Содержание
Как правильно заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы
02.02.2020
Герметизированные тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes серии 6DZM предназначены для использования в лёгком электротранспорте. Свинцово-кислотные аккумуляторы устанавливаются почти во всех моделях электроскутеров и электроквадроциклов, некоторых моделях электровелосипедов и электросамокатов. Это неприхотливый и надёжный источник постоянного тока, не требующий какого-либо обслуживания на протяжении всего срока службы, который к тому же, стоит дешевле литий ионных аккумуляторов аналогичной ёмкости.
Обычно, тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes, при правильной эксплуатации, служат от 3-х до 4-х лет. В условиях постоянных полных разрядов, срок службы может сократиться до 2 лет. При эксплуатации с небольшим уровнем разряда, аккумуляторы могут работать до 5 – 7 лет. Соблюдая несложные правила, можно максимально увеличить ресурс тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов.
В начале эксплуатации, определите максимальное расчётное время заряда своей свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, разделив ёмкость батареи в ампер часах на силу тока зарядного устройства в амперах. Например, полностью разряженная (до 10.5v) аккумуляторная батарея 24v14Ah при температуре + 25 градусов Цельсия будет заряжаться зарядным устройством с силой тока 1.8А примерно 7.8 часа. (7 час. 50 мин. + / — 30 минут).
Свинцово — кислотные аккумуляторы – химический источник тока. При подаче тока от зарядного устройства, в аккумуляторе происходят одни химические реакции, при разряде аккумулятора – другие. Подробнее об этом можно прочесть здесь. На скорость протекания химических реакций влияет температура электролита. Оптимальная температура электролита +25 градусов Цельсия. Именно для этой температуры указана номинальная ёмкость аккумуляторов. При повышении температуры электролита, – их ёмкость увеличивается, при понижении – уменьшается.
Если температура аккумуляторов ниже рекомендуемой для зарядки (18 – 25 градусов Цельсия), то время их зарядки увеличится пропорционально снижению температуры.
При температуре ниже +10 градусов Цельсия, эффективность зарядки сильно снижается. При отрицательных температурах электролита, полноценно зарядить свинцово-кислотный аккумулятор, — практически невозможно. Поэтому, перед зарядкой, аккумуляторы рекомендуется прогреть, поместив в помещение с комнатной температурой воздуха на несколько часов.
10 правил правильной зарядки и продления ресурса тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов от Вольта байкс
1. Заряжайте аккумуляторную батарею сразу после каждого использования, даже если уровень разряда незначительный.
Комментарий (в дальнейшем — К): Это самое важное правило для увеличения ресурса свинцово-кислотных аккумуляторов, так как сульфатация пластин аккумулятора, начинается при напряжении ниже 12.6v. Постоянно поддерживая напряжение выше 12.6v, количество циклов заряд-разряд тяговых аккумуляторов Volta bikes, может превысить 1000 и практически сравняться с большинством литий ионных аккумуляторов.
Расстояние пробега при этом, естественно, уменьшится по сравнению с полным разрядом аккумуляторов.
Вывод: использование аккумуляторов большей ёмкости, чем требуется, положительно влияет на их ресурс.
2. Не превышайте максимально допустимый ток заряда 20% от ёмкости свинцово-кислотных аккумуляторов типа AGM.
К. Оптимальный ток заряда — 10% от ёмкости аккумулятора. Это значит, что свинцово-кислотную батарею ёмкостью от 12 до 20Ah, лучше всего заряжать автоматическим зарядным устройством Volta bikes с требуемым номинальным напряжением (24 – 72v в зависимости от напряжения батареи) и током 1.6 — 1.8A. Чем больше сила тока при заряде, — тем больше нагрев аккумулятора и испарение воды из электролита. Восполнить испарившуюся воду из электролита в герметизированных аккумуляторах, в зависимости от их конструкции — сложно, либо вообще невозможно.
Вывод: не стремитесь заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы быстро.
3. Не разряжайте каждый 12-и вольтовый аккумулятор, входящий в состав аккумуляторной батареи до напряжения ниже 10.5v
К. Для батареи на 24v, напряжение не должно быть ниже 21v; для батареи на 36v – не ниже 31.5v; для батареи на 48v – не ниже 42v. При напряжении ниже 10.5v, 12-и вольтовый аккумулятор начинает само-разрушаться!
Вывод: чем быстрее вы поставите на зарядку полностью разряженный аккумулятор – тем лучше.
4. Если автоматическое зарядное устройство не отключилось (продолжает гореть красный светодиод), после работы в течении времени, превышающего на 1 — 2 часа расчётное время, достаточное для полной зарядки вашей батареи (см. начало статьи), то его необходимо отключить от сети, так как аккумуляторная батарея уже заряжена.
К.Причиной продолжения зарядки в этом случае, скорее всего, является то, что аккумуляторная батарея по каким-то причинам не может набрать максимального напряжения, на которое запрограммировано зарядное устройство, и потому оно не отключается автоматически.
Если не отключить зарядное устройство в этом случае от сети, то аккумуляторная батарея, в зависимости от времени перезаряда, может перегреться и деформироваться (вздуться), вплоть до полного выхода из строя!
В подобных случаях, правильней всего, контролировать уровень заряда -вольтметром. Проверять напряжение аккумулятора следует не менее, чем через пол часа после окончания зарядки, так как во время зарядки и сразу после её окончания, из-за нагрева и остаточных химических реакций, напряжение аккумулятора будет выше реального. У новых, полностью заряженных тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов AGM Volta bikes, напряжение находится в пределах 13.3v – 13.7v. В процессе эксплуатации, с годами, максимальное напряжение заряженных аккумуляторов будет понемногу снижаться.
Напряжение 13.3 – 13.7v у тяговых аккумуляторов — немного ниже, чем напряжение заряженных стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом, у которых оно достигает 14.2 — 14.5v. Фактически, автоматические зарядные устройства Volta bikes, для тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов, немного недозаряжают их — для того, чтобы вода из электролита не испарялась через клапан газообмена и АКБ прослужила расчётный срок.
Вывод: не допускайте перезаряд аккумуляторов, потому что это приводит к уменьшению их срока службы.
Определить, что аккумулятор полностью заряжен и начался перезаряд, можно и без приборов, — по температуре корпуса аккумулятора. В процессе заряда при комнатной температуре, корпус аккумулятора нагревается не более чем до 30 – 35 градусов Цельсия (зависит от мощности зарядного устройства). Если температура корпуса аккумулятора выше температуры человеческого тела, — уже идёт перезаряд аккумулятора и зарядное устройство нужно отключить.
Из этого следует правило:
5. Не оставляйте автоматическое зарядное устройство в процессе заряда без присмотра.
К. Всегда необходимо принимать разумные меры противопожарной безопасности при использовании любых электроприборов. Несмотря на то, что нам неизвестны случаи самовоспламенения свинцово-кислотных аккумуляторов и зарядных устройств Вольта байкс, лучше, если аккумуляторная батарея и зарядное устройство при зарядке будут находиться на негорючем основании (например, полу из керамической плитки) и вдали от отопительных приборов.
Зарядка должна проводиться в проветриваемом помещении.
6. Не оставляйте летом аккумуляторы под прямыми лучами Солнца.
К. Свинцово-кислотные аккумуляторы эффективнее работают при повышении температуры, потому что скорость протекания химических реакций в этом случае увеличивается, но от этого быстрее всего стареют!
Из этого следует правило:
7. В зимний период храните свинцово-кислотные батареи в сухом, прохладном и даже холодном месте.
К.Электролит в полностью заряженных аккумуляторах не замерзает до — 60 градусов Цельсия; наполовину заряженных до –30 градусов Цельсия; в полностью разряженных до -7 градусов Цельсия. После нахождения на морозе зимой, работоспособность аккумуляторов полностью восстанавливается после прогрева до комнатной температуры.
Вывод:
8. Не реже, чем раз в 3-4 месяца, подзаряжайте свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении.
К. Любой аккумулятор понемногу разряжается при хранении. Периодическая подзарядка предотвратит сульфатацию пластин и сокращение ресурса аккумуляторов.
9. Раз в три — четыре месяца полезно (но необязательно) балансировать аккумуляторы в составе аккумуляторной батареи, выравнивая напряжения в них до одинакового уровня при помощи подзарядки тех аккумуляторов, напряжение которых ниже, или разряда тех аккумуляторов, напряжение которых выше.
К. Батарея в этом случае будет работать эффективнее, потому что её напряжение – это среднее напряжение от суммы напряжений аккумуляторов, входящих в её состав. Если даже один из аккумуляторов имеет более низкое напряжение, общее напряжение батареи будет ниже, чем могло бы быть, если бы все аккумуляторы были заряжены максимально. А при заряде разбалансированной батареи, аккумуляторы с более высоким напряжением, склонны к небольшому перезаряду, что тоже отрицательно влияет на их срок службы.
Зарядку отдельных аккумуляторов с целью балансировки батареи, следует выполнять зарядным устройством для 12-и вольтовых аккумуляторов, с током, не превышающим 20% ёмкости аккумулятора. Разрядку отдельных аккумуляторов, можно производить автомобильными лампами накаливания c напряжением 12v и мощностью от 5 до 55 ватт (в зависимости от ёмкости аккумуляторов. Для аккумуляторов на 12-14Ah, можно использовать лампу на 5 — 21 ватт; для аккумуляторов 40 – 100 Ah можно использовать лампу на 50/55 ватт)
10. Для аккумуляторов вреден как перезаряд, так и недозаряд. Если регулярно недозаряжать аккумуляторы, отключая зарядное устройство до окончания зарядки, то их ёмкость уменьшится, так как возникнет эффект памяти. Для того, чтобы этого не происходило, периодически, раз в два-три месяца, рекомендуем полностью разряжать аккумуляторы, но не опуская напряжение ниже 10.5 вольт в пересчете на каждый аккумулятор и сразу после этого полностью заряжать.
Allyur, ТМ Вольта байкс
Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов: как их заряжать
Узнайте, какие действия нужны для правильной зарядки любых аккумуляторов свинцово-кислотного типа.
Мы используем научные доказательства и проверенные источники (такие, как Battery University) для исключения ошибок и разночтений. Эта статья посвящена свинцово-кислотному типу батарей любого назначения (не только для автомобилей).
Узнайте, почему батареи LiFePO4 для ИБП лучше свинцово-кислотных аккумуляторов
Особенности зарядки свинцово-кислотной батареи
Аккумуляторная батарея заряжается, когда к ней приложен потенциал, превышающий её напряжение.
Правильная зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов (автомобильных пусковых, тяговых, резервных источников бесперебойного питания и прочих назначений) предусматривает три ключевых особенности.
- 1. Заряжается до 2,40 Вольт на элемент. После возможно применение дозарядки.
- 2. Плавающий* заряд ~2,25 Вольт на элемент компенсирует саморазряд. Полезен.
- 3. Избыточный заряд вреден. Он вызывает коррозию и преждевременный износ.
- 4. Температура заряда и разряда от -20°C до +50°C. Заряжать ниже 0°С следует током не выше 0,3C.
* — Плавающий заряд — принцип поддержания батареи в полностью заряженном состоянии подачей установленного постоянного напряжения с целью компенсации электрохимических потерь [«Батарейки и аккумуляторы», НИЦ «Наука и Техника» Выпуск 1, автор В.С. Лаврус].
Есть и ещё одна особенность, которую следует знать (источник «Химические источники тока». М.: Энергоиздат, 1981. 360с.). При перенапряжениях свинцово-кислотные аккумуляторы выделяют водород. При напряжениях близко к полному заряду выделяют кислород.
Задача зарядного устройства подать фиксированное и высокое напряжение на элемент, чтобы создать условия для зарядки электродов. Но оно должно быть не слишком высоким, чтобы избежать выделения газа.
Если всё выполняется правильно, то напряжение элемента будет возрастать, пока не станет равным напряжению заряжающего источника.
Как правильно и по науке зарядить свинцово-кислотную батарею (этапы)
Есть три ключевых этапа, которые объясняют как зарядить кислотно-свинцовый аккумулятор правильно и без неприятных последствий. На схеме указаны значения для одного элемента.
1 этап. Зарядка.
Используется постоянное значение тока заряда в течение ~4 часов с повышением напряжения на ячейке до 2,4 В.
2 этап. Дозарядка.
Ток уменьшается при достижении предела напряжения на ячейке. Обязательная зарядка продолжается ~8 часов.
3 этап. Плавающий заряд.
В течение 10 часов напряжение должно снизиться до ~2,25 В для поддерживающего плавающего заряда с незначительным повышением тока.
Частые вопросы по зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов
1. Вопрос: что больше всего портит аккумулятор в эксплуатации?
Ответ: неправильное хранение с частичным зарядом — заряжайте полностью.
2. Вопрос: частичный заряд действительно вреден для свинцово-кислотных батарей?
Ответ: да, старайтесь держать полностью заряженными.
3. Вопрос: должен ли я полностью разряжать батарею перед зарядкой?
Ответ: нет, глубокий разряд вреден данному типу.
4. Вопрос: аккумулятор слегка нагревается — это нормально?
Ответ: свинцово-кислотные батареи немного повышают свою температуру, это нормально.
5. Вопрос: можно ли заряжать такие аккумуляторы в мороз?
Ответ: да, но медленной зарядкой при токе 0.1C (максимум 0.3C) при температуре не холоднее -20°C.
6. Вопрос: можно ли заряжать в сильную жару?
Ответ: не рекомендуется превышать 2,25 В
7. Вопрос: как мне подготовить аккумулятор к долгому хранению?
Ответ: храните в полностью заряженном состоянии с периодической дозарядкой каждые 6 месяцев или при падении напряжения до 2,05 В на ячейку (иначе пластинам грозит сульфатация).
8. Вопрос: как мне продлить срок службы свинцово-кислотного аккумулятора?
Ответ: помимо указанных выше правил периодически раз в 6 месяцев выполняйте 14-часовую зарядку для профилактики сульфатации на пластинах; всегда заряжайте после использования и не оставляйте разряженными.
***
Теперь вы знаете обо всех базовых особенностях и правилах, как заряжать свинцово-кислотный аккумулятор правильно и без неприятных последствий, как продлить срок службы, хранить и эксплуатировать.
Ещё правила
Мы рекомендуем также присмотреться к новому типу аккумуляторов особой надёжности (10 лет службы) — литий-железо-фосфатным (LiFePO4). Это лучшая на рынке замена свинцово-кислотным батареям, так как служат дольше и предлагают массу преимуществ, о которых можно узнать в нашей отдельной заметке.
Узнайте, почему батареи LiFePO4 для ИБП лучше свинцово-кислотных аккумуляторов.
Мы читаем все комментарии. Укажите ваши вопросы, предложения или замечания. Или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Полное руководство по зарядке свинцово-кислотного аккумулятора
Надежная работа и длительный срок службы вашей герметичной свинцово-кислотной батареи зависят от правильной зарядки батареи. Соблюдение неправильных процедур зарядки или использование неподходящего зарядного оборудования может привести к сокращению срока службы батареи и/или снижению ее производительности. Выбор подходящего зарядного устройства для аккумуляторов SLA и методов, используемых для его зарядки, так же важен, как и выбор правильного аккумулятора для приложения.
Power Sonic рекомендует выбирать зарядное устройство, соответствующее химическому составу вашей батареи.
Это означает, что мы рекомендуем использовать герметичные зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов, такие как зарядные устройства SLA серии A-C от Power Sonic, при зарядке герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов.
МЕТОДЫ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ
Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы можно заряжать с использованием любого из следующих методов зарядки:
- Постоянное напряжение
- Постоянный ток
- Конический ток
- Двухступенчатое постоянное напряжение
Чтобы получить максимальный срок службы и емкость батареи, а также приемлемое время перезарядки и экономичность, лучше всего использовать зарядку с постоянным напряжением и током.
Для зарядки герметичной свинцово-кислотной батареи на клеммы батареи подается постоянное напряжение от 2,30 В на элемент (плавающее) до 2,45 В на элемент (быстрое). В зависимости от состояния заряда (SoC) ячейка может временно быть ниже приложенного напряжения после разрядки.
Однако через некоторое время он должен выровняться.
Во время зарядки сульфат свинца положительной пластины превращается в диоксид свинца. Когда батарея достигает полного заряда, положительная пластина начинает выделять диоксид, вызывая внезапное повышение напряжения из-за уменьшения внутреннего сопротивления. Таким образом, заряд постоянным напряжением позволяет обнаруживать это увеличение напряжения и, таким образом, контролировать величину текущего заряда.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Во время зарядки постоянным напряжением или ступенчатой зарядкой допустимый ток батареи снижается по мере увеличения напряжения и уровня заряда. Аккумулятор полностью заряжен, когда ток стабилизируется на низком уровне в течение нескольких часов. Есть два критерия для определения того, когда батарея полностью заряжена: (1) конечный уровень тока и (2) пиковое зарядное напряжение во время протекания этого тока.
МЕТОДЫ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Выбор подходящего метода зарядки для вашей герметичной свинцово-кислотной батареи зависит от предполагаемого использования (циклический или плавающий режим), экономических соображений, времени перезарядки, предполагаемой частоты и глубины разрядки (DoD) и ожидаемого срока службы. . Целью любого метода зарядки является контроль зарядного тока в конце заряда.
ЗАРЯДКА ПОСТОЯННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
Зарядка постоянным напряжением является наилучшим методом зарядки герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. В зависимости от применения аккумуляторы могут заряжаться непрерывно или периодически. В приложениях, где для работы требуется резервное питание, например, система безопасности или источник бесперебойного питания (ИБП), когда питание переменного тока было прервано, рекомендуется непрерывная подзарядка.
Непостоянная циклическая зарядка используется в основном для портативного оборудования, для которого уместна периодическая зарядка, например, для электрических инвалидных колясок и передвижных медицинских тележек.
Метод зарядки постоянным напряжением подает на батарею постоянное напряжение и ограничивает начальный зарядный ток. Необходимо установить напряжение заряда в соответствии с заданными зарядными и температурными характеристиками. Неточные настройки напряжения могут привести как к перезарядке, так и к недостаточной зарядке. Этот метод зарядки можно использовать как для циклических, так и для резервных приложений.
ЗАРЯДКА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
Зарядка постоянным током подходит для приложений, где известны разрядные ампер-часы предыдущего разрядного цикла. Время заряда и количество заряда можно легко рассчитать, однако для получения высокоточного постоянного тока необходима дорогостоящая схема.
Мониторинг зарядного напряжения или ограничение времени заряда необходимы, чтобы избежать чрезмерного перезаряда батареи.
Хотя этот метод зарядки очень эффективен для восстановления емкости батареи SLA, которая хранилась в течение длительного периода времени, или для периодической перезарядки для выравнивания емкости элементов, ему не хватает определенных свойств, необходимых в современной электронной среде.
ЗАРЯДКА УСИЛЕННЫМ ТОКОМ
Метод зарядки током узким током не рекомендуется, так как он несколько вреден для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов и может сократить срок службы. Тем не менее, из-за простоты схемы и низкой стоимости зарядка током постепенного действия широко используется для зарядки нескольких номеров и/или для циклической зарядки.
При использовании зарядного устройства с током постоянного тока время зарядки должно быть ограничено или должна быть предусмотрена схема отключения зарядки для предотвращения перезарядки.
В цепи зарядки с током постепенного уменьшения ток уменьшается пропорционально повышению напряжения.
При проектировании конусного зарядного устройства всегда учитывайте колебания напряжения питания. В этом случае падение внутреннего сопротивления преобразуется в тепло. Тепло, выделяемое контуром, должно быть измерено, и, если требуется, в конструкцию должен быть встроен теплоотвод.
ПЕРЕЗАРЯДКА СВИНЦОВО-КИСЛОТНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
В результате слишком высокого зарядного напряжения в батарею будет поступать чрезмерный ток после полного заряда, вызывая разложение воды в электролите и преждевременное старение.
При высоких скоростях перезарядки аккумулятор постепенно нагревается. По мере того, как он нагревается, он будет принимать больше тока, нагреваясь еще больше. Это называется тепловым разгоном, и он может вывести батарею из строя всего за несколько часов.
НЕДОЗАРЯДКА СВИНЦОВО-КИСЛОТНОГО АККУМУЛЯТОРА
При слишком низком зарядном напряжении подача тока практически прекратится до того, как батарея будет полностью заряжена.
Это позволяет части сульфата свинца оставаться на электродах, что в конечном итоге снижает емкость аккумулятора.
Аккумуляторы, которые хранятся в разряженном состоянии или оставлены на полке слишком долго, могут сначала показаться «разомкнутыми» или потреблять гораздо меньший ток, чем обычно. Это вызвано явлением, называемым «сульфатированием». В этом случае оставьте зарядное устройство подключенным к аккумулятору. Обычно батарея начинает принимать увеличивающееся количество тока, пока не будет достигнут нормальный уровень тока. Если нет реакции даже на зарядное напряжение выше рекомендуемого уровня, возможно, батарея находилась в разряженном состоянии слишком долго, чтобы восстановиться, и в этом случае потребуется замена батареи SLA.
ЦИКЛ ЗАРЯДКИ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Циклические (или циклические) применения обычно требуют подзарядки за относительно короткое время. Однако начальный зарядный ток не должен превышать 0,30 x C ампер. Точно так же, как напряжение батареи падает во время разряда, оно медленно растет во время зарядки.
Полный заряд определяется напряжением и втекающим током. Когда при зарядном напряжении 2,45 ± 0,05 В/элемент ток, принимаемый батареей, падает ниже 0,01 x C ампер (1% от номинальной емкости), батарея полностью заряжена и зарядное устройство следует отключить или переключить на плавающее напряжение от 2,25 до 2,30 вольт/элемент. Нельзя допускать повышения напряжения выше 2,45 ± 0,05 В/элемент.
ЗАРЯДКА СВИНЦОВО-КИСЛОТНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
При использовании в режиме ожидания обычно не требуется, чтобы аккумулятор заряжался так быстро или так часто, как в циклическом режиме. Однако батарею необходимо держать постоянно заряженной, чтобы компенсировать энергию, затрачиваемую из-за внутренних потерь и износа самой батареи. Хотя эти потери в свинцово-кислотных батареях Power Sonic очень малы, их необходимо заменять со скоростью саморазряда батареи; в то же время нельзя давать аккумулятору больше этих потерь, иначе он будет перезаряжен. Для этого используется метод зарядки постоянным напряжением, называемый резервной или плавающей зарядкой.
Рекомендуемое постоянное напряжение холостого хода составляет 2,25–2,30 В на элемент. Поддержание этого плавающего напряжения позволит батарее определять собственный уровень тока и оставаться полностью заряженной без необходимости отсоединения зарядного устройства от батареи. Капельный ток для полностью заряженной батареи с рекомендуемым зарядным напряжением обычно колеблется в районе 0,001C (например, 7 мА для батареи емкостью 7 Ач). Как и в случае с циклическими зарядными устройствами, необходимо следить за тем, чтобы начальный зарядный ток не превышал 0,30 x C ампер.
ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ ЗАРЯДКА ПОСТОЯННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
В этом методе используются два устройства постоянного напряжения. На начальном этапе заряда используется настройка высокого напряжения. Когда зарядка почти завершена и зарядное напряжение возросло до заданного значения (при уменьшении зарядного тока), зарядное устройство переключает напряжение на более низкое значение. Этот метод обеспечивает быструю зарядку в циклическом или плавающем режимах без возможности перезарядки даже после длительных периодов зарядки.
ЗАРЯДКА 2 ИЛИ БОЛЕЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Свинцово-кислотные аккумуляторы представляют собой цепочки из 2-вольтовых элементов, соединенных последовательно, обычно 2, 3, 4 или 6 элементов на аккумулятор. Цепи свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением до 48 вольт и выше можно безопасно и эффективно заряжать последовательно. Однако по мере увеличения количества последовательно соединенных батарей увеличивается вероятность незначительной разницы в емкости. Эти различия могут быть связаны с возрастом, историей хранения, колебаниями температуры или неправильным использованием.
Полностью заряженные батареи никогда не следует смешивать с разряженными батареями при последовательной зарядке батарей. Разряженные аккумуляторы следует зарядить перед подключением.
Когда одно зарядное устройство постоянного напряжения подключено ко всей цепочке высокого напряжения, одинаковый ток протекает через все элементы в цепочке.
В зависимости от характеристик отдельных батарей, некоторые из них могут быть перезаряжены, в то время как другие остаются в слегка недозаряженном состоянии.
Чтобы свести к минимуму влияние индивидуальных различий в батареях, используйте батареи одного возраста, производителя, ампер-часа и истории и, если возможно, заряжайте в цепочках напряжением не более 24 или 48 вольт.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРОВ
Свинцово-кислотные аккумуляторы можно использовать параллельно с одним или несколькими аккумуляторами одинакового напряжения. При параллельном соединении аккумуляторов ток от зарядного устройства будет делиться между аккумуляторами почти поровну. Специального подбора батарей не требуется. Если параллельно соединить батареи неодинаковой емкости, то ток будет стремиться делиться между батареями пропорционально емкостям (собственно, внутренним сопротивлениям).
При параллельной зарядке аккумуляторов, когда ожидается различный коэффициент заряда, лучше всего принять меры, чтобы гарантировать, что токи не будут слишком сильно различаться между аккумуляторами.
ТЕМПЕРАТУРНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ АККУМУЛЯТОРА
Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы Power Sonic хорошо работают как при низких, так и при высоких температурах. Однако при низких температурах эффективность заряда снижается; при температурах выше 45°C (113°F) эффективность заряда увеличивается настолько быстро, что возникает опасность теплового разгона, если температурная компенсация не является точной.
Влияние температуры на зарядное напряжение менее критично при работе с плавающими зарядами, чем при циклическом использовании, когда относительно высокие зарядные токи применяются для сокращения времени перезарядки.
Влияние температуры обязательно следует учитывать при проектировании или выборе системы зарядки. Температурная компенсация желательна в цепи зарядки, особенно при работе за пределами диапазона от 5°C до 35°C
(от 41°F до 95°F). Температурный коэффициент составляет -2 мВ/ячейка/ºC при температуре ниже 20°C (68°F) при использовании с поплавком и -6 мВ/ячейка/°C при температуре ниже 20°C при циклическом использовании.
Для более высоких температур зарядное напряжение должно быть соответственно уменьшено.
На приведенной ниже диаграмме температурной компенсации батареи показаны рекомендуемые напряжения заряда для различных температур в зависимости от зарядного напряжения окружающей среды на элемент.
| Температура | Циклическое использование (В) | Плавающее использование (В) |
| 2,85 – 2,95 | 2,38 – 2,43 | |
| -20°C (-4°F) | 2,67 – 2,77 | 2,34 – 2,39 |
| -10°C (14°F) | 2,61 – 2,71 | 2,32 – 2,37 |
| 0°C (32°F) | 2,55 – 11,65 9 2,35 | |
| 10°С (50°F) | 2,49 – 2,59 | 2,28 – 2,33 |
| 20°C (68°F) | 2,43 – 2,53 | 2131 2,28 0 |
| 25°C (77°F) | 2,40 – 2,50 | 2,25 – 2,30 |
| 30°C (86°F) | 2,37 – 2,47 | 2,24 – 2,29 |
| 40°C (104°F) | 2,31 – 2,41 | 2,22 – 2,27 |
| 213°F1 (213°F) 28 2,25 – 2,35 | 2,20 – 2,25 |
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЗАРЯДКА SLA АККУМУЛЯТОРОВ
Все аккумуляторы теряют емкость из-за саморазряда, рекомендуется выполнить «дозарядку» любого аккумулятора, который хранился в течение длительного периода времени, перед тем, как положить аккумулятор.
на службу.
Для успешного подзаряда батареи, хранившейся более 12 месяцев, напряжение холостого хода должно быть выше 2,0 В на элемент, в этом случае всегда проверяйте напряжение холостого хода перед попыткой подзарядки.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАРЯДА БАТАРЕИ
Эффективность зарядки (η) батареи выражается следующей формулой:
Эффективность зарядки зависит от степени заряженности батареи, температуры и скорости зарядки. На приведенном ниже графике показана концепция состояния заряда и эффективности зарядки.
На приведенном ниже графике показано, что герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы Power Sonic демонстрируют очень высокую эффективность зарядки даже при низкой скорости зарядки.
Всегда важно подобрать подходящее зарядное устройство, чтобы обеспечить правильный ток и напряжение для заряжаемой батареи. Например, вы не будете использовать зарядное устройство на 24 В для зарядки аккумулятора на 12 В.
Если у вас есть какие-либо вопросы о возможностях существующего зарядного устройства с одним из наших продуктов, позвоните нам или отправьте электронное письмо.
Мы будем рады помочь вам с вашими потребностями в зарядке.
Категории: Блог,
Аккумуляторы
ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Качественные зарядные устройства, разработанные для увеличения срока службы свинцово-кислотных аккумуляторов.
Свинцово-кислотные зарядные устройства
Вас также может заинтересовать…
Типы разъемов для зарядки электромобилей: полное руководство
Категории: Блог,
Эвеско
Популярность электромобилей (EV) продолжает расти во всем мире благодаря их экологически чистой энергии и эффективной работе. Однако с увеличением…
Подробнее…
Преимущества зарядки электромобилей в отелях
Категории: Блог,
Эвеско
По мере того, как мир движется к более устойчивому будущему, электромобили (EV) становятся все более популярными.
Рост количества электромобилей пр…
Подробнее…
Полное руководство по UL9540 — стандарту для систем накопления энергии
Категории: Блог,
Эвеско
Системы накопления энергии (ESS) быстро становятся неотъемлемой частью современных энергетических систем. Они имеют решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии,…
Подробнее…
Обещание бренда Power Sonic
Качество
Изготовленные с использованием новейших технологий и под строгим контролем качества, наши аккумуляторы отличаются превосходной производительностью и надежностью.
Опыт
Наш целенаправленный подход к исключительному комплексному обслуживанию клиентов отличает нас от конкурентов. От запроса до доставки и всего, что между ними, мы регулярно превосходим ожидания наших клиентов.
Служба
Доставка вовремя, каждый раз по спецификации заказчика. Мы гордимся тем, что предлагаем индивидуальные сервисные решения, точно соответствующие спецификациям наших клиентов.
Перевести »
BU-403: Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов — Университет аккумуляторов
В свинцово-кислотных аккумуляторах используется метод заряда постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Регулируемый ток повышает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения. Время заряда составляет 12–16 часов и до 36–48 часов для больших стационарных аккумуляторов. При более высоких токах заряда и многоступенчатых методах заряда время заряда можно сократить до 8–10 часов; правда, без полной дозаправки. Свинцово-кислотные аккумуляторы инерционны и не могут заряжаться так же 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] подзаряд и [3] подзаряд.
Заряд постоянным током обеспечивает большую часть заряда и занимает примерно половину необходимого времени заряда; верхний заряд продолжается при более низком зарядном токе и обеспечивает насыщение, а плавающий заряд компенсирует потери, вызванные саморазрядом.
При зарядке постоянным током батарея заряжается примерно до 70 процентов за 5–8 часов; оставшиеся 30 процентов заполняются более медленным доливочным зарядом, которого хватает еще на 7–10 часов. Подзарядка необходима для хорошего самочувствия батареи и может быть сравнима с небольшим отдыхом после хорошей еды. Если ее постоянно лишать, батарея в конечном итоге потеряет способность принимать полный заряд, а производительность снизится из-за сульфатации. Плавающий заряд на третьем этапе поддерживает аккумулятор в полностью заряженном состоянии. На рис. 1 показаны эти три стадии.
Рис. 1: Стадии зарядки свинцово-кислотной батареи [1]
Батарея полностью заряжена, когда ток падает до заданного низкого уровня.
Поплавковое напряжение уменьшается. Плавающий заряд компенсирует саморазряд, характерный для всех аккумуляторов.
Переключение с этапа 1 на этап 2 происходит плавно и происходит, когда батарея достигает установленного предела напряжения. Ток начинает падать по мере того, как батарея начинает насыщаться; полная зарядка достигается, когда ток снижается до 3–5 процентов от номинального значения Ач. Аккумулятор с высокой утечкой может никогда не достичь такого низкого тока насыщения, и таймер плато прекращает зарядку.
Правильная настройка предельного напряжения заряда имеет решающее значение и находится в диапазоне от 2,30 В до 2,45 В на элемент. Установка порога напряжения является компромиссом, и эксперты по аккумуляторам называют это «танцами на булавочной головке». С одной стороны, батарея хочет быть полностью заряжена, чтобы получить максимальную емкость и избежать сульфатации на отрицательной пластине; с другой стороны, перенасыщение из-за отсутствия переключения на подзаряд вызывает коррозию сетки на положительной пластине.
Это также приводит к газообразованию и потере воды.
Температура изменяет напряжение, что затрудняет «танцы на булавочной головке». Более теплая окружающая среда требует немного более низкого порога напряжения, а более низкая температура требует более высокого значения. Зарядные устройства, подверженные колебаниям температуры, оснащены датчиками температуры для регулировки зарядного напряжения для оптимальной эффективности зарядки. (См. BU-410: Зарядка при высоких и низких температурах)
Температурный коэффициент заряда свинцово-кислотного аккумулятора составляет –3 мВ/°C. Установив 25°C (77°F) в качестве средней точки, напряжение заряда должно быть уменьшено на 3 мВ на элемент для каждого градуса выше 25°C и увеличено на 3 мВ на элемент для каждого градуса ниже 25°C. Если это невозможно, лучше выбрать более низкое напряжение из соображений безопасности. В таблице 2 сравниваются преимущества и ограничения различных настроек пикового напряжения.
от 2,30 В до 2,35 В/ячейка | от 2,40 В до 2,45 В/ячейка 30 0 | |
| Преимущества | Максимальный срок службы; батарея остается холодной; температура заряда может превышать 30°C (86°F). | Более высокие и стабильные показания емкости; меньше сульфатации. |
| Ограничения | Медленная зарядка; показания емкости могут быть непостоянными и снижаться с каждым циклом. Сульфатирование может происходить без выравнивающего заряда. | Подвержен коррозии и газовыделению. Требуется дозаправка водой. Не подходит для зарядки при высоких комнатных температурах, вызывая сильный перезаряд. |
Таблица 2: 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 батарея не должна оставаться при максимальном напряжении более 48 часов и должна быть снижена до уровня плавающего напряжения. Это особенно важно для герметичных систем, поскольку они менее устойчивы к перезарядке, чем затопленные. Зарядка вне указанных пределов превращает избыточную энергию в тепло, и аккумулятор начинает выделять газ.
Рекомендуемое плавающее напряжение для большинства залитых свинцово-кислотных аккумуляторов составляет от 2,25 В до 2,27 В на элемент. Большие стационарные батареи при 25°C (77°F) обычно плавают при напряжении 2,25 В на элемент. Производители рекомендуют снижать поплавковый заряд при повышении температуры окружающей среды выше 29°С (85°F).
Рисунок 3 иллюстрирует срок службы свинцово-кислотной батареи, которая поддерживается при напряжении холостого хода от 2,25 В до 2,30 В на элемент и при температуре от 20°C до 25°C (от 60°F до 77°F). . Через 4 года эксплуатации становятся видны постоянные потери мощности, пересекающие 80-процентную черту. Эта потеря больше, если батарея требует периодических глубоких разрядов. Повышенный нагрев также сокращает срок службы батареи. (См. также BU-806a: Влияние нагрева и нагрузки на срок службы батареи)
Рис. 3: Потеря мощности в режиме ожидания [2]
Постоянная потеря мощности может быть сведена к минимуму при работе при умеренной комнатной температуре и подзарядном напряжении 2,25–2,30 В/элемент.
Не все зарядные устройства имеют плавающую зарядку, и очень немногие дорожные транспортные средства имеют эту возможность. Если ваше зарядное устройство продолжает заряжаться до предела и напряжение не падает ниже 2,30 В на элемент, отключите заряд через 48 часов зарядки. Подзаряжайте каждые 6 месяцев во время хранения; Общее собрание акционеров каждые 6–12 месяцев.
Эти описанные настройки напряжения относятся к залитым элементам и батареям с клапаном сброса давления около 34 кПа (5 фунтов на кв. дюйм). Цилиндрический герметичный свинцово-кислотный элемент, такой как аккумулятор Hawker Cyclon, требует более высоких настроек напряжения, и пределы должны быть установлены в соответствии со спецификациями производителя. Несоблюдение рекомендуемого 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.
Стареющие аккумуляторы представляют собой проблему при установке напряжения подзаряда, поскольку каждый элемент имеет свое уникальное состояние. Все элементы, соединенные в цепочку, получают одинаковый зарядный ток, и контролировать напряжение отдельных элементов, когда каждый из них достигает полной емкости, практически невозможно. Слабые клетки могут перегружаться, в то время как сильные клетки остаются в состоянии голодания. Ток с плавающей запятой, который слишком высок для выгоревшей ячейки, может сульфатировать сильного соседа из-за недозаряда. Доступны устройства балансировки ячеек, компенсирующие разницу в напряжениях, 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 пульсации зарядного напряжения до 5 процентов.
Много было сказано об импульсной зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов для уменьшения сульфатации. Результаты неубедительны, и производители, а также специалисты по обслуживанию разделились во мнениях. Если бы можно было измерить сульфатацию и применить правильное количество пульсации, то лекарство могло бы быть полезным; однако лечение без знания основных побочных эффектов может быть вредным для батареи.
Большинство стационарных аккумуляторов поддерживают подзарядку, и это работает достаточно хорошо. Другим методом является гистерезисный заряд , который отключает плавающий ток, когда аккумулятор переходит в режим ожидания. Аккумулятор, по сути, помещается на хранение и только время от времени «заимствуется» для подзарядки для восполнения потерянной энергии из-за саморазряда или при приложении нагрузки. Этот режим хорошо подходит для установок, которые не потребляют нагрузку в режиме ожидания.
Свинцово-кислотные аккумуляторы всегда должны храниться в заряженном состоянии.
Каждые 6 месяцев следует производить дозарядку, чтобы предотвратить падение напряжения ниже 2,05 В на элемент и сульфатацию батареи. С AGM эти требования могут быть смягчены.
Измерение напряжения холостого хода (OCV) во время хранения обеспечивает надежную индикацию уровня заряда батареи. Напряжение элемента 2,10 В при комнатной температуре показывает заряд около 90 процентов. Такая батарея находится в хорошем состоянии и требует только короткой полной зарядки перед использованием. (См. также BU-903: Как измерить степень заряда)
При измерении напряжения холостого хода соблюдайте температуру хранения. Холодная батарея немного снижает напряжение, а теплая повышает. Использование OCV для оценки состояния заряда лучше всего работает, когда батарея отдыхала в течение нескольких часов, потому что зарядка или разрядка взбалтывают батарею и искажают напряжение.
Некоторые покупатели не принимают поставки новых батарей, если OCV при входном контроле ниже 2,10 В на элемент.
Низкое напряжение указывает на частичный заряд из-за длительного хранения или высокий саморазряд, вызванный микрозамыканием. Пользователи аккумуляторов обнаружили, что аккумуляторы с более низким напряжением, чем указано, имеют более высокую частоту отказов, чем аккумуляторы с более высоким напряжением. Хотя обслуживание на месте часто может привести такие батареи к полной производительности, время и необходимое оборудование увеличивают эксплуатационные расходы. (Обратите внимание, что допустимый порог 2,10 В/ячейка не применим ко всем типам свинцово-кислотных аккумуляторов в равной степени.)
При правильной температуре и достаточном зарядном токе свинцово-кислотные аккумуляторы эффективно обеспечивают высокую зарядку. Исключением является зарядка при 40°C (104°F) и слабом токе, как показано на рис. 4 . Что касается высокой эффективности, то свинцово-кислотные имеют такой же высокий КПД, как и литий-ионный, который приближается к 99%. См. BU-409: Зарядка литий-ионных аккумуляторов и BU-808b: Что приводит к выходу из строя литий-ионных аккумуляторов?
Рис.
4. Эффективность заряда свинцово-кислотного аккумулятора [2]
При правильной температуре и достаточном зарядном токе свинцово-кислотные аккумуляторы обеспечивают высокую эффективность заряда.
Аргумент о быстрой зарядке
Производители рекомендуют скорость заряда C 0,3C, но свинцово-кислотные могут заряжаться с более высокой скоростью до 80% состояния заряда (SoC) без истощения кислорода и воды . Кислород вырабатывается только при перезарядке аккумулятора. 3-ступенчатое зарядное устройство CCCV предотвращает это, ограничивая зарядное напряжение до 2,40 В на элемент (14,40 В для 6 элементов) и затем снижая до плавающего заряда около 2,30 В на элемент (13,8 В для 6 элементов) при полной зарядке. . Это напряжения ниже стадии выделения газа.
Испытания показывают, что здоровую свинцово-кислотную батарею можно заряжать при температуре до 1,5°C, если ток снижается до полного заряда, когда напряжение батареи достигает примерно 2,3 В на элемент (14,0 В с 6 элементами).
Прием заряда самый высокий, когда SoC низкий, и снижается по мере заполнения аккумулятора. Состояние аккумулятора и температура также играют важную роль при быстрой зарядке. Убедитесь, что аккумулятор не «кипит» и не нагревается во время зарядки. Следите за аккумулятором при зарядке выше рекомендуемого производителем C-скорости.
Полив
Полив — это самый важный этап обслуживания залитой свинцово-кислотной батареи; требование, которым слишком часто пренебрегают. Частота полива зависит от использования, способа зарядки и рабочей температуры. Перезарядка также приводит к потреблению воды.
Новую батарею следует проверять каждые несколько недель, чтобы оценить потребность в поливе. Это гарантирует, что верхняя часть пластин никогда не будет обнажена. Неизолированная пластина получит необратимые повреждения в результате окисления, что приведет к снижению емкости и производительности.
При низком уровне электролита немедленно заполните аккумулятор дистиллированной или деионизированной водой.
Водопроводная вода может быть приемлемой в некоторых регионах. Не заполняйте до нужного уровня перед зарядкой, так как это может привести к переполнению во время зарядки. Всегда доливайте до нужного уровня после зарядки. Никогда не добавляйте электролит, так как это нарушит удельный вес и ускорит коррозию. Системы полива устраняют низкий уровень электролита, автоматически добавляя нужное количество воды.
Простые рекомендации по зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов
- Заряжайте в хорошо проветриваемом помещении. Газообразный водород, образующийся при зарядке, взрывоопасен. (См. BU-703: Аккумуляторы, опасные для здоровья)
- Выберите соответствующую программу зарядки для литых, гелевых и AGM аккумуляторов. Проверьте спецификации производителя по рекомендуемым пороговым значениям напряжения.
- Подзаряжайте свинцово-кислотные батареи после каждого использования, чтобы предотвратить сульфатацию. Не храните при низком заряде.
