С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Алгоритм зарядки автомобильного аккумулятора


Заряд аккумулятора

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы:

    - SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд.

    - EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности.

    - AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе.

    - GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда.

Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации. Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде — разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда.

Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии:

    - SLA\VRLA максимальный ток 0.1С, напряжение 14,2 … 14,5В

    - AGM максимальный ток 0.2С, напряжение 14,6 … 14,8В

    - GEL максимальный ток 0.2С, напряжение 14,1 … 14,4В

Значения приведены усредненные по рекомендациям различных производителей аккумуляторов. Конкретные значения необходимо уточнить у производителя.

Определение степени заряженности аккумулятора

Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ).

НРЦ — это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице.

(у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных) Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд.

Алгоритмы заряда аккумуляторов

Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение).

Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке.

Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В.

Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов

Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов.

Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора.

Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05...0.1C при напряжении 15.6...16.4В. Заряд проводиться в течении 2...6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов.

Определение емкости аккумулятора

В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить. Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1....5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор.

Контрольно-тренировочный цикл

Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01...0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена.

www.balsat.ru

Методы зарядки автомобильного аккумулятора

г. Магнитогорск, тел. +7 (3519) 49-43-49, +7 (3519) 49-49-31

Выберите свой городМагнитогорскМоскваЧелябинскИвановоЛипецкОренбургТулаУфаРязаньКоломна

Простейший способ проверить состояние автомобильного аккумулятора заключается в измерении напряжения АКБ при неработающем двигателе и измерении плотности электролита. При этом можно руководствоваться следующей таблицей.

Таблица показателей напряжения, состояния и плотности электролита в АКБ

Состояние АКБ Плотность электролита, г/см3 Напряжение, В
Полностью заряжена 1,27-1,29 12,3-12,9
Заряжена на 70% 1,23-1,25 12,0-12,1
Заряжена на 50% 1,16-1,18 11,8-12,0
Разряжена 1,11-1,13 1188

Если вы обнаружите, что ваша АКБ нуждается в заряде, сделать это можно несколькими способами.

Существуют два классических метода заряда: током постоянной силы и при постоянном напряжении.

Первый метод предполагает подключение АКБ к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом — 1/10 Ср (где Ср — номинальная емкость батареи). Одно из главных преимуществ данного метода является возможность полного заряда батареи. Среди недостатков можно выделить необходимость стабилизации силы тока, обильное газовыделение, возможность повышения температуры.

Метод заряда при постоянном напряжении позволяет зарядить АКБ до 90-95% от номинальной емкости. Главный недостаток — значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда. Рассмотрим оба метода более подробно. Зарядка аккумулятора при постоянном токе. Исходя из названия метода, ясно, что в ходе всего времени заряда сила тока должна оставаться постоянной. Чтобы создать такие условия, необходимо менять напряжение зарядного устройства или сопротивление цепи. Сделать это можно с помощью следующих способов: • подключение в зарядную цепь реостата; • использование регуляторов силы тока, которые периодическим включением и выключением дополнительного сопротивления в цепи заряда изменяют силу тока таким образом, чтобы его среднее значение сохранялось постоянным;

• изменение напряжения источника тока ручным или автоматическим регулятором в соответствии с показаниями силы тока, корректируя его до требуемого постоянного значения.

Коэффициент полезного действия заряда при комнатной температуре для исправных батарей может быть принят равным 85-95% при токе заряда не более 0,1С0 (где С0 – номинальная емкость батареи). При этом коэффициент использования тока зависит от силы зарядного тока, уровня заряженности батареи и температуры электролита. С повышением силы зарядного тока, уровня заряженности и при понижении температура электролита он будет уменьшаться.

Если заряд полностью разряженных батарей производить при комнатной температуре, то процесс заряда в начальный момент идет с наибольшим коэффициентом использования тока. Внутренне суммарное сопротивление батареи увеличивается, что приводит к потере энергии на нагрев электролита, электродов и прочих компонентов батареи. На финальной стадии заряда аккумуляторов начинается вторичный процесс — электролиз воды, входящей в состав электролита.

В процессе электролиза воды выделяется газ. Именно он создает видимость кипения электролита, что свидетельствует об окончании процесса зарядки аккумуляторов. Для снижения потерь энергии при зарядке, уменьшения нагрева батареи и предохранения уровня электролита от чрезмерного снижения, рекомендуется в конце процесса заряда понижать силу зарядного тока.

Специалисты рекомендуют при зарядке постоянным током соблюдать поэтапность работы. На первом этапе заряд производится при токе равном 0,1С0 до тех пор, пока напряжение на батарее 12 В не достигнет 14,4 В (2,4В на каждом аккумуляторе). Затем сила зарядного тока уменьшается вдвое до величины 0,05С0. Зарядка при такой силе тока длится до неизменности напряжения и плотности электролита в аккумуляторах в течение двух часов. При этом в конце заряда, как уже говорилось выше, происходит бурное выделение газа («кипение» электролита).

Зарядка аккумуляторов при постоянном токе используется также при так называемых уравнительных и форсированных зарядах.

Уравнительная зарядка производится при постоянной силе тока менее 0,1 от номинальной емкости в течение немного большего времени, чем обычно. Его цель — обеспечить полное восстановление активных масс во всех электродах всех аккумуляторов батареи. Уравнительный заряд нейтрализует влияние глубоких разрядов и рекомендуется как мера, устраняющая нарастающую сульфатацию электродов. Зарядка длится до тех пор, пока во всех аккумуляторах батареи не будет наблюдаться постоянство плотности электролита и напряжения на протяжении трех часов. Форсированная зарядка аккумуляторов применяется при необходимости в короткое время восстановить работоспособность глубоко разряженной аккумуляторной батареи. В этом случае величина тока может достигать до 70% от номинальной емкости, но время воздействия должно быть снижено и быть тем меньше, чем больше величина зарядного тока. Практически при заряде током 0,7С0 длительность зарядки не должна быть более 30 минут, при 0,5С0 — 45 минут, а при 0,3С0 — 90 минут. В ходе форсированного заряда нужно контролировать температуру электролита, и при достижении ее уровня 45 °С, прекратить зарядку.

Следует иметь в виду, что использование форсированного заряда применяется только в крайних случаях, так как его регулярное многократное повторение для одной и той же батареи приведет к заметному сокращению срока ее службы.

Зарядка автомобильного аккумулятора при постоянном напряжении. При этом методе, в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Зарядный ток убывает в ходе заряда по причине повышения внутреннего сопротивления батареи. В первый момент после включения, сила зарядного тока определяется следующими факторами: выходным напряжением источника питания, уровнем заряженности батареи и числом последовательно включенных батарей, а также температурой электролита батарей. Сила зарядного тока в первоначальный момент заряда может достигать (1,0-1,5)С0.

Если автомобильный аккумулятор находится в исправном, но разряженном состоянии, то не нужно боятся такой величины силы тока. Поскольку, несмотря на столь большое его значение в первоначальный момент зарядного процесса, общая длительность полного заряда аккумуляторных батарей приблизительно соответствует режиму при постоянстве тока. Дело в том, что завершающий этап заряда при постоянстве напряжения происходит при достаточно малой силе тока.

Метод зарядки аккумуляторов при постоянном напряжении в ряде случаем предпочтительнее в связи с тем, что он обеспечивает более быстрое доведение батареи до рабочего состояния, позволяющего обеспечить пуск двигателя. Кроме того, сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. При этом реакция газообразования в аккумуляторе еще не возможна. Таким образом, зарядка при постоянстве напряжения делает процесс заряда аккумуляторов при подготовке к использованию более краткосрочным.

Также как и при постоянном токе, метод зарядки АКБ при постоянном напряжении включает в себя два подвида.

Первый — модифицированный заряд. По своей сути он практически приближен к заряду при постоянном напряжении. Его цель — немного уменьшить силу тока в начальный период заряда и понизить влияние колебания напряжения в сети на зарядный ток. Для создания подобных условий в электрическую сеть последовательно с аккумуляторной батареей подключают резистор небольшого сопротивления. Такой прием известен под названием – «способ с полупостоянным напряжением». При использовании этого метода напряжение на клеммах зарядного устройства поддерживается постоянным в пределах от 2,5 до 3,0 В на один аккумулятор. Считается, что для свинцовых АКБ наилучшим является напряжение 2,6 В на аккумулятор, обеспечивающее заряд ориентировочно за 8 часов.

Второй — постоянная подзарядка. Постоянные подзарядки в основном используются для стационарных аккумуляторов. Напряжение постоянной подзарядки выбирается в зависимости от конструкции аккумуляторов и срока службы с целью полной компенсации потери емкости от саморазряда. Для поддержания аккумуляторов с низким саморазрядом, лучше использовать периодические подзарядки. Режим подзарядки определяется условиями эксплуатации, типом и степенью изношенности аккумулятора. Основным недостатком режима постоянной подзарядки является параллельное протекание вторичного процесса, что способствует преждевременному ухудшению характеристик аккумуляторов.

Есть и неклассический способ зарядки АКБ, так называемый автоматический метод. Он считается наиболее современным и оптимальным, включающим в себя два этапа. На первом этапе производится заряд АКБ током постоянной силы 0,1 С0, после того как напряжение АКБ возрастет и достигнет 14,4-14,8 В (напряжения ограничения), дальнейшая подзарядка происходит при постоянном напряжении с автоматически уменьшающимся током. Этот метод исключает отрицательные эффекты, присущие вышеперечисленным способам. Он обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к обильному газовыделению и кипению электролита. При правильно выбранном напряжении величина силы тока уменьшается до значения, компенсирующего саморазряд АКБ. В этой стадии режим может длиться неограниченно долго, поддерживая постоянную готовность АКБ при ее 100-процентной степени заряженности. За счет автоматического управления всем процессом данный метод не требует какого-либо контроля.

Следует обратить внимание, что все вышеперечисленные методы зарядки аккумуляторных батарей относятся к обслуживаемым АКБ. Необслуживаемые батареи имеют ряд специфических ограничений, установленных производителем и которых нужно строго придерживаться во избежание порчи аккумулятора.

  • Tweet
  • Share 0
  • +1
  • Email
  • VKontakte

akb174.ru

Зарядные устройства. Условия и режимы зарядки кислотных аккумуляторных батарей

Зарядно-питающие устройства серии УЗПС предназначены для автоматического заряда свинцово-кислотных, щелочных и гелевых аккумуляторных батарей с номинальным напряжением от 6 до 72 Вольт и емкостью от 1 до 400 А/ч.

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

Профессиональные (промышленные) зарядные устройства УЗПС 24-140, УЗПС 48-65 и УЗПС 72-45 являются продолжением модельного ряда зарядных устройств серии УЗПС и предназначены для заряда тяговых и стартерных свинцово-кислотных (наливных, гелевых и AGM), щелочных и литий-ионных (Li-ion) аккумуляторных батарей, с номинальными напряжениями 6В, 12В, 24В, 36В, 48В, 60В и 72 Вольта.

На рис.1 изображена простейшая схема заряда аккумуляторной батареи (АБ).

Источник питания в данном случае нестабилизированный. Как правило, это трансформатор и выпрямительный диодный мост. Реостатом R1 устанавливается ток заряда.

Достоинством этого устройства является простота и, соответственно, низкая стоимость.

Недостатки:
  • зависимость тока заряда от напряжения в сети и степени заряженности аккумулятора;
  • необходимость постоянного контроля процесса заряда и регулировки тока заряда;
  • возможность перезаряда или недозаряда аккумулятора с вытекающими отсюда последствиями;
  • невысокий КПД из-за рассеивания избыточной мощности на реостате.

Заряд стабилизированным током

На рис.2 изображена структурная схема зарядного устройства, работающего по следующему алгоритму. Устройство управления измеряет напряжение на клеммах аккумулятора и, если оно оказывается ниже нижнего порогового значения, включается ключ и происходит заряд установленным током. При достижении верхнего порога устройство управления отключает ключ и заряд прекращается. В случае понижения напряжения весь процесс повторяется.

Достоинства:

  • отсутствует зависимость величины тока заряда от колебаний напряжения сети и степени заряженности аккумулятора;
  • как правило, более высокий КПД;
  • автоматизация процесса заряда.
Недостатки:
  • более сложное и, соответственно, дорогостоящее устройство;
  • не всегда возможно зарядить аккумулятор до 100% емкости, особенно при большом зарядном токе;
  • не исключена возможность перезаряда.

Поясним более подробно два последних недостатка. При заряде большим током напряжение на клеммах аккумулятора растет относительно быстро и до отключения аккумулятор не успевает набрать необходимую емкость. При малом токе напряжение на клеммах растет более медленно, аккумулятор при этом может набрать 100% емкости. Но этого тока может не хватить для достижения верхнего порога отключения. Аккумулятор начинает кипеть и, если не отключить зарядное устройство, возможен перезаряд.

Заряд стабилизированным напряжением

Этот способ заряда (рис.3) применяется, как правило, на автомобилях, когда необходимо быстро восстановить заряд аккумулятора.

Стабилизатором напряжения в этом случае является генератор постоянного тока, напряжение которого поддерживается автоматически с помощью реле-регулятора. Напряжение бортовой сети при этом должно быть 2,4 В при пересчете на одну банку (или 14,4 В на 12-вольтную батарею). В начале заряда ток имеет наибольшее значение вследствие значительной разности между напряжением источника и напряжением аккумулятора. При этом чем больше мощность зарядного источника тока и чем сильнее разряжен аккумулятор, тем больше зарядный ток. По мере заряда напряжение батареи возрастает и величина зарядного тока падает до минимального значения.

Достоинства:

  • короткое время заряда;
  • автоматически уменьшается ток заряда по мере роста степени заряженности батареи.
Недостатки:
  • требуется точная установка напряжения источника зарядного тока во избежании систематического недозаряда или перезаряда;
  • большой начальный зарядный ток.

Двухступенчатое зарядное устройство. Заряд по методу IU

Заряд АБ происходит в два этапа. Первый этап - заряд стабилизированным током (I). Второй этап - заряд стабилизированным напряжением (U). На рис. 4 изображена структурная схема такого зарядного устройства.

Порог стабилизации по напряжению составляет 13,8 В на АБ или 2,3 В на банку. Несмотря на сложность алгоритма заряда, это вполне оправдано. Первый этап заряда (рис. 5) позволяет относительно быстро набрать основную емкость аккумулятора, не доводя электролит до кипения. Если заряжать аккумулятор, применяя только режим стабилизации по току, то для полного заряда пришлось бы повышать напряжение на АБ более 2,3 В на банку и переходить точку кипения электролита. При этом повышается интенсивность электрохимических процессов в АБ и как следствие снижается срок ее службы. Кроме этого, к помещениям, в которых находятся аккумуляторы с напряжением содержания более 2,3 В на банку и более, предъявляются более жесткие требования по взрывобезопасности.

Для исключения перечисленных недостатков применяется второй этап - заряд стабилизированным напряжением. Зарядное устройство переходит в этот режим после достижения напряжения 2,3 В на банку. При этом происходит “мягкий” переход из одного режима в другой, без бросков тока, характерных для режима стабилизации только по напряжению. Ток начинает постепенно падать и через некоторое время уменьшается до величины, равной току саморазряда аккумулятора. В зависимости от качества, емкости АБ и температуры окружающей среды эта величина колеблется от десятков до сотен миллиампер. Такой алгоритм заряда сводит к минимуму процесс сульфатации, исключает перезаряд и позволяет зарядить аккумулятор до 100 % емкости. При этом можно не отключать длительное время аккумулятор от зарядного устройства, поддерживая его в постоянной готовности к работе. В качестве недостатков следует отнести более продолжительное время заряда и более высокую цену зарядного устройства.

Заряд асимметричным током

Существует множество публикаций о заряде кислотных АБ асимметричным током, суть которого заключается в чередовании разной величины импульсов заряда и разряда. Предполагается, что такой метод заряда повышает срок службы АБ, устраняет сульфатацию. На сегодняшний день нет единого мнения по этому поводу. Нет четкого обоснования величины, формы, длительности и периода этих импульсов. В эффективности этого способа заряда также существуют сомнения. Косвенным подтверждением этого может служить то, что зарядные устройства, серийно выпускаемые промышленностью, в том числе военной, такого режима не имеют. Можно предположить, что положительный эффект все же существует. Но по критерию эффективность/сложность (стоимость) преимущество таких зарядных устройств далеко не очевидно.

Ускоренный заряд

Ускоренным зарядом называется режим заряда, при котором ток заряда превышает величину 10 % от номинальной емкости кислотной АБ. Время заряда при этом сокращается. К недостаткам ускоренного заряда следует отнести повышенный износ АБ.

Заряд при длительном хранении

В случае, когда АБ продолжительное время не используется (например, на время зимнего периода), можно применять так называемый заряд уравнительным током, суть которого сводится к следующему. Заряд АБ производится малым током, равным току саморазряда аккумулятора. Такой режим заряда исключает саморазряд за счет компенсации внутренних утечек АБ. В зимнее время предотвращается замерзание электролита. Зарядное устройство представляет собой стабилизированный источник питания на напряжение 13,5 - 13,8 В с ограничением тока заряда до 100 - 150 мА (рис 6).

Применение стабилизатора напряжения позволяет исключить возможность сульфатации и перезаряда аккумулятора.

Кроме перечисленных способов заряда существуют и другие. Как правило, это комбинация из перечисленных выше способов.

Контрольно-тренировочные циклы

Контрольно-тренировочный цикл заряда-разряда проводится для предотвращения сульфатации и определения емкости аккумулятора. Контрольно-тренировочные циклы проводятся не реже одного раза в год и выполняются следующим образом: заряжают АБ нормальным током (любым из описанных способов) до полного заряда; выдерживают АБ 3 часа после прекращения заряда; корректируют плотность электролита; включают зарядку на 20-30 минут для перемешивания электролита; проводят контрольную разрядку постоянным нормальным током 10-часового режима и контролируют время полного разряда до напряжения 1,7 В на банку (10,2 В на АБ); емкость батареи определяют как произведение величины разрядного тока и времени разряда. После контрольного разряда батарею сразу же ставят на зарядку и полностью заряжают. Если оказалось, что емкость АБ меньше 50% номинальной, она считается неисправной.

Проведением КТЦ обычными средствами требует постоянного присутствия обслуживающего персонала для фиксации и регулировки тока разряда.

Процесс проведения КТЦ можно автоматизировать с применением Устройства тестирования аккумуляторных батарей и Устройства зарядно-питающего серии УЗПС.

Пример использования этих устройств, при проведении КТЦ приведен здесь.

Температура

Температурный диапазон эксплуатации свинцово-кислотных АБ составляет -30…+50 °С. Идеальная температура для эксплуатации АБ составляет +20±5 °С. Более высокие температуры могут привести к сокращению срока службы АБ. Более низкие температуры не сокращают срок службы, но уменьшают отбираемую емкость. Превышение температуры +55 °С недопустимо. При замерах плотности электролита следует иметь в виду, что при повышении температуры электролита на 10°С плотность электролита уменьшается на 0,007 г/см3, а при понижении на 10 °С увеличивается на 0,007 г/см3. Следует избегать длительной эксплуатации АБ при температурах выше +45 °С. Во время разряда свинцовой АБ происходит снижение плотности электролита и при отрицательных температурах он замерзает. Область замерзания электролита примерно одинакова для всех типов свинцово-кислотных АБ и выглядит следующим образом:

Степень разряженности (доля снятой емкости по отношению к номинальной), % Температура замерзания электролита, °С
20 -30
40 -20
60 -15
80 -10
100 -5

При изменении температуры в пределах от +15°С до+25°С не требуется изменения значений зарядного напряжения. Если температура надолго отклоняется от указанных значений, то требуется корректировка зарядного напряжения. Корректировочный фактор составляет 0.005 В на элемент на каждый градус. Таким образом, необходимо соблюдать следующие значения напряжения.

Температура АБ, °С U заряда, В/эл. U подзаряда, В/эл.
-10 2,40 2,37
0 2,40 2,37
+10 2,35 2,32
+20 2,30 2,27
+30 2,25 2,23
+40 2,20 2,17

Заключение

На основе анализа рассмотренных способов заряда аккумуляторных батарей можно утверждать, что в большинстве практических ситуаций наиболее подходящим является заряд стабилизированным током с переходом в режим стабилизации по напряжению (метод IU).

Универсальное зарядное устройство, обеспечивающее автоматический процесс заряда, должно иметь следующие раздельно регулируемые пороги:
  • напряжения окончания заряда (напряжения, при достижении которого заканчивается заряд стабилизированным током и осуществляется переход в режим заряда стабилизированным напряжением);
  • напряжения содержания ( напряжения, которое устанавливается в режиме стабилизации напряжения);
  • напряжения нижнего порога (напряжения, при снижении до которого вновь начинается процесс заряда стабилизированным током).

Раздельная регулируемая установка порогов необходима для:

  • Оптимизации процесса заряда. Например, при необходимости быстрого заряда аккумулятора (когда допускается «кипение» электролита) устанавливается повышенное напряжение окончания заряда около 2,4 В на банку (для кислотных аккумуляторов) и напряжение содержания такой же величины. Для заряда аккумуляторов, находящихся в буфере с постоянно подключенным зарядным устройством необходимо устанавливать более низкие напряжения окончания заряда - около 2,3...2,35 В на банку (особенно критичны к этому параметру гелевые аккумуляторы).

    После достижения верхнего порога заряда необходимо перейти на пониженное напряжение - напряжение содержания. В среднем это напряжение составляет 2,25 В при нормальных условиях. В этом случае исключается выкипание электролита и обеспечивается длительный срок службы, но увеличивается время заряда;

  • Температурной компенсации. Эксплуатация аккумуляторов при температурах, значительно отличающихся от нормальной 20±10 °С, требует также вносить соответствующие поправки в пороги заряда. При низких температурах пороги напряжений заряда должны быть выше, чем при высоких;
  • Заряда разнотипных аккумуляторов. Пороги заряда щелочных, кислотных, кислотных гелиевых аккумуляторов отличаются. Эти пороги определяются производителями аккумуляторов.

Учитывая перечисленные особенности процессов заряда аккумуляторных батарей, нашими специалистами были разработаны автоматические зарядные устройства и зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

С рекомендациями по выбору зарядного устройства можно ознакомиться здесь.

Литература
  • Пионтоковский Б.А. Эксплуатация электрических аккумуляторов на предприятиях электросвязи. - М.: “Связь”, 1969;
  • 2. ГОСТ 26881-86. Аккумуляторы свинцовые стационарные. Общие технические условия;
  • Дасоян М.А. и др. Стартерные аккумуляторные батареи: Устройство, эксплуатация и ремонт.- М.: Транспорт, 1991.

kuppol.ru

Способы зарядки автомобильных аккумуляторов

Для зарядки автомобильного аккумулятора (аккумуляторной батареи, АКБ) необходимо использовать зарядное устройство (ЗУ), которое будет понижать сетевое напряжение в 220 В до требуемого порогового значения. Одновременно с работой в режиме трансформатора, т.е. с понижением напряжения, зарядное устройство работает и как выпрямитель. В течение всего времени своей работы, в зависимости от уровня зарядки аккумулятора, ЗУ должно регулировать напряжение через силу тока. Имеются всего три способа зарядки аккумулятора. Далее они будут рассмотрены.

Независимо от способа зарядки, необходимо время от времени контролировать температуру электролита – она не должна повышаться выше 45°С.

Способ №1 (метод постоянного тока)

В течение всего времени зарядки АКБ величина тока остаётся неизменной. Ток, который используется для зарядки аккумулятора, не должен превышать 0,12 числового значения номинальной ёмкости батареи. Например, если у батареи номинальная ёмкость равняется 70 А•ч, то наилучшим током для зарядки будет 7 А. Зарядное устройство должно иметь в своём составе регулятор, который позволит выдерживать постоянное значение тока во время зарядки АКБ.

Признаки полной зарядки:

  1. электролит сохраняет постоянную плотность на протяжении 3 часов;
  2. ток и напряжение заряда не меняются на протяжении не менее 1 часа.

За счёт постоянства тока поддерживается и постоянство напряжения. Это наиболее быстрый способ зарядки аккумуляторной батареи.

Отрицательная сторона этого способа – быстрое старение аккумулятора, т.е. снижение его ёмкости. Определённые неудобства доставляет необходимость постоянного контроля величины зарядного тока. По завершении зарядки происходит обильное выделение газообразных продуктов – это тоже нежелательное явление. Чтобы исключить газообразование, силу тока необходимо снижать ступенчато, увеличивая одновременно зарядное напряжение. Например, в батарее из ряда новых разработок (без отверстий для добавления воды) и ёмкостью в 60 А•ч, силу тока в 1,5 А можно установить при значении напряжения 15 В. В более старых вариантах, с доливкой воды, при той же ёмкости, силу тока следует установить в 3 А для уровня напряжения 14,4 В.

Способ №2 (метод постоянного напряжения)

Чаще всего используется при зарядке герметичных необслуживаемых свинцовых аккумуляторов, в которых нет возможности контролировать плотность электролита. По мере зарядки аккумулятора, повышается его внутреннее сопротивление, и зарядный ток уменьшается. Первоначальное значение силы зарядного тока зависит от следующих параметров:

  1. напряжения на выходе источника питания;
  2. количества последовательно включённых батарей и уровня их заряженности;
  3. температуры электролита.

Величина зарядного тока для герметичных необслуживаемых свинцовых аккумуляторов допускается до значений 0,15 числового значения номинальной ёмкости батареи. Такие АКБ, при постоянном напряжении, будучи полностью разряженными, заряжаются довольно быстро: в течение 14 – 16 часов. Для сравнения: обычный свинцово-сурьмяный аккумулятор будет заряжаться не менее 24 часов.

При постоянном напряжении АКБ заряжаются в автоматическом режиме, участие человека не требуется.

Способ №3 (комбинированный метод)

Этот способ самый оптимальный, но в то же время непростой в плане практической реализации. Он совмещает в себе два предыдущих метода. В начале аккумулятор заряжается при постоянном токе, а в конце – при постоянном напряжении. Наиболее стабильные и надёжные АКБ работают именно по такому методу. При этом они на 100% автоматизированы, т.е. участие человека в зарядном процессе не требуется. Многие такие аккумуляторы даже сами отключаются при полной зарядке.

akymylator.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости