Теория заряда

Теория заряда

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

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

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

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

Методика постоянного напряжения

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

Методика постоянного тока

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

К недостаткам данного метода относятся:

— необходимость стабилизации силы тока

— обильное газовыделение

— возможность повышения температуры

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

Комбинированный метод

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

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

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

Полный (глубокий) заряд

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

Техника безопасности при заряде аккумулятора

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

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

Аккумулятор процессы зарядки и разрядки

    Рассмотрим процессы, протекающие при зарядке и разрядке аккумулятора. Процесс зарядки  [c.186]

    В качестве примера рассмотрим процесс зарядки и разрядки батареи аккумуляторов. Из закона сохранения энергии следует, что если мы при зарядке батареи до определенного состояния затрачиваем некоторое количество энергии, то при обратной разрядке до исходного состояния она отдаст то же количество энергии. Очевидно, что в зависимости от того, как будет производиться эта разрядка, выделение энергии может происходить в различных формах. Можно, например, всю энергию израсходовать на работу электромотора, который будет совершать механическую работу (подъем груза, сжатие газа с помощью компрессора и др.). В этом случае у = 0 и Л /=—А. Можно разрядить батарею, соединяя ее с электронагревательными приборами, расходуя всю выделяю- 

[c.188]

    Заряженный таким образом аккумулятор может работать как гальванический элемент, т. е. давать электрический ток. При этом происходит разрядка аккумулятора — процесс, обратный зарядке Необходимо только иметь в виду, что катод и анод теперь поменяются местами. В це.пом процесс зарядки и разрядки аккуму. 1я-тора может быть выражен уравнением [c.345]

    При разрядке реакции протекают в обратном направлении на отрицательном электроде происходит окисление РЬ° в РЬ +, а на поло кительном — восстановление РЬ + в РЬ +. Система при этом действует как окислительно-восстановительная пара. Как только свинец двух электродов перейдет в двухвалентное состояние, снова потребуется произвести зарядку аккумулятора. Протекающие в аккумуляторе процессы можно выразить в виде суммарного уравнения [c.323]

    Процессы зарядки и разрядки свинцового аккумулятора выражаются соответственно уравнениями 

[c.108]

    Если бы процессы зарядки и разрядки аккумуляторов были обратимыми, то кривые обоих процессов совпали бы. В действительности на зарядку затрачивается большая, а при разрядке получается меньшая работа, чем при обратимом процессе (рис. 2). [c.22]

    Уравнение (Н) представляет собой уравнение (I), но написанное в обратном порядке. Это говорит о том, что процессы зарядки и разрядки аккумулятора укладываются в одно общее уравнение  [c.353]

    Хотя процессы могут быть полностью обратимыми только в предельном случае, т. е. при бесконечно медленном их протекании, а все реальные процессы, протекающие с конечной скоростью (плотностью тока), необратимы, в некоторых случаях, схематизируя явление, неправильно считают обратимыми процессы, идущие с конечной скоростью. Обратимым, например, иногда представляют процесс зарядки и разрядки аккумулятора. [c.135]

    Простейшую химическую систему такого рода представляет собой обратимо действующий электрический аккумулятор. При переходе из состояния I (аккумулятор заряжен) в II (аккумулятор разряжен) и обратно происходят процессы теплообмена — поглощается или выделяется теплота Q и совершается или затрачивается электрическая работа Аъл- Опыт показывает, что их алгебраическая сумма оказывается одинаковой для процессов зарядки и разрядки. Однако этот пример относится к тому частному случаю, когда взаимные переходы 

[c.13]

    В качестве примера рассмотрим процесс зарядки и разрядки батареи аккумуляторов. Из закона сохранения энергии следует, что если мы при зарядке батареи до определенного состояния затрачиваем некоторое количество энергии, то при обратной разрядке до исходного состояния она отдаст то же количество энергии. Очевидно, что в зависимости от того, как будет производиться эта разрядка, выделение энергии может происходить в различных формах. Можно, например, всю энергию израсходовать на работу электромотора, который будет совершать механическую работу (подъем груза, сжатие газа с помощью компрессора и др.). В этом случае = О и А1/ = — А. Можно разрядить батарею, соединяя ее с электронагревательными приборами, расходуя всю выделяющуюся энергию для получения теплоты. В этом случае Л=0 и АС/ —Можно какую-нибудь часть энергии израсходовать на получение работы, а другую часть — на получение теплоты. Однако сумма полученной теплоты и произведенной работы будег одинаковой, если в разных случаях как начальные, так и конечные состояния аккумуляторов были одинаковы. Эта сумма равна убыли внутренней энергии системы и не зависит от пути ее перехода она не зависит, в частности, от того, в обратимой или необратимой форме осуществлялись те или другие стадии процесса .   [c.185]

    Аккумуляторами называются гальванические элементы многоразового и обратимого действия. Они способны превращать накопленную химическую энергию в электрическую (при их разряде), а электрическую — в химическую, создавая запас ее в процессе их заряда. Другими словами, после получения от аккумуляторов электрической энергии (разрядка) их способность снова отдавать электрическую энергию может быть восстановлена пропусканием через них электрического тока от внешнего источника (зарядка). 

[c.358]

    Помимо окисления К1(0Н)а чисто химическим путем, перевод его в гидроокись может быть достигнут электроокислением в щелочной среде. Процесс этот, наряду с использованием для обратного получения электрического тока сильных окислительных свойств Ы1(0Н)з, лежит в основе действия т. н. щелочного аккумулятора. Последний содержит один электрод, сформованный из порошка металлического Ре, другой — из водной окиси никеля. Оба электрода опущены в раствор КОН. Процессы при разрядке и зарядке могут быть переданы схемой  [c.409]

    Процессы, идущие в щелочном аккумуляторе при его разрядке и зарядке, можно выразить уравнением  

[c.473]

    Расчеты емкости аккумулятора. Расчет газогидравлического аккумулятора в основном сводится к определению конструктивного (полного) его объема, а также полезной емкости. Под последней понимается объем жидкости, вытесняемой газом из аккумулятора в процессе его разрядки при понижении давления от максимального значения, соответствующего давлению в конце зарядки аккумулятора жидкостью, до минимального — при полном расширении газа (до давления в начале зарядки аккумулятора жидкостью). [c.476]

    При зарядке и разрядке аккумулятора процессы на электродах протекают по следующему уравнению  [c.8]

    Суммирование реакций (7) и (9) приводит к уравнению (5), написанному в обратном порядке. Таким образом, процессы зарядки и разрядки аккумулятора можно выразить общим уравнением  [c.365]

    Это уравнение, если прочесть его обычным образом — слева направо, выражает собой химическое изменение в аккумуляторе во время его работы (разрядка), если же уравнение прочесть справа налево, то оно выразит процесс зарядки аккумулятора. [c.436]

    Процессы в свинцовом аккумуляторе с хорошим приближением можно считать обращаемыми при разрядке его возвращается примерно 95—98% количества электричества, затраченного в процессе зарядки. Незначительная потеря объясняется главным образом тем, что в конце зарядки на электродах скапливаются водород и кислород, а на отделение этих газов от поверхности электродов при разрядке затрачивается некоторое количество электричества. [c.219]

    Так как на энергетический к. п. д. аккумулятора существенно влияет разность концентраций серной кислоты в порах между электродами, то понятно, что он также сильно зависит от плотности тока при разрядке и зарядке. Чем меньше плотность тока, тем больше времени имеется для диффузионного выравнивания концентраций, тем ближе количество энергии, отдаваемой при разрядке, к затраченной в процессе зарядки, следовательно, лучше к. п. д. Поэтому следует заряжать и разряжать аккумулятор возможно более слабым током. Это выгодно не только с точки зрения увеличения к. п. д., но и снижения разрушающего воздействия на электроды происходящих на них окислительных и восстановительных процессов оно тем меньше, [c.220]

    Следовательно, при разрядке аккумулятора во время его работы происходит реакция обратная той, которая происходила при его зарядке. Суммарно химические процессы, происходящие при зарядке аккумулятора и его разрядке, можно представить следующим образом  [c.371]

    На клеммах заряженного аккумулятора появляется разность потенциалов. Она имеет наибольшее значение в разомкнутом или компенсированном состоянии аккумулятора и называется в этом случае электродвижущей силой Е. Можно представить себе следующий процесс равновесного проведения зарядки — разрядки аккумулятора и, следовательно, соответствующих химических превращений на катоде— серно- [c.72]

    Этот процесс противоположен процессу, происходящему при зарядке аккумулятора. Получаемый при разрядке свинцового аккумулятора алектрический ток имеет напряжение около 2 в. [c.415]

    Вырабатываемый котельной установкой, но в данный момент не расходуемый, пар направляется в аккумулятор и вводится в воду, в ней конденсируется и отдает ей свое тепло парообразования (процесс зарядки). Аккумулированный таким образом пар может быть вновь возвращен путем снижения давления в аккумуляторе (т. е. при его разрядке) в периоды пиковой нагрузки котельной установки. [c.134]

    Аккумуляторы Несмотря на многочисленные усовершенствования, гальванические элементы разных типов не получили широкого распространения в связи с тем, что они работают лишь до израсходования материала электродов или электролита, после чего становятся негодными для употребления или требуют повторного снаряжения. Электрическая же емкость их невелика. Эти недостатки в значительной мере устранены в аккумуляторах — таких гальванических элементах, в которых сильная и устойчивая поляризация на электродах обусловлена образованием значительного количества электрохимически активных веществ, например окислов. В процессе работы (разрядки) аккумулятора эти вещества вовлекаются в окислительно-восстановительную реакцию, расходуются и таким образом служат источником электричества. Естественно, со временем э. д. с. аккумулятора уменьшается. Первоначальную разность потенциалов и запас активных веществ можно восстановить, если вновь поляризовать электроды аккумулятора, т. е. присоединить их к внешнему источнику тока так, чтобы ток шел в обратном направлении (электролиз, или зарядка аккумулятора). [c.227]

    Таким образом, процессы зарядки и разрядки аккумулятора можно выразить общим уравнением  [c.284]

    Пружинный аккумулятор (рис. 2.31, а) представляет собой цилиндр 7, в котором поршень 6 со штоком 5 поджат к верхней крышке цилиндра пружиной 3, размешенной между фланцами 2 и 4. Сила поджима настраивается гайкой 1. При соединении канала А с напорной гидролинией при росте давления поршень допускается вниз, сжимая пружину 3 (происходит процесс зарядки аккумулятора). В случае падения давления в канале А действием пружины поршень вытесняет в гидролинию жидкость из аккумулятора (происходит процесс его разрядки). Тем самым обеспечивается сглаживание пульсаций давления. Канал Б обеспечивает отвод из нижней полости цилиндра 7 утечек жидкости. [c.130]

    Про1гесс электролиза используется в работе аккумуляторов, являющихся вторичными химическими источииками электрической энергии. Аккумулятор — это электролит с погруженными в него специальными электродами. Сначала через это устройство пропускают постоянный электрический ток, причем происходит электролиз, в результате которого материал одного из электродов подвергается восстановлению, а другого — окислению. В этом заключается зарядка аккумулятора. Заряженный таким образом аккумулятор может работать как гальванический элемент, т. е. давать электрический ток. При этом происходит разрядка аккумулятора — процесс, обратный зарядке. В процессе разрядки электрод, бывший при зарядке катодом, становится анодом и его материал подвергается окислению наоборот, электрод, бывший при зарядке анодом, становится при разрядке катодом и его материал подвергается восстановлению. В результате разрядки аккумулятор приходит в первоначальное состояние и может быть снова заряжен. Зарядка и разрядка могут повторяться многократно, в связи с чем аккумуляторы могут находиться в эксплуатации продолжительное время. [c.211]

    На клеммах заряженного аккумулятора появляется разность потенциалов. Она имеет наибольщее значение в разомкнутом или компенсированном состоянии аккумулятора и называется в этом случае электродвижущей силой Е. Можно представить себе следующий процесс равновесного проведения зарядки — разрядки аккумулятора и, следовательно, соответствующих химических превращений на катоде — сернокислого свинца в металлический, а на аноде —также сернокислого свинца в двуокись. На рис. (И. 19), показана схема, применяемая в так называемом методе компенсации Поггендорфа. Внешний источник тока (динамо-машина) / присоединен к концам Л В проволоки 2, натянутой на линейку. По линейке скользит контакт 3, передвигая который, можно задать на участке СВ любое падение напряжения внеш., к этим точкам через чувствительный гальванометр 5 присоединен аккумулятор 4. Передвигая контакт, можно добиться полной компен-хации сил (Евнеш = , кку ) ему будет отвечать отсутствие тока в цепи аккумулятора. Сдвигая контакт с точки компенсации вправо или влево, можем менять внешнее напряжение в пределах  [c.63]

    П. Разрядка аккумулятора. При зарядке аккумулятора в результате процесса электролиза на его электродах свинец получается в неодинакрвых валентных состояниях, причем металлический свинец является восстановителем, а двуокись свинца — окислителем. Теперь аккумулятор приобрел характер гальванического элемента, в основе которого лежит редокси-цепь  [c.352]

    Всякий источник электрической энергии — элемент и потребитель энергии — ванна, как это следует из выражения (У.13), характеризуются разностью электродных потенциалов и внутренним сопротивлением. Поэтому процессы зарядки и разрядки аккумулятора нельзя считать обратимыми чем больший ток проходит через электрохимическую систему, тем больше теряется напряжение. Э. д. с. элемента и напряжение на клеммах электролизера зависят также от материала электродов и от состава и концентрации потенциалобразующих ионов в растворе. Например, не только абсолютная величина, но и знак э. д. с. цепи, составленной из меди (положительного полюса) и цинка (отрицательного полюса), изменяется на обратный, если в системе (V. ) медный электрод погрузить вместо раствора сернокислой меди в раствор цианистой меди. Таким образом, напряжение и электродвижущая сила электрохимических систем существенно зависят от величины накладываемого или отбираемого тока, а также от состава и концентрации реагирующих на границе фаз электрод — электролит веп1,естБ. [c.145]

    Процессы, идущие при зарядке-разрядке щелочного железоникелевого (ЖН) или кадмиево-ннкелевого (КН) аккумуляторов схематически, можно представить так па аноде — [c.403]

    Перевод Ni(0H)2 в гидрат окиси может быть достигнут не только чисто химическим путем, но и электроокислением в щелочной среде. Процесс этот, наряду с использованием для обратного получения электрического тока сильных окислительных свойств Ni(0H)3, лежит в основе действия щелочных аккумуляторов. Последние содержат один электрод, сформованный из порошка металлического Fe, другой —из гидроокиси никеля. Оба электрода опущены в крепкий раствор КОН (к которому часто добавляют LiOH, повышающий емкость аккумулятора). Протекающие при разрядке и зарядке химические процессы могут быть переданы схемой  [c.368]

    Аморфные и наноструктурные материалы предоставили новые возможности в повышении емкости аккумуляторов. Первая причина, безусловно, наличие высокоразвитой поверхности, которая повышает эффективность взаимодействия электрода и электролита в процессе цикла зарядки — разрядки. Далее, наличие большой плотности дефектов, которая, как это было показано в предыдущих пунктах, максимальна для размеров кластеров 10 50 нм, т. е. в диапазоне наноструктурированных электродов. Наконец, присущие наноструктурам разупорядочение и нарушение стехиометрии также способствуют повышению эффективности цикла и емкости. [c.517]

    В аккумуляторе, построенном на основе полиацетилена, использован принцип обратного легирования. Здесь полиацетилено-вый катод и литиевый анод, а электролитом служит раствор ЫС104. Зарядка аккумулятора по существу сводится к легированию полиацетилена анионами СЮт. Положительно же заряженные ионы лития отправляются при этом на анод. При разрядке все процессы повторяются в обратном порядке. [c.130]

---

Можно ли прерывать процесс зарядки аккумулятора?

Современный автомобиль снабжен развитой системой электрооборудования, которая облегчает эксплуатацию. Для питания лампочек, контрольных приборов, стартера предназначены генератор и аккумулятор. 

Генератор обеспечивает работоспособность электрооборудования при работающем двигателе. 

Еще одна функция — зарядка аккумулятора, который:

• выполняет функции источника энергии для потребителей на стоянках;
• может частично взять на себя функции компенсации пиковых нагрузок;
• вращает стартер для запуска двигателя.

Автомобильный аккумулятор рассчитан на определенный срок службы. Длительность эксплуатации определяют:

• количество циклов заряда/разряда;
• глубина разряда;
• величина зарядного тока
• отсутствие т.н. перезарядки.

Каким током проводится зарядка аккумулятора

Потеря емкости батареи при эксплуатации связана с:

• ослаблением ремня генератора;
• неисправностью генератора и реле-регулятора;
• слабая затяжка клемм и образование окисных пленок;
• недостаточная продолжительность поездок.

Кроме того, даже полностью заряженный накопитель теряет часть емкости при понижении температуры зимой.

Средняя емкость батареи легковых автомобилей составляет 55 – 65 А*час. Считается, что сила тока должна равняться одной десятой от емкости АКБ.

                                                                                  

На какие этапы делится зарядка аккумулятора 

Кислотные аккумуляторы обеспечивают экспоненциальный характер заряда. При выборе оптимального режима

• за первый час он набирает 60% емкости, 
• за второй – еще 15%;
• за третий –10 %
• за четвертый – 5 %
• за следующие шесть часов – оставшиеся 10 %.

Накопленной энергии достаточно для запуска двигателя. Часто использовать такой режим нельзя, т.к. при нем происходит быстрая выработка ресурса.

Каким источником лучше выполнять зарядку аккумулятора

Оптимальный процесс зарядки сложен и заключается в поддержке на каждом этапе оптимальных напряжений и токов, которые меняются в широких пределах. Необходимые регулировки с непрерывным контролем реализуют специализированные источники. Важно правильно подобрать хорошее зарядное для аккумулятора автомобиля. 

Не опасны ли перерывы в зарядке аккумулятора

Физика процессов, происходящих в кислотных автомобильных аккумуляторах, такова, что они свободны от эффекта памяти. Его суть: при прекращении заряда устройство воспринимает его как предельное значение и в дальнейшем выше его не заряжается. Такие процессы характерны для твердотельных аккумуляторов, которые применялись для питания гаджетов.

Кислотный же аккумулятор после перерыва будет просто заряжаться с уровня прерывания.

Заключение

Таким образом, можно положительно ответить на вопрос, который сформулирован заголовком статьи. Автомобильный аккумулятор не демонстрирует эффект памяти. Перерывы заряда никоим образом не сказывается на емкости. Заявленная продолжительность эксплуатации обеспечивается правильной зарядкой аккумулятора от «умных» зарядных устройств.

Как правильно заряжать аккумулятор радиоуправляемой модели?

В предыдущей статье детально рассмотрены популярные типы аккумуляторных батарей и их основные особенности. Поэтому не будем останавливаться на этой теме, а сразу перейдем к сути вопроса: как правильно заряжать аккумулятор радиоуправляемой модели?

Конечно же вам понадобится зарядное устройство. И тут у пользователя возникает масса вопросов, особенно если речь идет о начинающих моделистах или родителях, впервые купивших своему чаду радиоуправляемую игрушку. Профи-моделисты хорошо знакомы со всеми тонкостями выбора зарядного устройства и правилами самого процесса, поэтому из этой статьи вряд ли извлекут новую информацию. Здесь собраны советы на тему как правильно зарядить аккумуляторную батарею, которые точно помогут начинающим моделистам. Итак, приступим.

Коротко о типах аккумуляторов

Все же стоит отметить, что батареи делятся по типу химического состава. Сейчас в радиоуправляемой технике наиболее распространены Ni-MH или Li-Po аккумуляторы. Первые называют никель-магниевыми или металлгидридными, вторые — литий-полимерными. Они отличаются условиями хранения и зарядки, выдаваемыми токами и мощностью. Далее в статье более детально поговорим об этом.

Простейшие зарядные устройства

Радиоуправляемая техника, будь-то детская игрушка или профессиональный дрон обычно в своей комплектации имеют оригинальное ЗУ. Бюджетные простые модели оснащаются адаптером или просто кабелем для подключения батареи к источнику питания. Более дорогостоящие модели кроме самого кабеля оснащаются блоками питания или даже хабами для одновременной зарядки нескольких АКБ. В этом случае все просто и понятно, достаточно следуя инструкции подключить батарею к кабелю и в розетку или USB разъем. А что же делать если в комплекте нет зарядки?

Тут нужно сразу определить тип батареи, ее напряжение и емкость. Обычно все эти данные указываются на самом аккумуляторе. Еще один немаловажный фактор — зарядный разъем.

Если вам нужна одна зарядка к одной конкретной модели, то лучше купить простое зарядное устройство в ближайшем магазине радиолюбителей или заказать через интернет, указав модель радиоуправляемого устройства. Но если у вас имеется две и более единицы РУ техники, чтобы не плодить разные провода и зарядки стоит купить одно универсальное ЗУ, которое сможет зарядить все батареи. Советы по подбору найдете в этой статье.

Но при зарядке аккумуляторов самых простых машинок или дронов тоже есть свои нюансы. Например, одной из самых частых причин выхода из строя батареи выступает неправильное использование источника питания.

То есть, если вы впервые купили недорогой дрон и в его комплекте идет только зарядный кабель или небольшой, похожий на флешку адаптер, то его необходимо подключать к USB разъему ноутбука, ПК, телевизора или повербанка. Можно использовать блочок от смартфона, но здесь следует внимательно изучить характеристики блока, его ток не должен превышать 1 А. Идеально, если там вообще 500 мА. Хотя можно найти “умное” устройство, которое будет выдавать столько Ампер, сколько нужно батарее. Но лучше не рисковать и все же воспользоваться USB разъемом ноута или компа.

Как заряжать аккумулятор радиоуправляемой модели универсальным устройством?

Стоит знать несколько важных правил.

1. Следует заряжать батарею примерно через 10-20 минут после использования.
2. Перед подключением проверьте целостность корпуса АКБ, его проводов и разъемов.
3. Старайтесь обеспечивать полный цикл заряда* (не прерывайте раньше заданного времени) для последующего использования или необходимый заряд для хранения: для никель магниевых — 40-50%, литиевые лучше хранить полностью заряженными (но не более 2-4-х недель) или хотя бы в пределах 60-70%.

*Автоматические ЗУ сами контролируют процесс заряда и отключат подачу питания когда нужно.

Не следует оставлять батареи без присмотра, так как возможен перегрев или в худших случаях возгорание.

Специалисты рекомендуют использовать аккумуляторные чехлы в процессе заряда, но и в этом случае не оставляйте на длительное время батареи без внимания.

Следите за температурным режимом. Делать это легко если у вас универсальное устройство с термодатчиком, при отсутствии такового можно довериться тактильным ощущениям. Если батарея слишком горячая лучше прекратить процесс.

Универсальные устройства очень удобны для пользователя еще и тем, что там предусмотрены температурные отсечки или автоматическое отключение процесса при достижении полной зарядки, различные таймеры и несколько режимов процесса (заряд, разряд, балансировка, циклирование, подготовка к хранению).

Настройка всех этих параметров очень индивидуальна и зависит от параметров аккумулятора и технических характеристик самого устройства и аккумуляторной батареи в частности.

К тому же некоторые зарядники подойдут и автомобилистам, так как отлично справляются с зарядкой АКБ автомобилей.

Сколько нужно заряжать аккумулятор?

Время процесса зависит от нескольких факторов:

• мощности зарядника;
• емкости и напряжения аккума;
• химического типа и т.д..

Среднее время процесса для NiMh батарей небольшой мощности — от 30 до 80 минут. Батарейки маленьких дронов заряжаются чуть больше часа или полутора. Кстати, оригинальные ЗУ из комплектов бюджетных квадриков и других радиоуправляемых моделей имеют светодиодный индикатор, который может гореть во время процесса и потухнуть при полном заряде, или наоборот — лампочка загорится только после достижения отметки в 100%. Всю эту информацию найдете в инструкции к радиоуправляемому аппарату.

Существует простая формула для расчета времени заряда:

Т=С/I,

где Т — время зарядки;
     С — емкость АКБ;
     I — сила тока ЗУ.

На примере все того же бюджетного дрона: если емкость его аккумулятора 1000 мАч, а блок ЗУ выдает 1 А, то на выходе получаем около 1 часа времени зарядки. Это значение приблизительное, так как формула упрощенная и в ней не учитываются различные коэффициенты, отвечающие за теплопотери и другие данные.
Желательно после достижения 100% заряда отключать батарею от зарядника, особенно если у вас простейшее ЗУ.

Современные зарядные устройства компактные, простые для понимания пользователя и оснащены автоматическими режимами отключения. Это существенно упрощает эксплуатацию и продлевает жизненный цикл батареи вашего радиоуправляемого устройства. К тому же, на многоканальных зарядниках можно обслуживать одновременно несколько аккумуляторов.

Бережный уход, своевременная зарядка, правильное хранение и соблюдение инструкции по применению аккумулятора позволит длительное время использовать батарею по назначению. Поэтому, соблюдая все вышеперечисленное вам не придется менять батарейки как перчатки.

Подписывайтесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе интересных новинок и полезных советов в сфере радиоуправляемой техники.

До встречи на Планете Хобби!

Как правильно заряжать автомобильный аккумулятор

Правильная зарядка аккумулятора не только увеличивает его ресурс, но и обеспечивает безопасность всей автомобильной электрики.

Компания https://1ak.ru/ отмечают основные пункты того как понять что АКБ разряжена. Способов несколько:

1. Проблемы с запуском мотора. При разряженной батарее стартер не крутит и автомобиль не заводится.
2. Замерить напряжение на клеммах вольтметром или стрелочным тестером. Для большинства авто стандартное напряжение будет равняться 12 В. В действительности значение должно быть чуть выше 12,7 В. Это значит, что АКБ в подпитке не нуждается. Если измерения показали только 12,2 В, то заряд упал наполовину и составляет чуть выше 50%. Значение 11,7 сообщает о полной разрядке.
3. Измерение электролитной плотности. Этот способ подходит лишь для обслуживаемых АКБ. Значения замеряются ареометром. Оно должно быть 1,27 г/см3 — 1,28 г/см3. При меньших показателях аккумулятор нуждается в зарядке.

Важно знать эти моменты, потому что в разряженной батарее в свинцовых пластинах начинается процесс сульфатации.

Как правильно заряжать автомобильный аккумулятор

Для зарядки нужен источник постоянного тока или напряжения. Лучше всего для этих целей приобрести специальное зарядное устройство с функцией повышения напряжения до 16,5 В. Чем выше напряжение, тем быстрее идет процесс зарядки. Мы не рекомендуем прибегать к методу экспресс-зарядки аккумулятора, т.к. такой подход быстро выводит из строя саму батарею. Слишком высокое напряжение и сила тока перегревают пластины, оплавляя активную массу, тем самым разрушая целостность устройства АКБ.

Для заряда автомобильного аккумулятора оптимальным считается сила тока в 10% от общей емкости батареи. Такой метод считается более щадящим для режима подзарядки АКБ, сохраняя все ее свойства и параметры.

Время полного заряда зависит от таких факторов:

• мощность устройства для зарядки;
• емкость АКБ;
• степень разрядки;
• общее состояние батареи.

Перед зарядкой клеммы АКБ зачищаются от налета. Это нужно для более плотного электрического контакта. С банок снимают пробки для выхода электролитных паров, иначе внутри будет создаваться ненужное давление. При низком уровне электролита в банки следует долить дистиллированной воды до полного покрытия пластин.

Зарядка постоянным током

На зарядном устройстве устанавливается сила тока равная 10% от емкости АКБ. К примеру емкость 60 А/ч заряжается током 6 А. Значения в процессе будут меняться. Признак завершения – это интенсивное выделение электролитных газов.

Полностью заряженным аккумулятор считается, если напряжение и ток зарядки остаются неизменными 1-2 часа.

Зарядка постоянным напряжением

Когда заряд аккумуляторной батареи выполняется таким методом, степень заряженности батареи по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает ЗУ. Чем более высокое значение напряжения обеспечивает зарядное устройство, тем большую степень заряженности батареи по окончании заряда оно обеспечит.

По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению ЗУ, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда.

Недостатком такого способа является:

1) невозможно точно определить момент окончания процесса заряда;

2) отсутствует возможность определить, какое количество электричества получила батарея в процессе заряда с момента включения до момента отключения;

3) при данном способе заряда батарея заряжается до 90 — 95 % её номинальной ёмкости, так как зарядный ток в конце заряда падает почти до нуля.

Меры предосторожности

Все процессы по зарядке аккумулятора должны проходить в тепле, не ниже +10 С, но следует помнить, что при закипании электролит начинает выделять ядовитые пары. Большая их концентрация становится взрывоопасной. Поэтому помещение должно проветриваться и никакого курения поблизости.

Можно ли прерывать процесс зарядки аккумулятора? » MASHEKA

В процессе зарядки аккумулятор забирает энергию из внешнего источника и запасает ее. Автомобиль использует накопленный ток для своих нужд. В зависимости от марки, модели транспортного средства, аккумулятор обеспечивает работу приборной панели, света в салоне, работу охранной и мультимедийной систем. Рассмотрим следующие рекомендации от https://1ak.by/, которые необходимо знать для правильной эксплуатации АКБ.

Когда требуется зарядка автомобильного аккумулятора?

Если нужна зарядка автомобильного аккумулятора, вы будете наблюдать следующие признаки:

• скрежет в момент запуска двигателя, стартер запускается медленно;
• сбои в работе систем, механизмов, электрооборудования, питаемых от батареи. К примеру, сигнализация не выключается издалека, заедают электронные замки.

Вышедший из строя аккумулятор неприятно пахнет, электролит внутри мутнеет, в процессе зарядки сильно нагревается. Такую батарею нужно менять, она дефектна.

Если АКБ рабочая, просто разрядилась, верните ее свойства, восстановив заряд аккумулятора.

Этапы зарядки аккумулятора

1. Выключить двигатель, отсоединить АКБ, достать из автомобиля.
2. Протереть корпус батареи, снять оксидную пленку с клемм.
3. Открутить заливные пробки.
4. Проверить уровень электролита. Долить дистиллированную воду, если требуется.
5. Измерить плотность раствора и тем самым определить степень заряда батареи.
6. Подключить зарядное устройство к АКБ, используя зажимы, включить зарядное в розетку, установить нужный режим заряда. Процесс начался. Вмешиваться не нужно.

Время зарядки батареи отличается в разных случаях, и зависит от степени разряженности аккумулятора. Полностью разряженная батарея подключается к ЗУ на время не менее 10 часов при регулировке силы тока заряда в 10% от общей емкости батареи. Полностью заряженным аккумулятор считается, если напряжение и ток зарядки остаются неизменными 1-2 часа. Если не получается полностью зарядить АКБ, прервите зарядку. Это не повлияет на емкость накопителя, не испортит батарею. Если заряжать АКБ током слишком большой величины, это вызывает перегрев и разрушение пластин. При таком способе заряда аккумулятор быстро выходит из строя.

Заряжайте АКБ своевременно, используйте оптимальную силу тока. Если есть необходимость прервать процесс заряда автомобильной батареи — сделаете перерыв, аккумулятор не потеряет свои основные характеристики, но в удобное время для вас потребует завершить прерванный процесс. Помните об этапах зарядки. Соблюдайте технику безопасности. Тогда аккумулятор отработает положенный срок, автомобиль будет работать исправно.

Как правильно зарядить аккумулятор автомобиля – Инструкция для АКБ

Все автовладельцы от ассов до начинающих рано или поздно сталкиваются с проблемой зарядки севшего аккумулятора. Если не уследить вовремя, это случиться в самом неподходящем месте, когда помощи ждать или долго, или неоткуда.

Почему садиться АКБ, и как решить проблему, рассмотрим в этой статье.

Основные причины недостаточного заряда:

• Любой аккумулятор работает с определённой долей нехватки заряда.

В штатно работающей схеме транспортного средства зарядка АКБ происходит от электрогенератора. Для полного восстановления заряда требуется подавать ток с напряжением 14,5 В, но в действительности так никогда не происходит. Значение специально понижают до 14,1 В (допускается расхождение +/-0,2В), чтобы подавить процесс образования соединений, вредных для здоровья человека (сернистого газа, хлористого водорода и других).

• Износ аккумуляторного блока.
• Неисправность электронных схем или не выключенные электроприборы.

Обратите внимание! Некоторые автолюбители заблуждаются в том, что при отрицательных температурах АКБ теряет заряд. На самом деле в период холодов электролит загустевает и снижается его проводимость. В связи с этим номинальная ёмкость аккумуляторной батареи при температурах около 00С уменьшается на 30–35%, на холоде -10 0С — -15 0С значение окажется на уровне 50%.

Когда факторы накладываются друг на друга, батарея может не завести автомобиль. По этой причине зарядное устройство (ЗУ) должно быть в транспортном средстве наряду с домкратом и баллонным ключом.

Какие аппараты используют для восстановления заряда

Для того чтобы полностью зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством, нужно подобрать правильный зарядник.

Приборы делят на три группы в зависимости от течения процесса:

• В условиях постоянного тока.
• За счёт постоянного напряжения и постепенно снижаемого тока.
• По смешанному типу.

Возможности и эксплуатационные ограничения ЗУ 1 типа

Если принимать во внимание время, необходимое для восстановления заряда, первый вариант оказывается самым быстрым. Величина силы тока устанавливается на уровне 0,1 к номинальной ёмкости (параметр контролируется регулятором). Превышать показатель опасно, поскольку несоблюдение условий может привести к закипанию электролита и, как следствие, короткому замыканию с возможным возгоранием аккумуляторного блока. Время на полное восстановление заряда не должно превышать сутки.

Перед тем как зарядить АКБ зарядным устройством с постоянным током, учитывайте влияние прибора на аккумулятор. В данном случае аппарат не только ускоряет процесс зарядки, но и приводит к более быстрому износу аккумуляторной батареи.

Возможности и эксплуатационные ограничения зарядников 2 типа

Устройства, работающие по технологии с постоянным напряжением, заряжают ощутимо дольше, тем не менее, метод безопаснее первого варианта. В процессе заряда просаженного аккумуляторного блока сила тока понижается. Напряжение на выходах постепенно растёт, приближаясь к значению ЗУ, но не достигает 100%.

Возможности и эксплуатационные ограничения моделей 3 типа

Комбинированные приборы позволяют объединить лучшие характеристики первого и второго вариантов. Одновременно быстрее и безопаснее проводить зарядку аккумулятора автомобиля зарядным устройством 3 типа.

В схемах, объединяющих две технологии, сначала запускается процесс пополнения заряда методом постоянного тока, после чего происходит переключение на способ с постоянным напряжением. Это позволяет исключить риск перегрева электролита.

В гаджетах 3 типа реализован принцип работы на ассиметричном (или пульсирующем токе). Метод позволяет снизить влияние реакции сульфатации пластин, продлевая ресурс и ёмкость батареи.

За работой прибора смешанного типа не нужно наблюдать — после завершения восстановления заряда он автоматически отключается.

По схемотехнике ЗУ делят на 2 группы:

• Трансформаторные.
• Импульсные.
  

В первом случае в систему включён трансформатор. Аппарат эффективен, но имеет большой вес и размеры при меньшем КПД. Импульсные за счёт элемента с преобразователем напряжения ощутимо меньше и легче, схема работы проще, многие функции автоматизированы, благодаря чему аппараты популярны у автолюбителей.

Как подобрать зарядник — тип АКБ / Емкость

Правильно подобранное ЗУ способно увеличить ресурс АКБ на 20–25%, вернуть заряд к норме, устранить проблемы с обслуживанием.

Прибор выбирается в зависимости от следующих условий:

• Типа батареи, установленной на транспортном средстве.
• Ёмкости.

Для AGM

Подходят системы с автоматическим управлением. Для АКБ на 12В берут аппараты, выдающие до 15В. Верхний параметр нужен для режима быстрого восстановления заряда до 70–90%, при эксплуатации в стандартных условиях достаточно напряжения до 14В.

Для гелевых

Предельное значение выходного напряжения не должно быть выше 14В. Gel–элементы особенно чувствительны к перегреву электролита. Следует выбирать гаджет с функцией снижения силы тока при критических значениях температуры в автоматическом режиме.
Сегодня нет необходимости покупать специфические приборы для разных аккумуляторных батарей. Компактная модель Fubag MICRO 160/12 весом всего 800 г работает с AGM, GEL, и свинцово–кислотными WET на 160 A·ч. Верхняя граница рассчитана на тяжёлую технику. В модели предусмотрен специальный режим работы при низких температурах.

Для Li–ion и LiFePO4

Варианты относятся к самым чувствительным к перегреву. ЗУ для литиевых элементов обеспечивает точные значения силы тока и выходного напряжения. Максимальный показатель должен оставаться в пределах 4,2В. Этой величины достаточно, чтобы зарядка достигала 70% от номинала. В ряде схем реализована технология дозарядки.

Как определить ёмкость

Параметры указаны в инструкции или на шильдике. Число в А·ч показывает, какое количество тока уходит в единицу времен.

Обратите внимание! Зарядник следует подбирать с небольшим запасом (10–15%), чтобы аппарат не работал на пределе возможностей.

Что важно знать перед зарядкой автомобильного аккумулятора

Что такое эффективный ток зарядки

Для корректного восстановления заряда следует подавать ток в определённой пропорции. Превышение или недостаточное количество нарушают течение процесса, приводя к ускоренному износу батареи.
Значение тока должно соответствовать соотношению 1:10 к ёмкости, то есть 6А выставляется для батареи на 60 А·ч.

Как определить время заряда АКБ

Время на восстановление заряда зависит от многих факторов. Значение можно уточнить, если перед тем как зарядить аккумулятор зарядным устройством, рассчитать время на весь процесс.

Для батареи на 50 А·ч при использовании зарядника на 10А потребуется порядка 5 часов на восстановление заряда с нуля. Если использовать этот же самый прибор для пополнения батареи на 100 А·ч, операция займёт около 11 часов.

Для того чтобы определить время (T), следует ёмкость (C) разделить на номинальный ток зарядника (I), добавив 10% к полученному результату.

T=C/Iх1,1

Пример: значение ёмкости 50 А·ч (С) делим на величину тока ЗУ 5А, увеличиваем на 10% (умножаем на 1,1) и получаем 10 часов.

В большинстве случаев на зарядку отправляют не полностью разряженную батарею (остаточный заряд обычно составляет 10%–30%). В таком случае гаджет с 6A восстановит АКБ на 50 А·ч менее чем за 5 часов.

Для чего нужна плавающая регулировка тока

Управление помогает полностью восстановить просаженную АКБ. Выбирая способ, как правильно зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством, следует принимать во внимание основной принцип:

Чем ниже ток, тем больше времени потребуется на процесс подзарядки, при этом батарея лучше восстановится.

Если взять гаджет на 18A для стандартного аккумуляторного элемента на 70 А·ч, то на восстановление уйдёт 3–4 часа, при этом параметр не вернётся к 100%. Для полной зарядки рекомендуется постепенно снижать ток до значения 1A. Так работают аппараты с автоматической функцией плавающей регулировки, избавляя пользователей от необходимости постоянно следить за процессом (а это очень трудно сделать).

Что такое опция десульфатации – чем полезна и когда выполнять

С проблемой ухудшения работы электродов рано или поздно сталкивается каждый автолюбитель. Процесс называется сульфатацией.

В процессе разрядки АКБ образуется сульфат свинца. Белое аморфное соединение осаждается на пластинах, снижая ёмкость аккумулятора, поскольку накапливать энергию могут только свободные от осадка участки электродов.

Первые признаки сульфатации:

• На пластинах виден белый налёт.
• Заметное снижение ёмкости АКБ.
• Аккумулятор заряжается, но быстро теряет заряд.

Если пустить дело на самотёк, батарея очень скоро выйдет из строя, и её придётся менять на новую. Для поддержания нормальной работы АКБ рекомендуется проводить профилактическую десульфатацию с помощью ЗУ, поддерживающих эту функцию (например, Fubag MICRO 80/12).

Как зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством

Перед тем как перейти к алгоритму зарядки, нужно решить вопрос: снимать или не снимать аккумулятор.

Последствия отключения АКБ от электросистемы в зависимости от марки автомобиля могут быть разными от сброса настроек на часах до сбоев в установках контроля климата, акустических программах и т.п. Всё это восстанавливается, но может занять время. Если АКБ не отключать, и в систему пойдёт перенапряжение, бортовая сеть пострадает намного сильнее.

Риск состоит в том, что часть зарядников способна постоянно или кратковременно выдавать до 17 и даже 18В. По этой причине перед тем, как заряжать аккумуляторную батарею на месте без снятия клемм, убедитесь, что работа устройства безопасна для вашего авто.

Электроника автомобиля устойчива к напряжениям до 15,7В, то есть применение ЗУ с безопасными и гарантированными производителем выходными параметрами ей не повредит.

Когда нужно заряжать

Для стандартных аккумуляторных элементов номинальное напряжение равно 12В. В реальных условиях показатель может отличаться в большую или меньшую сторону:

Приблизительная методика оценки:

Значение, В	Уровень заряда, %
13,0–12,7 (неработающий двигатель)	100
12,5	50
12,0–11,6	Близко к 0

Как правильно зарядить аккумулятор автомобиля с помощью зарядного устройства без снятия АКБ

1. Если АКБ решено не снимать, отключаем все бортовые потребители.
2. Измеряем напряжение, чтобы понять насколько разряжен аккумуляторный блок (значение поможет определить время зарядки).
3. Соединяем АКБ с устройством, подключая + к + и — к -. Чаще всего плюсовые провода красного цвета, а минусовые синие или черные.
4. Выставляем значение тока, если на ЗУ предусмотрена регулировка (соотношение 10% к ёмкости батареи).
5. Если батарея просажена в ноль, то для возвращения заряда к 100% аккумуляторного блока на 60 А·ч при токе 6А понадобится примерно 6 часов.

Как пользоваться зарядным устройством для аккумулятора: порядок действий со снятой батареей

1. Проверяем плотность электролита (для обслуживаемых элементов)

Содержание серной кислоты определяют ареометром. При температуре +25 0С нормальная плотность лежит в пределах 1,25–1,27 г/см3. Количества должно хватать, чтобы пластины полностью скрывались под слоем раствора. Если жидкости недостаточно, добавляют необходимый объём дистиллированной воды до метки.

2. Готовим батарею к зарядке

С банок нужно снять крышки, после чего подключить ЗУ согласно полярности (+ идёт к +, — к -). Первым соединяются плюсовые контакты, затем подключаются минусовые. После завершения соединения устройство подключается к сети.

3. Выставляем ток

Регулируем значение согласно пропорции 1:10 (1 приходится на долю тока, 10 на ёмкость батареи).

Обратите внимание! В случае полной разрядки АКБ ток снижается до 2 и даже до 1,5A.

4. Следим за температурой

В устройствах без регулировки необходимо контролировать нагрев электролита. Если температура превысила 40 0C, требуется снизить силу тока в два раза.

5. Проверяем показатели

Если значение плотности электролита и величина напряжения батареи в течение двух часов остаются без изменений, АКБ зарядился. Можно оставлять аккумулятор на зарядке на всю ночь (обычно 10 часов оказывается достаточно). Восстановленный заряд батареи должен показывать 12,5–13,0 В, плотность электролита укладываться в интервал 1,25–1.31 г/см3.

После завершения процесса аппарат отсоединяют от питания, скидывают клеммы и возвращают аккумулятор на место.

Получите 10 самых читаемых статей + подарок!   

*

Подписаться

Методы и терминология зарядки батарей

Термины, связанные с резервными батареями

Ач

Емкость Ач или ампер / час — это ток, который батарея может обеспечить в течение определенного периода времени, например 100 Ач при скорости C10 до EOD 1,75 В / элемент. Это означает, что батарея может обеспечивать 10 ампер в течение 10 часов до конечного напряжения разряда 1,75 В. Разные производители аккумуляторов будут использовать разные скорости Cxx в зависимости от рынка или области применения, на которую рассчитаны их батареи.Обычно используются ставки C3, C5, C8, C10 и C20. По этой причине при сравнении аккумуляторов от разных производителей, имеющих одинаковый показатель Ач, важно подтвердить, на каком уровне Cxx основан этот показатель.

Ячейка

Ячейка состоит из ряда положительно и отрицательно заряженных пластин, погруженных в электролит, который производит электрический заряд посредством электрохимической реакции
. Свинцово-кислотные элементы обычно создают электрический потенциал 2 В, в то время как никель-кадмиевые элементы обычно создают электрический потенциал 1.2В.

Батарея

Батарея — это количество элементов, соединенных вместе. Ознакомьтесь с нашим полным ассортиментом аккумуляторов.

DOD

Глубина разгрузки. Доля общей емкости, используемой в разгрузке. 0-100%.

Цепочка / банк

Цепочка или блок аккумуляторов состоит из ряда элементов / аккумуляторов, соединенных последовательно, чтобы произвести аккумулятор или набор аккумуляторов с требуемым пригодным для использования напряжением / потенциалом
, например 6В, 12В, 24В, 48В, 110В.

SOC

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

Фактор окончания срока службы

Это фактор, включенный в расчет размера батареи, чтобы гарантировать, что батарея способна поддерживать полную нагрузку в конце расчетного срока службы батареи, рассчитанного по
умножая Ah на 1,25.

VPC (Вольт на элемент)

Вольт на элемент, то есть для свинцово-кислотной батареи напряжение VPC составляет 2 В, то есть 6 ячеек в 12 В.

Способы зарядки

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

Постоянное напряжение позволяет полному току зарядного устройства течь в батарею, пока источник питания не достигнет заданного напряжения. Затем ток будет снижаться до минимального значения при достижении этого уровня напряжения. Аккумулятор можно оставить подключенным к зарядному устройству до тех пор, пока он не будет готов к использованию, и он будет оставаться при этом «плавающем напряжении», непрерывной подзарядке, чтобы компенсировать нормальный саморазряд аккумулятора.

Постоянный ток — это простая форма зарядки аккумуляторов с уровнем тока, установленным примерно на 10% от максимального номинала аккумулятора.Время зарядки относительно велико с тем недостатком, что аккумулятор может перегреться, если он перезаряжен, что приведет к преждевременной замене аккумулятора. Этот метод подходит для батарей типа Ni-MH. Батарея должна быть отключена, или функция таймера должна использоваться после зарядки.

Постоянное напряжение / постоянный ток (CVCC) — это комбинация двух вышеуказанных методов. Зарядное устройство ограничивает величину тока до предварительно установленного уровня, пока аккумулятор не достигнет предварительно установленного уровня напряжения.Затем ток уменьшается по мере того, как аккумулятор полностью заряжается. В свинцово-кислотных аккумуляторах используется метод заряда постоянным током и постоянным напряжением (CC / CV). Регулируемый ток увеличивает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения.

Способы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов — значение и объяснение

Свинцово-кислотный аккумулятор накапливает химическую энергию, которая при необходимости преобразуется в электрическую.Преобразование химической энергии в электрическую называется зарядкой. А когда электроэнергия превращается в химическую энергию, это называется разрядкой батареи. Во время процесса зарядки ток проходит внутри батареи из-за химических изменений. В свинцово-кислотных аккумуляторах в основном используются два типа зарядки: зарядка постоянным напряжением и зарядка постоянным током.

Постоянное напряжение Зарядка

Это наиболее распространенный метод зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.Это сокращает время зарядки и увеличивает емкость до 20%. Но этот метод снижает КПД примерно на 10%.

В этом методе зарядное напряжение поддерживается постоянным на протяжении всего процесса зарядки. Зарядный ток вначале высокий, когда аккумулятор находится в разряженном состоянии. Ток постепенно спадает по мере того, как аккумулятор набирает заряд, что приводит к увеличению обратной ЭДС.

Преимущества зарядки при постоянном напряжении заключаются в том, что она позволяет заряжать элементы с разной емкостью и с разной степенью разряда.Большой зарядный ток в начале заряда имеет относительно короткую продолжительность и не повредит элемент.

В конце заряда зарядный ток падает почти до нуля, потому что напряжение батареи становится почти равным напряжению цепи питания.

Зарядка постоянным током

В этом методе зарядки батареи соединяются последовательно, образуя группы, и каждая группа заряжается от сети постоянного тока через нагрузочные реостаты.Количество зарядок в каждой группе зависит от напряжения зарядной цепи, которое не должно быть меньше 2,7 В на элемент.

Зарядный ток поддерживается постоянным в течение всего периода зарядки за счет уменьшения сопротивления в цепи при повышении напряжения аккумулятора. Чтобы избежать чрезмерного выделения газов или перегрева, зарядка может выполняться в два этапа. Начальная зарядка примерно более высоким током и конечная скорость низкого тока.

В этом методе ток заряда составляет примерно одну восьмую номинального тока.Избыточное напряжение цепи питания поглощается последовательным сопротивлением. Группы заряжаемой батареи должны быть соединены таким образом, чтобы последовательное сопротивление потребляло как можно меньше энергии.

Допустимая токовая нагрузка последовательного сопротивления должна быть больше или равна требуемому зарядному току, в противном случае сопротивление перегреется и сгорит.

Выбираемая группа батарей должна иметь одинаковую емкость. Если аккумулятор имеет другую емкость, то их придется настроить по наименьшей емкости.

BU-403: Свинцово-кислотная зарядка — Battery University

Узнайте, как оптимизировать условия зарядки для продления срока службы.

В свинцово-кислотных аккумуляторах используется метод зарядки постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Регулируемый ток увеличивает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения. Время зарядки составляет 12–16 часов и до 36–48 часов для больших стационарных аккумуляторов.Благодаря более высоким токам заряда и многоступенчатым методам зарядки время зарядки может быть сокращено до 8–10 часов; однако без полной дозаправки. Свинцово-кислотный аккумулятор работает медленно и не может заряжаться так быстро, как другие аккумуляторные системы. (См. BU-202: Новые свинцово-кислотные системы)

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

Во время зарядки постоянным током аккумулятор заряжается примерно до 70 процентов за 5–8 часов; оставшиеся 30 процентов заполняются более медленным доливающим зарядом, который длится еще 7–10 часов. Подзарядка важна для благополучия аккумулятора и может быть сравнена с небольшим отдыхом после хорошей еды. При постоянном отключении аккумулятор в конечном итоге потеряет способность принимать полный заряд, и производительность снизится из-за сульфатации. Плавающий заряд на третьем этапе поддерживает полную зарядку аккумулятора. Рисунок 1 иллюстрирует эти три этапа.

Рис. 1. Этапы зарядки свинцово-кислотной батареи [1]

Батарея полностью заряжена, когда ток падает до установленного низкого уровня. Напряжение холостого хода снижено. Плавающий заряд компенсирует саморазряд, который наблюдается у всех батарей.

Переключение со ступени 1 на 2 происходит плавно и происходит, когда аккумулятор достигает установленного предела напряжения. Ток начинает падать, когда батарея начинает насыщаться; полный заряд достигается, когда ток снижается до 3–5 процентов от номинального значения Ач.Батарея с высокой утечкой может никогда не достичь этого низкого тока насыщения, и таймер плато берет на себя, чтобы закончить заряд.

Правильная установка предельного напряжения заряда имеет решающее значение и составляет от 2,30 В до 2,45 В на элемент. Установка порога напряжения — это компромисс, и специалисты по аккумуляторным батареям называют это «танцами на булавочной головке». С одной стороны, аккумулятор должен быть полностью заряжен, чтобы получить максимальную емкость и избежать сульфатации на отрицательной пластине; с другой стороны, перенасыщение из-за отсутствия переключения на плавающий заряд вызывает коррозию сетки на положительной пластине.Это также приводит к выделению газов и потере воды.

Температура изменяет напряжение, что затрудняет «пляску на булавочной головке». Для более теплой окружающей среды требуется немного более низкий порог напряжения, а для более низкой температуры предпочтительнее более высокое значение. Зарядные устройства, подверженные колебаниям температуры, включают датчики температуры для регулировки напряжения заряда для оптимальной эффективности заряда. (См. BU-410: Зарядка при высоких и низких температурах)

Температурный коэффициент заряда свинцово-кислотного элемента составляет –3 мВ / ° C.Установив 25 ° C (77 ° F) в качестве средней точки, напряжение заряда должно быть уменьшено на 3 мВ на элемент для каждого градуса выше 25 ° C и увеличено на 3 мВ на элемент для каждого градуса ниже 25 ° C. Если это невозможно, из соображений безопасности лучше выбрать более низкое напряжение. В таблице 1 сравниваются преимущества и ограничения различных настроек пикового напряжения.

	От 2,30 В до 2,35 В / элемент	От 2,40 В до 2,45 В / элемент
Преимущества	Максимальный срок службы; аккумулятор остается холодным; температура заряда может превышать 30 ° C (86 ° F).	Более высокие и стабильные показания емкости; меньше сульфатирования.
Ограничения	Медленное время зарядки; Показания емкости могут быть непоследовательными и уменьшаться с каждым циклом. Сульфатирование может происходить без выравнивающего заряда.	Подвержены коррозии и газообразованию. Требуется доливка воды. Не подходит для зарядки при высоких комнатных температурах, вызывая сильную перезарядку.

Таблица 1: Влияние напряжения заряда на небольшую свинцово-кислотную батарею

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

После полной зарядки путем насыщения аккумулятор не должен находиться при максимальном напряжении более 48 часов и должен быть понижен до уровня напряжения холостого хода. Это особенно важно для герметичных систем, поскольку они менее устойчивы к перезарядке, чем затопленные системы. При зарядке сверх указанных пределов избыточная энергия превращается в тепло, и аккумулятор начинает газовать.

Рекомендуемое напряжение холостого хода для большинства свинцово-кислотных аккумуляторных батарей составляет от 2,25 до 2,27 В на элемент. Большие стационарные батареи при 25 ° C (77 ° F) обычно плавают при 2.25В / ячейка. Производители рекомендуют снижать уровень поплавкового заряда, когда температура окружающей среды поднимается выше 29 ° C (85 ° F).

Рисунок 2 иллюстрирует срок службы свинцово-кислотной батареи, которая поддерживается при напряжении холостого хода от 2,25 В до 2,30 В / элемент и при температуре от 20 ° C до 25 ° C (от 60 ° F до 77 ° F). После 4 лет эксплуатации становятся видимыми постоянные потери мощности, превышающие 80%. Эти потери больше, если аккумулятор требует периодических глубоких разрядов. Повышенный нагрев также сокращает срок службы батареи.(См. Также BU-806a: Как нагрев и нагрузка влияют на срок службы батареи)

Рисунок 2: Потеря емкости в режиме ожидания ^[2]

Постоянную потерю емкости можно свести к минимуму, работая при умеренной комнатной температуре и плавающем напряжении 2,25–2,30 В / элемент.

Не все зарядные устройства имеют плавающий заряд, и очень немногие дорожные транспортные средства имеют это положение. Если зарядное устройство остается на максимальном заряде и не опускается ниже 2,30 В на элемент, снимите заряд через 48 часов зарядки.Подзаряжайте каждые 6 месяцев при хранении; ГОСА каждые 6–12 месяцев.

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

Старые батареи представляют проблему при установке напряжения плавающего заряда, потому что каждая ячейка имеет свое уникальное состояние. Подключенные в цепочку, все ячейки получают одинаковый зарядный ток, и управлять напряжением отдельных ячеек, когда каждая из них достигает полной емкости, практически невозможно. Слабые клетки могут перезаряжаться, в то время как сильные клетки остаются в голодном состоянии. Плавающий ток, который слишком велик для выцветшего элемента, может сульфатировать сильного соседа из-за недостаточного заряда.Доступны устройства балансировки ячеек, которые компенсируют разницу в напряжении, вызванную дисбалансом ячеек.

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

Многое было сказано об импульсной зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов для уменьшения сульфатирования.Результаты неубедительны, и производители, и специалисты по обслуживанию разделены между преимуществами. Если бы можно было измерить сульфатирование и применить правильное количество пульсаций, то это лекарство могло бы принести пользу; однако лечение без знания основных побочных эффектов может нанести вред батарее.

Большинство стационарных аккумуляторов постоянно заряжаются, и это работает достаточно хорошо. Другой метод — это гистерезисный заряд , который отключает плавающий ток, когда аккумулятор переходит в режим ожидания.Батарея по существу помещается в хранилище и время от времени «заимствуется» только для подзарядки, чтобы восполнить потерю энергии из-за саморазряда или при приложении нагрузки. Этот режим хорошо подходит для инсталляций, которые не потребляют нагрузку в режиме ожидания.

Свинцово-кислотные батареи всегда должны храниться в заряженном состоянии. Подзарядку следует применять каждые 6 месяцев, чтобы напряжение не упало ниже 2,05 В на элемент и не привело к сульфатированию аккумулятора. С помощью AGM эти требования можно смягчить.

Измерение напряжения холостого хода (OCV) при хранении обеспечивает надежную индикацию состояния заряда аккумулятора. Напряжение ячейки 2,10 В при комнатной температуре показывает заряд около 90 процентов. Такая батарея находится в хорошем состоянии и требует лишь кратковременной полной зарядки перед использованием. (См. Также BU-903: Как измерить состояние заряда)

При измерении напряжения холостого хода соблюдайте температуру хранения. Холодный аккумулятор немного снижает напряжение, а теплый его увеличивает.Использование OCV для оценки состояния заряда лучше всего работает, когда аккумулятор отдыхал в течение нескольких часов, потому что заряд или разряд приводит в движение аккумулятор и искажает напряжение.

Некоторые покупатели не принимают поставки новых батарей, если OCV при входящем контроле ниже 2,10 В на элемент. Низкое напряжение предполагает частичный заряд из-за длительного хранения или высокий саморазряд, вызванный коротким замыканием. Пользователи аккумуляторов обнаружили, что блоки с более низким напряжением, чем указано, имеют более высокую частоту отказов, чем блоки с более высоким напряжением.Хотя внутреннее обслуживание часто позволяет вывести такие батареи на полную мощность, время и необходимое оборудование увеличивают эксплуатационные расходы. (Обратите внимание, что порог приемлемости 2,10 В / элемент не применяется одинаково ко всем типам свинцово-кислотных кислот.)

Свинцово-кислотный свинцово-кислотный аккумулятор эффективно обеспечивает высокий заряд при правильной температуре и достаточном токе заряда. Исключение составляет зарядка при 40 ° C (104 ° F) и слабом токе, как показано на рис. 3 . Что касается высокой эффективности, свинцово-кислотная кислота разделяет это прекрасное свойство с литий-ионным, которое составляет около 99%.См. BU-409: Зарядка литий-ионных аккумуляторов и BU-808b: Почему литий-ионные аккумуляторы умирают?

Рис. 3. Эффективность заряда свинцово-кислотного аккумулятора ^[2]

Свинцово-кислотный аккумулятор обеспечивает высокую эффективность заряда при правильной температуре и достаточном токе заряда.

Аргумент по поводу быстрой зарядки

Производители рекомендуют заряд C-rate 0,3C, но свинцово-кислотный может заряжаться с более высокой скоростью до 80% состояния заряда (SoC), не создавая кислородного и водного истощения.Кислород образуется только при перезарядке аккумулятора. Трехступенчатое зарядное устройство CCCV предотвращает это, ограничивая напряжение заряда до 2,40 В / элемент (14,40 В для 6 элементов), а затем понижая до плавающего заряда около 2,30 В / элемент (13,8 В для 6 элементов) при полной зарядке. . Это напряжения ниже стадии газовыделения.

Испытания показывают, что свинцово-кислотная аккумуляторная батарея может заряжаться при температуре до 1,5 ° C до тех пор, пока ток снижается до полного заряда, когда аккумулятор достигает примерно 2,3 В / элемент (14.0В с 6 ячейками). Приемлемость заряда наиболее высока при низком уровне SoC и уменьшается по мере заполнения батареи. Состояние аккумулятора и температура также играют важную роль при быстрой зарядке. Убедитесь, что аккумулятор не «закипает» и не нагревается во время зарядки. Следите за аккумулятором при зарядке сверх рекомендованной производителем скорости C.

Полив

Полив — самый важный шаг в обслуживании свинцово-кислотных аккумуляторов с затоплением; требование, которым слишком часто пренебрегают.Частота полива зависит от использования, способа зарядки и рабочей температуры. Чрезмерная зарядка также приводит к расходу воды.

Новую батарею следует проверять каждые несколько недель, чтобы оценить потребность в поливе. Это гарантирует, что верхняя часть пластин никогда не будет открыта. Открытая плита получит необратимые повреждения из-за окисления, что приведет к снижению емкости и снижению производительности.

При низком уровне электролита немедленно залейте в аккумулятор дистиллированную или деионизированную воду.В некоторых регионах разрешается использовать водопроводную воду. Не доливайте до правильного уровня перед зарядкой, так как это может вызвать переполнение во время зарядки. После зарядки всегда доливайте до желаемого уровня. Никогда не добавляйте электролит, так как это может снизить удельный вес и вызвать коррозию. Системы полива устраняют низкий уровень электролита за счет автоматического добавления нужного количества воды.

Простые инструкции по зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов

• Выполняйте зарядку в хорошо вентилируемом помещении.Газообразный водород, образующийся во время зарядки, взрывоопасен. (См. BU-703: Проблемы со здоровьем при использовании аккумуляторов)
• Выберите подходящую программу зарядки для залитых, гелевых и AGM аккумуляторов. Проверьте рекомендуемые пороговые значения напряжения в технических характеристиках производителя.
• Заряжайте свинцово-кислотные батареи после каждого использования, чтобы предотвратить сульфатацию. Не храните при низком заряде.
• Пластины залитых аккумуляторов всегда должны быть полностью погружены в электролит. Заполните аккумулятор дистиллированной или деионизированной водой, чтобы покрыть пластины, если они разряжаются.Никогда не добавляйте электролит.
• Заполните уровень воды до назначенного уровня после зарядки . Переполнение при низком заряде аккумулятора может вызвать утечку кислоты во время зарядки.
• Образование пузырьков газа в заливной свинцово-кислотной среде указывает на то, что аккумулятор полностью заряжен. (Водород появляется на отрицательной пластине, а кислород — на положительной пластине).
• Понизьте напряжение плавающего заряда, если температура окружающей среды выше 29 ° C (85 ° F).
• Не допускайте замерзания свинцово-кислотной кислоты.Разряженный аккумулятор замерзает раньше, чем полностью заряженный. Никогда не заряжайте замерзший аккумулятор.
• Избегайте зарядки при температуре выше 49 ° C (120 ° F).

---

Ссылки

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

Процедура зарядки и зарядные устройства

1. Домашняя страница
2. Ресурсы
3. Статьи
4. Процедура зарядки и зарядные устройства

Батареи являются основным компонентом аварийной резервной системы или независимой электросети, поэтому точный мониторинг батареи помогает продлить срок ее службы.Здесь в игру вступает оборудование Amperis. Благодаря широкому спектру систем мониторинга и зарядки они обеспечивают оптимальное обслуживание и контроль аккумуляторов. Ниже приводится подробная информация об общей процедуре загрузки для всех типов погрузчиков:

• Сначала необходимо проверить уровни электролита во всех элементах. Если эти уровни ниже верха сепараторов, они должны быть заполнены дистиллированной или деионизированной водой до верха сепараторов.
• Если используется зарядное устройство постоянного тока или зарядное устройство для быстрой зарядки, перед зарядкой необходимо снять заглушки или коллекторы.С другой стороны, если используется зарядное устройство постоянного напряжения (интеллектуальное зарядное устройство), его не нужно снимать.
• При подключении зарядного устройства к аккумулятору необходимо ознакомиться с информацией о подходящих условиях зарядки в зависимости от зарядного устройства.
• Если аккумулятор начинает выделять газ или если температура аккумулятора превышает 50 ° C, нагрузку необходимо остановить, зарядное устройство должно быть отключено, газы должны быть удалены, уровни электролита во всех элементах должны быть проверены и заполнены, если необходимо.

Что касается типа зарядного устройства, следует иметь в виду, что существует множество типов зарядных устройств, из которых мы выделим:

• Умные зарядные устройства: Это новое поколение зарядных устройств, которые могут проверьте состояние батареи, чтобы выработать контролируемый заряд, который позволит зарядить батарею в кратчайшие сроки, не повреждая и не перезаряжая ее. Важно следовать инструкциям производителя, поскольку они могут привести к перезарядке разряженных аккумуляторов.
• Зарядные устройства постоянного тока: Зарядные устройства этого типа поддерживают постоянный заданный ток в течение всего периода зарядки независимо от напряжения аккумулятора.Важно отметить, что нецелесообразно заряжать батареи параллельно, и если они заряжаются последовательно, их следует снимать во время зарядки. Напряжение холостого хода аккумулятора необходимо измерить и зарядить в соответствии с рекомендуемой скоростью зарядки (примите во внимание, что для получения стабильного напряжения аккумулятор должен быть неактивным минимум 3 часа. Отрегулируйте рекомендуемую скорость, постепенно увеличивая или уменьшая время зарядки. Если аккумулятор заряжен чрезмерно, он теряет полезный срок службы и преимущества из-за необратимого сульфатации, поэтому, если аккумулятор заряжен, это может сократить срок его службы еще больше, полезный потенциал.
• Зарядные устройства постоянного напряжения: Эти зарядные устройства для аккумуляторов поддерживают заданное, фиксированное и постоянное напряжение во время зарядки, в то время как ток будет уменьшаться по мере увеличения уровня заряда аккумулятора. Эти зарядные устройства были разработаны для зарядки одной батареи за раз. Кроме того, они не смогут заряжать чрезмерно разряженную батарею.
• Зарядные устройства для быстрой зарядки: Зарядные устройства этого типа обеспечивают очень высокую начальную интенсивность заряда и в основном используются для легкой зарядки аккумулятора, разряженного для обслуживания.Интенсивность уменьшается по мере увеличения уровня заряда батареи (важно контролировать температуру, чтобы избежать перегрева батареи). Этот тип груза не рекомендуется, за исключением исключительных обстоятельств.

Для получения дополнительной информации о наших зарядных устройствах:

https://www.amperis.com/en/products/misc/battery-chargers/

Процесс зарядки — обзор

17.3 Влияние стратегий зарядки FR на распределительная сеть

В настоящее время как бортовые, так и внешние зарядные устройства для электромобилей обычно предназначены для питания батарей в соответствии с ограничениями, определенными системами управления батареями (BMS), без учета условий нагрузки сети.В этом сценарии процесс зарядки электромобилей, подключенных к сети, затем не координируется, и они выполняются асинхронно и с заданной фиксированной скоростью зарядки, определенной BMS (иногда также в соответствии с ограничениями, определяемыми пользователем).

В отсутствие решений интеллектуального учета это означает, что локальная концентрация нескольких запросов на зарядку может вызвать перегрузки и отключения электроэнергии, особенно для трансформаторов подстанций среднего / низкого напряжения (рисунок 17.1).

Легко понять, что основной контрмерой для предотвращения этих проблем может быть установка специальных интеллектуальных счетчиков, связывающихся с сетью, способных избежать запуска процесса зарядки электромобиля при подключении к сети, если базовая нагрузка сети близка к максимальная мощность, разрешенная сетью.Однако этой единственной контрмеры может быть недостаточно, чтобы гарантировать подходящую производительность системы, что приводит к плохому использованию возможностей сети.

Чтобы подчеркнуть проблему, представлен простой мелкомасштабный пример, в котором предполагается, что локальный узел сети с максимальной мощностью 50 кВт будет принимать шесть электромобилей, которые будут заряжаться в течение 4 часов с 13:00. до 17:00 Предполагается, что эти электромобили характеризуются профилями, приведенными в таблице 17.1, в которых указывается требуемая энергия (выбранная в соответствии с типичными значениями емкости батареи электромобиля), время прибытия в систему, когда электромобиль подключен к электросети, и ожидаемое время отправления от система.

Таблица 17.1. Профили шести электромобилей, используемых для мелкомасштабного анализа

	EV1	EV2	EV3	EV4	EV5	EV6
		Энергия Требуемая энергия (кВт · ч)	18	20	28	22
Время прибытия	13:00	14:30	13:30	15:00	14:00	13:15
Время отправления	17:00	16:30	15:00	16:00	17:00	16:00

EV, электромобиль.

Базовая нагрузка около 17 кВт предполагается путем согласованного масштабирования типичного дневного профиля нагрузки реального узла сети (Benini et al., 2011).

Анализ развития системы выполняется с использованием специальных инструментов на основе Matlab, способных моделировать процесс зарядки электромобиля, учитывая также типичные алгоритмы зарядки аккумулятора при постоянном токе и постоянном напряжении (CC / CV), используемые для литий-ионных аккумуляторов, обычно используемых в электромобилях. .

Во-первых, процессы зарядки шести электромобилей управляются с помощью подхода FR, в котором:

•

процесс зарядки каждого электромобиля начинается, когда он подключен, при условии, что сеть способна выделять мощность, требуемая аккумуляторной батареей транспортного средства, в противном случае запрос на зарядку отклоняется, чтобы избежать перегрузки сети.Таким образом, приоритет каждого EV определяется только в соответствии со временем его поступления в систему;

•

процесс зарядки каждого электромобиля выполняется в FR, что соответствует максимальной скорости зарядки, допустимой для аккумулятора транспортного средства (предполагается, что это 1С для полной зарядки аккумулятора примерно за 1 час).

Это не ограничивает общность анализа, который может быть явно расширен также на другие случаи, когда процесс зарядки начинается с фиксированной задержкой, программируемой пользователем, и даже за счет использования более высоких тарифов для сокращения времени зарядки.

Чтобы иметь количественное представление о результатах моделирования, вводится степень удовлетворенности (SD) для измерения степени удовлетворенности различных пользователей в конце процесса зарядки с точки зрения уровня заряда. Он рассчитывается (в%) как SD = ( E _S / E _R0 ) · 100, E _R0 — общая энергия, необходимая пользовательской батарее (в кВтч) перед запуском процесс зарядки, а E _S — общая энергия, выделенная электромобилю (в кВтч) в конце процесса.

В таблице 17.2 приведены результаты моделирования, относящиеся к SD пользователей. Похоже, что при использовании подхода FR два электромобиля почти полностью заряжены (SD> 90%), два электромобиля показывают умеренный заряд во время отъезда (SD> 50%), а оставшиеся два электромобиля оставляют систему практически разряженной. , с SD около 10%.

Таблица 17.2. Степень удовлетворенности пользователя (%)

9015 9015 92,3 электромобиль FR, фиксированная ставка; VR, с переменной ставкой.

Эти результаты приводят к средней степени удовлетворенности (MSD, рассчитанной как среднее значение SD для всех пользователей) в 53,4%.

Эта низкая производительность системы вызвана значительным недоиспользованием мощности сети из-за использования фиксированных тарифов.Это показано на Рисунке 17.2, который отображает тенденцию как нагрузки сети, так и МСД в течение временного окна, рассматриваемого в анализе. Из графика на Рисунке 17.2 (а) видно, что нагрузка сети часто ниже максимальной мощности, которая потенциально может быть поставлена ​​сетью. Это, очевидно, не хорошие новости, потому что это означает, что можно было бы достичь большего MSD, если бы процесс зарядки электромобиля управлялся в соответствии с более гибкой стратегией управления, способной адаптировать скорость зарядки каждой батареи к фактическим условиям нагрузки, чтобы полностью использовать возможности электросети.

Рисунок 17.2. Характеристики маломасштабной системы при использовании FR: (а) нагрузка на сеть; (б) MSD. MSD, средняя степень удовлетворенности; FR, фиксированная ставка.

Для дальнейшего анализа влияния использования стратегии FR также рассматривается более крупномасштабный сценарий путем моделирования эволюции 100 низковольтных узлов сети, в которой предполагается, что каждый трансформатор подстанции среднего / низкого напряжения может подавать 300 кВт на Электромобили (в соответствии с реальной ситуацией, когда трансформаторы СН / НН рассчитаны на максимальную мощность 500 кВт (Benini et al., 2011) при наличии базовой нагрузки 200 кВт). Моделирование проводится с учетом 8-часового периода времени и принятия гауссова распределения, показанного на рисунке 17.3, для электромобилей, присутствующих в системе.

Рисунок 17.3. Распределение электромобилей во времени, используемых для крупномасштабного анализа.

Результаты моделирования показаны на рис. 17.4, из которого видно, что в этом случае с помощью метода FR достигается среднеквадратичное отклонение 59,6%.

Рисунок 17.4. Степень удовлетворенности пользователей в масштабном анализе при использовании FR.SD, степень удовлетворенности; FR, фиксированная ставка; MSD, средняя степень удовлетворенности.

В следующем разделе будет обсуждаться, как реализовать стратегии интеллектуальной зарядки, которые повышают удовлетворенность пользователей за счет использования полной мощности сети.

Услуга зарядки аккумуляторов — поставщик специальных аккумуляторных батарей

Как поставщик аккумуляторных батарей и аккумуляторных блоков по индивидуальному заказу, Epec также предлагает своим клиентам услуги по зарядке на месте.У нас есть стандартное зарядное оборудование, и мы можем создавать индивидуальные программы для удовлетворения всех требований к зарядке.

Это дает Epec уникальную возможность поставлять нашим клиентам аккумуляторные батареи и пакеты, полностью заряженные в соответствии с их спецификациями, которые могут быть немедленно вставлены в конечный продукт.

---

Основные методы зарядки аккумулятора




Постоянное напряжение

Зарядное устройство постоянного напряжения — это в основном 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. Свинцово-кислотные элементы, используемые для автомобилей и систем резервного питания, обычно используют зарядные устройства постоянного напряжения. Кроме того, в литий-ионных элементах часто используются системы постоянного напряжения, хотя они обычно более сложные с добавленной схемой для защиты как батарей, так и безопасности пользователя.




Постоянный ток

Зарядные устройства постоянного тока изменяют напряжение, подаваемое на батарею, чтобы поддерживать постоянный ток, и отключаются, когда напряжение достигает уровня полной зарядки.Эта конструкция обычно используется для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных элементов или батарей.




Конический ток

Это зарядка 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 повреждения элементов 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 батарею импульсами. Скорость зарядки (на основе среднего тока) можно точно контролировать, изменяя ширину импульсов, обычно около одной секунды. Во время процесса зарядки короткие периоды отдыха 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. При необходимости можно также измерить напряжение холостого хода батареи во время периода покоя.




Burp Charging

Также называется Reflex или Зарядка с отрицательным импульсом Используется вместе с импульсной зарядкой, он применяет очень короткий разрядный импульс, обычно в 2–3 раза превышающий зарядный ток в течение 5 миллисекунд, во время периода покоя зарядки для деполяризации элемента.Эти импульсы вытесняют любые пузырьки газа, которые образовались 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 этого метода. Самое меньшее, что можно сказать, это то, что «не повреждает аккумулятор».




IUI Зарядка

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. Когда заданное напряжение достигнуто, 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 повышаться до нового более высокого предустановленного значения. Эта последняя фаза используется для выравнивания заряда отдельных ячеек в батарее, чтобы максимально продлить срок ее службы.




Капельный заряд

Капельная зарядка предназначена для компенсации саморазряда аккумулятора. Непрерывный заряд. Долговременная зарядка постоянным током для использования в режиме ожидания.Скорость зарядки зависит от частоты разрядки. 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 зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен.




Плавающий заряд

Аккумулятор и нагрузка постоянно подключены параллельно к источнику заряда постоянного тока и поддерживаются при постоянном напряжении 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 батареи, однако есть много приложений, в которых энергия для зарядки батареи доступна только или доставляется случайным, неконтролируемым образом. Это относится к автомобильным приложениям, где энергия зависит от частоты вращения двигателя, которая постоянно меняется. Проблема стоит более остро в приложениях EV и HEV, в которых используется рекуперативное торможение, поскольку при торможении возникают большие всплески 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.

Внутри аккумуляторной батареи | Техника

Дата: 2021-09-02

Механизм разгрузки

Разряд снимает электричество с аккумулятора. Электрохимические реакции происходят в первичных или перезаряжаемых батареях, и в результате этих реакций испускаются электроны.Мы объясним, как электричество генерируется в результате электрохимической реакции в батарее.

В аккумуляторной батарее есть положительный и отрицательный электроды. Отрицательный электрод излучает электроны в результате реакции окисления, вызванной связыванием с кислородом. С другой стороны, реакция восстановления происходит за счет поглощения электронов на положительном электроде. Другими словами, избыточные электроны, генерируемые на отрицательном электроде, перемещаются, чтобы компенсировать недостающие электроны за счет реакции восстановления, которая происходит на положительном электроде.

Окислительно-восстановительная реакция, происходящая на каждом электроде, различается в зависимости от материала электрода и раствора электролита. Эти химические реакции продолжаются до тех пор, пока не перестанет существовать необходимое для реакции вещество. Другими словами, аккумулятор может вырабатывать электричество до полной разрядки.

Механизм заряда

С другой стороны, зарядка отправляет электричество в аккумуляторные батареи для повторного использования. В полностью разряженной батарее вещества в батарее поддерживают химическое равновесие без каких-либо электрохимических реакций.Однако можно вернуться в состояние до разряда, вызвав химическую реакцию, которая извлекает электричество из положительного электрода и отдает электроны отрицательному электроду.

На положительном электроде происходит реакция окисления, а на отрицательном электроде за счет разряда — реакция восстановления. Электроны, посланные от внешнего источника питания, вызывают обратную электрохимическую реакцию в аккумуляторной батарее. С другой стороны, первичные батареи нельзя заряжать.Поскольку химическая реакция является необратимой или стоимость зарядки высока, даже если это обратимая реакция, она является одноразовой.

Химическая реакция и электрические характеристики во время заряда и разряда

Теперь мы представляем примеры химических реакций во время заряда / разряда и электрические характеристики различных аккумуляторов с точки зрения «электрохимии».

Сначала мы объясним химическую реакцию внутри аккумуляторной батареи на примере NiMH (никель-металлогидридная батарея).Соединение никелевой кислоты используется для положительного электрода, а сплав для хранения водорода используется для отрицательного электрода в NiMH. Во время зарядки молекулы воды образуются из гидроксид-ионов на положительном электроде. Молекулы воды разлагаются на атомы водорода и ионы гидроксида на отрицательном электроде, а атомы водорода хранятся в сплаве для хранения водорода. Формула химической реакции выглядит следующим образом (M означает сплав для хранения водорода).

Во время разряда ионы гидроксида генерируются молекулами воды на положительном электроде, и они перемещаются от положительного электрода к отрицательному электроду в электролите.Ионы гидроксида, перенесенные на отрицательный электрод, принимают ионы водорода из сплава для хранения водорода и возвращаются к молекулам воды. Формула химической реакции выглядит следующим образом.

Если эту реакцию записать в формуле электрохимического равновесия, она принимает следующий вид.

Эта вторая строка описывает стандартный электродный потенциал E ⁰ электрохимической реакцией. Электрические характеристики батареи можно описать стандартным электродным потенциалом, который теоретически может выдавать потенциал.

Электричество вырабатывается в результате химической реакции в батарее. А количество поставляемой электроэнергии зависит от типа аккумулятора. Так же, как атомы и молекулы обладают индивидуальностью, энергия генерируемых электронов также зависит от электрохимической реакции.

Теоретическая электродвижущая сила определяется разностью электрических потенциалов, генерируемых комбинацией материалов положительного и отрицательного электродов. Это стандартный электродный потенциал.Тогда энергия электронов, генерируемых на каждом полюсе, определяется потенциалом, измеренным с помощью SHE (стандартного водородного электрода). «vs. ОНА» означает «СТАНДАРТ ОНА».

Например, в случае литий-ионной аккумуляторной батареи, если вы используете литий-кобальтит (LiCoO ₂ ) для положительного электрода и углерод для отрицательного электрода для извлечения электронов из Li, разница электрического потенциала с SHE составляет +0,87 V для положительного электрода и -2,83 для отрицательного электрода.Стандартный потенциал электрода составляет 0,87 — (-2,83) = 3,7 В относительно SHE.

Аналогично, 1,32 В относительно SHE для никель-кадмиевых аккумуляторов и 1,55 В относительно SHE для NiMH аккумуляторов. Однако ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора и никель-металлгидридного аккумулятора составляет около 1,2 В, что немного ниже теоретических значений.

В случае свинцовых аккумуляторных батарей, которые часто используются в автомобильных батареях, диоксид свинца (PbO ₂ ) используется для положительного электрода и свинца (Pb) для отрицательного электрода.Тогда стандартный электродный потенциал положительного электрода стандарта SHE равен 1,70, а отрицательного электрода -0,35, это будет около 2,0 В относительно SHE. Это значение практически совпадает с номинальным значением электродвижущей силы свинцовой аккумуляторной батареи.

Стандартные электродные потенциалы каждой батареи приведены в таблице 1.

Ну а что нам улучшить электродвижущую силу? Для литий-ионных аккумуляторов потенциал, при котором Li испускает электроны, составляет примерно -3.0 В против SHE, так что почти достиг теоретического предела. Следовательно, нет другого выбора, кроме как поднять потенциал с положительной стороны. В качестве другого варианта мы рассматриваем одну батарею как единицу, называемую «ячейкой». Напряжение можно увеличить, подключив несколько ячеек последовательно. Например, в случае свинцовой аккумуляторной батареи одна ячейка имеет напряжение 2 В, поэтому в случае автомобильной батареи на 12 В. шесть элементов подключаются последовательно. То же самое и с портативным компьютером. Например, ЭДС реализуется подключением трех литий-ионных аккумуляторов последовательно в случае 10.Привод 8 В.

Наконец, я объясню эффект памяти. Эффект памяти вызывает падение напряжения аккумулятора в случае никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, если аккумулятор заряжается до полной разрядки. Это называется эффектом памяти, потому что он основан на эффектах предыдущей разрядной ситуации. При зарядке до полной разрядки напряжение, необходимое для работы, не может быть получено в случае оборудования, требующего высокого напряжения, такого как цифровая камера. Известно, что он восстанавливается после полной разрядки, но мы не уверены, почему существуют эффекты памяти.

С другой стороны, литий-ионные батареи не обладают эффектом памяти и подходят для многократного использования. Однако как для положительных, так и для отрицательных электродов происходит реакция интеркаляции, в которой Li + входит и выходит из зазора в материале структуры электрода. Это заставляет материал электрода слегка расширяться и сжиматься из-за заряда и разряда. Но он стабильнее других аккумуляторов.

	EV1	EV2	EV3	EV4	EV5	EV6
FR	63.0	10,6	90,8	7,2	98,2	50,7
VR	53,4	96,3	96,4	70,5