы гарантированной выходной мощности составляет от 3 до 25 лет.Этот гарантированный рейтинг ожидаемого срока службы обычно составляет 80% от опубликованного рейтинга солнечной панели. Конечно, это будет варьироваться от производителя к производителю, и, как всегда, вы обычно получаете то, за что платите. Не упустите эти дешевые панели, сделанные в пакистанском китайском нам-истане.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНВЕРТОРА
Многие используют инвертор постоянного тока в переменный для преобразования 12 В постоянного тока в 110 В переменного тока. Поскольку они меняют мощность из одной формы в другую, инверторы — это монстры, поглощающие энергию, и их следует по возможности избегать.Если у вас есть выбор между 12-вольтовым устройством с питанием от постоянного тока или 110-вольтным устройством переменного тока, выберите 12-вольтное устройство постоянного тока. На рынке есть устройства постоянного тока, которые либо понижают, либо повышают мощность постоянного тока, и они также потребляют значительно больше энергии.
FORMULA Преобразование постоянного тока в переменный через инвертор
Формулы и примеры для 12- и 24-вольтовых систем постоянного тока
Это «практическое правило» предназначено в качестве общего руководства для оценки силы постоянного тока, необходимой для работы преобразователя постоянного тока в переменный. Поскольку расчеты дают приблизительные значения, при проектировании и указании компонентов системы, таких как провод, размер и длина, следует учитывать соответствующий коэффициент безопасности.Это в основном означает «увеличить размер вашей системы».
Системы постоянного тока 12 В
Формула: 12-вольтным инверторам требуется примерно десять входных сигналов постоянного тока по 10 ампер на каждые 100 Вт выходной мощности, используемые для работы с нагрузкой переменного тока.
Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется 12-вольтовому инвертору для работы трех кварцевых фонарей мощностью 500 Вт или электрического нагревателя мощностью 1500 Вт?
Ответ:
- 1) Общая мощность = 1500
- 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
- 3) 15 X 10 ампер (из формулы) = 150 ампер.
Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 150 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 150 ампер-часов заряда батареи.
Для поддержки 150 ампер-часов заряда батареи необходимо использовать ее 300 ампер для максимального срока службы и производительности.
Системы постоянного тока 24 В
Формула: Для инверторов на 24 В требуется примерно 5 А постоянного тока на входе на каждые 100 Вт выходной мощности, используемой для работы с нагрузкой переменного тока.
Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется инвертору на 24 В для работы трех кварцевых фонарей мощностью 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?
Ответ:
- 1) Общая мощность = 1500
- 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
- 3) 15 X 5 ампер (из формулы) = 75 ампер.
Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 75 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 75 ампер-часов энергии батареи.
Для поддержки заряда батареи 75 ампер-часов необходимо использовать батарею емкостью 150 ампер для максимального срока службы и производительности.
Готовы использовать силу солнца? Купите солнечное зарядное устройство и аксессуары.
Солнечный калькулятор
Если вам нужно зарядное устройство на солнечной батарее для лодки, капельное зарядное устройство на солнечной энергии для автомобильного аккумулятора или зарядное устройство переменного тока на солнечной энергии, у нас есть подходящие зарядные устройства для любого применения.
Выберите свое солнечное зарядное устройство
Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.
Зарядные устройства и способы зарядки аккумуляторов
Схемы зарядки
Зарядное устройство имеет три основные функции
- Зарядка аккумулятора (Зарядка)
- Оптимизация скорости зарядки (стабилизация)
- Знание, когда остановиться (Завершение)
Схема тарификации представляет собой комбинацию методов тарификации и завершения.
Прекращение начисления
Когда аккумулятор полностью заряжен, необходимо как-то рассеять зарядный ток. В результате выделяется тепло и газы, которые вредны для батарей. Суть хорошей зарядки состоит в том, чтобы иметь возможность определять, когда восстановление активных химикатов завершено, и останавливать процесс зарядки до того, как будет нанесен какой-либо ущерб, при постоянном поддержании температуры элемента в безопасных пределах.Обнаружение этой точки отключения и прекращение заряда имеет решающее значение для продления срока службы батареи. В простейших зарядных устройствах это происходит при достижении заранее определенного верхнего предела напряжения, часто называемого напряжением завершения . Это особенно важно для устройств быстрой зарядки, где опасность перезарядки выше.
Безопасная зарядка
Если по какой-либо причине существует риск чрезмерной зарядки аккумулятора из-за ошибок в определении точки отключения или неправильного обращения, это обычно сопровождается повышением температуры.Условия внутренней неисправности в батарее или высокие температуры окружающей среды также могут вывести батарею за пределы безопасных рабочих температур. Повышенные температуры ускоряют выход батарей из строя, а мониторинг температуры элементов — хороший способ обнаружить признаки неисправности, вызванной множеством причин. Сигнал температуры или сбрасываемый предохранитель можно использовать для выключения или отсоединения зарядного устройства при появлении знаков опасности, чтобы избежать 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 перекачивать электрическую энергию в аккумулятор быстрее, чем химический процесс может на нее отреагировать, что приведет к разрушительным результатам.
Химическое действие не может происходить мгновенно, и будет происходить градиент реакции в объеме электролита между электродами, при этом электролит, ближайший к преобразуемым или «заряженным» электродам, будет происходить раньше, чем электролит дальше.Это особенно заметно в элементах большой емкости, содержащих большой объем электролита.
Фактически, в химических превращениях клетки участвуют по крайней мере три ключевых процесса.
- Один из них — «перенос заряда», который представляет собой фактическую химическую реакцию, происходящую на границе раздела электрода с электролитом, и она протекает относительно быстро.
- Второй — это процесс «массопереноса» или «диффузии», в котором материалы, преобразованные в процессе переноса заряда, перемещаются с поверхности электрода, давая возможность другим материалам достичь электрода и принять участие в процессе преобразования.Это относительно медленный процесс, который продолжается до тех пор, пока все материалы не будут преобразованы.
- Процесс зарядки также может подвергаться другим значительным эффектам, время реакции которых также следует принимать во внимание, например, «процессу интеркаляции», с помощью которого заряжаются литиевые элементы, при котором ионы лития вставляются в кристаллическую решетку основного электрода. См. Также Литиевое покрытие из-за чрезмерной скорости 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 скопление газа, которые влияют на время зарядки и эффективность, но они могут быть относительно незначительными или редкими, или могут возникать только в условиях неправильного обращения. . Поэтому они здесь не рассматриваются.
Таким образом, процесс зарядки аккумулятора имеет по меньшей мере три характерные постоянные времени, связанные с достижением полного преобразования активных химикатов, которые зависят как от используемых химикатов, 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 большой ячейке с большой емкостью. Это одна из причин, по которой элементы могут передавать или принимать очень высокие импульсные токи, но гораздо более низкие постоянные токи (еще один важный фактор — это рассеиваемое тепло). Эти явления нелинейны и относятся как к процессу разрядки, так и к зарядке. Таким образом, существует предел скорости приема заряда элемента.Продолжение перекачки энергии в элемент быстрее, чем химические вещества могут реагировать на заряд, может вызвать локальные условия перезаряда, включая поляризацию, перегрев, а также нежелательные химические реакции рядом с электродами, что приведет к повреждению элемента. Быстрая зарядка увеличивает скорость химической реакции в элементе (как и быстрая разрядка), и может потребоваться предоставить «периоды покоя» во время процесса зарядки, чтобы химические воздействия распространялись через основную массу химической массы в элементе и для стабилизации на прогрессивном уровне 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 «Программно конфигурируемая батарея».
См. Также влияние химических изменений и скорости зарядки в разделе Срок службы батареи.
Запоминающееся, хотя и не совсем эквивалентное явление — налив пива в стакан.Очень быстрое наливание приводит к образованию большого количества пены и небольшого количества пива на дне стакана. Медленно наливая бокал по стенке или давая пиву отстояться до тех пор, пока пена не рассеется, а затем доливание позволяет полностью заполнить стакан.
Гистерезис
Постоянные времени и упомянутые выше явления вызывают гистерезис в батарее.Во время зарядки химическая реакция отстает от приложения зарядного напряжения, и аналогично, когда к аккумулятору прикладывается нагрузка для его разрядки, происходит задержка до того, как полный ток может пройти через нагрузку. 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 гистерезиса в литиевой батарее.
Допущение коротких периодов стабилизации или отдыха во время процессов заряда-разряда для согласования времени химической реакции будет иметь тенденцию к уменьшению, но не устранению разницы напряжений из-за гистерезиса.
Истинное напряжение батареи в любом состоянии заряда (SOC), когда батарея находится в состоянии покоя или в спокойном состоянии, будет где-то между кривыми заряда и разряда.Во время зарядки измеренное напряжение элемента во время периода покоя будет медленно перемещаться вниз к состоянию покоя, поскольку химическое преобразование в элементе стабилизируется. Точно так же во время разряда измеренное напряжение элемента во время периода покоя будет перемещаться вверх в направлении состояния покоя.
Быстрая зарядка также вызывает повышенный джоулев нагрев элемента из-за задействованных более высоких токов, а более высокая температура, в свою очередь, вызывает увеличение скорости процессов химического преобразования.
В разделе «Скорость разряда» показано, как скорость разряда влияет на эффективную емкость элемента.
В разделе «Конструкция ячеек» описывается, как можно оптимизировать конструкции ячеек для быстрой зарядки.
Эффективность заряда
Это относится к свойствам самого аккумулятора и не зависит от зарядного устройства.Это соотношение (выраженное в процентах) между энергией, удаленной из аккумулятора во время разряда, по сравнению с энергией, используемой во время зарядки для восстановления первоначальной емкости. Также называется Coulombic Efficiency или Charge Acceptance .
Прием заряда и время заряда в значительной степени зависят от температуры, как указано выше. Более низкая температура увеличивает время зарядки и снижает прием заряда.
Обратите внимание на , что при низких температурах аккумулятор не обязательно получит полный заряд, 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 — это, по сути, источник питания постоянного тока, который в своей простейшей форме может состоять из понижающего трансформатора от сети с выпрямителем для подачи постоянного напряжения для зарядки аккумулятора.Такие простые конструкции часто встречаются в дешевых зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. В свинцово-кислотных элементах, используемых для автомобилей и систем резервного питания, обычно используются зарядные устройства постоянного напряжения. Кроме того, в литий-ионных элементах часто используются системы постоянного напряжения, хотя они обычно более сложные с добавленной схемой для защиты как батарей, так и безопасности пользователя.
- Постоянный ток Зарядные устройства постоянного тока изменяют напряжение, подаваемое на батарею, для поддержания постоянного тока, отключаются, когда напряжение достигает уровня полной зарядки.Эта конструкция обычно используется для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов или батарей.
- Конусный ток Заряжается от грубого нерегулируемого источника постоянного напряжения. Это не контролируемый заряд, как в V Taper выше. Ток уменьшается по мере нарастания напряжения элемента (противо-ЭДС). Существует серьезная опасность повредить элементы из-за перезарядки. Чтобы избежать этого, следует ограничить скорость и продолжительность зарядки.Подходит только для батарей SLA.
- Импульсный заряд Импульсные зарядные устройства подают зарядный ток в аккумулятор 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 химическое воздействие в батарее за счет выравнивания реакции по всему объему электрода перед возобновлением заряда.Это позволяет химической реакции идти в ногу со скоростью поступления электрической энергии. Также утверждается, что этот метод может уменьшить нежелательные химические реакции на поверхности электрода, такие как газообразование, рост кристаллов и пассивация. (См. Также Импульсное зарядное устройство ниже). При необходимости можно также измерить напряжение холостого хода батареи во время периода покоя.
Оптимальный профиль тока зависит от химического состава и конструкции клетки.
- Взрывная зарядка Также называется Reflex или Зарядка с отрицательным импульсом Используется вместе с импульсной зарядкой, подает очень короткий импульс разрядки, обычно в 2–3 раза превышающий зарядный ток в течение 5 миллисекунд, во время периода покоя зарядки. деполяризовать клетку. Эти импульсы вытесняют любые пузырьки газа, скопившиеся на электродах во время быстрой зарядки, ускоряя процесс стабилизации и, следовательно, общий процесс зарядки.Высвобождение и распространение пузырьков газа известно как «отрыжка». Были сделаны противоречивые заявления об улучшении скорости заряда и срока службы батареи, а также об удалении дендритов, которое стало возможным с помощью этой техники. Самое меньшее, что можно сказать, это то, что «не повреждает аккумулятор».
- IUI Charging Это недавно разработанный профиль зарядки, используемый для быстрой зарядки стандартных свинцово-кислотных аккумуляторов от определенных производителей.Он подходит не для всех свинцово-кислотных аккумуляторов. Первоначально аккумулятор заряжается с постоянной (I) скоростью, пока напряжение элемента не достигнет заданного значения — обычно напряжения, близкого к тому, при котором происходит газообразование. Эта первая часть цикла зарядки известна как фаза объемной зарядки. По достижении заданного напряжения зарядное устройство переключается в фазу постоянного напряжения (U), и ток, потребляемый батареей, будет постепенно падать, пока не достигнет другого заданного уровня. Эта вторая часть цикла завершает нормальную зарядку аккумулятора с медленно убывающей скоростью.Наконец, зарядное устройство снова переключается в режим постоянного тока (I), и при выключении зарядного устройства напряжение продолжает расти до нового более высокого предустановленного значения. Эта последняя фаза используется для выравнивания заряда отдельных ячеек батареи, чтобы продлить срок ее службы. См. Балансировка ячеек.
- Капельная зарядка Капельная зарядка предназначена для компенсации саморазряда аккумулятора. Непрерывный заряд. Долговременная зарядка постоянным током для использования в режиме ожидания.Скорость заряда зависит от частоты разряда. Не подходит для некоторых типов батарей, например NiMH и литий, которые могут выйти из строя из-за перезарядки. В некоторых приложениях зарядное устройство предназначено для переключения на непрерывную подзарядку, когда аккумулятор полностью заряжен.
- Плавающий заряд . Аккумулятор и нагрузка постоянно подключены параллельно к источнику заряда постоянного тока и имеют постоянное напряжение ниже верхнего предела напряжения аккумулятора.Используется для систем резервного питания аварийного питания. В основном используется со свинцово-кислотными аккумуляторами.
- Случайная зарядка Все вышеперечисленные приложения включают контролируемую зарядку аккумулятора, однако есть много приложений, в которых энергия для зарядки аккумулятора доступна только или доставляется случайным, неконтролируемым образом. Это относится к автомобильным приложениям, где энергия зависит от частоты вращения двигателя, которая постоянно меняется. Проблема стоит более остро в приложениях EV и HEV, в которых используется рекуперативное торможение, поскольку при торможении возникают большие скачки мощности, которые должна поглощать аккумулятор.Более щадящие применения — 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 аккумулятор.
Тарифы на оплату
Батареи можно заряжать с разной скоростью в зависимости от требований. Типичные ставки показаны ниже:
- Медленная зарядка = ночь или 14-16 часов зарядки при 0.1С рейтинг
- Быстрая зарядка = от 3 до 6 часов зарядки при скорости 0,3 ° C
- Быстрая зарядка = менее 1 часа зарядки при скорости 1.0C
Медленная зарядка
Медленная зарядка может выполняться в относительно простых зарядных устройствах и не должна приводить к перегреву аккумулятора. По окончании зарядки аккумуляторы следует вынуть из зарядного устройства.
- Никады, как правило, являются наиболее устойчивыми к перезарядке, и их можно оставить на непрерывной подзарядке в течение очень длительных периодов времени, поскольку процесс их рекомбинации имеет тенденцию поддерживать напряжение на безопасном уровне. Постоянная рекомбинация поддерживает высокое внутреннее давление в ячейке, поэтому уплотнения постепенно протекают. Он также поддерживает температуру ячейки выше окружающей среды, а более высокие температуры сокращают срок службы.Так что жизнь все равно лучше если снять с зарядного устройства.
- Свинцово-кислотные аккумуляторы немного менее надежны, но могут выдерживать кратковременный непрерывный заряд. Затопленные батареи, как правило, расходуют воду, а SLA рано умирают из-за коррозии сети. Свинцово-кислотные вещества следует либо оставить в неподвижном состоянии, либо подзаряжать (поддерживать постоянное напряжение значительно ниже точки выделения газа). С другой стороны, никель-металлгидридные элементы
- будут повреждены при длительной подзарядке. Однако литий-ионные элементы
- не допускают перезарядки или перенапряжения, и заряд должен быть немедленно прекращен при достижении верхнего предела напряжения.
Быстрая / быстрая зарядка
По мере увеличения скорости зарядки возрастает опасность перезарядки или перегрева аккумулятора. Предотвращение перегрева батареи и прекращение заряда, когда батарея полностью заряжена, становятся гораздо более важными.Химический состав каждого элемента имеет свою характеристическую кривую зарядки, и зарядные устройства для аккумуляторов должны быть спроектированы так, чтобы определять условия окончания заряда для конкретного химического состава. Кроме того, должна быть предусмотрена некоторая форма отключения по температуре (TCO) или термический предохранитель, чтобы предотвратить перегрев аккумулятора во время процесса зарядки.
Для быстрой зарядки и быстрой зарядки требуются более сложные зарядные устройства. Поскольку эти зарядные устройства должны быть разработаны для определенного химического состава элементов, обычно невозможно зарядить один тип элементов в зарядном устройстве, которое было разработано для другого химического состава элементов, и вероятно повреждение.Универсальные зарядные устройства, способные заряжать все типы ячеек, должны иметь сенсорные устройства для определения типа элемента и применения соответствующего профиля зарядки.
Примечание , что для автомобильных аккумуляторов время зарядки может быть ограничено доступной мощностью, а не характеристиками аккумулятора. Внутренние кольцевые силовые цепи на 13 А могут выдавать только 3 кВт. Таким образом, при условии отсутствия потери эффективности в зарядном устройстве, десятичасовая зарядка потребляет максимум 30 кВт · ч энергии.На 100 миль хватит. Сравните это с заправкой автомобиля бензином.
Требуется около 3 минут, чтобы поместить в бак достаточно химической энергии, чтобы обеспечить 90 кВт-ч механической энергии, достаточной для того, чтобы автомобиль проехал 300 миль. Чтобы зарядить батарею 90 кВт · ч электроэнергии за 3 минуты, можно было бы зарядить 1,8 мегаватт !!
Способы прекращения начисления
В следующей таблице приведены методы прекращения зарядки для популярных аккумуляторов.Это объясняется в разделе ниже.
Способы прекращения начисления | ||||
---|---|---|---|---|
SLA | Nicad | NiMH | Литий-ионный | |
Медленная зарядка | Таймер | Предел напряжения | ||
Быстрая зарядка 1 | Имин | NDV | дТ / дт | Imin при пределе напряжения |
Быстрая зарядка 2 | Delta TCO | дТ / дт | dV / dt = 0 | |
Прекращение резервного копирования 1 | Таймер | TCO | TCO | TCO |
Прекращение резервного копирования 2 | DeltaTCO | Таймер | Таймер | Таймер |
TCO = отключение по температуре
Delta TCO = Превышение температуры окружающей среды
I min = минимальный ток
Методы контроля заряда
Было разработано множество различных схем зарядки и оконечной нагрузки для разного химического состава и различных приложений.Ниже приведены наиболее распространенные из них.
Управляемая зарядка
Обычная (медленная) зарядка
- Полупостоянный ток Просто и экономично. Самый популярный. Таким образом, при слабом токе тепло не выделяется, а происходит медленно, обычно от 5 до 15 часов. Скорость заряда 0,1C. Подходит для Nicads
- Таймерное управление Система зарядки Просто и экономично.Надежнее, чем полупостоянный ток. Использует таймер IC. Зарядки со скоростью 0,2 ° C в течение заданного периода времени с последующей подзарядкой 0,05 ° C. Избегайте постоянного перезапуска таймера, вставляя и вынимая аккумулятор из зарядного устройства, поскольку это снизит его эффективность. Рекомендуется установка абсолютного отсечки температуры. Подходит для аккумуляторов Nicad и NiMH.
Быстрая зарядка (1-2 часа)
- Отрицательный треугольник V (NDV) Система отсечки заряда
- 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 завершения NiMH плата.Вместо этого зарядное устройство определяет скорость увеличения температуры элемента в единицу времени. Когда достигается заданная скорость, быстрая зарядка останавливается, 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.
- Постоянный ток Система заряда с постоянным напряжением (CC / CV). .Используется для зарядки литиевых и некоторых других батарей, которые могут быть повреждены при превышении верхнего предела напряжения. Указанная производителем скорость зарядки при постоянном токе — это максимальная скорость зарядки, которую батарея может выдержать без ее повреждения. Необходимы особые меры предосторожности, чтобы максимально увеличить скорость зарядки и гарантировать, что аккумулятор полностью заряжен, и в то же время избежать 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 аккумулятора.
- Управляемая напряжением система заряда. Быстрая зарядка со скоростью от 0,5 до 1,0 С. Зарядное устройство выключилось или переключилось на непрерывный заряд при достижении заданного напряжения.Следует комбинировать с датчиками температуры в батарее, чтобы избежать перезаряда или теплового разгона.
- V- Система заряда с конусным управлением Аналогична системе с контролем напряжения. Как только заданное напряжение достигнуто, ток быстрой зарядки постепенно уменьшается за счет уменьшения напряжения питания, а затем переключается на постоянный заряд. Подходит для батарей SLA и позволяет безопасно достичь более высокого уровня заряда. (См. Также ток конуса ниже)
- Таймер отказоустойчивости
Ограничивает ток заряда, который может протекать, чтобы удвоить емкость ячейки.Например, для элемента емкостью 600 мАч ограничьте заряд до 1200 мАч. В крайнем случае, если отключение не достигнуто другими способами.
- Предварительная зарядка
- Интеллектуальная система зарядки
Интеллектуальные системы зарядки объединяют системы управления внутри зарядного устройства с электроникой внутри батареи, что позволяет более точно контролировать процесс зарядки. Преимущества — более быстрая и безопасная зарядка и более длительный срок службы аккумулятора. Такая система описана в разделе «Системы управления батареями».
Это самый популярный способ быстрой зарядки для Nicads.
Батареи заряжаются постоянным током со скоростью от 0,5 до 1,0 С. Напряжение батареи повышается по мере того, как зарядка достигает пика при полной зарядке, а затем падает. Это падение напряжения, -delta V, связано с поляризацией или накоплением кислорода внутри элемента, которое начинает происходить, когда элемент полностью заряжен. В этот момент элемент попадает в опасную зону перезаряда, и температура начинает быстро расти, поскольку химические изменения завершены, и избыточная электрическая энергия преобразуется в тепло.Падение напряжения происходит независимо от уровня разряда или температуры окружающей среды, и поэтому его можно обнаружить и использовать для определения пика и, следовательно, для отключения зарядного устройства, когда аккумулятор полностью заряжен, или переключения на непрерывный заряд.
Этот метод не подходит для зарядных токов менее 0,5 C, так как дельта V становится трудно обнаружить. Ложная дельта V может возникнуть в начале заряда при чрезмерно разряженных элементах. Это преодолевается с помощью таймера, который задерживает обнаружение дельты V в достаточной степени, чтобы избежать проблемы.Свинцово-кислотные аккумуляторы не демонстрируют падения напряжения после завершения зарядки, поэтому этот метод зарядки не подходит для аккумуляторов SLA.
Чтобы поддерживать заданную скорость зарядки постоянного тока, зарядное напряжение должно увеличиваться синхронно с напряжением элемента, чтобы преодолеть обратную 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 напряжение заряда поддерживается на этом уровне, известном как плавающий уровень, во время режима постоянного напряжения.В течение этого периода постоянного напряжения ток уменьшается до тонкой струйки по мере того, как заряд приближается к завершению. Отключение происходит при достижении заданной минимальной точки тока, которая указывает на полный заряд. См. Также Литиевые батареи — Зарядка и производство батарей — Формирование.
Примечание 1 : Когда указаны скорости Fast Charging , они обычно относятся к режиму постоянного тока.В зависимости от химического состава ячейки этот период может составлять от 60% до 80% времени до полной зарядки. Эти значения не следует экстраполировать для оценки времени полной зарядки аккумулятора, поскольку скорость зарядки быстро снижается в течение периода постоянного напряжения.
Примечание 2: Поскольку литиевые батареи невозможно зарядить со скоростью зарядки C, указанной производителями, в течение всего времени зарядки, также невозможно оценить время зарядки полностью разряженной батареи, просто разделив Емкость аккумулятора в ампер-часах с указанной скоростью зарядки C, так как эта скорость изменяется в процессе зарядки.Следующее уравнение, однако, дает разумное приближение времени для полной зарядки разряженной батареи при использовании стандартного метода зарядки CC / CV:
Время зарядки (ч) = 1,3 * (емкость аккумулятора в Ач) / (ток зарядки в режиме CC)
В качестве меры предосторожности для аккумуляторов большой емкости часто используется этап предварительной зарядки. Цикл зарядки инициируется низким током. Если соответствующего повышения напряжения батареи нет, это указывает на возможное короткое замыкание в батарее.
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 аккумулятора обеспечивается (или должен предоставляться) от электронных схем, 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 из-за использования неподходящих зарядных устройств.
Измерение напряжения
Во время зарядки для простоты напряжение аккумулятора обычно измеряется на проводах зарядного устройства.Однако для сильноточных зарядных устройств может наблюдаться значительное падение напряжения на проводах зарядного устройства, что приводит к недооценке истинного напряжения аккумулятора и, как следствие, к недозаряду аккумулятора, если напряжение аккумулятора 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 высокий внутренний импеданс, падение напряжения на выводах вольтметра будет минимальным, и показания будут более точными.Этот метод называется соединением Кельвина. См. Также DC Testing.
Типы зарядных устройств
Зарядные устройстваобычно включают некоторую форму регулирования напряжения для управления зарядным напряжением, подаваемым на аккумулятор. Выбор схемы зарядного устройства обычно зависит от цены и качества. Ниже приведены некоторые примеры:
- Регулятор режима переключения (Switcher) — Использует широтно-импульсную модуляцию для управления напряжением.Низкое рассеивание мощности при больших колебаниях входного напряжения и напряжения батареи. Более эффективен, чем линейные регуляторы, но более сложен.
Требуется большой пассивный выходной фильтр LC (катушка индуктивности и конденсатор) для сглаживания импульсной формы волны. Размер компонента зависит от текущей пропускной способности, но может быть уменьшен путем использования более высокой частоты переключения, обычно от 50 кГц до 500 кГц., Поскольку размер требуемых трансформаторов, катушек индуктивности и конденсаторов обратно пропорционален рабочей частоте.
Коммутация сильных токов вызывает электромагнитные помехи и электрические помехи. - Регулятор серии (линейный) — Менее сложный, но с большими потерями — требуется радиатор для рассеивания тепла в последовательном транзисторе с понижением напряжения, который компенсирует разницу между питающим и выходным напряжением. Весь ток нагрузки проходит через регулирующий транзистор, который, следовательно, должен быть устройством большой мощности. Поскольку нет переключения, он обеспечивает чистый постоянный ток и не требует выходного фильтра.По той же причине конструкция не страдает проблемой излучаемых и кондуктивных выбросов и электрических шумов. Это делает его подходящим для малошумных беспроводных и радиоприложений.
С меньшим количеством компонентов они также меньше. - Шунтирующий регулятор — Шунтирующий регулятор широко распространен в фотоэлектрических (фотоэлектрических) системах, поскольку они относительно дешевы в сборке и просты в конструкции. Зарядный ток регулируется переключателем или транзистором, подключенным параллельно фотоэлектрической панели и аккумуляторной батарее.Перезаряд батареи предотвращается за счет короткого замыкания (шунтирования) выхода PV через транзистор, когда напряжение достигает заданного предела. Если напряжение батареи превышает напряжение питания фотоэлектрических модулей, шунт также защитит фотоэлектрическую панель от повреждения из-за обратного напряжения путем разряда батареи через шунт. Регуляторы серии обычно обладают лучшими характеристиками контроля и заряда.
- Понижающий регулятор Импульсный регулятор, который включает понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный.У них высокий КПД и низкие тепловые потери. Они могут справляться с высокими выходными токами и генерировать меньше радиопомех, чем обычный импульсный стабилизатор. Простая бестрансформаторная конструкция с низким коммутационным напряжением 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 регулирующему напряжению, последовательный транзистор подает импульс входного тока для поддержания желаемого напряжения.Поскольку он действует как импульсный источник питания в течение части цикла, он рассеивает меньше тепла и поскольку он действует как линейный источник питания в течение части времени, выходные фильтры могут быть меньше. Импульсный режим позволяет аккумулятору стабилизироваться (восстанавливаться) с небольшими приращениями заряда при прогрессивно высоких уровнях заряда во время зарядки. В периоды покоя поляризация клетки снижается. Этот процесс обеспечивает более быструю зарядку, чем это возможно при одной продолжительной зарядке высокого уровня, которая может повредить аккумулятор, так как не позволяет постепенно стабилизировать активные химические вещества во время зарядки.Импульсные зарядные устройства обычно нуждаются в ограничении тока на входе источника по соображениям безопасности, что увеличивает стоимость.
- Зарядное устройство для универсальной последовательной шины (USB)
- Индуктивная зарядка
- Зарядные станции для электромобилей
Спецификация USB была разработана группой производителей компьютеров и периферийных устройств для замены множества патентованных стандартов механических и электрических соединений для передачи данных между компьютерами и внешними устройствами. Он включал двухпроводное соединение для передачи данных, линию заземления и линию электропитания 5 В, обеспечиваемую главным устройством (компьютером), которая была доступна для питания внешних устройств.Неправильное использование порта USB заключалось в том, чтобы обеспечить источник 5 В 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. Исходный стандарт USB определял скорость передачи данных 1,5 Мбит / с и максимальный ток зарядки 500 мА.
Питание всегда передается от хоста к устройству, но данные могут передаваться в обоих направлениях.По этой причине разъем USB-хоста механически отличается от разъема устройства USB, и поэтому кабели USB имеют разные разъемы на каждом конце. Это предотвращает подключение любого 5-вольтового соединения от внешнего источника USB к главному компьютеру и, таким образом, возможное повреждение главной машины.
Последующие обновления увеличили стандартную скорость передачи данных до 5 Гбит / с и доступный ток до 900 мА. Однако популярность USB-соединения привела к появлению множества нестандартных вариантов, в частности, к использованию USB-разъема для обеспечения чистого источника питания без соответствующего подключения для передачи данных.В таких случаях порт USB может просто включать в себя регулятор напряжения для подачи 5 В от автомобильной шины питания 12 В или выпрямитель и регулятор для подачи 5 В постоянного тока от сети переменного тока 110 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 сетевых вилок или в отдельные USB-розетки в настенных розетках переменного тока.
Подробнее о USB-соединениях см. В разделе, посвященном шинам передачи данных от батарей.
Индуктивная зарядка не относится к процессу зарядки самой батареи. Имеется в виду конструкция 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, который содержит батарею вместе с остальной частью обычной электроники зарядного устройства.Это позволяет заряжать аккумулятор без физического подключения к сети и без обнажения каких-либо контактов, которые могут привести к поражению электрическим током пользователя.
Примером малой мощности 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 содержатся в зубной щетке.Когда зубная щетка помещается в основание, создается полный трансформатор, и индуцированный ток во вторичной катушке заряжает аккумулятор. Во время использования прибор полностью отключен от электросети, а поскольку батарейный блок находится в герметичном отсеке, зубную щетку можно безопасно погружать в воду.
Техника также используется для зарядки имплантатов медицинских батарей.
Примером высокой мощности является система зарядки, используемая для электромобилей.Принципиально подобная зубной щетке, но в большем масштабе, это также бесконтактная система. Индукционная катушка в электромобиле принимает ток от индукционной катушки в полу гаража и заряжает автомобиль в течение ночи. Чтобы оптимизировать эффективность системы, воздушный зазор между статической катушкой и съемной катушкой можно уменьшить, опуская приемную катушку во время зарядки, и транспортное средство должно быть точно размещено над зарядным устройством.
Аналогичная система использовалась для электрических автобусов, которые принимают ток от индукционных катушек, встроенных под каждой автобусной остановкой, что позволяет увеличить дальность действия автобуса или, наоборот, для того же маршрута могут быть указаны батареи меньшего размера.Еще одно преимущество этой системы состоит в том, что если заряд батареи постоянно пополняется, глубина разряда может быть минимизирована, а это приводит к увеличению срока службы. Как показано в разделе Срок службы батареи, время цикла увеличивается экспоненциально по мере уменьшения глубины разряда.
Более простая и менее дорогая альтернатива этой возможной зарядке состоит в том, что транспортное средство создает токопроводящую связь с электрическими контактами на подвесном портале на каждой автобусной остановке.
Также были сделаны предложения по установке сетки индуктивных зарядных катушек под поверхностью вдоль дорог общего пользования, чтобы позволить транспортным средствам собирать заряд во время движения, однако практических примеров пока не было установлено.
Подробнее о специализированных зарядных устройствах высокой мощности, используемых для электромобилей, см. В разделе «Инфраструктура для зарядки электромобилей».
Источники питания зарядного устройства
При указании зарядного устройства также необходимо указать источник, от которого зарядное устройство получает свою мощность, его доступность, а также его напряжение и диапазон мощности. Следует также учитывать потери эффективности в зарядном устройстве, особенно для зарядных устройств большой мощности, где величина потерь может быть значительной. Ниже приведены некоторые примеры.
Управляемая зарядка
Простота размещения и управления.
- Сеть переменного тока
- Регулируемый источник питания постоянного тока
- Зарядные устройства специальные
Многие портативные зарядные устройства малой мощности для небольших электроприборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, должны работать на международных рынках. Поэтому они имеют автоматическое определение напряжения сети и, в особых случаях, частоты сети с автоматическим переключением на соответствующую входную цепь.
Для более мощных приложений могут потребоваться специальные меры. Мощность однофазной сети обычно ограничивается примерно 3 кВт. Трехфазное питание может потребоваться для зарядки аккумуляторов большой емкости (более 20 кВтч), например, используемых в электромобилях, которые могут потребовать скорости зарядки более 3 кВт для достижения разумного времени зарядки.
Может поставляться установками специального назначения, такими как передвижное генерирующее оборудование для индивидуальных приложений.
Портативные источники, такие как солнечные батареи.
Возможность зарядки
Возможная зарядка — 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.
Доступность энергии и уровни мощности могут варьироваться. Для защиты аккумулятора от перенапряжения требуется специальная управляющая электроника. Избегая полной разрядки аккумулятора, можно увеличить срок службы.
Доступность влияет на спецификацию аккумулятора, а также на зарядное устройство.
Типичные области применения: —
- Бортовые автомобильные зарядные устройства (Генераторы, рекуперативное торможение)
- Зарядные устройства индукционные (в местах остановки транспортных средств)
Механическая зарядка
Это применимо только к определенному химическому составу клеток.Это не зарядное устройство в обычном понимании этого слова. Механическая зарядка используется в некоторых батареях большой мощности, таких как батареи Flow и воздушно-цинковые батареи. Цинково-воздушные батареи заряжаются путем замены цинковых электродов. Аккумуляторы Flow можно перезарядить, заменив электролит.
Механическая зарядка осуществляется за считанные минуты. Это намного быстрее, чем длительное время зарядки, связанное с традиционной электрохимией с обратимым элементом, которое может занять несколько часов.Поэтому воздушно-цинковые батареи использовались для питания электрических автобусов, чтобы решить проблему чрезмерного времени зарядки.
Производительность зарядного устройства
Тип аккумулятора и область применения, в которой он используется, устанавливают требования к характеристикам, которым должно соответствовать зарядное устройство.
- Чистота выходного напряжения
Зарядное устройство должно обеспечивать чистое регулируемое выходное напряжение с жесткими ограничениями на выбросы, пульсации, шум и радиочастотные помехи (RFI), которые могут вызвать проблемы для аккумулятора или цепей, в которых оно используется.
В приложениях с большой мощностью производительность зарядки может быть ограничена конструкцией зарядного устройства.
- КПД
- Пусковой ток
- Коэффициент мощности
При зарядке аккумуляторов большой мощности 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.
При первоначальном включении зарядного устройства на разряженную батарею пусковой ток может быть значительно выше максимального указанного зарядного тока. Следовательно, зарядное устройство должно быть рассчитано на передачу или ограничение этого импульса тока.
Это также может быть важным фактором для зарядных устройств большой мощности.
См. Также «Контрольный список зарядного устройства»
График заряда аккумулятора| Напряжение и удельный вес батареи 12 В
«Состояние заряда» (SOC) батареи — это показатель оставшейся энергии (в процентах).Это похоже на указатель уровня топлива. Измерение и знание SOC батареи или батарейного блока полезно при использовании альтернативной энергии или в любой другой ситуации, когда вам необходимо знать ее состояние.
Есть несколько способов определить SOC батареи.
1. Измерьте химический состав аккумулятора (удельный вес) ареометром (точный метод).
2. Измерьте его напряжение вольтметром при разомкнутой цепи, без нагрузки (общее приближение).
3.Отслеживайте протекание тока в батарее и выходе из нее с помощью «шунта» и соответствующей измерительной цепи (общей для альтернативных энергосистем).
((Аккумуляторный ареометр))
Посмотреть самый популярный ареометр на amzn
Я составил следующую диаграмму состояния заряда батареи, которая показывает степень заряда (в процентах) в зависимости от напряжения или удельного веса батареи. Напряжения и удельный вес указаны для батареи на 6 или 12 вольт, а также для батарейных блоков на 24 и 48 вольт.
Таблица представлена ниже. Но сначала несколько важных замечаний и оговорок…
Как я сделал диаграмму состояния заряда батареи
Как я определил значения напряжения:
Я изучил как можно больше производителей аккумуляторов в отношении их собственных опубликованных данных SOC. Некоторые немного отличались друг от друга в отношении значений SOC. Однако я усреднил их всех вместе, чтобы получить диаграмму, которая представляет то, что я считаю хорошим ОБЩИМ показателем.
Измерения напряжения батареи приблизительные
Примечание: Измерения напряжения являются приблизительными для определения SOC. Измерение напряжения аккумулятора — НЕ самый точный способ сделать это (необходимо учитывать переменные). Но хорошее обобщение. Более точный метод — измерить удельный вес каждой ячейки в батарее. Однако для многих батарей это сложно или невозможно (например, батареи AGM). Многие (большинство) альтернативных энергетических систем включают шунт постоянного тока, который отслеживает состояние заряда, отслеживая ток, протекающий в батарею или батарею или выходящий из нее, что является очень точным способом отслеживания состояния заряда.
Измерение в состоянии покоя «Обрыв цепи»
Примечание: Для большей точности при измерении напряжения батареи батарея должна находиться в состоянии «разомкнутой цепи» (в состоянии покоя или «покоя»). Это означает, что аккумулятор НЕ должен находиться под нагрузкой и НЕ должен заряжаться. Чтобы быть в некоторой степени точным, аккумулятор должен находиться в таком состоянии в течение часа или двух перед измерением, а для более точного измерения вы должны подождать от 6 часов до 24 часов.
Зависимость напряжения аккумулятора от температуры
Примечание: Напряжение аккумулятора зависит от температуры.Фактически, хорошие зарядные системы (альтернативные энергосистемы) имеют встроенную температурную компенсацию. Данные о напряжении в таблице ниже указаны производителем. листовые листы (близость к комнатной температуре).
Наконечник для ареометра
Примечание: При измерении удельного веса (залитые / влажные батареи глубокого цикла) при отборе пробы из батареи сначала заполните и слейте воду из ареометра несколько раз, прежде чем останавливаться после измерения.
Держите уровень заряда выше 50%
Примечание: Для увеличения срока службы батарейки должны оставаться в зеленой зоне (40% или более SOC).Случайные провалы в желтом цвете могут не причинить вреда, но постоянные разряды до этого уровня значительно сократят срок службы батареи. Вообще говоря, чем меньше вы разряжаете аккумулятор перед подзарядкой, тем дольше он прослужит. Большинство систем, работающих на альтернативных источниках энергии, рассчитаны на сохранение не менее 50% заряда аккумуляторной батареи.
Это НЕ Зарядное Напряжение
Примечание: 100% напряжение НЕ является рекомендуемым зарядным напряжением (которое будет выше и многоступенчатым).См. Рекомендации производителя аккумулятора относительно зарядки.
«Интеллектуальное» зарядное устройство на 12 В с очень высоким рейтингом:
((Самое популярное зарядное устройство на amzn))
ТАБЛИЦА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРОВ
Напряжение холостого хода или удельный вес на элемент
Загрузить полноразмерный PDF (Состояние заряда аккумулятора)
Если вы точно знаете свой аккумулятор, вы можете найти соответствующую информацию о напряжении на их веб-сайте. Но приведенная выше диаграмма дает общее представление о состоянии заряда.
(Эта статья была обновлена с момента ее первоначальной публикации)
Учебное пособие по зарядке аккумулятора | ChargingChargers.com
Текущая технология зарядки аккумуляторов основана на использовании микропроцессоров (компьютерных чипов) для подзарядка с использованием 3-ступенчатой (или 2-х или 4-х ступенчатой) регулируемой зарядки. Это «умные» зарядные устройства », а качественные устройства обычно не продаются в дисконтных магазинах. Стадиями или этапами зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов являются объемный, абсорбционный и плавающий.Квалификация или уравнивание иногда считаются еще одним этапом. 2 этап блок будет иметь объемную и плавающую ступени. Важно использовать батареи производителя. рекомендации по зарядке и напряжениям, или качественный микропроцессор управляемое зарядное устройство для поддержания емкости аккумулятора и срока службы.
«Умные зарядные устройства» созданы с учетом современной философии зарядки. а также получать информацию от аккумулятора, чтобы обеспечить максимальный заряд с минимальное наблюдение.Для некоторых гелевых аккумуляторов и аккумуляторов AGM могут потребоваться специальные настройки. или зарядные устройства. Наши устройства выбраны в зависимости от типа батарей, которые они уточнить. Гелевые батареи обычно требуют определенного профиля заряда, а гелевые батареи требуется специальное или выбираемое гелем или подходящее гелеобразное зарядное устройство. Пиковая зарядка напряжение для гелевых аккумуляторов составляет 14,1 или 14,4 вольт, что ниже, чем у влажных или AGM. Тип батареи необходим для полной зарядки. Превышение этого напряжения в гелевой батарее может вызвать пузыри в геле электролита и необратимое повреждение.
Большинство производителей аккумуляторов рекомендуют устанавливать зарядное устройство примерно на 25% емкости аккумулятора. емкость (ah = емкость в ампер-часах). Таким образом, 100-амперная батарея потребует около 25 ампер. зарядное устройство (или меньше). Для уменьшения времени зарядки можно использовать зарядные устройства большего размера, но уменьшить срок службы батареи. Меньшие зарядные устройства подходят для длительного плавания, например а 1 или «умное зарядное устройство» на 2 А можно использовать для обслуживания батареи между циклами более высокого тока использовать.Некоторые батареи указывают 10% емкости (0,1 X C) как скорость заряда, а пока это ничего не повредит, хорошее микропроцессорное зарядное устройство соответствующей зарядки профиль должен быть в порядке до 25% ставки. Вы разговариваете с разными инженерами, даже в одна и та же компания, вы получите разные ответы.
Трехступенчатая зарядка аккумулятора
Этап BULK включает около 80% перезарядки, при этом ток зарядки остается постоянным (в зарядном устройстве постоянного тока), и напряжение увеличивается.Правильно размер зарядного устройства даст батарее столько тока, сколько она может принять до зарядного устройства емкость (25% емкости аккумулятора в ампер-часах), и не поднимать мокрый аккумулятор 125 F, или аккумулятор AGM или GEL (регулируемый клапаном) более 100 F.
У ступени ПОГЛОЩЕНИЕ (примерно оставшиеся 20%) есть зарядное устройство. удерживая напряжение на уровне напряжения поглощения зарядного устройства (от 14,1 до 14,8 В постоянного тока). VDC, в зависимости от уставок зарядного устройства) и уменьшая ток, пока аккумулятор не полностью заряжен.Некоторые производители зарядных устройств называют эту стадию поглощения стадия уравнивания. Мы не согласны с таким использованием термина. Если аккумулятор не удерживают заряд или ток не падает после ожидаемого времени перезарядки, батарея может иметь постоянную сульфатацию.
В каскаде FLOAT напряжение заряда снижается до 13,0 В постоянного тока и 13,8 В постоянного тока и поддерживается постоянным, в то время как ток снижается до менее 1% заряда батареи вместимость.Этот режим можно использовать для поддержания полностью заряженного аккумулятора на неопределенный срок.
Время перезарядки можно приблизительно определить, разделив заменяемые ампер-часы на 90%. номинальной мощности зарядного устройства. Например, аккумулятор на 100 ампер-час с Разряд 10% потребует замены 10 ампер. Используя зарядное устройство на 5 ампер, у нас есть 10 ампер. часов, разделенных на 90% от 5 ампер (0,9×5) ампер = расчетное время зарядки 2,22 часа. А глубоко разряженный аккумулятор отклоняется от этой формулы, требуя больше времени на каждый ампер подлежит замене.
Рекомендации по частоте подзарядки варьируются от эксперта к эксперту. Кажется, что глубина разряда влияет на срок службы батареи больше, чем частота подзарядки. За например, подзарядка, когда оборудование не будет использоваться некоторое время (питание перерыв или что-то еще), может поддерживать среднюю глубину разряда выше 50% для услуги день. В основном это относится к аккумуляторным батареям, где средняя глубина разряд падает ниже 50% за день, а аккумулятор можно полностью зарядить один раз в течение 24 часов.
Выравнивание
Выравнивание — это, по сути, управляемая перезарядка. Некоторые производители зарядных устройств назовите пиковое напряжение, которое зарядное устройство достигает в конце НАСОСНОГО режима (поглощение напряжение) выравнивающее напряжение, но технически это не так. Большая влажность (залитые) батареи иногда выигрывают от этой процедуры, особенно физически высокие батареи. Электролит в мокрой батарее со временем может расслаиваться, если не ездить на велосипеде изредка.При выравнивании напряжение поднимается выше типичного. пиковое напряжение зарядки (от 15 до 16 вольт в 12-вольтовой системе) хорошо в газе стадии и удерживаются в течение фиксированного (но ограниченного) периода. Это разжигает химию в аккумулятор целиком, «уравняв» силу электролита и сбив любой рыхлый сульфат, который может находиться на пластинах аккумулятора.
Конструкция аккумуляторов AGM и гелевых практически исключает расслоение, и почти все производители этого типа не рекомендуют его (не советуют).Некоторые производители (особенно Concorde) указывают процедуру, но напряжение и время важно, чтобы избежать повреждения аккумулятора.
Тестирование батарей
Тестирование батареи можно провести несколькими способами. Самый популярный включает в себя измерение удельного веса и напряжения аккумулятора. Удельный вес относится к влажным ячейкам с съемные колпачки, дающие доступ к электролиту. Для измерения удельного веса купите ареометр с температурной компенсацией в магазине автозапчастей или в магазине инструментов.Чтобы Измерьте напряжение, используйте цифровой вольтметр в настройке постоянного напряжения. Поверхность Перед испытанием необходимо снять заряд со свежезаряженной батареи. 12 часов истечение срока после зарядки квалифицируется, или вы можете удалить поверхностный заряд с помощью нагрузки (20 ампер в течение 3 с лишним минут).
Состояние зарядного напряжения Удельный вес 12 В 6 В 100% 12.7 6,3 1,265 75% 12,4 6,2 1,225 50% 12,2 6,1 1,190 25% 12,0 6,0 1,155 Разряжено 11,9 6,0 1,120
Нагрузочное тестирование — еще один метод тестирования аккумулятора. Нагрузочное тестирование удаляет усилители из аккумулятор (аналогично запуску двигателя).Некоторые производители аккумуляторов маркируют свои аккумулятор с амперной нагрузкой для тестирования. Это число обычно составляет 1/2 рейтинга CCA. Например, батарея на 500 CCA будет тестировать под нагрузкой 250 ампер в течение 15 секунд. Нагрузка Тест может быть выполнен только в том случае, если аккумулятор почти полностью заряжен. Некоторые электронные Тестеры нагрузки применяют нагрузку 100 А в течение 10 секунд, а затем отображают напряжение батареи. Это число сравнивается с таблицей на тестере на основе рейтинга CCA для определения состояние батареи.
Сульфатация батарей начинается, когда удельный вес падает ниже 1,225 или напряжение измеряет менее 12,4 (батарея 12 В) или 6,2 (батарея 6 В). Сульфатирование может затвердеет на пластинах батареи, если оставить их на достаточно долгое время, уменьшая и в конечном итоге разрушая способность батареи генерировать номинальные вольты и амперы. Есть устройства для удаление жесткого сульфатирования, но лучший способ — предотвратить образование путем уход за аккумулятором и подзарядка после цикла разрядки.Сульфатирование — основная причина значительная часть свинцово-кислотных аккумуляторов не достигает своего химического срока службы.
Зарядка параллельно соединенных аккумуляторов
Батареи, подключенные параллельно (положительный к положительному, отрицательный к отрицательному), видны зарядное устройство как одна большая батарея суммарная емкость всех батарей в ампер-часах. Таким образом, три батареи на 12 В по 100 А · ч (ач) в параллельно видны как одна батарея на 12 вольт 300 ач.Их можно зарядить одним плюсом и отрицательное соединение от одного зарядного устройства с рекомендованной выходной мощностью. Они также могут быть заряжены с зарядным устройством с несколькими выходами, как в данном случае трехъядерный блок, с каждой батареей получение собственного подключения при напряжении аккумуляторной батареи. Зарядная сила тока будет суммой отдельных выходных усилителей.
Зарядная серия подключенных аккумуляторов
Батареи, соединенные последовательно, — это отдельная история.Три 12-вольтовых батареи по 100 ампер-часов соединены последовательно (положительный к отрицательному, положительный к отрицательному, положительный к отрицательному) сделал бы батарею 36 вольт 100 ач. Его можно заряжать через батарею с помощью 36 вольт. выходное зарядное устройство соответствующего выхода усилителя. Их также можно заряжать с несколькими выходами зарядное устройство, как в данном случае блок из трех банков, при этом каждая батарея подключается к напряжение аккумулятора (в данном случае 12 вольт).Подойдет любой метод, БЕЗ , один или несколько батареи отводятся при напряжении ниже, чем в системе. Например, постучать по одной из батарей в этой 36-вольтовой цепочке на 12 вольт для радио или некоторых ламп и т. д. Это разбалансирует батарею, и зарядка при системном напряжении (36 В) не исправляет дисбаланс. Зарядное устройство для нескольких банков подключение к каждой батарее — правильный способ справиться с этой серией батарей, так как она исправляет дисбаланс с каждым циклом зарядки.
Домой | Учебники | Зарядка батареи
Как заряжать eneloops? Руководство Ultimate 2020
Так как это (не) работает!
Возьмем стандартный Eneloop емкостью 1900mAh. Если у вас есть зарядное устройство, которое использует ток зарядки 100 мА, аккумулятор будет полностью заряжен за 19 часов. 19 ч наш 100 мА = 19 * 100 = 1900 мАч
Это упрощенный взгляд на это, но не совсем то, как мАч на самом деле работает.
Почему бы и нет?
Все наоборот:
Для упрощения возьмем аккумулятор на 1900 мАч и устройство (например, фонарик), которое потребляет слабый ток 100 мА. Чтобы разрядить аккумулятор с 19:00 до полного разряда, потребуется 19 часов. Итак, 19 ч наш разряд при 100 мА равен 1900 мАч .
Разве это не то же самое? Почему нельзя использовать это с зарядкой вместо разряда?
Вернемся к первому примеру.Зарядное устройство для аккумулятора использует зарядный ток 100 мА. Когда вы заряжаете аккумулятор в течение 19 часов, у вас будет 1900 мАч. Это также написано на стандартном Eneloop, поэтому емкость 1900 мАч теперь находится внутри батареи.
Но
Теперь вы увеличиваете время зарядки до 25 часов. Это будет означать, что вы сделаете 25 * 100 мА, что даст 2500 мАч. Это проблема! Аккумулятор 1900 мАч может вместить только 1900 мАч, даже если вы поместите в него 2500 мА.
Все еще не уверены?
Попробуйте сравнить это с кувшином на 1 галлон.Наполните кувшин 1 галлоном воды, и он станет полным. Когда вы продолжите наливать в него воду, внутри кувшина останется только 1 галлон воды. Когда вы опорожняете кувшин, выходит только 1 галлон воды.
Это очень простой взгляд на это. В реальной жизни мАч зависит от еще нескольких факторов, таких как используемый ток разряда , возраст аккумулятора (сколько использовало ) и (окружающая) температура .