Зарядка аккумулятора
Contents in this article

Зарядка аккумулятора, правильный способ!

Батарея — это электрохимическое устройство, которое накапливает энергию в химически связанной структуре и высвобождает энергию в виде электронов, образующихся в результате химических реакций разряда батареи. Зарядка батареи обеспечивает электроны для восстановления химических связей, которые хранятся в активных материалах батареи. Это касается зарядки батарей всех типов, включая упомянутые в этом блоге: свинцово-кислотные, никель-металлгидридные, никель-кадмиевые и литий-ионные. В этом блоге мы обсудим оптимальные процедуры зарядки 12-вольтовых батарей.
Как правило, существует три основных типа зарядки:
— Постоянное напряжение (CV)
— Постоянный ток (CC)
— Постоянная мощность (конусная зарядка)

Все профили зарядки и все зарядное оборудование используют варианты, часто в комбинации, этих основных методов.
Скорость зарядки аккумулятора зависит от количества электронов, поступающих в аккумулятор в секунду (ток). Скорость электрического потока, как и скорость света, фиксирована, поэтому для увеличения скорости заряда необходимо увеличить плотность тока или количество ампер, протекающих в секунду. Если сила, толкающая электроны в AM, увеличивается, т.е. напряжение, то поток электронов увеличивается. Больше вольт = больше ампер.

Напряжение и внутреннее сопротивление различных типов батарей зависят от их химического состава, соответственно, напряжение зарядки будет разным. В этом блоге мы рассмотрим химию свинцово-кислотных, литий-ионных, никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов.

Начиная со свинцово-кислотных, мы можем описать химические реакции, которые накапливают и отдают электроны, описанные как «Теория двойного сульфата».

  • PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O……………………………………..eq. 1

В этой реакции электролит, разбавленная серная кислота, превращается в воду, поскольку она реагирует с положительными и отрицательными пластинами во время разряда. Отрицательная пластина окисляется, так как отдает электроны, образуя сульфат свинца, а положительная восстанавливается из оксида свинца в сульфат свинца, так как принимает электроны, превращая диоксид свинца в сульфат свинца. В течение этого времени выделение воды приводит к разбавлению кислотного электролита и уменьшению разности потенциалов между пластинами. Это приводит к снижению SG электролита и уменьшению напряжения батареи. При зарядке аккумулятора все происходит в обратном порядке. Таким образом, эти два параметра, напряжение батареи и SG электролита, являются измерениями состояния заряда свинцово-кислотной батареи.

Для зарядки 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи требуется напряжение выше, чем напряжение покоя батареи при полном заряде, которое обычно составляет от 12,60 до 12:84 для новой залитой батареи и от 12:84 до 13,08 для новой батареи VRLA. Существует четыре основных варианта свинцово-кислотных батарей: залитые плоские пластины, трубчатые залитые и VRLA-версии, которые бывают AGM (плоские пластины) и GEL (в основном трубчатые). Типы батарей, их применение и соответствующие методы зарядки приведены в таблице 1.

Тип батареи Обычный метод зарядки аккумулятора
Метод зарядки свинцово-кислотной батареи с плоскими пластинами залитого типа Конусная зарядка постоянным током
Конусная зарядка с постоянным током/постоянным напряжением
Конусная зарядка постоянным напряжением
Метод зарядки залитой водой трубчатой пластины свинцово-кислотной батареи Конусная зарядка постоянным током
Конусная зарядка с постоянным током/постоянным напряжением
Конусная зарядка постоянным напряжением
Метод зарядки свинцово-кислотной батареи VRLA (AGM SMF) Зарядка постоянным током / постоянным напряжением
Зарядка постоянным напряжением
Зарядка постоянным током / постоянным напряжением с импульсом
Метод зарядки свинцово-кислотной трубчато-гелевой VRLA батареи Зарядка постоянным током / постоянным напряжением
Зарядка постоянным напряжением
Зарядка постоянным током / постоянным напряжением с импульсом
Метод зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов Постоянный ток медленный с таймером без управления
Постоянный ток с отсечкой dT/dT
Постоянный ток с отсечкой -dV/dT
Метод зарядки литий-ионного аккумулятора Постоянный ток с конечным отключением тока
Постоянный ток с отключением напряжения
Постоянное напряжение с конечным отключением тока

Таблица 1 — различные типы батарей и соответствующие методы зарядки батарей различных типов химического состава

  • CC = постоянный ток
  • CV = постоянное напряжение
  • dT/dt = температурный наклон
  • -dV/dt — отрицательный наклон напряжения

Перечисленные методы зарядки описываются следующим образом:

  • Постоянный токовый заряд
    При таком типе зарядки напряжение повышается по мере завершения зарядки батареи. Ток ограничен значением, которое поддерживает напряжение и температуру батареи на низком уровне. Как правило, имеется таймер для отключения зарядного устройства, чтобы предотвратить чрезмерное газовыделение и потерю воды и уменьшить коррозию положительной сетки Рис. 1a. Этот метод зарядки не подходит для герметичных или малообслуживаемых залитых свинцово-кислотных батарей.
  • Постоянное напряжение, ограниченный по току конусный заряд
    При зарядке с ограничением напряжения проблема выделения газов сводится к минимуму или даже устраняется. На рис.1b мы видим, что напряжение достигает пика, обычно между 13,38 и 14,70 вольт для 12-вольтовой батареи. Очевидно, что ток быстро уменьшается после достижения максимального напряжения заряда. Этот тип зарядки обычно занимает много времени из-за низкого уровня тока на последнем этапе зарядки. Обычно он используется для ИБП или резервного питания, где существуют длительные периоды зарядки.
  • Конусный заряд
    Это простейшая форма зарядного устройства, обычно на основе трансформатора, которая дает постоянную выходную мощность, т.е. ватты. Ток падает при увеличении напряжения, что поддерживает постоянную потребляемую мощность аккумулятора. На рис.1c показана типичная кривая, где ток затухает по мере увеличения напряжения батареи. Обратная ЭДС также увеличивается с увеличением SOC состояния заряда, что означает, что ток упадет до очень низкого уровня, так как батарея не может потреблять больше энергии.
  • Этот тип зарядного устройства не подходит для свинцово-кислотных герметичных необслуживаемых батарей, так как количество вырабатываемого газа зависит от напряжения батареи. В этом случае напряжение зарядки может достигать 16 или 17 вольт, что вызовет серьезное выделение газа и откроет клапан сброса давления с последующей потерей воды.
Рис. 1 Профили зарядки аккумулятора
Рис. 1 Профили зарядки аккумулятора
Рис - 2 Импульсная зарядка аккумулятора с ограничением напряжения
Рис - 2 Импульсная зарядка аккумулятора с ограничением напряжения
  • Двухступенчатая зарядка с ограничением тока и напряжения
    Другой популярный профиль заряда показан на рис. 1d. При этом в объемной фазе напряжение повышается до тех пор, пока не достигнет напряжения газообразования. Затем ток снижается до низкого фиксированного уровня, чтобы уменьшить напряжение, которое постепенно повышается до уровня газообразования. Как правило, существует временная отсечка, связанная с начальным временем зарядки объемной фазы. Это позволяет установить фиксированный период газообразования и фиксированное потребление ампер-часов в зависимости от состояния заряда батареи
Рис. 3 Типичный алгоритм зарядки батареи для литий-ионного элемента
Рис. 3 Типичный алгоритм зарядки батареи для литий-ионного элемента
Рис. 4 Типичные кривые заряда для Ni-Cad (a) и NiMH (b) клетки
Рис. 4 Типичные кривые заряда для Ni-Cad (a) и NiMH (b) клетки
  • Ограниченная по напряжению объемная зарядка с выравнивающим импульсом постоянного тока.
    Рис. 2 показан распространенный метод импульсной зарядки. Это, как правило, выгодно пользователям батарей VRLA, которые имеют ограниченное время для полной зарядки батарей. В этом методе существует как фаза CC, так и фаза CV, на которой происходит основная часть заряда.
  • Импульс обычно представляет собой 10-20-секундный всплеск тока с ограничением напряжения, за которым следует пауза длительностью до пары минут. Поскольку напряжение отстает от тока, который имеет ограниченную продолжительность, оно не достигает пиковых уровней перед тем, как затухнуть. Таким образом, выделение газа ограничивается, а время паузы между импульсами тока позволяет газам рекомбинировать в воду, предотвращая высыхание.

До сих пор комментарии были направлены на свинцово-кислотные батареи. Зарядка литий-ионных, никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарей требует иных алгоритмов зарядки, чем зарядка свинцово-кислотных батарей. Начиная с литий-ионных батарей, сразу же следует отметить, что для разных литий-ионных катодов существуют разные напряжения зарядки. Литий-ионный -FePO4 работает при 3. 2 В на элемент, в то время как Li-Co — 4,3 В на элемент. Это означает, что вы не можете использовать одно и то же зарядное устройство для обеих батарей.

Однако общий принцип работы одинаков для всех типов литий-ионных батарей и существенно отличается от свинцово-кислотных. Поскольку во время процессов заряда и разряда не происходит химической реакции, передача происходит быстро с очень высокой скоростью, ограниченной мощностью зарядного устройства или BMS (системы управления аккумулятором). Обычно распространены скорости от 0,1С до 1С при постоянном токе с отсечкой напряжения. На рис. 3 показан типичный профиль зарядки литий-ионного элемента. Период зарядки также может быть завершен при достижении минимального тока около 2-3% от амперного значения 1С.

NiMH и NiCd также имеют разные схемы зарядки и очень разные реакции на зарядку, как по отношению к другим химическим веществам, так и по отношению друг к другу. На рис. 4 показана типичная схема зарядки для обоих Ni-Cad (a) и NiMH (b). Хотя оба варианта никелевых аккумуляторов имеют одинаковое напряжение покоя и рабочее напряжение, напряжение заряда может значительно отличаться. Зарядное устройство для обоих типов не может полагаться на напряжение в качестве механизма прекращения заряда. По этой причине в зарядных устройствах просто используется одно- или двухступенчатое зарядное устройство постоянного тока с завершением работы на основе времени, наклона напряжения и температурного изменения наклона. Изучение характеристик заряда показывает, что происходит повышение температуры и одновременное падение напряжения по мере того, как заряд достигает 100% завершения.

Эти характеристики используются для определения окончания заряда. Поскольку абсолютное напряжение изменяется в зависимости от температуры и является различным для обоих типов ячеек. Наступление отрицательного наклона напряжения (-dV/dt) или быстрое увеличение наклона температуры (dT/dt) — наиболее часто используемые характеристики. Если используется метод синхронизации, то ток должен быть очень низким, чтобы предотвратить перезарядку и потерю кислорода. В некоторых случаях, особенно при разбалансировке элементов или батарей, перед зарядкой по методу таймера лучше всего разрядить их до 0,9-1,0 вольт на элемент.

Как работает зарядное устройство?

Все зарядные устройства потребляют энергию от сети переменного тока (AC) и преобразуют ее в постоянный ток. В процессе будет наблюдаться некоторая пульсация переменного тока, которая должна быть не более 3%. Некоторые из представленных на рынке зарядных устройств имеют функции фильтрации пульсаций, которые в противном случае могут повредить батарею во время зарядки. В любом случае, лучше использовать трехфазное питание, так как однофазный ток имеет пульсацию 10 %.

Все зарядные устройства потребляют энергию от сети переменного тока (AC) и преобразуют ее в постоянный ток. В процессе будет наблюдаться некоторая пульсация переменного тока, которая должна быть не более 3%. Некоторые из представленных на рынке зарядных устройств имеют функции фильтрации пульсаций, которые в противном случае могут повредить батарею во время зарядки. В любом случае, лучше использовать трехфазное питание, так как однофазный ток имеет пульсацию 10 %.

Зарядное устройство с постоянным напряжением

Постоянное напряжение позволяет полному току зарядного устройства поступать в батарею, пока источник питания не достигнет заданного напряжения. При достижении этого уровня напряжения ток уменьшается до минимального значения. Батарею можно оставить подключенной к зарядному устройству до готовности к использованию, и она будет оставаться на этом «плавающем напряжении», заряжаясь струйно, чтобы компенсировать обычный саморазряд батареи.

Постоянное напряжение постоянный ток

Постоянное напряжение / постоянный ток (CVCC) — это комбинация двух вышеуказанных методов. Зарядное устройство ограничивает величину тока до заданного уровня, пока батарея не достигнет заданного уровня напряжения. Затем ток уменьшается по мере полной зарядки аккумулятора. В свинцово-кислотной батарее используется метод заряда постоянным током постоянного напряжения (CC/CV). Регулируемый ток повышает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения.

Различные типы зарядных устройств

Существующая технология зарядки аккумуляторов основана на использовании микропроцессоров (компьютерных чипов) для зарядки, используя 3 этапа регулируемой зарядки. Это «умные зарядные устройства». Они легко доступны. Три этапа зарядки свинцово-кислотной батареи — это основные токовые входы для преобразования, и плавающий заряд на непрерывном периоде. Необходимо периодически проводить уравнительную зарядку для поддержания однородности. Используйте рекомендации производителя батареи по процедуре и напряжению зарядки или качественное зарядное устройство с микропроцессорным управлением для поддержания емкости и срока службы батареи.
Интеллектуальные зарядные устройства» спроектированы с учетом современных технологий зарядки, а также получают информацию от батареи, чтобы обеспечить максимальную пользу от зарядки при минимальном наблюдении.

Для батарей VRLA — гелевых и AGM требуются разные настройки напряжения. Это необходимо для того, чтобы избежать газообразования и высыхания. Процесс рекомбинации кислорода в свинцово-кислотной батарее с вентильным регулированием (VRLA) требует более низкого напряжения, чтобы избежать выделения водорода и высыхания элемента.
Максимальное напряжение зарядки для гелевых батарей составляет 14,1 или 14,4 вольт, что ниже, чем требуется для полной зарядки батареи типа AGM VRLA. Превышение этого напряжения в гелевом аккумуляторе может привести к образованию пузырьков в гелевом электролите и необратимому повреждению.

Номинальный ток для зарядных устройств рекомендует рассчитывать зарядное устройство на максимальный ток в 25% от емкости батареи. На некоторых батареях указывается 10% емкости Безопаснее использовать меньший ток, хотя это занимает больше времени.

Метод заряда постоянным током — постоянным напряжением (CCCV) является хорошим вариантом. Постоянный ток увеличивает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, в этот момент ток падает из-за насыщения. Время зарядки составляет 12-16 часов и дольше (36 часов) для больших стационарных батарей. Свинцово-кислотный аккумулятор работает медленнее и не может заряжаться так быстро, как другие аккумуляторные системы. При использовании метода CCCV свинцово-кислотные батареи заряжаются в три этапа: [1] заряд постоянным током, [2] постоянным напряжением и [3] плавающий заряд по завершении заряда.

Заряд постоянным током обеспечивает основную часть заряда и занимает примерно половину требуемого времени заряда; заряд током долива продолжается при меньшем токе заряда и обеспечивает насыщение, а непрерывный плавающий заряд компенсирует потери, вызванные саморазрядом. Во время зарядки постоянным током батарея заряжается примерно на 70% за 5-8 часов; оставшиеся 30% заполняются постоянным напряжением, которого хватает еще на 7-10 часов. Плавающий заряд на третьем этапе поддерживает батарею в состоянии полного заряда.

Зарядка аккумулятора, можете ли вы перезарядить свой 12-вольтовый аккумулятор?

Во всех этих химикатах перезарядка может привести к повреждению или угрозе безопасности. В случае свинцово-кислотных батарей напряжение перезаряда ограничено, а избыточный ток рассеивается при распаде воды, выделении водорода и кислорода и выделении тепла. Увеличение тока не приведет к увеличению напряжения, оно увеличит скорость газовыделения и потери воды и вызовет повышение температуры. Некоторый перезаряд допустим, особенно когда требуется выравнивание элементов или батарей.

Для литий-ионных батарей перезаряд затруднен благодаря встроенной в батарею системе BMS. Это отключит подачу тока, как только будет достигнуто напряжение окончания или температура станет слишком высокой. Это необходимая мера предосторожности, поскольку литий-ионные элементы содержат летучий электролит, который будет выделяться при более высоких температурах. Именно пары электролита воспламеняются в литий-ионных батареях, поэтому перезаряд очень опасен. Аккумуляторы NiCad и NiMH не следует перезаряжать, так как они теряют кислород и, следовательно, электролит, даже если это герметичные версии.

Существует несколько показателей SOC батареи: напряжение покоя, измеренное на ее клеммах, удельный вес электролита (залитые открытые батареи) или значение импеданса. Они различны для каждого химического состава батареи, и по этой причине лучше всего рассматривать каждый тип отдельно:
1. Свинцово-кислотные.
Удельный вес.
Реакция пластин с серной кислотой при заряде и разряде определяет соотношение кислоты и воды в ячейке.

При заряде концентрация серной кислоты высока, при разряде — ниже (упр. 1). Поскольку плотность кислоты составляет 1,84, а плотность воды — 1, удельный вес, SG электролита увеличивается при зарядке и уменьшается при разрядке.
Реакция имеет зависимость первого порядка, что означает, что изменение концентрации линейно, поэтому измерение SG дает прямое указание на SOC батареи, рис. 2. 5.

Рис. 5 Изменение напряжения и SG в зависимости от SOC для свинцово-кислотной батареи 12 В
Рис. 5 Изменение напряжения и SG в зависимости от SOC для свинцово-кислотной батареи 12 В
Рис. 6 Метод правильного снятия показаний ареометра
Рис. 6 Метод правильного снятия показаний ареометра

Одно замечание: это не относится к случаям, когда зарядка аккумулятора продолжается и находится на стадии насыщения или предварительного газирования. Без перемешивания электролита более плотная кислота, образующаяся при заряде, будет опускаться, оставляя основную часть электролита более разбавленной до достижения напряжения 2,4 вольта на элемент. С этого момента газ, выделяющийся на пластинах, будет создавать перемешивающее действие для перемешивания кислоты.

Напряжение покоя: Это может быть показателем SOC и связано с удельным весом элемента следующим соотношением:

  • Напряжение покоя = SG + 0,84 …………………………………………………………..eq 2

В качестве примера, элемент на 2 В с удельным весом 1,230 будет иметь напряжение покоя 1,230 + 0,84 = 2,07 вольт.

Использование этой зависимости может дать достаточно точное представление о SOC батареи, однако различные батареи имеют различные рабочие диапазоны SG, поэтому состояние заряда VRLA SG может составлять 1,32 по сравнению с OPzS с верхним уровнем SG 1,28. Температура также влияет на SG и, следовательно, на напряжение ячейки. Влияние температуры на напряжение разомкнутой цепи приведено в таблице 2.

Другим фактором является то, что свежезаряженные батареи имеют высокую концентрацию кислоты рядом с пластинами из-за образования серной кислоты при заряде. Именно поэтому напряжение после зарядки остается высоким в течение некоторого времени, возможно, до 48 часов, прежде чем установится на постоянном значении. Если не произвести кратковременный разряд батареи, то перед снятием показаний напряжения она должна отдохнуть для выравнивания концентрации кислоты.

Инструменты, необходимые для измерения SOC
Они состоят из вольтметра постоянного тока или мультиметра для измерения напряжения и гидрометра для определения удельного веса.
Для залитых элементов, кроме теста на разряд, гидрометр является лучшим методом определения состояния заряда. Использование ареометра требует определенной практики и должно быть очень аккуратным. Процедура заключается в размещении батареи в подходящем месте, чтобы показания ареометра можно было снять на уровне глаз (рис. 6 выше).

Для герметичных батарей невозможно использовать ареометр, поэтому единственным вариантом является измерение напряжения покоя. Этот метод применим как к герметичным, так и к залитым свинцово-кислотным батареям.
Для этого мультиметр должен быть настроен на соответствующее максимальное напряжение, чтобы он мог считывать более 12 вольт, но при этом обеспечивал точность не менее 2 десятичных знаков. Используя уравнение. 2, напряжение может быть использовано после температурной корректировки для оценки SG и, следовательно, SOC батареи, при условии, что известны значения SG производителя для полностью заряженной батареи.

В обоих случаях использования напряжения или ареометра для измерения состояния заряда, SOC, необходимо применять температурную компенсацию. В таблице 2, предоставленной BCI, приведены соответствующие поправки для показаний гидрометра и вольтметра.

Таблица 2 Компенсация удельного веса электролита и показаний напряжения в зависимости от температуры

Температура электролита по Фаренгейту (°F) Температура электролита по Цельсию (°C) Добавьте или вычтите показания SG гидрометра Добавление или вычитание к показаниям цифрового вольтметра
160° 71.1° +.032 +.192 V
150° 65.6° +.028 +.168 V
140° 60.0° +.024 +.144 V
130° 54.4° +.020 +.120 V
120° 48.9° +.016 +.096 V
110° 43.3° +.012 +.072 V
100° 37.8° +.008 +.048 V
90° 32.2° +.004 +.024 V
80° 26.7° 0 0 V
70° 21.1° -.004 -.024 V
60° 15.6° -.008 -.048 V
50° 10° -.012 -.072 V
40° 4.4° -.016 -.096 V
30° -1.1° -.020 -.120 V
20° -6.7° -.024 -.144 V
10° -12.2° -.028 -.168 V
-17.6° -.032 -.192 V

2. Li-ion, NiMH и NiCd.
Для всех этих химикатов измерение SOC представляет серьезные трудности. Все они имеют очень плоскую кривую разряда с очень небольшой разницей напряжения между полностью заряженным и разряженным состоянием. Реакции заряда-разряда в NiCd и NiMH элементах не изменяют существенно SG электролита, и все литий-ионные химикаты работают с полностью герметичными элементами. Это делает статические или случайные выборочные проверки батареи, находящейся в эксплуатации, практически невозможными, особенно для непрофессионального пользователя. В настоящее время измерения состояния заряда (SOC) для этих химикатов основаны на динамических показаниях, снятых во время их работы.

Они могут быть основаны на подсчете ампер-часов, реакции напряжения на разрядный ток или даже на импульсах постоянного тока. Измерительное оборудование обычно встраивается в дорогие или сложные устройства, такие как электромобили или промышленные машины, где необходимо знать доступное время работы. В менее сложном оборудовании, таком как ручные электроинструменты, единственным признаком является то, что инструмент останавливается или работает менее быстро.

Существуют коммерчески доступные тестеры импедансного спектрометра, которые измеряют внутренний импеданс батареи, чтобы предсказать ее состояние заряда. Для прогнозирования SOC эти устройства используют алгоритм, основанный на тестировании сотен батарей в различном состоянии заряда и разного возраста. Результаты зависят от химического состава и возраста конкретной батареи. Чем больше тестов было проведено для создания алгоритма, тем точнее алгоритм.

Во время зарядки аккумулятора можно ли перезарядить аккумулятор?

Как бы вы ни решили измерить состояние заряда, существуют правила, применимые ко всем типам батарей. Они предназначены для предотвращения чрезмерного разряда батареи, который может привести к повреждению отдельных элементов, вызывая их обратный ход и даже отрицательное напряжение. Перезарядка менее однозначна, поскольку в случае со свинцово-кислотными иногда необходимо делать это для выравнивания элементов или отдельных батарей в банке. Однако чрезмерный перезаряд приводит к газовыделению с потерей воды и коррозии положительных пластин, что сокращает срок службы батареи.

Для батарей на основе никеля потеря воды является наиболее распространенной проблемой, приводящей к сокращению срока службы. В случае с литиевыми аккумуляторами перезаряд обычно невозможен благодаря встроенной системе BMS, которая автоматически отключает подачу тока при заданном напряжении. В некоторых конструкциях имеется встроенный предохранитель, который предотвращает перезаряд. Однако обычно это приводит к необратимому выходу батареи из строя.

Зарядка аккумулятора, перезарядка, как этого избежать?

Решение о подзарядке батареи зависит от обстоятельств использования и степени разряда. Как правило, для всех химикатов батарея не должна опускаться ниже 80% DOD, чтобы максимально продлить срок ее службы. Это означает, что конечное SOC батареи должно быть рассчитано от точки измерения до конца ее ежедневной эксплуатации. Если, например, SOC в начале работы составляет 40%, а к концу работы будет использовано 70% емкости, то батарею следует подзарядить, прежде чем продолжать работу.

Для принятия такого решения необходимо определить оставшуюся емкость или время работы батареи. Это не так просто, поскольку емкость батареи определяется скоростью разряда. Чем выше скорость разряда, тем меньше доступная емкость. Свинцово-кислотные батареи очень подвержены этому, как показано на рис.8.

Литий-ионные и никель-кадмиевые батареи действительно имеют снижение емкости при более высоких скоростях разряда, но оно не так выражено, как у свинцово-кислотных. Рис. 9 показано влияние 3 различных скоростей разряда на доступную емкость NiMH аккумулятора. В данном случае 0,2C (скорость 5 часов), 1C (скорость 1 час) и 2C (скорость 1/2 часа).

Во всех случаях профиль напряжения остается очень ровным, но на пониженном уровне до конца периода разряда, когда напряжение внезапно падает.

Рис 7. Влияние скорости разряда на конечное напряжение и емкость свинцово-кислотных аккумуляторов
Рис 7. Влияние скорости разряда на конечное напряжение и емкость свинцово-кислотных аккумуляторов
зарядка аккумулятора - рис. 8. Изменение времени работы и напряжения в зависимости от скорости разряда для NiMH аккумуляторов
Рис. 8. Изменение времени работы и напряжения в зависимости от скорости разряда для NiMH аккумуляторов

Зарядка батареи - расчет времени заряда и разряда батареи

Расчет времени зарядки и разрядки аккумулятора
Чтобы определить время разряда для любой батареи в определенном состоянии заряда, необходимо знать потребляемый ток и емкость батареи при определенной скорости разряда. Время работы можно приблизительно рассчитать, используя эмпирическое правило для каждого химического состава батареи.

Зная эффективную емкость при определенной скорости разряда, можно спрогнозировать время работы следующим образом:

Стандартная емкость батареи (ампер-часы) = C
Ток разряда (амперы) = D
Коэффициент разряда = D/C = N
Скорость разряда (амперы) = NC
Емкость при скорости разряда D (ампер-часов) = CN
Время разряда полностью заряженной батареи (часы) = CN /D
Используя оценку состояния заряда в процентах, можно рассчитать время работы:
Время работы = % заряда x CN /(100xD) = часы

Расчет времени заряда сложен, так как оно зависит от состояния заряда батареи, типа батареи, мощности зарядного устройства и типа зарядного устройства. Необходимо знать состояние заряда батареи, чтобы определить количество ампер-часов, которые необходимо вложить в батарею для ее подзарядки. Скорость, с которой это происходит, зависит от номинала зарядного устройства и способа зарядки. Очевидно, что литий-ионный аккумулятор может зарядиться за пару часов от полностью разряженного, если зарядное устройство имеет достаточную мощность.

Герметичная свинцово-кислотная батарея с ограничением мощности зарядного устройства будет работать гораздо дольше из-за ограничения напряжения и снижения тока в фазе газообразования. После определения состояния заряда можно рассчитать, сколько ампер-часов необходимо вернуть в батарею. Знание характеристик зарядного устройства поможет произвести расчет времени на основе скорости, с которой оно будет заряжаться, с учетом используемой схемы зарядки.

Еще одним фактором является температура окружающей среды (погодные условия), которая влияет на напряжение заряда и ток, потребляемый зарядным устройством. Более высокая температура снижает напряжение зарядки, но также увеличивает потребляемый ток. Для батарей с плавающим зарядом необходимо применять компенсацию напряжения с учетом температуры. Компания Microtex может дать рекомендации по корректировке, необходимой в тех случаях, когда температура значительно отличается от стандартных 25°C.

Последние слова о зарядке аккумулятора!

Правильная зарядка аккумулятора и знание состояния его заряда — дело непростое. Часто батареи приобретаются без консультаций или резервного обслуживания со стороны продавца. Вот почему важно покупать у авторитетного поставщика, который ставит удовлетворение потребностей клиентов на первое место. Для получения консультации по вопросам обслуживания или установки зарядки батареи лучше всего обратиться к профессиональному надежному поставщику.

Как всегда, компания Microtex, давний международный производитель батарей с безупречной репутацией удовлетворенности клиентов, всегда готова прийти на помощь. Они являются одной из немногих компаний, обладающих знаниями и продукцией для поставки и обслуживания батарей практически для всех промышленных и потребительских применений. Если зарядка вашего аккумулятора подводит, обратитесь к тем, кто этого не делает.
По всем вопросам, связанным с зарядкой аккумуляторов
свяжитесь с компанией Microtex.

Please share if you liked this article!

Did you like this article? Any errors? Can you help us improve this article & add some points we missed?

Please email us at webmaster @ microtexindia. com

On Key

Hand picked articles for you!

Зарядное устройство Microtex Neos

Зарядное устройство

Зарядное устройство — зарядка свинцово-кислотного аккумулятора Батарею можно определить как электрохимическое устройство, которое может преобразовывать химическую энергию активных материалов в электрическую. Если реакция, приводящая к

Аккумуляторное подземное горное оборудование Microtex

Аккумуляторы для горных локомотивов

Батареи Microtex для подземного горного оборудования с питанием от аккумуляторов В этом блоге мы рассмотрим требования к очень сложной подземной службе аккумуляторов для аккумуляторное подземное

Инверторная батарея для дома

Инверторная батарея для дома

Что такое инверторная батарея для дома? Инверторные батареи для дома могут быть любыми перезаряжаемыми, вторичными или аккумуляторными батареями (электрохимическими источниками энергии), такими как свинцово-кислотные, никель-кадмиевые

Калькулятор емкости аккумулятора

Калькулятор емкости аккумулятора

Калькулятор емкости батареи для свинцово-кислотных аккумуляторов Калькулятор емкости батареи помогает рассчитать необходимую емкость Ah для конкретного применения. Рассмотрим пример инверторной батареи Почему это необходимо? В

Присоединяйтесь к нашей рассылке!

Присоединяйтесь к нашему списку рассылки из 8890 удивительных людей, которые будут в курсе наших последних обновлений в области аккумуляторных технологий

Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности здесь — мы обещаем, что не будем передавать ваш e-mail никому и не будем спамить вас. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Want to become a channel partner?

Leave your details & our Manjunath will get back to you

Want to become a channel partner?

Leave your details here & our Sales Team will get back to you immediately!

Do you want a quick quotation for your battery?

Please share your email or mobile to reach you.

We promise to give you the price in a few minutes

(during IST working hours).

You can also speak with our Head of Sales, Vidhyadharan on +91 990 2030 976