Алгоритм зарядки аккумулятора автомобильного: Методы зарядки автомобильного аккумулятора — ЭнергоМет в Магнитогорске

Методы зарядки автомобильного аккумулятора - ЭнергоМет в Магнитогорске

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

Таблица показателей напряжения, состояния и плотности электролита в АКБ

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

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

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

Первый метод предполагает подключение АКБ к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом – 1/10 Ср (где Ср – номинальная емкость батареи). Одно из главных преимуществ данного метода является возможность полного заряда батареи.

Среди недостатков можно выделить необходимость стабилизации силы тока, обильное газовыделение, возможность повышения температуры.

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

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

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

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

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

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

Уравнительная зарядка производится при постоянной силе тока менее 0,1 от номинальной емкости в течение немного большего времени, чем обычно. Его цель – обеспечить полное восстановление активных масс во всех электродах всех аккумуляторов батареи. Уравнительный заряд нейтрализует влияние глубоких разрядов и рекомендуется как мера, устраняющая нарастающую сульфатацию электродов. Зарядка длится до тех пор, пока во всех аккумуляторах батареи не будет наблюдаться постоянство плотности электролита и напряжения на протяжении трех часов.

Форсированная зарядка аккумуляторов применяется при необходимости в короткое время восстановить работоспособность глубоко разряженной аккумуляторной батареи. В этом случае величина тока может достигать до 70% от номинальной емкости, но время воздействия должно быть снижено и быть тем меньше, чем больше величина зарядного тока. Практически при заряде током 0,7С0 длительность зарядки не должна быть более 30 минут, при 0,5С0 – 45 минут, а при 0,3С0 – 90 минут. В ходе форсированного заряда нужно контролировать температуру электролита, и при достижении ее уровня 45 °С, прекратить зарядку.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как "вернуть к жизни" автомобильный аккумулятор.

Каждый автолюбитель хотя бы единожды сталкивался с проблемой разряженного аккумулятора. По техническим параметрам срок службы аккумуляторной батареи составляет около трех лет, после чего она отправляется либо в утиль, либо занимает свободную полку в гараже.

Тем не менее, не стоит сразу же избавляться от старого аккумулятора и тратить немалые средства на новый. Многие владельцы авто пытаются реанимировать свой аккумулятор, для чего существует не один способ. Итак, обо всем по порядку.

1. Если сульфатация (образование сернокислого свинца) пластин аккумулятора неглубокая и не застарелая, то можно попытаться вернуть его к жизни посредством длительной зарядки аккумулятор малым током. Алгоритм действий в данном случае будет таким:

1. Заполняем аккумулятор дистиллированной водой чуть выше положенного уровня.
2. Подключаем аккумулятор к зарядному устройству и даем ток нормальной величины (10% емкости аккумулятора).
3. Когда аккумулятор начнет "закипать", зарядное устройство следует отключить на 20-30 минут.
4. Через 30 минут снова подключаем аккумулятор к зарядному устройству и даем ток в 1% емкости аккумулятора.
5. Как только на пластинах обеих полярностей появится пар, нужно снова отключить АКБ от зарядного устройства и сделать перерыв минут на 15-20.

Для достижения максимального эффекта четвертую и пятую манипуляции необходимо выполнить несколько раз подряд. Нередко для появления результата нужно повторять данную процедуру от начала до конца на протяжении нескольких дней.

2. В случае глубокой, но не застарелой сульфатации пластин стоит попробовать реанимировать АКБзарядом в дистиллированной воде. Сложность состоит в том, что данный метод занимает длительное время и нередко для достижения результата нужно несколько недель. Итак:

1. Нагружаем аккумулятор и снижаем зарядку до 9 В.
2. Освобождаем аккумулятор от раствора электролита и заливаем в него дистиллированную воду. Оставляем его на час.
3. Подключаем зарядное устройство. Следим, чтобы напряжение тока на каждой клемме не превышало 11,5 В.
4. Через некоторое время начинаем увеличивать заряд. После увеличения объема жидкости до показателей 1.1-1.12 увеличиваем зарядный ток до величины, равной 10% емкости аккумулятор.
5. Прекращаем зарядку, когда пластины обеих полярностей начнут выделять газ равномерно.
6. Снова разряжаем аккумулятор на протяжении полутора - двух часов током, напряжение которого равно 20% разрядного тока, соответствующего десятичасовому режиму разряда АКБ.

Повторяем действия, указанные в пятом и шестом пунктах несколько раз. Когда удельный вес раствора перестанет повышаться, доводим уровень электролита до нормы и продолжаем использование АКБ.

3. Если же образование сернокислого свинца глубокое и застарелое, можно рискнуть и воспользоваться методом максимальных разрядов малыми токами. Очевидно, что данный метод будет не только длительным, но и трудоемким, но есть шанс, что результат порадует.

1. Даем "мертвому" аккумулятору ток в 20% от емкости.
2. Снижаем ток до 5% от емкости, когда напряжение доходит до 12 В.
3. Когда напряжение и вес раствора электролита станут постоянными, отсоединяем зарядное устройство на час.
4. Продолжаем заряжать АКБ током с низким значением до момента начала газообразования.
5. Отключаем зарядное устройство и снова даем аккумулятору "отдохнуть" полчаса-час.

Две последних манипуляции продолжаем до тех пор, пока аккумулятор не станет "закипать" через несколько минут после подключения зарядного устройства.

По окончании возвращаемся к первому пункту данного метода. Через несколько часов продолжаем заряжать вышеизложенным способом. Возможно, для достижения желаемого эффекта процедуру придется повторить раз 8-10.

И, напоследок, совет: болезнь всегда лучше предотвратить, чем потом ее лечить. Поэтому лучше не допускать уменьшение объема электролита, следить, чтобы на поверхность аккумулятор не попадали сторонние вещества, а также вовремя освобождать зажимы и провода аккумулятора от окисления.

Алгоритм зарядки автомобильного аккумулятора

Заряд аккумулятора Алгоритм заряда Типы свинцово-кислотных аккумуляторов На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы: - SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд. - EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности. - AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе. - GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда. Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации. Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде — разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда. Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии: - SLA\VRLA максимальный ток 0.1С, напряжение 14,2 … 14,5В - AGM максимальный ток 0.2С, напряжение 14,6 … 14,8В - GEL максимальный ток 0.2С, напряжение 14,1 … 14,4В Значения приведены усредненные по рекомендациям различных производителей аккумуляторов. Конкретные значения необходимо уточнить у производителя. Определение степени заряженности аккумулятора Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ). НРЦ — это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице. (у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных) Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд. Алгоритмы заряда аккумуляторов Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение). Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке. Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В. Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов. Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора. Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05...0.1C при напряжении 15.6...16.4В. Заряд проводиться в течении 2...6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов. Определение емкости аккумулятора В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить. Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1....5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор. Контрольно-тренировочный цикл Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01...0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена. www.balsat.ru Правильная зарядка АКБ — Opel Kadett, 1.3 л., 1988 года на DRIVE2 Вот решил поделиться своим горьким опытом по зарядке акб. Как обычно поставил акб на зарядку и позабыл выключить перед тем как работать болгаркой. Короче довольно свежий аккум взорвался на мелкие кусочки все в кислоте зрелище то еще. Начал разбираться что произошло. Искра от болгарки попала в зону кипения акб и бабахнул водород выделяющийся при заряде. Во первых зарядка не правильная проще говоря кипятильник а не зарядное.Надежное но … Обычный транс с отводами по вторичке галетник и диодный мост. Было решено искать новое зарядное что бы не кипятить а заряжать. Поиски не дали результатов. Правильное зарядное стоит от 5т.р. дороговато для меня . Решение нашлось на просторах инета. Решил собрать сам т.к. с паяльником хорошо знаком. В итоге вот что получилось: Устройство предназначено для зарядки и тренировки (десульфатации) свинцово-кислотных АКБ ёмкостью от 7 до 100 Ач, а также для приблизительной оценки уровня их заряда и емкости. ЗУ имеет защиту от неправильного включения батареи (переполюсовки) и от короткого замыкания случайно брошенных клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей «добивкой» до 100%-го уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор (настраиваемые профили) или выбрать уже заложенные в управляющей программе. Конструктивно зарядное устройство состоит из блока питания АТ/АТХ, который нужно немного доработать и блока управления на МК ATmega16A. Всё устройство свободно монтируется в корпусе того же блока питания. Система охлаждения (штатный кулер БП) включается/отключается автоматически. Достоинства данного ЗУ — его относительная простота и отсутствие трудоёмких регулировок, что особенно актуально для начинающих радиолюбителей. Рассмотрим основные режимы работы устройства для заложенных в программу предустановок (профилей). 1. Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит: — первый этап- зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В — второй этап-зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С — третий этап-поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач. — четвёртый этап — «добивка». На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала. Для стартерных АКБ (от 45 Ач и выше) применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается «добивка». Это- четвёртый этап. Процесс заряда проиллюстрирован графиками рис.1 и рис.2. 2. Режим тренировки (десульфатации) — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд. 3. Режим теста батареи. Позволяет приблизительно оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ. 4. Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ). Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда). Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля — П1 и П2. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM-е). Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Значения настроек: 1. «Алгоритм заряда». Выбирается IUoU или IUIoU. См. графики на рис.1 и рис.2. 2. «Емкость АКБ». Задавая значение этого параметра, мы задаем ток зарядки на первом этапе I=0.1C, где С- емкость АКБ В Ач. (Таким образом, если нужно задать ток заряда, например 4.5А, следует выбрать емкость АКБ 45Ач). 3. «Напряжение U1». Это напряжение, при котором заканчивается первый этап зарядки и начинается второй. По умолчанию задано значение 14.6В. 4. «Напряжение U2». Используется только, если задан алгоритм IUIoU. Это напряжение, при котором заканчивается третий этап зарядки. По умолчанию — 16В. 5. «Ток 2-го этапа I2». Это значение тока, при котором заканчивается второй этап зарядки. Ток стабилизации на третьем этапе для алгоритма IUIoU. По умолчани www.drive2.ru Обслуживание и зарядка аккумулятора автомобиля — DRIVE2 Назначение аккумулятора – запуск двигателя, а вот о другой функции – использовать как аварийный источник питания, знают немногие. В данной статье мы поговорим как обслуживать автомобильный аккумулятор и как происходит зарядка, а сначала разберем работу аккумуляторной батареи. 🔎 Принцип работы аккумулятора Аккумулятор – это контейнер который состоит из шести отдельных секций. Каждая отдельная секция представляет собой отдельный источник питания (вырабатывает каждая секция около 2,1 В), внутри секции находятся две пластины (сделаны из свинца), положительная и отрицательная, отделенные друг от друга. Масса аккумулятора состоит из: веса электролита, свинцовых пластин и соединений, и составляет примерно 16-17 кг. В свинцовые пластины добавляют сурьму (для увеличения прочности пластин), но к сожалению наличие сурьмы ведет к выкипанию воды из электролита, из-за чего почти во все типы аккумуляторов надо доливать воду. Благодаря прогрессу количество сурьмы в пластинах удалось уменьшить, что привело к появлению малообслуживаемых и гибридных аккумуляторов. Сама работа аккумулятора очень проста. На положительном электроде нанесена двуокись свинца (цвет темно-коричневый), на отрицательном – губчатый свинец (серого цвета), внутрь залит электролит – водный раствор серной кислоты. При начале работы (разрядка) активная масса отрицательного электрода превращается в сульфат цинка и отдает в электрическую цепь два электрона, активная масса положительного электрода также преобразуется в сульфат цинка, и принимает из электрической цепи два электрона. Для преобразования в сульфат цинка, как положительного, так и отрицательного электрода, тратится серная кислота — уменьшается массовая доля электролита. При зарядке, все наоборот, а также идет образование серной кислоты и увеличивается массовая доля электролита. 🔎 Обслуживание аккумуляторной батареи ❗ Если у Вас инжекторный двигатель, то ни в коем случае, не снимайте аккумулятор с автомобиля при включенном двигателе. Это может привести: в лучшем случае к сбою работы компьютера, в худшем, к сгоранию! Аккумуляторные батареи делятся на четыре типа: обслуживаемые, малообслуживаемые, гибридные и необслуживаемые (как выбрать аккумулятор для авто). Обсудим каждую по отдельности: ✔ Обслуживаемые – найти такие трудно, но возможно. По сравнению с другими у них очень много недостатков и мало плюсов, а именно: довольно-таки дорогая стоимость, эбонитовый корпус (очень хрупкий), сверху они заливаются мастикой, которая из-за перепадов температуры и загрязнения теряет свои изоляционные свойства (аккумулятор самопроизвольно разряжается, и очень быстро). Из плюсов можно отметить возможность замены блока пластин. Из минусов — с мастики надо регулярно сдувать (убирать) грязь и часто надо доливать воду, примерно каждые 5-7 тыс.км. ✔ Малообслуживаемые – представлены очень широко, цены на них варьируются, от очень дешевых до дорогих, корпус пластиковый и очень надежный, воду надо заливать примерно каждые 20-30 тыс.км. ✔ Гибридные – относятся к малообслуживаемым, за некоторыми но: решетки положительных и отрицательных электродов состоят из разных сплавов, таким образом «гибридные» аккумуляторы сочетают в себе положительные свойства двух технологий, а именно: высокие пусковые токи, низкий расход воды и «выносливость». Найти такие трудно, да и стоимость высоковата. ✔ Необслуживаемые – расход воды у таких аккумуляторов так мал, что крышек для залива воды уже нет, обслуживания не требуется никакого. Но есть несколько недостатков: надо проверять натяжение ремня генератора, исправность самого генератора, регулятора напряжения и отсутствие утечек тока в системе электрооборудования. Цена на них, как на качественные малообслуживаемые, и если Вы уверены в своем автомобиле – это идеальный вариант. Категорически не рекомендуются глубокие заряды и перезаряды аккумулятора. Это ведет к сульфатации свинцовых пластин, т.е. на пластинах появляется накипь. После такого аккумулятор восстановлению не подлежит. Из-за этого регулярно замеряйте плотность электролита. Особенно это актуально зимой. О степени разряженности батареи можно судить по плотности электролита. 0,01 г/см3 – это примерно 6% заряда, изначальная плотность составляет 1,27 г/см3. Заряжать батарею начинают летом – если разрядка составляет 50%, зимой – 25%. Если зимой плотность электролита упала до 1,20 г/см3, то электролит будет замерзать примерно при -20С. 🔎 Как происходит зарядка аккумуляторной батарей? Не забывайте перед уходом из автомобиля выключать все электроприборы, иначе можете прийти к авто, а аккумулятор сел. Например, включенные габариты полностью разрядят аккумулятор примерно за 30 часов. Зарядка автомобильного аккумулятора осуществляется двумя разными способами: 1. Аккумулятор стоит непосредственно в автомобиле, двигатель работает и генератор в рабочем состоянии, зарядка идет автоматически (чем больше держите обороты, а электроприборы по возможности не включаете, тем быстрее идет зарядка). 2. Вынимается аккумулятор и берется зарядное устройство, подключаются контакты минус к минусу, плюс к плюсу. Чем меньше зарядный ток, тем больше заряда получит батарея. Только не перегибайте, а то аккумулятор не «закипит» и через «месяц». Далее читаем инструкцию зарядного устройства, т.к. сейчас зарядное устройство – это настоящий миникомпьютер с кучей кнопок и свойств. Зарядных устройств великое множество, и тяжело выделить кого либо из производителей, отличаются они друг от друга, как ценой так и свойствами (сглаживание поступающего напряжения, гашение «скачков»). ❗ Не стоит опасаться неправильного подключения аккумуляторной батареи к зарядному устройству — они обладают защитой от дурака, которая сигнализирует о неправильной полярности подключения. 🔎 Сколько по времени происходит зарядка аккумулятора? Аккумулятор считается полностью заряженным, когда электролит "закипел". В среднем зарядка идет около 8-10 часов, но время может сильно варьироваться, все зависит от изначального заряда батареи. После закипания нужно подождать минут 10-15 и отключить зарядное устройство, после чего аккумулятор считается полностью заряженным. ❗ Если аккумулятор вашего автомобиля был полностью разряжен до нуля, то надо учитывать тип зарядного устройства и его величину тока. Если зарядное устройство с током 10 А, то зарядка займет 6-8 часов, а например 15 А зарядное устройство зарядит ваш АКБ за 5-6 часов. Также, все современные зарядные устройства обладают автоматическим режимом, и сами выключаются при полном заряде батареи автомобиля. Если аккумулятор был полностью посажен, и зарядное устройство позволяет выбрать величину тока заряда, то выбирайте минимальное, от 4 до 6А. Так ваш аккумулятор будет заряжаться не менее 12 часов, зато восстановиться заметно лучше, чем при быстром заряде. После зарядки аккумулятора желательно его тщательно промыть и просушить, т.к. на корпус батареи может попасть кислота или грязь. Это может привести к своевременному разряду АКБ, т.к. его корпус пропускает напряжение. Это можно легко проверить — нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если оно отлично от нуля, то батарея пропускает напряжение и ее нужно промыть раствором соды. Только следите, чтобы данный раствор не попал в банки аккумулятора. www.drive2.ru Mazda CX-5 Touring AWD Crystal 🇯🇵 › Бортжурнал › CTEK MXS 10 — автоматическое зарядное устройство для АКБ автомобиля Никогда не думал, что время может вернуться вспять… Я уже давно забыл что такое — заряжать аккумулятор (АКБ) автомобиля. Как правило, покупаешь автомобиль, ездишь на нем 2-3-4-5 лет — всё это время АКБ исправно работает без дополнительной подзарядки, а потом просто выбрасываешь отработавший своё АКБ и покупаешь новый. Последний раз сам заряжал АКБ на ВАЗ 2104 во времена, когда домА у всех были пониже и асфальт был пожиже — мануальным зарядным устройством, перешедшим по наследству от отца к сыну (т.е. — ко мне). Вот эта реликвия, отслужившая верой и правдой много лет и пережившее множество автомобилей: Выпрямитель ВСА-5К Большой тяжелый трансформаторный выпрямитель с полностью мануальным управлением, год выпуска 1975-й! Может заряжать постоянным током или постоянным напряжением практически любой АКБ, весит, правда, такое устройство ооочень много. Сейчас, после очень долгого хранения на полке (в гаражных условиях) даже боюсь включать этот выпрямитель в розетку. Но жизнь — заставляет это сделать, поэтому принято решение — покупать новое зарядное устройство. Но сначала — небольшой ликбез. Моя Mazda CX-5 имеет систему i-stop — технология остановки двигателя в режиме холостого хода и его повторного запуска, что призвано экономить топливо и уменьшать вредные выбросы в атмосферу (к тому же, людям стоящего сзади автомобиля легче дышать). В простонародье название этой системы — "старт-стоп". Кратко — останавливаюсь на светофоре, нажимая педаль тормоза и машина глохнет, при этом все остальные системы (кроме собственно двигателя) продолжают работать в штатном режиме (за исключением — вентилятор климата автоматически крутит на самых минимальных оборотах и кондиционирование воздуха не работает на период пока не работает двигатель), всё остальное — свет, музыка, попогрейки, обогревы, щетки стеклоочистетелей и др. — всё работает штатно будто ничего и не выключалось. Отпускаю тормоз — и мажина снова заводит двигатель. Понятно, что на время останова двигателя (как правило, это в максимуме порядка 2-х минут, но бывает и меньше/больше) — вся электрика автомобиля активно кушает энергию АКБ. В моём случае как минимум: ближний свет галогеновых фар (сейчас темно и утром и вечером) — 2х55 Вт, габариты передние — 2х1 Вт (светодиодные), габариты задние — 2х5 Вт, лампы стопа (нога же удерживает в это время автомобиль на стопе) — 2х21 ВТ, подсветка заднего номера — 2х1 Вт, в сумме примерно 166 Вт плюс музыка, подогрев сидений, щетки стеклоочистителя и прочее… А ведь на следующем светофоре (а это может быть и через несколько секунд или минут) — двигатель опять глохнет и АКБ снова кормит ненасытную бортовую сеть, так и не успев за короткое расстояние восполнить свой заряд с прошлого приёма пищи. Сиситема i-stop, конечно, в меру умная — контролирует огромное количество параметров и состояний систем автомобиля (более подробно об этом я рассказывал здесь), но в общем итоге, исходя уже из жизненного опыта — если двигатель прогрет (синий значек на панели не горит) и система i-stop не глушит двигатель не только сегодня, но и завтра и послезавтра — то значит, что степень заряженности АКБ (Mazda это называет этот параметр Bat_Soc) ниже 68%, а это менее 1,25 плотность электролита и напряжение менее 12,5 В. Иными словами — неработоспособность системы i-stop указывает на то, что АКБ нужна дополнительная зарядка. Даже в "обычном" автомобиле (без старт-стоп) при исправном штатном генераторе, аккумулятор может находиться в состоянии регулярного недозаряда. Здесь сказывается множество причин, некоторые из которых — короткие пробеги по городу (за это время АКБ просто не успевает дозарядиться), низкие температуры, высокие токи утечки, большое количество энергопотребителей и др., что уж тут говорить о автомобиле с системой старт-стоп. Да, Mazda попыталась улучшить эту систему (последующий запуск двигателя происходит при минимальном участии стартера: коленвал останавливается не в произвольном положении, а только в положении, когда поршни в двух цилиндрах из четырех находятся в оптимальном положении для последующего впрыска бензина и воспламенении смеси, стартер лишь помогает "докрутить" коленвал для пуска двигателя), но этого оказалось явно недостаточно. Да, Mazda использует улучшенные АКБ, предназначенные специально для автомобилей с системой старт-стоп (EFB), но и этого явно недостаточно. Пожалуй, в данном случае, спасти ситуацию может система рекуперации энергии торможения, т.к. в этой системе дополнительно используется еще один источник (конденсатор) накопления энергии. Но в СХ-5 этой системы, к сожалению, пока нет. Поэтому АКБ в СХ-5 при работоспособном i-stop, достаточно коротких городских пробегах, низких температурах, частых пусков, стояний в проб www.drive2.ru Автоматическое зарядное устройство ! — Сообщество «Электронные Поделки» на DRIVE2 Устройство предназначено для зарядки и тренировки (десульфатации) свинцово-кислотных АКБ ёмкостью от 7 до 100 Ач, а также для приблизительной оценки уровня их заряда и емкости. ЗУ имеет защиту от неправильного включения батареи (переполюсовки) и от короткого замыкания случайно брошенных клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей «добивкой» до 100%-го уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор (настраиваемые профили) или выбрать уже заложенные в управляющей программе.Система охлаждения включается/отключается автоматически.1. Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит: — первый этап- зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В — второй этап-зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С — третий этап-поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач. — четвёртый этап — «добивка». На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала. Для стартерных АКБ (от 45 Ач и выше) применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается «добивка». Это- четвёртый этап. Процесс заряда проиллюстрирован графиками рис.1 и рис.2. 2. Режим тренировки (десульфатации) — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд. 3. Режим теста батареи. Позволяет приблизительно оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ. 4. Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ). Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля — П1 и П2. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти (EEPROM-е). Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Значения настроек: 1. «Алгоритм заряда». Выбирается IUoU или IUIoU. 2. «Емкость АКБ». Задавая значение этого параметра, мы задаем ток зарядки на первом этапе I=0.1C, где С- емкость АКБ В Ач. (Таким образом, если нужно задать ток заряда, например 4.5А, следует выбрать емкость АКБ 45Ач). 3. «Напряжение U1». Это напряжение, при котором заканчивается первый этап зарядки и начинается второй. По умолчанию задано значение 14.6В. 4. «Напряжение U2». Используется только, если задан алгоритм IUIoU. Это напряжение, при котором заканчивается третий этап зарядки. По умолчанию — 16В. 5. «Ток 2-го этапа I2». Это значение тока, при котором заканчивается второй этап зарядки. Ток стабилизации на третьем этапе для алгоритма IUIoU. По умолчанию задано значение 0.2С. 6. «Окончание заряда I3». Это значение тока, по достижению которого зарядка считается оконченной. По умолчанию задано значение 0.01С. 7. «Ток разряда». Это значение тока, которым осуществляется разряд АКБ при тренировке зарядно-разрядными циклами. УСТРОЙСТВО В СТАДИИ ИСПЫТАНИЙ ! www.drive2.ru Сообщества › Сделай Сам › Блог › Зарядное устройство для AGM автомобильных аккумуляторов. Всем привет. Уважаемые корифеи от электроники могут не читать этот пост, дабы не раздражаться от рассуждений дилетанта, его может быть "кривой" терминологии, не судить его строго. В нем он рассказывает о своих мучениях и ошибках при создании этого зарядного устройства. Я это делаю исключительно для того, чтобы такие как я, в случае если решат пойти по этому пути, не повторяли моих ошибок. Итак, в путь. Как известно, AGM батареи критичны к режиму зарядки. Обычные зарядные устройства без контроля напряжения зарядки могут вывести их из строя. Внутри AGM батареи свинцовые пластины находятся в своего рода пакетах, наполненных электролитом в виде геля. Их еще поэтому называют гелевыми ( не путать с гелием). У этих батарей много преимуществ перед традиционными, но они требуют определенного к ним отношения при эксплуатации. Их нельзя эксплуатировать в условиях высоких температур (поэтому их размещают вне моторного отсека, в салоне или багажнике авто). Напряжение их зарядки не должно превышать 14,7 в. Производители этих батарей рекомендуют следующий режим их зарядки: 1 этап — заряд аккумуляторной батареи током 0.1С до напряжения 14.5-14.8в. Этот момент очень важен так как на этой границе начинается бурное расщепление воды на кислород и водород, тем самым создаётся избыточное давление в банках. Избыточное давление выходит через предохранительные клапаны, повышается кислотность электролита. Срок службы батареи существенно сокращается. 2 этап – при достижении на батарее порога напряжения 14,5 – 14,8 в мгновенное снижение напряжения заряда до 13,6 – 13,8 в с ограничением тока 0,01С. Батарея переходит в режим насыщения и может находиться в этом режиме долго без вреда для нее. Вот о таком устройстве и пойдет речь. Я долго искал схему, позволяющую заряжать AGM батареи по приведенному выше алгоритму токами до 5 А, но находил лишь слаботочные конструкции для малых батарей. За основу я взял схему с сайта forum.cxem.net/index.php автора «kurilka», как наиболее подходящую с моей точки зрения для повторения. Вот она: Мне пришлось доработать схему под мои задачи. Дело в том, что автор использовал ее также на слаботочных нагрузках. Мне же нужно заряжать батарею током около 4 А в основном режиме, не менее. Поэтому, когда я ее собрал и запустил, то получил зарядный ток около 0,5А, разумеется заменив силовой транзистор Q1 на более мощный, а именно – КТ819. Никакие манипуляции с настройками не давали желаемого результата. Ток не увеличивался. Я предположил, что недостаточное смещение на выходном транзисторе не дает ему открыться. При включенном режиме зарядки, когда на выходе 555 присутствует высокий потенциал, транзистор Q2 открыт и шунтирует управляемый стабилитрон TL431. Напряжение на базе Q1 в этом случае определяется разницей величин напряжения питания ( у меня 21 в) и падением напряжения на R5. Оно получалось недостаточным, чтобы транзистор Q1 открылся. Увеличить напряжение можно уменьшив R5. Но в этом случае возрастает коллекторный ток через Q3 и он наверняка выйдет из строя (для 2N3409 100 миллиампер – это предел). Что я сделал? Поменял Q3 на КТ815. У него тоже напряжение насыщения 0,6 в, как и у 2N3409, но ток 1,5 А макс. Я рассчитал схему следующим образом. R5 — 240 Ом. Коллекторный ток на КТ815 при этом мал, радиатор не требуется. На базе Q1 стало около 14 в и он открылся. Ток зарядки стал 4,2 А. Он ограничивается величиной сопротивления R7, которое примерно рассчитывается: J = 0,6/R7. 0,6 в – это напряжения насыщения транзистора Q3, который открываясь шунтирует транзистор Q1, заставляя его закрываться и тем самым ограничивая ток через него. У меня R7 – 0,15 Ом мощностью 10 Вт. Ток при этом около 4 А. Аккумулятор заряжается до напряжения отсечки, т.е. до 14,7 В, как я установил настройками. Затем срабатывает на отключение таймер 555 и напряжение на базе Q1 будет определяться уже напряжением открывшегося стабилитрона, т.е.13,6 В — буферный режим. А это как раз то напряжение смещения транзистора Q1, при котором ток зарядки при полностью заряженной батарее ( в процессе дозарядки после включения буферного режима ток постепенно уменьшается, у меня с 2,5 А в начальный момент при переключении в буферный режим) должен быть около 0,5 А или немного меньше 0,01С. Это нормально. Такой ток не вредит батарее и компенсирует ее саморазряд. И все бы хорошо, но… Дело в том, что в режиме основной зарядки резистор R5 обеспечивает напряжение смещения на Q1. Но когда схема переключается в буферный режим и транзисторы Q1 и Q3 закрыты, а TL431 открывается и ток идет по цепи R5 — U3 этот резистор является ограничительным по току через регулируемый стабилитрон TL431 и его сопротивление является недостаточным для обеспечения безопасного для U3 тока. Ток слишком велик. U3 греется и может выйти из строя (я два так спалил). То есть, в рабочем режиме необходим резистор, обеспечивающий достаточное смещение на Q1 для получения нужного нам тока зарядки ( в моем случае 4 А), а в буферном режиме требуется резистор значительно большего номинала для ограничения тока через U3 (его рабочий ток не более 100 мА). Что делать? Вводить два резистора и переключающее реле? Все эти вопросы мы обсуждали в переписке с автором исходной схемы, и автор первоисточника убедил меня отказаться от использования реле из-за его инерционности. То есть оно отработает, спору нет, только нет и гарантии, что за время его срабатывания не успеет сгореть TL431. Ток на нем хоть и мгновение, но будет убойный. По его совету я ввел в схему в цепь между базой Q1 и землей транзистор КТ814 (комплиментарный КТ 815-му), а стабилитрон TL431 включил между его коллектором и базой, а между базой и эмиттером — резистор 1 ком. То есть зашунтировал TL431 транзистором, через который пошел основной ток. Этот транзистор установил на небольшой радиатор около 20 см2 ( при работе он греется где-то до 50 гр.С). Резистор R5 поставил 150 Ом. И наконец родилась окончательная схема. Вот она: Полный размер Опишу еще процесс наладки устройства. Итак. Имеем три реперные точки. 1. Напряжение отключения таймера 555 (отключение основного режима зарядки), а именно — 14,7 в. (верхний порог по напряжению). 2. Напряжение включения таймера 555 (примерно соответствует 50 % разряда аккумулятора) — 12,2 в. (включение режима основной зарядки). 3. Напряжение буферного режима ( режим ограничения тока 0,01С, или "добивка" аккумулятора до 100% заряда и поддержание его в таком состоянии) — 13,6 — 13,8 в. www.drive2.ru

Как зарядить автомобильный аккумулятор (НЕ ЗАРЯЖАЙТЕ аккумуляторы AGM и EFB, им требуется профессиональное обслуживание; см. «Проверьте свой аккумулятор»).

← Зарядка

Инструкции по безопасной зарядке аккумулятора

• После каждого разряда следует как можно скорее полностью зарядить аккумулятор
• Всегда проверяйте, подходит ли зарядное устройство для аккумулятора
• Не используйте зарядное устройство без функции автоматического отключения
• Рекомендуется использовать электронное зарядное устройство с контролируемым напряжением, предпочтительнее на основе режима зарядки IUoU
• Зарядка не допускает расслоения электролита (не требуется для AGM)
• Используйте зарядное устройство с возможностью регулировки напряжения и тока и высоким зарядным напряжением (2,6 В на ячейку)
• Этот «перезаряд» должен использоваться только короткое время для предотвращения потерь воды
• Напряжение разомкнутой цепи после зарядки должно составлять 2,12–2,13 В на ячейку
• На каждые 0,1 В до достижения 12,7/12,8 В, аккумулятор следует заряжать 1 час
• Никогда не заряжайте замерзшие аккумуляторы или аккумуляторы, разогретые свыше 45˚
• Соедините положительный вывод аккумулятора (+) с положительным выводом зарядного устройства, а отрицательный вывод аккумулятора — с отрицательным выводом зарядного устройства
• Включайте зарядное устройство только после полного подсоединения аккумулятора
• После окончания зарядки сначала выключите зарядное устройство
• Прекратите зарядку, если аккумулятор сильно нагревается, или выделяется электролит!
• Во время зарядки обеспечьте хорошую вентиляцию

Проверка аккумулятора

Самый лучший и простой способ протестировать аккумулятор — измерить напряжение с помощью вольтметра или мультиметра. Узнав точное напряжение, определите уровень заряда по приведенной ниже таблице.

Убедитесь, что аккумулятор заряжен

Чтобы аккумулятор обеспечивал заявленную пусковую мощность, необходимо его полностью зарядить. Рекомендуемый ток заряда составляет 10% от указанной емкости в амперах (например, для аккумулятора емкостью 4 A•ч требуется зарядный ток 0,4 А [ампера]). Рекомендуем вам перед монтажом аккумулятора убедиться в том, что он полностью заряжен — это обеспечит долгий срок службы.

• Новый аккумулятор после активации заряжен приблизительно на 80%.
• Всегда рекомендуется начальная зарядка. Никогда не используйте быструю зарядку.
• Подробное описание того, как необходимо заряжать аккумулятор, вы найдете в инструкции по эксплуатации, прилагаемой к аккумулятору.

Особенности заряда стартерных аккумуляторов TAB

Как заряжать кальциевые АКБ марки TAB

Кальциевые стартерные аккумуляторы – наиболее распространенный тип автомобильных АКБ. Их используют в большинстве современных легковых автомобилях, легких грузовиках, минивэнах, микроавтобусах и других вариациях малого коммерческого транспорта. Это разновидность традиционных кислотно-свинцовых аккумуляторов, пластины которых изготовлены из свинца, легированного кальцием. Его доля в  общей массе пластины составляет всего доли процентов, поэтому правильнее стоило бы называть такие АКБ как «свинцово-кальциевые батареи». Однако в обиходе используется упрощенная бытовая формулировка «кальциевые», под которой подразумевают обычные современные АКБ с обозначением Ca/Ca, у которых положительные и отрицательные пластины легированы кальцием. 

 Решетки пластин фирменных «кальциевых» батарей TAB изготавливают по прогрессивной технологии Expanded Metal Technology (ЕМТ), которая позволяет свести к минимуму разброс геометрических и физических параметров пластин, а также улучшить их антикоррозионные  и прочностные свойства. Достоинство ЕМТ еще и в том, что  он позволяет делать свинцовые пластины аккумулятора как можно более тонкими и прочными.  Решетки делают из тонкой ленты, сначала методом специальной перфорации, а затем путем растягивания. В итоге получают решетчатые пластины-электроды с требуемой конфигурацией ячеек, отличающиеся высокой прочностью и коррозионной стойкостью.

По типу использования батареи делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Банки обслуживаемых АКБ в ходе эксплуатации и при зарядке приходится  периодически вскрывать, проверять плотность электролита, доливать в них воду. Необслуживаемые АКБ (с индексом SMF), которые оснащены герметичной двойной лабиринтной крышкой с системой отвода газов, при правильной эксплуатации вообще не требуют доливания воды.  Соответственно, и порядок заряда обслуживаемых и необслуживаемых АКБ  по некоторым моментам различается.

Но есть и общие, причем обязательные правила, касающиеся этой процедуры. Самое главное же в том, что заряд АКБ должен проводиться при плюсовой температуре (оптимально – это +22….+25 градусов), причем  в хорошо проветриваемом  пожаробезопасном помещении.  Аккумулятор считается полностью заряженным, если через двенадцать часов после завершения заряда и отключения ЗУ напряжение на его клеммах будет составлять не менее 12,7 В

Понятно, что проще всего заряжать необслуживаемые  АКБ. Если используется автоматическое ЗУ, то его зажимы согласно полярности закрепляются на клеммах АКБ, после чего производится  его подключение к бытовой электросети. Контроль заряда осуществляется в соответствии с инструкцией к ЗУ. Как правило, для этой цели в устройствах предусмотрено светодиодная индикация, меняющая свой цвет при достижении заряда.

 В случае применения автоматических ЗУ с ручной установкой максимального зарядного тока и напряжения на аппарате необходимо сначала выставить требуемые значения этих параметров. Это необходимо для достижения оптимального алгоритма заряда. Для традиционных кислотных («кальциевых») батарей TAB максимальное значение зарядного напряжения составляет 14,8 Вольт, максимальное рекомендуемое значение зарядного тока –  одной десятой емкости АКБ, указанной на ее этикетке. То есть, если емкость АКБ равна 60 А*ч, то максимальный ток заряда должен быть выставлен на значение 6 ампер. Окончанием заряда можно считать момент снижения тока до 0,5-0,8 А и его стабилизацию в течение двух часов. Подробнее об этом смотрите в ролике ниже.

  С обслуживаемыми АКБ процедура заряда будет более трудоемкая. Перед началом процедуры надо выкрутить пробки из заливных отверстий и оставить их в своих посадочных гнездах. Далее проверяется плотность и уровень электролита, который должен быть указан производителем для каждой модели АКБ. При плотности электролита менее 1,26 батарею следует зарядить. 

В ручном режиме начинать заряд следует током, равным 5% от емкости (например, 3 Ампер для АКБ емкостью 60 А*ч) в течение двух часов, затем ток увеличивают до 10% от емкости (6 Ампер для АКБ емкостью 60 А*ч), контролируя при этом  температуру электролита (она не должна быть выше 45 градусов) и его  плотность. Критерием полного заряда можно считать достижение плотности электролита до значения 1,28, а также стабилизация тока заряда  в течение двух часов на уровне 0,5-0,8 А.

После завершения заряда каждую пробку поочередно, перед тем как закрутить, следует вынуть из отверстия, чтобы скопившиеся  под крышкой газы (они всегда образуются при заряде) вышли наружу. В таком положении АКБ должен постоять не менее 15 минут, затем пробки заворачиваются, а крышка тщательно протирается насухо. 

Cмотрите еще:

Как заряжать EFB-батареи
Как заряжать AGM-батареи

Изложенные выше сведения не являются публичной офертой и носят сугубо информационный характер

Как заряжать автомобильные аккумуляторные батареи, способы заряда

В процессе эксплуатации аккумуляторных батарей периодически приходится осуществлять их полный заряд. Качество проведения зарядов в существенной степени определяет срок службы аккумуляторов, на который, в первую очередь, влияют следующие факторы:

• значительный и систематический перезаряд аккумуляторов;
• систематический недозаряд;
• чрезмерное и длительное газовыделение;
• чрезмерно высокая температура.

Несмотря на всю важность правильного проведения зарядов, этот вопрос в литературе по обслуживанию и эксплуатации автомобилей практически не освещен. Даже в инструкции по эксплуатации свинцовых стартерных аккумуляторных батарей приводится только один режим. В то же время существует несколько способов заряда свинцовых аккумуляторов, которые могут быть использованы их владельцами.

Одноступенчатый заряд при постоянном значении тока

Одноступенчатый заряд при постоянном значении тока рассматривается первым, поскольку именно он приводится в инструкции по эксплуатации аккумуляторных батарей.

Об основных правилах проведения этого заряда уже говорилось в предыдущем разделе. В начале такого заряда наблюдается резкий подъем напряжения на аккумуляторах, затем его постепенный рост и, наконец, стабилизация в пределах 2,5-2,7 В на одном аккумуляторе. Плотность электролита увеличивается в первое время медленно, затем интенсивность ее роста повышается и к концу заряда значение плотности стабилизируется.6-вольтовой батарей) или 14,4-15,0 В (для 12-вольто в>: батарей).

В момент включения в этом режиме происходит значительный бросок тока из-за разности напряжения источника и электродвижущей силы батареи, а также низкого внутреннего сопротивления последней . Ток при этом может во много раз превышать нормальные значения. Бросок тока не смотря на свою кратковременность, может привести к отказу зарядного устройства, если в нем не предусмотрены специальные средства защиты.

В дальнейшем, по мере изменения состояния батареи, ток уменьшается и через несколько часов может достигнуть таких значений, что дальнейшее проведение заряда окажется весьма затруднительным. К этому моменту батарея обычно получает уже до 95% отданной емкости и заряд прекращается.

Таким образом, описанный способ заряда имеет два существенных недостатка:

• бросок тока в момент включения батареи на заряд;
• трудность практического доведения заряда до конца, что вынуждает использовать недозаряженную батарею.

Главное преимущество способа - малое газовыделение.

Двухступенчатый смешанный заряд

Двухступенчатый смешанный заряд позволяет в значительной степени сохранять основное преимущество предыдущего режима (малое газовыделение) и избавиться от броска тока в момент включения.

В этом режиме аккумуляторная батарея включается сначала на заряд током, равным 0,1 С20 (1 ступень), т. е. так же, как при постоянном значении тока. Заряд на этой ступени продолжается до тех пор, пока напряжение на большинстве аккумуляторов батареи не достигнет 2,4 В на один аккумулятор. После чего переходят в режим поддержания постоянства напряжения на достигнутом уровне. При этом ток начинает падать и возможен недозаряд батареи, как во втором из рассмотренных режимов.

Трехступенчтый смешанный заряд

Этот режим отличается от предыдущего тем, что после снижения тока на второй ступени до некоторого значения (например, 0,0125-0,025 С20) переходят на третью ступень, во время которой поддерживаются постоянным указанное значение тока. Третью ступень проводят до окончания зарядки по постоянству напряжения и плотности электролита в течение 2 часов.

Такой режим обеспечивает нормальную зараженность аккумуляторной батареи, но несколько увеличивает газовыделение в конце заряда.

Многоступенчатый заряд при постоянном значении тока

Этот режим заряда может включать в себя две и более ступеней. В случае двухступенчатого заряда первая ступень проводится при постоянном значении тока, равным 0,1 Сго, и продолжается до тех пор, пока напряжение на большинстве аккумуляторов не достигнет переходного значения 2,4 В. После этого ток уменьшают в два раза и заряд продолжают при новом постоянном значении, равном 0,05 С20. Момент окончания определяют по постоянству напряжения и плотности в течение 2 часов.

Сточки зрения уменьшения газовыделения, температуры и увеличения срока службы более предпочтителен трехступенчатый режим. Он отличается тем, что на второй ступени заряд продолжается также до переходного напряжения, затем ток уменьшают еще в два раза, (т. е. до 0,025 С20). После этого продолжают до окончания , поддерживая постоянным значение тока третьей ступени.

Наилучший результат дает четырехступенчатый режим. Он отличается от предыдущего тем, что и на третьей ступени заряд проводится до достижения переходного напряжения. Затем ток снова уменьшают в два раза (до 0,0125 С20) и заряд продолжают до момента достижения двухчасового постоянства напряжения и плотности электролита.

Два замечания по поводу переходного напряжения:

1. Значение переходного напряжения установлено из расчета 2,4 В на один аккумулятор. В том случае, если Вы имеете возможность контролировать напряжение только на всей батарее, то придется ориентироваться на напряжение 7,2 В (для 6-вольтовых батарей) или 14,4 В (для 12-вольтовых).В случае появления бурного газовыделения из 1-2 аккумуляторов, необходимо перейти не следующую ступень заряда, даже если общее напряжение батареи и не достигло указанных значений.
2. Напряжение аккумуляторов „преклонного возраста" в некоторых случаях не может достичь переходного значений на промежуточных ступенях многоступенчатых зарядов. В этой ситуации ограничьте продолжительность промежуточных ступеней двумя часами и переходите на другую ступень заряда независимо от значения напряжения.

Ускоренный заряд

Любой ускоренный заряд связан со значительным повышением зарядного тока. Других способов сегодня нет. Естественно, что это не способствует увеличению срока службы аккумуляторных батарей. Однако, на практике довольно часто возникают ситуации, когда батарея разряжена, но крайне необходима, а времени на восстановление ее емкости очень мало.

В этом случае аккумуляторы обычно ставят на заряд тем током, который способен обеспечить имеющийся в наличие выпрямитель и „гонят" заряд до начала обильного газовыделения, не глядя на температуру электролита. При этом считают, что полностью восстановили емкость батареи.

На самом деле заряд очень большим током постоянного значения просто физически не может полностью зарядить аккумуляторы. Кроме того, такой заряд, особенно, если температура электролита превышала определенные нормы, заметно сократит срок службы батареи.-t, где I - зарядный ток в амперах; t- время в часах; Q - количество ампер-часов, недостающих батарее перед началом заряда, т. е. для t = 0.

Сложность расчетов и проведения заряда по такому закону с непрерывным уменьшением тока совершенно очевидна. Поэтому здесь приводится (табл. 2) ориентировочный график зарядного режима со ступенчатым изменением тока через каждые 5 минут. График составлен исходя из предположения, что аккумуляторная батарея была полностью заряжена, а затем, при разряде она отдала емкость, равную 60 А * ч, т. е. Q = 60 А * ч.

Таблица 2. Ориентировочный график ускоренного заряда.

Время заряда, мин	Емкость, А- ч, недостающая до 100%-го номинального заряда	Ток заряда, А
0	60	54
5	55,5	49,9
10	51,3	46,2
15	47,4	42,7
20	43,8	39,4
25	40,5	36,4
30	37,5	33,7
35	34,7	31,2
40	32,1	28,9
45	29,7	26,7
50	27,5	24,7
55	25,4	22,9
60	23,5	21,1
65	21,7	19,5
70	20,1	18,1
75	18,6	16,7
80	17,2	15,5
85	15,9	14,3
90	14,7	13,2
95	13,6	12,2
100	12,6	11,3
105	11,7	10,5
110	10,8	9,7
115	10,0	9,0
120	9,2	8,3
125	8,5	7,6
130	7,9	7,1
135	7,3	6,6
140	6,7	6,0

Как следует из таблицы, Вы за 2 ч 20 мин в значительной степени восстановили емкость аккумуляторной батареи. Далее заряд может быть продолжен в одном из нормальных режимов. В крайнем случае можно установить на транспортное средство частично заряженную батарею, дозарядив ее при первой же возможности.

Аналогичный график может быть построен для любого значения емкости. Для этого Вы готовите таблицу по такой же форме. В первой строке второго столбца указывается количество ампер-часов, недостающих до 100%-ного заряда (емкость, отданная батареей в ампер-часах, если перед разрядом она была полностью заряжена) - Qi. В третьем столбце записывается значение тока И = 0,9 Qi.

Во второй строке значения Q2 = Qi - І1 * 1/12; І2 = 0,9Q2. Затем вычислите Q3= Q2- І2 * 1/12; І3 = 0,9*Q2(третьястрока).

В следующей строке Q4 = Q3-І3* 1/12; І4 = 0,9Q4 и так далее до тех пор, пока значение тока не уменьшится до соответствующего нормальному заряду.

При использовании графика заряд проводите следующим образом: начинаете заряд током I1, через 5 мин уменьшаете ток до значения І2. еще через 5 мин - до значения І3 и так далее.

Существует еще один способ ускоренного заряда, при котором начальный ток устанавливают так же, как и в первом, но затем ток уменьшают всякий раз, когда напряжение достигает 2,4 В на аккумулятор. По своей сути это многоступенчатый режим заряда при постоянном токе с большим количеством ступеней, но более трудоемкий за счет необходимости практически постоянного контроля напряжения.

На практике серьезной проблемой при проведении ускоренных зарядов является определение емкости (количества ампер-часов), недостающей батарее до 100%-ного заряда.

С достаточной для практики точностью эту величину можно оценить по результатам измерения плотности электролита, которая связана с емкостью зависимостью, достаточно близкой к прямолинейной. Ориентировочно можно считать, что уменьшение значения плотности на 0,008 г/см3 соответствует отдаче 5% емкости.

Следовательно, если Вам известна плотность электролита батареи в состоянии полной заряженности Р3, Вы всегда можете оценить количество ампер-часов, недостающих до 100%-ного заряда Q, измерив плотность в тот момент, когда принято решение провести ускоренный заряд Рх:

Q = 0,05 С20 (P3 - Рх)/0,008, А*ч

Следует заметить, что приведенное соотношение дает большую погрешность, так как не учитывает различие между аккумуляторными батареями и изменение их характеристик

в процессе старения. Более точные результаты Вы сможете получить, если хотя бы один раз в год будете разряжать свою батарею из полностью заряженного состояния до конечного напряжения постоянным током, измеряя при этом степень разряженности и соответствующую ей плотность электролита.

Разряды можно проводить током 20-часового (I = 0,05 С20) или 10-часового (I = 0,09 С20) режима измеряя плотность электролита и напряжение каждые 1-2 часа. Для тока 0,05 С20 конечным является напряжение 1,75 В на самом быстро разряжающемся аккумуляторе, а для тока 0,09 С20 - 1,7 В. В том случае, если Вы имеете возможность измерять только полное напряжение батареи, разряды следует прекращать при напряжении 5,4 В (для 6-вольтовой батарей) и 10,8 В (для 12-вольтовыхбатарей).

Асимметричный переменный ток

Об использовании асимметричного переменного тока в процессе эксплуатации, обслуживания и формовки свинцовых аккумуляторов говорят уже очень давно и достаточно много. Можно назвать десятки статей и книг, которые полностью или частично посвящены этому вопросу. При этом мнения авторов существенно отличаются друг от друга. Здесь можно выделить две основные точки зрения:

• применение асимметричного переменного тока дает положительный эффект;
• применение асимметричного переменного тока практически нейтрально.

Сведения об отрицательном воздействии асимметричного переменного тока также встречаются в литературе, но настолько редко, что нет смысла говорить о них здесь.

Следует отметить, что сторонников применения асимметричного переменного тока значительно больше, чем противников. К числу сторонников относит себя и автор, несколько лет занимавшийся изучением влияния различных форм тока на параметры свинцовых аккумуляторов.

На практике под асимметричным переменным током понимают ток, имеющий неравные амплитуды прямого Іпр и обратного импульсов Іобр, а также их продолжительность (рис. 1.6).

При использовании асимметричного тока происходит чередование заряда батареи током с амплитудой Іпр в течение времени tпр с небольшими разрядами током с амплитудой Іобр в течение времени to6. Такую форму тока можно получить с помощью простейшей схемы, изображенной на рис. 2.

Рис. 1. Симметричный (а) и несимметричный (6) переменные токи.

Прямой ток Іпр проходит по цепочке R2- VD1, а обратный Іоб - через переменный резистор R1. При этом сопротивление R1 должно быть в 10-25 раз больше, чем R2. Выбор элементов схемы определяется прежде всего параметрами понижающего трансформатора Т1.

Заметим только, что соотношение Іпр/Іобр лучше всего держать в пределах 10/1 - 25/1.

Отношение tnp/to6p во избежании усложнения схемы задается частотой тока сети. Положительный эффект от применения асимметричного переменного тока, выражаясь научным языком, объясняется снижением диффузионных ограничений и электродной (концентрационной) поляризации. Если же говорить проще, то проведение небольшого разряда создает более комфортные условия для прохождения последующего импульса заряда и перехода сульфата свинца в исходные активные материалы, т. е. „набора" аккумуляторами емкости.

Рис. 2. Схема получения асимметричного зарядного переменного тока.

Частным случаем асимметричного переменного тока можно назвать любой прерывистый ток, когда, если говорить об аккумуляторах, зарядные импульсы чередуются с паузами, во время которых ток вообще отсутствует. В данном случае Іобр = 0, a tо6p = tпаузы * tпр.

В реальных условиях чаще всего встречается один из вариантов прерывистого тока, полученный путем однополупериодного выпрямления тока обычной электрической сети (рис. 3, а). При работе простейшего устройства однополупериодного выпрямления (3, б)на обычную нагрузку (резистор, электролампа и т. д.) tпр = tп.

При работе устройства на аккумуляторную батарею, которая имеет свое, встречно направленное напряжение, зарядный ток проходит только в тот период времени, когда напряжение на выходе зарядного устройства превышает напряжение батареи, и этот период существенно меньше, чем tnp на рис. 3,6.

Таким образом, в случае заряда аккумуляторной батареи током, полученным в результате однополупериодного выпрямления, tп > tпр. (Для схемы рис. 2 to6p > tnp).

Рис. 3. Схема (а) и ток (б) однополупериодного выпрямления.

В большинстве серийно выпускаемых выпрямителей применяется двухполупериодное выпрямление (рис. 4). Для этой схемы характерно отсутствие при заряде аккумуляторов как периодов разряда, таки пауз. В некоторых случаях для приближения формы зарядного тока к постоянному используют различные фильтрующие схемы, существенно усложняющие устройство.

С точки зрения автора такое усложнение выпрямительного устройства совершенно не оправдано.

Рис. 4. Схема (а) и ток (б) двухполупериодного выпрямления.

В результате сравнения влияния различных форм тока на параметры свинцовых аккумуляторов автором были сделаны следующие выводы:

1. применение асимметричного переменного тока однополупериодного выпрямления позволяет, по сравнению с токами двухполупериодного выпрямления и постоянным (получаемым, например, от аккумуляторной батареи большей емкости и напряжения, чем заряжаемая батарея), заметно снизить газовыделение, несколько увеличить емкость аккумуляторов и срок их службы;
2. асимметричный переменный ток дает чуть лучшие результаты, чем ток однополупериодного выпрямления, однако, для автолюбительской практики их можно считать одинаковыми, т. е. наличие периодов небольшого разряда и пауз создает примерно равные комфортные условия для заряда аккумуляторов;
3. учитывая относительную простоту схемы получения тока однополупериодного выпрямления, автолюбителям и мотоциклистам, всем владельцам свинцовых аккумуляторных батарей автора рекомендует использовать именно эту форму тока.

Наличие пауз (естественно, когда это возможно) оказывает положительное влияние и в процессе разряда свинцовых аккумуляторов. Так, если разряд ведется с периодическими, короткими, достаточно часто повторяющимися паузами, то от аккумуляторной батареи удается получить емкость на 10-15% больше, чем при непрерывном разряде.

Газовыделение в аккумуляторах

Газовыделение из свинцовых аккумуляторов начинается с момента приведения их в действие (заливка электролитом) и продолжается до самого конца их существования, вне зависимости от наличия тока. Наименьшую интенсивность газовыделения имеет у спокойно стоящих аккумуляторов, наибольшую - в конце заряда, когда практически весь ток расходуется на электролиз воды.

О вреде чрезмерного газовыделения уже было сказано, теперь немного о его опасности. Дело в том, что основными составляющими газовой смеси, выделяющейся из свинцовых аккумуляторов, являются водород и кислород.

Газовая смесь, выделяющаяся в конце заряда, содержит в своем составе 67% водорода, 33% кислорода, а это соответствует составу гремучего газа - две части водорода и одна часть кислорода. Гремучий газ, соприкасаясь с открытым пламенем, искрой или сильно нагретым предметом воспламеняется со взрывом и образует воду.

Однако, следует иметь ввиду, что наличие в воздухе уже 4% водорода делает его горючим, а при увеличении водорода до 6% смесь становится взрывоопасной. Наибольшей силы взрыв происходит при содержании в воздухе 28% водорода. Взрыв возникает при температуре в пределах от 530 до 840° С.

Отсюда основная рекомендация автолюбителю, имеющему дело с одной аккумуляторной батареей - не подносите открытый огонь к месту выхода газов из аккумуляторов, так как даже у спокойно стоящих аккумуляторов в подкрышечном пространстве над электролитом может образоваться взрывоопасная смесь, не говоря уже о процессе зарядки, когда шансов подорвать свой аккумулятор значительно больше.

Помещение, где происходит зарядка и даже хранение большого количества аккумуляторных батарей должно быть специально спроектировано и оснащено необходимой системой вентиляции.

Литература: В. Ю. Грачев - Как продлить срок службы аккумулятора.

Правильный и безопасный заряд аккумулятора - как и чем заряжать? | Статьи

Как правильно и безопасно зарядить авто (мото) свинцово-кислотный аккумулятор. 

Сразу оговоримся - настоящая статья предназначена для неподготовленных людей, аккумуляторщики и опытные пользователи вряд ли почерпнут для себя что-то новое.

Не отвлекаясь на второстепенные моменты, мы постараемся донести до читателей статьи базовые основы заряда аккумулятора и поможем выбрать правильное зарядное устройство.

Какие существуют методы заряда.

1. Заряд постоянным током.

Заряд производится при установленном значении зарядного тока (измеряется в Ампер) без ограничения напряжения (измеряется в Вольт). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – классический тяжелый трансформаторный зарядник – выпрямитель. Величина зарядного тока и длительность заряда определяются исходя из значения емкости, технологии изготовления и состояния аккумулятора. Ограничить напряжение при таком способе заряда возможно только вручную, уменьшением значения тока. Данный способ используется как правило профессиональными аккумуляторщиками и рекомендуется только для опытных пользователей.

2. Заряд при постоянном напряжении.

Заряд производится при заданном постоянном значении напряжения. Ток может быть ограничен возможностями и настройками зарядного устройства (пользователем). Пример устройства, обеспечивающего данный способ заряда – автомобильный реле-регулятор. Современные продвинутые реле-регуляторы способны менять напряжение заряда по алгоритмам, установленным автопроизводителями, но суть от этого не меняется – заряд все равно происходит при постоянном напряжении.

3. Заряд смешанным методом.

Первый этап заряда производится методом постоянного тока установленным (ограниченным) значением тока до достижения заданного значения напряжения (предустановлено в зарядном устройстве или ограничено пользователем). Второй этап начинается по достижении заданного напряжения, зарядный ток стабилизируется и его значение начинает падать, по сути на данном этапе заряд уже идет при постоянном напряжении. Правильный заряд этим так называемым смешанным методом могут обеспечить современные импульсные зарядные устройства, но только те, которые имеют функцию ограничения напряжения значением, подходящим для технологии изготовления и состояния конкретно взятого аккумулятора. Данный способ (метод) и подходит больше всего обычному, неопытному пользователю, которому надо при проведении заряда учесть состояние своего аккумулятора и технологию его изготовления, а также уяснить ряд нехитрых правил проведения заряда. Ну и, конечно, надо иметь правильное зарядное устройство.

Необходимо уяснить, что ресурс батареи снижают три основных явления:

– Оплывание (осыпание) активной массы, которое происходит при перезаряде либо в процессе естественного механического износа. Данное явление носит необратимый характер, лечению не подлежит, при критическом уровне данного процесса батарея подлежит замене.

- Сульфатация, т.е. образование кристаллов сульфата свинца на пластинах в процессе разряда АКБ. Сульфат всегда присутствует в любой батарее, его образование и растворение – это естественный рабочий процесс, происходящий при разряде-заряде батареи. Кристаллы сульфата могут быть небольшими и легко растворимыми, при хроническом недозаряде они становятся крупными и тяжело растворимыми. Данное явление носит обратимый характер, но чем старее в батарее сульфат, тем тяжелее его растворить, тем больше усилий придется для этого приложить и больше действий совершить.

- Расслоение электролита (кислотная стратификация). Электролит состоит из воды и серной кислоты, причем кислота физически тяжелее воды. В процессе заряда сульфат растворяется и кислота снова попадает в электролит, причем стремится стечь по пластинам в нижнюю часть корпуса АКБ. Данное явление наиболее усиливается в разряженных батареях и наименее характерно для тех АКБ, в которых разряд незначительный и своевременно восполняется. Устраняется расслоение электролита путем доведения заряженной батареи до состояния, при котором происходит ее интенсивное «кипение», т.е. электролиз, разложение воды на кислород и водород.

Вышеперечисленные явления как правило идут рука об руку, и эксплуатация АКБ с застарелым сульфатом приводит к ускоренному осыпанию рабочей не покрытой сульфатом активной массы (нерабочая осыпающаяся активная масса называется шламом) и повышенному расходу воды из АКБ, все это сопровождается расслоением электролита. Это происходит потому, что крупные кристаллы сульфата уменьшают площадь пластин, на которой происходит химическая реакция, оставшаяся рабочая активная масса подвергается более высокой нагрузке, все больше зарядного тока бесполезно тратится впустую на электролиз – разложение воды на кислород и водород. Соответственно, чем больше в АКБ застарелого сульфата, тем быстрее происходят описанные негативные процессы и все ближе утилизация АКБ.

Правильный и полноценный заряд проводится при температуре АКБ, равной комнатной. Но начинать заряд вполне можно при любой температуре АКБ.

Если нам нужно зарядить исправный аккумулятор, который имеет свежий незначительный разряд, скажем, не более 50 % от емкости, достаточно будет ограничить напряжение окончания заряда 14,8 – 15 Вольт, зарядный ток ограничиваем значением, не превышающем 10 % от номинальной емкости аккумулятора. Свидетельством окончания заряда будет служить падение зарядного тока до значения 0,5 – 1 Ампер. Наличие пробок на аккумуляторе позволит окончательно убедиться в окончании заряда путем измерения контроля уровня электролита и его плотности, которая должна достичь заводской – 1,27 – 1,31 г/см3.

Если требуется зарядить аккумулятор с полностью разряженного состояния, либо есть сомнения относительно его исправности или есть необходимость в сезонном профилактическом заряде, целесообразно применить несколько иной алгоритм заряда, разделив заряд на два этапа.

На первом этапе, не нагружая активную массу на пластинах, проводим заряд током, не превышающем 10 % емкости АКБ, ограничив напряжение безопасным значением, не более 14,4 – 14,8 Вольт. Перед зарядом необходимо убедиться, что уровень электролита достаточен, чтобы были закрыты пластины, при необходимости долить дистиллированную воду. Доводить уровень до исходного на первом этапе не нужно, так как в процессе заряда он может подняться и есть риск получить избыточный уровень электролита. Если батарея была глубоко разряжена или долго эксплуатировалась в состоянии хронического недозаряда, лучше значение тока выставить как можно меньше, вплоть до 1 % от емкости. Чем меньше значение зарядного тока, тем качественнее и полнее происходит заряд. На первом этапе задача состоит в том, чтобы максимально полно восполнить емкость батареи без избыточной нагрузки на активную массу на решетках. Индикатор окончания первого этапа заряда – падение зарядного тока до значения менее 1 Ампер, чем меньше, тем лучше.

На втором, самом важном этапе заряда, нужно решить две основные задачи – растворить застарелый сульфат и устранить расслоение электролита. При наличии неравномерного и/или недостаточного уровня электролита также добавляется задача выровнять уровень и плотность электролита во всех банках. В таком случае второй этап заряда также называется уравновешивающим, или выравнивающим зарядом.

Необходимо тщательно выровнять уровень электролита дистиллированной водой. И довести его до уровня заводского, который в разных АКБ составляет от 1,5 до 3 см. Проще, если в АКБ есть какие-либо физические индикаторы в виде, например, пластиковых лапок-ограничителей. Если нет, нужно найти информацию в руководстве или на сайте завода-производителя.

Устанавливаем такие параметры заряда, которые обеспечат интенсивное газовыделение из электролита, т.е «кипение». Напряжение, при котором будет интенсивно кипеть АКБ по технологии Са/Са, составляет примерно 15,5 - 16 Вольт, выставляем 16, гибридная Sb/Ca – 15,3 – 15,6 Вольт, выставляем 15,5 – 15,7 Вольт, для сурьмянистых должно хватить 15 Вольт. Величину зарядного тока лучше ограничить 1 – 5 % от емкости АКБ, причем чем более «запущена» батарея, тем меньше зарядный ток есть смысл выставить, заданное напряжение при этом будет достигаться конечно же дольше.

Положительный результат можно будет считать достигнутым, если зарядный ток после достижения заданного напряжения упал до 1 Ампер и ниже, плотность электролита достигла исходного значения 1,27 – 1,31 г/см3 (необходимо знать заводские параметры плотности), стала равномерной во всех банках, и значение плотности не меняется на протяжении двух – трех часов. Даже если за короткое время зарядный ток упал до низкого значения (0,5 – 1 Ампер), заряд все равно целесообразно продолжить на протяжении нескольких часов для устранения кислотной стратификации. Если положительный результат не достигается на протяжении многих часов, если по плотности «отстают» некоторые банки, можно поднять напряжение заряда на 0,1 – 0,3 Вольт. Иногда можно и даже нужно поднять ток и напряжение заряда и выше, или вообще снять ограничение по напряжению, но, повторяемся, наша статья для неопытных пользователей, данные действия Вы будете осуществлять на свой страх и риск.

Если описанные действия не привели к нужному результату, отдайте АКБ в квалифицированный сервис или замените на новую. Либо выжмите из нее оставшийся ресурс и потом замените.

Если у Вас АКБ с лабиринтной крышкой без пробок, отрегулировать уровень электролита без «колхозинга» не получится, поэтому нужно хотя бы попытаться убедиться, что он есть, путем просвечивания АКБ мощным источником света. Такие батареи, несмотря на то, что маркетологи назвали их "необслуживаемыми", как раз таки очень нуждаются в своевременной правильной дозарядке, потому что полностью заряженная исправная кальциевая АКБ практически не расходует воду, и уровень электролита в ней долгое время остается ровным и стабильным.

Особенности заряда батарей по технологии Са/Са EFB.

Заряд аккумуляторов EFB производится так же, как и обычных кальциевых. Нужно только учесть одну особенность - в правильных EFB пластины толще и скомпонованы плотнее, расстояние между ними меньше, по этой причине электролит в них перемешать тяжелее, плотность в верхних слоях батареи может подниматься дольше. Будьте готовы к тому, что второй этап заряда на повышенном напряжении возможно придется производить дольше, напряжение поднимать выше.

Особенности заряда батарей по технологии AGM, GEL.

А вот AGM и GEL технологии заряжать с применением высоких значений напряжения крайне нежелательно. Ввиду того, что в них отсутствует электролит в жидком виде, кислотная стратификация как таковая отсутствует, перемешивать электролит не нужно, и избыточное напряжение приведет к безвозвратной утрате воды. Поэтому заряжать их следует в один этап с ограничением напряжения 14,3 - 14,4 Вольт. Если результат не достигнут, можно попробовать поднять напряжение заряда до 15 Вольт, но долго скорей всего такая батарея уже не прослужит. Глубокий разряд такие батареи переносят намного хуже классических, и вероятность их восстановления после глубокого разряда намного ниже. Их "конек" - цикличность, т.е. работа в режиме многократного частичного разряда-заряда. Но никак не глубокого разряда. Поэтому задача пользователя при эксплуатации таких батарей - не допускать их разряда и своевременно его восполнять.

Ну и собственно, какое зарядное устройство выбрать?

Полноценное зарядное устройство, которое позволит правильно зарядить аккумулятор, изготовленный по любой технологии, должно иметь регулировку не только зарядного тока, но и, что самое важное, напряжения заряда. Причем крайне желательно, чтобы регулировка была плавной (особенно для зарядного тока) и как можно более широкими диапазонами. Допустима ступенчатая регулировка напряжения заряда, лишь бы этого самого напряжения хватало для правильного заряда. Также важно, чтобы зарядное устройство без "разрешения" пользователя не переходило по окончании заряда в так называемый буферный режим (хранение аккумулятора при пониженном напряжении с компенсацией саморазряда), это препятствует полноценному окончанию заряда и "добивке" емкости до 100%.

Примером полноценного импульсного зарядного устройства, которое способно полностью заменить старый трансформаторник - выпрямитель, является "Вымпел-57" производства ООО "НПП "ОРИОН", либо более продвинутая "интеллектуальная" его версия - "Вымпел-55".

Ну и конечно, старое доброе трансформаторное зарядное устройство - выпрямитель, способное заряжать методом постоянного тока без ограничения напряжения, но, на наш взгляд, это инструмент скорее для опытного и умелого пользователя.

Помните, что своевременный и правильный профилактический заряд как минимум в два – три раза продлит ресурс Вашего аккумулятора!

Алгоритмы интеллектуального зарядного устройства для обычных свинцовых аккумуляторов

Зачем вам нужно интеллектуальное зарядное устройство: Пока вы используете простые аккумуляторы для гольф-каров, на самом деле вы этого не делаете. Аккумуляторы для автомобилей Golf относительно легко заряжать и довольно устойчивы к некоторым ошибкам зарядки время от времени. Но если вы читаете Основные инструкции по зарядке аккумулятора Ли Харта, Вы можете понять, почему может понадобиться . Зарядка вручную требует немало усилий и внимания. В эти дни, практически у каждого другого перезаряжаемого гаджета есть автоматическое зарядное устройство, или хотя бы одно, нам не нужно много платить внимание к.Так что большинство из нас просто не привыкли к ручной зарядке. Кроме того, очень важна правильная зарядка вашего электромобиля. Если ваш мобильный телефон утром не полностью заряжен, это может быть немного неудобно подключаться к сети на работе, но все будет хорошо. Однако, если ваш электромобиль не заряжен, вы может вообще не работать. Что делает умное зарядное устройство: В значительной степени то, что Ли рекомендует, так что вам не придется потеть. Он может иметь микропроцессорный «мозг», дискретную логику или просто линейные схемы; но каким-то образом он пытается выяснить текущее состояние заряда аккумулятора и как быстро и быстро его полностью зарядить. как можно безопаснее.Правила, которым следует при этом, мы называем алгоритм начисления . Alphabet soup: Вероятно, наиболее распространенными алгоритмами в интеллектуальных зарядных устройствах являются IU и его варианты, IUI и IUU. Здесь каждая буква представляет одну фазу или период зарядки, так что это двухфазная зарядка или трехфазная зарядка I означает постоянного тока , а U означает постоянного напряжения . Я объясню эти термины через мгновение. Фаза зарядки первая: Первая фаза зарядки - это то, что мы называем групповой зарядкой . Начальная скорость зарядки: Теоретически, если зарядное устройство учитывает температуру аккумулятора, в этом В фазе он может запихивать электроны примерно так же быстро, как батарея может их высыпать, когда вы ее разряжаете. Это может быть в сотнях ампер для аккумуляторов гольф-каров, а некоторые Аккумуляторы AGM может выдерживать зарядные токи с четырьмя цифрами! Так что, если вам действительно нужно зарядить электромобиль за час или меньше, вы можете: но вам лучше сначала проверить свой банковский счет.Такое большое зарядное устройство может стоить столько же, сколько дом. Для остальных из нас практическое правило начальной скорости заряда находится где-то между C20 / 10 и C20 / 4. Это похоже на какой-то код, не так ли? C20 - это 20-часовой рейтинг батареи в ампер-часах, то есть сколько ампер часов, которые он может произвести, если вы разрядите его более 20 часов. (Чем быстрее вы разряжаете свинцовую батарею, тем меньше ампер-часов вы можете получить от этого. Большинство производителей аккумуляторов указывают емкость аккумулятора как минимум на 2 разных скорость разряда.) Ампер-часов , а не , как ампер, но это удобный способ выразить размер батареи. и его текущие требования, поэтому в данном случае мы используем их таким образом. Таким образом, для ваших типичных 220 ампер-часов (20 часов) аккумулятор автомобиля для гольфа, вы хотите использовать начальную скорость зарядки от C20 / 10 (22 А) до C20 / 4 (55 А). Почему имеет значение начальная ставка: Свинцовые батареи не похожи на никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батарейки, которые вы используете в фонариках и фотоаппаратах.Эти маленькие батарейки ценят медленную зарядку, и они прослужат дольше (для большего количества циклов зарядки), когда с ними обращаются таким образом. Тем не менее, свинцовым батареям на самом деле НРАВИТСЯ и НУЖНА начальная скорость зарядки минимум C20 / 10, у некоторых даже больше. Я просто любитель, а не электрохимик, поэтому я не знаю электрохимических причин этого. Что я знаю, так это что свинцовые батареи теряют емкость (изнашиваются) быстрее, если им не давали этот сильный ток в течение хотя бы нескольких минут в начале цикла зарядки.Некоторые аккумуляторы особенно обидчивы по этому поводу. В Руководство по применению электромобилей Hawker Genesis Рекомендуется начальная ставка заправки , по крайней мере, C10 / 3, и настоятельно рекомендуется от 1 * C10 до 2 * C10. Они не просто пускали дым. Когда Массачусетс DOER тестировали электромобили Solectria Force в середине 1990-х, они обнаружили, что мощность их Hawkers упала более чем наполовину менее чем за год. В их отчете это объясняется отсутствием правильная эквализация, но настоящая проблема была в Solectria 3.Зарядные устройства 3кВт. Они использовали двойную струну из 42 Аккумуляторы ампер-час, так что они должны были заряжать их на 84 ампер. Однако зарядные устройства Solectria могли доставить только около четверти этого тока. И это были зарядные устройства большой мощности; Более ранние зарядные устройства Solectria справлялись только с около 7 ампер. Хокеры - это дети-плакаты для жесткой зарядки, но все свинцовые батареи от этого выигрывают. Инженеры знают что они делают, когда рекомендуют как минимум C20 / 10. Постоянный ток: Когда батарея разряжена, ее напряжение низкое.Это означает, что он может потребовать (и хочет) огромную зарядку. Текущий. По мере зарядки его напряжение растет, поэтому ток зарядного устройства с фиксированным напряжением падает. Это замедляет заряд. Но одна из жизненных задач вашего умного зарядного устройства - максимально быстро зарядить аккумулятор. Для этого он устанавливает свои собственное напряжение, чтобы зарядный ток был настолько высоким, насколько это допустимо для аккумулятора. Затем, по мере увеличения напряжения батареи, зарядное устройство продолжает увеличивать собственное напряжение, поэтому зарядный ток остается высоким до последней возможной минуты (мы увидим когда это скоро).Этот процесс называется зарядка постоянным током . Во время фазы объемной зарядки почти вся энергия заряда уходит на реакцию зарядки. В качестве основной фазы продолжается, при постоянном токе напряжение батареи повышается. Когда аккумулятор заряжен примерно на 80%, он достигает напряжение газообразования . С этого момента все больше и больше энергии зарядки уходит на нагрев батареи и диссоциация воды электролита на водород и кислород. Скоро мы увидим, почему это тепло имеет значение.Напряжение выделения газа зависит от конструкции батареи - состава положительного полюса и сеток, а также химического состава. состав электролита. Для типичного залитого аккумулятора автомобиля для гольфа это 2,4 В на элемент (VPC) при 25 ° Цельсия. Батареи других типов будут варьироваться от 2,35 VPC до 2,5 VPC. Проверьте данные своих аккумуляторов. Температурная компенсация: Хорошее зарядное устройство отрегулирует это напряжение и все напряжения, указанные ниже, для температура батареи значительно выше или ниже 25 ° C.Вы получаете поправочный коэффициент от вашей батареи производителя, но типичным является -3 мВ или -4 мВ на ячейку при отклонении градуса Цельсия от 25 ° C. Это не температура окружающей среды (воздуха), а температура батареи. Идеальный способ чтения - это погрузите датчик температуры в электролит аккумулятора. Тем не менее, обычный способ - закопать датчик между двумя батарейки в середине пачки. Я также слышал о прикреплении датчика к клемме аккумулятора.Температурная компенсация (TC) более важна для клапанных (AGM и гелевых) батарей, чем для залитых, но Если он есть в зарядном устройстве, нет причин не использовать его и с залитыми батареями. Фаза зарядки 2: Достижение напряжения газовыделения завершает фазу накопления и начинается фаза поглощения . В аккумулятор заряжен примерно на 80%. В зависимости от алгоритма зарядного устройства оставшиеся 20% могут занять примерно столько же времени, сколько и первые 80% сделали! В фазе поглощения алгоритма зарядки IU зарядное устройство поддерживает постоянное напряжение ( постоянное напряжение зарядка) при напряжении газовыделения.Помните, как повышалось напряжение, когда мы поддерживали постоянный ток? Теперь зарядное устройство держит напряжение стабильно, поэтому зарядный ток падает на . Зарядное устройство сидит плотно, пока зарядный ток не снизится. снизился примерно до C20 / 50. Для нашего примера аккумулятор для гольф-кара 220 Ач это будет 4,4 ампера. На данный момент аккумулятор практически полностью заряжен. Теперь у вас есть официальный полный профиль зарядки МЕ. Зарядное устройство может выключите сейчас, или вы можете вытащить вилку вручную. Но, может быть, и не стоит, по крайней мере, не каждый раз.Это потому, что, хотя аккумулятор полностью заряжен, некоторые из его ячеек немного полнее других. Дисбаланс ячеек: Ячейки в батарее немного различаются по скорости зарядки. Частично это сводится к незначительному различия в допусках на их изготовление. Большим фактором дисбаланса клеток является то, что клетки различаются по температуре, иногда очень сильно. В каждой батарее внутренний Элемент или элементы обычно будут теплее, чем те, которые расположены снаружи батареи. В большом аккумуляторном блоке внутри батарейки тоже будут теплее внешних.Поэтому разница в температуре ячеек не является необычной. на 10 и более градусов. Температура влияет на полностью заряженное напряжение элемента, а также на эффективность заряда. Видите проблему? В краткосрочной перспективе клеточный дисбаланс не имеет большого значения. Но со временем, когда вы заряжаете и разряжаете аккумулятор, различия становятся все шире и шире. В конце концов, самые низкие элементы могут оказаться хронически недозаряженными. Это ограничит сколько энергии вы можете получить от аккумулятора не только из-за более низкого заряда элементов, но и из-за хронического недозаряд вызывает необратимую потерю емкости аккумулятора.Вы можете подумать, что способ исправить это - зарядить каждую ячейку индивидуально. Фактически, это примерно столько, сколько литиевые батареи EV работают. Ячейки заряжаются последовательно, как и любые другие батареи, но каждая ячейка имеет свой собственный заряд. регулятор байпаса . Когда ячейка заполнена, регулятор направляет зарядный ток на ячейку, поэтому заряженный элемент может отскочить назад, в то время как остальные элементы закончат зарядку. Большинство владельцев дорожных электромобилей с длинными цепочками AGM или гелевых аккумуляторов используют аналогичные регуляторы.Однако они не могут поставить регулятор на каждой ячейке, потому что современные батареи не построены так, чтобы вы могли получить доступ к отдельным ячейкам. Таким образом они могут регулировать только заряд каждой отдельной АКБ . Это лучше, чем ничего, но им все равно нужно как-то сбалансировать отдельные элементы в каждой батарее. Выравнивание (третья фаза зарядки): Ваше зарядное устройство устраняет дисбаланс ячеек с помощью выравнивания - намеренно, но осторожно, перезаряжая аккумулятор. Полностью заряженные элементы рассеивают потерянную энергию через себя в виде тепла и как отравление газом, и ячейки, которые еще не на 100%, пополняются.Для этого вместо отключения в конце фазы поглощения постоянного напряжения зарядное устройство снова переключается на зарядка постоянным током. На этот раз он использует гораздо более низкий ток - тот же C20 / 50, который сигнализировал об окончании фаза абсорбции. Теперь наш профиль IU стал профилем IUI. Зарядное устройство поддерживает постоянный ток C20 / 50 до тех пор, пока напряжение повышается до 2,5 В на ПК, с температурной компенсацией. Или нет; некоторые инженеры советуют переходить на 2,55 VPC. Некоторые говорят, что нужно держать C20 / 50 в течение 2-4 часов, независимо от того, насколько высокое напряжение.Некоторые предлагают вместо этого плавающую зарядку с постоянным напряжением (2,3 В на канал) без ограничений, что является профилем IUU. Как видите, здесь задействовано какое-то мнение. Если в вашем зарядном устройстве есть настраиваемые параметры выравнивания, вы можете спросить свой аккумулятор производитель, какой из них лучше всего подходит для их аккумуляторов. С другой стороны, вы можете захотеть , а не , чтобы спросить производителя, как часто выравнивать. Некоторые из них - США Батарея одна - подскажет выравнивать при каждой зарядке.Это дает вам абсолютное максимальное количество запасенная энергия, а значит, и максимальный радиус действия. Однако перегрузка нагружает аккумулятор, поэтому слишком частое выравнивание примерно так же плохо для вашей батареи, как и слишком редкое выравнивание. Моя рекомендация - выравнивать только тогда, когда необходимо. Как часто это бывает? Ах, вот в чем загвоздка. Небольшие различия в уровне заряда элементов (SOC) трудно обнаружить. пока они не станут большими различиями. К сожалению, хотя я знаю один качественный (большой, дорогой) промышленный зарядное устройство, которое отслеживает и выравнивает каждые 7 циклов, большинство умных зарядных устройств не так уж и умны выравнивание.Обычно они либо вообще не выравниваются, либо выравниваются каждый раз. Если ваше зарядное устройство никогда не эквалайзер, вы можете выравнивать аккумулятор каждые 5-15 зарядок, перезапустив зарядное устройство. после выключения. Если у вас всегда эквалайзер, вы можете попробовать отключить его, когда он дойдет до фаза выравнивания большую часть времени. Проблема с этими схемами в том, что теперь вы выполняете некоторую ручную зарядку. Вы заплатили хорошие деньги за умное зарядное устройство, так что вам не пришлось бы этого делать, не так ли? Проблемы зарядки на основе напряжения: Стратегия выравнивания - не единственное слабое место интеллектуальных зарядных устройств.Straight IU и у зарядных устройств IUI есть еще одно, которое есть не у многих производителей зарядных устройств и аккумуляторов. Батарея немного похожа на водонагреватель в вашем доме. По мере старения водонагревателя в нем начинает накапливаться осадок. дно резервуара, поэтому в нем меньше воды. Что ж, с возрастом батарея тоже накапливает осадок. Это не шутка; это действительно происходит: активный материал в решетках кристаллизуется, отваливается и опускается на дно батареи. При меньшем количестве активного материала в сетках способность батареи удерживать энергию снижается.Это также означает, что его полностью заряженное напряжение падает. Если ваше зарядное устройство запрограммировано на полностью заряженное напряжение новой батареи, оно может перезарядить старую батарею. Фактически, старый аккумулятор может никогда не достичь этих волшебных 2,5 VPC выше, поэтому фаза выравнивания может длиться слишком долго. Как аккумулятор возрастет, со временем он может даже не достичь 2,4 VPC. В этом случае зарядное устройство может застрять в фазе накопления. Ваш аккумулятор будет сильно заряжен, что приведет к его старению еще быстрее. OTOH, еще один признак батареи в ее золотые годы, заключается в том, что ее внутреннее сопротивление увеличивается.Это может вызвать прямо противоположная проблема - напряжение на зарядке растет очень быстро, и это заставляет зарядное устройство остановить заряд слишком рано. Тогда аккумулятор недозаряженный . Один из способов помочь в этой ситуации - добавить к зарядному устройству предел безопасного времени или ампер-часов. Я расскажу об этом подробнее потом. DV / DT и DI / DT Charging: Это более элегантное решение проблемы старения батарей. DV / DT и DI / DT обозначают производная напряжения (или тока) по времени.Если вы изучали математику в колледже, это, вероятно, вернет вам воспоминания. Возможно, вы помните, что производные вычисляют наклон кривой в заданной точке. В этом случае кривые - это возрастающее напряжение и падающий ток в цикле зарядки. Зарядка DV / DT использует тот факт, что при зарядке аккумулятора регулируемым (постоянным) током напряжение увеличивается. замедляется и в конечном итоге останавливается независимо от напряжения. Зарядка DI / DT основана на той же идее, что при постоянном напряжении снижение текущего замедляется и в конечном итоге прекращается.Во время фазы основной зарядки постоянным током мозг зарядного устройства не только отслеживает напряжение выделения газа, но и наблюдает за чтобы рост напряжения замедлился. Типичное значение, за которым следует следить, составляет от 2,5 до 5 мВ в час на ячейку. Во время фазы поглощения постоянного напряжения, помимо наблюдения за падением тока до C20 / 50, он отслеживает текущее снижение замедлить. Типичное значение здесь составляет от 0,2 до 0,4 ампер в час. Производители батарей обычно указывают DV / DT и DI / DT с шагом в час (если они вообще указывают их).Но ИМО лучше измерять напряжение или ток чаще, чем каждый час. Также зарядное устройство должно искать спецификацию (разделенную на выборок в час, конечно) в 2 или 3 последовательных выборках, или чтобы дельта (изменение) упала до некоторой меньшая сумма. Например, зарядные устройства Lestronic DV / DT от Lester проверяют наклон напряжения каждые 15 минут. Пределы безопасности: Независимо от того, использует ли зарядное устройство DV / DT или нет, оно также должно иметь один или несколько методов резервного копирования, которые будут останавливаться. заряд на случай действительно странных или опасных ситуаций.Одно из неприятных качеств свинцовых аккумуляторов заключается в том, что их полностью заряженное напряжение ниже при более высоких температурах. Это называется отрицательным температурным коэффициентом . Это объясняет, почему вам следует использовать температурную компенсацию, но это также вопрос безопасности. Я упоминал выше, что как только зарядное устройство выходит за пределы газового напряжения батареи при 80% заряда, увеличивается количество энергии зарядки идет на нагрев батареи и выработку водорода и кислорода. Хорошо, когда аккумулятор достигает 100% заряда, все энергия тратится таким образом.Проблемы возникают из-за жары. По мере того, как батарея нагревается, ее напряжение падает на . Это делает постоянное напряжение зарядное устройство пропускает через аккумулятор больше тока, который нагревает его еще больше, что увеличивает ток еще больше ... и, прежде чем вы это узнаете, у вас есть тепловой разгон . В лучшем случае получается горячий, перезаряженный аккумулятор. В худшем случае аккумулятор действительно может загореться. (Да, это случилось, хотя я рад сказать, пока не со мной.) Чтобы этого не произошло, умное зарядное устройство должно проверить хотя бы одно из двух.Первый - отрицательный ДВ / ДТ. Если напряжение при зарядке падает, зарядное устройство должно немедленно прекратить зарядку. Второе - это высокая температура аккумулятора. Если зарядное устройство уже использует температурный датчик для выполнения температурной компенсации, оно должно поддерживать следите за этим и прекратите зарядку, если температура батареи превысит 50 или 60 градусов Цельсия. Если одно из этих условий вынуждает зарядное устройство отключиться, это также хорошая идея, чтобы вы знали, что что-то пошло не так, может быть, включив красный предупреждающий свет.Таким образом, вы не узнаете на собственном опыте, что ваш электромобиль не полностью заряженный. Еще одна хорошая резервная копия: проверка того, имеет ли смысл зарядка на данный момент. Зарядное устройство должно отслеживать общее количество ампер-часов и / или время зарядки. Если зарядное устройство знает, какой аккумулятор заряжается, оно будет знать, если заряд скажем, 150% от номинальной емкости этой батареи в ампер-часах. Если он не знает, он все равно может сделать предположение о разумной сумме. Либо Таким образом, он должен прекратить зарядку, если что-то выглядит странно, и предупредить вас, что что-то может быть не так. Другие алгоритмы зарядки: Вероятно, существует столько же других алгоритмов зарядки, сколько инженеров по аккумуляторным батареям. Большинство из них используются нечасто, но я думаю, что стоит упомянуть пару. Отслеживание ампер-часов: Это особенно точный метод, и он не зависит от напряжения, которое может переключаться. время. Хотя это довольно часто встречается в портативных компьютерах, насколько я знаю, не многие любители электромобилей пробовали это. Это был один алгоритмов, рекомендованных Hawker для своих аккумуляторов Genesis AGM в электромобилях, а Saft - для своих STM5 EV. Ni-Cd аккумуляторы.В принципе, отслеживание ампер-часов довольно просто, хотя для этого требуется зарядное устройство, которое находится на борту электромобиля, а не в гараже. Когда вы разряжаете аккумулятор, зарядное устройство остается активным, отслеживая количество использованных ампер-часов. Когда он перезаряжает аккумулятор, вместо того, чтобы останавливать заряд, когда ток фазы поглощения падает до C20 / 50 или DI / DT приближается к нулю, зарядное устройство останавливается, когда заменяется количество ампер-часов, которое использовал электромобиль, плюс некоторое количество до учитывать неэффективность начисления.Для свинцовой батареи зарядное устройство обычно возвращает от 105% до 110% от того, что использовал электромобиль. Никелевые батареи немного менее эффективны, поэтому они обычно заряжаются на 120% или 125%. Одна неприятная проблема этого метода - саморазряд батареи. Все аккумуляторы постепенно теряют заряд просто сидя. Если вы не водите свой электромобиль в течение нескольких недель, зарядное устройство должно это понимать и добавить несколько ампер-часов для саморазряда. Это не так просто, как кажется, потому что степень саморазряда батареи зависит от таких факторов. как конструкция батареи, температура и возраст, а также паразитные нагрузки транспортного средства.Отслеживание ампер-часов также должно иметь резервные копии безопасности, о которых я упоминал выше, а затем некоторые - максимальное напряжение батареи, отрицательный DV / DT, общее добавленное время в ампер-часах или время зарядки, а также максимальная температура аккумулятора. Зарядка с регулируемым клапаном: Это исторический диковинный предмет. Я не знаю, чтобы кто-нибудь использовал его сегодня. Однако я думаю, что это интересно. Возможно, вы видели термин «регулируемый клапаном», используемый для гелевых и AGM аккумуляторов (на самом деле, я использовал его выше). Когда "герметичные" или закрытые батареи при зарядке достигают напряжения выделения газа, выделяемый ими водород и кислород повышаются. их внутреннее давление.Оказывается, зарядное устройство может использовать это изменение давления для регулирования зарядки. В в самых ранних закрытых батареях для этой цели были установлены выпускные клапаны, чувствительные к давлению, поэтому они были "клапанами". регулируется. " домой | помощь | архив | политика конфиденциальности | Условия использования

BC Pro - алгоритм зарядки

Эффективность, достигаемая аккумулятором после процесса зарядки, отсутствие электромагнитных помех и диагностика, обеспечивающая полную защиту от короткого замыкания, перегрева или неправильного подключения к аккумулятору, являются общими чертами каждого продукта, принадлежащего к линейке BC Battery. Контроллер.

Чтобы удовлетворить потребности профессиональных клиентов, BC Battery Controller разработал инновационный алгоритм зарядки: BC Pro 4S внутренне управляется микропроцессором , который отслеживает в реальном времени текущее состояние аккумулятора, а выполняет автономно 8 этапов заряда :

1. Инициализация : устройство проверяет, не закорочены ли одна или несколько ячеек, чтобы убедиться, что аккумулятор находится в надлежащем состоянии для зарядки / восстановления.
2. Recovery : если аккумулятор глубоко разряжен (напряжение аккумулятора начиная с 1,25 В), устройство пытается восстановить его, возвращая его к более высокому напряжению.
3. Мягкая зарядка : если аккумулятор находится в состоянии значительного недозаряда, устройство подает в аккумулятор легкий пульсирующий ток, чтобы преодолеть эту критическую фазу.
4. Bulk Charge : устройство обеспечивает аккумулятор полным током, восстанавливая около 85-90% емкости аккумулятора.
5. Десульфатация / абсорбция : устройство обеспечивает «контролируемую избыточную зарядку» для восстановления оставшихся 10-15% емкости аккумулятора посредством десульфатации / восстановления свинцово-кислотных элементов (для низкого или среднего сульфатирования).
6. Анализ батареи - тест в конце цикла : устройство на короткое время прекращает подачу тока на батарею, чтобы проверить, может ли батарея удерживать полученный заряд. Этот тест периодически повторяется во время Технического обслуживания.
7. Техническое обслуживание : устройство поддерживает аккумулятор в оптимальных условиях заряда в течение очень долгих периодов (даже месяцев), в течение которых ваш автомобиль не используется, без каких-либо возможных недостатков (перезаряд аккумулятора, перегрев аккумулятора, потеря воды и / или электролита. , так далее).
8. Выравнивание : каждые 30 дней во время длительного обслуживания устройство выполняет выравнивающий заряд для уравновешивания свинцово-кислотных элементов батареи, избегая расслоения электролита внутри элементов.

Алгоритмы управления аккумулятором | Исследования транспорта и мобильности

Алгоритмы управления и схемы датчиков и активации элементов могут продлить срок службы и повысить производительность аккумуляторных систем.Исследование управления батареями NREL фокусируется в областях:

• Увеличение срока службы за счет управления температурой, зарядкой и электрическими рабочими циклами до оптимизировать срок службы
• Повышение производительности, снижение консервативности в отношении эксплуатационных ограничений с использованием знаний в реальном времени внутренней электрохимической динамики
• Повышение безопасности, обнаружение и активное устранение внутренних коротких замыканий аккумуляторной батареи.

Исследователи оценивают, демонстрируют и проверяют стратегии управления с помощью непрерывного аппаратного обеспечения. стратегии на уровне ячеек и пакетов. Как наиболее достоверный и полный информационный центр для проверенных и актуальных статистических данных по энергоэффективности транспорта, анализ данных и инструменты, NREL предоставляет точную информацию о состоянии батареи здоровья, необходимого для облегчения управления и внедрения парка электромобилей (EDV).

Алгоритмы

NREL уникальны в своем применении основанных на физике моделей батареи. контроль и оценка. По сравнению с алгоритмами, основанными на правилах, эталонные модели физики упростить разработку средств контроля и обеспечить применимость средств контроля ко всему диапазону возможных условий эксплуатации и сред. Это позволяет повторное использование алгоритмов в аккумуляторных технологиях и снижение риска инцидентов из-за к небезопасной работе от аккумулятора.

Контроль заряда электромобиля

NREL сотрудничает с Университетом Колорадо в Боулдере для разработки оптимального управления стратегия для зарядных устройств для электромобилей, которая сводит к минимуму основные факторы время уменьшения календарного срока службы батареи при высоких уровнях заряда и пиковых температурах вызвано зарядкой с высокой скоростью C. Моделирование продемонстрировало потенциал для оптимального контроль заряда для продления срока службы батареи.Эта технология также позволяет зарядным устройствам для электромобилей разумно реагировать на переменные цены на электроэнергию, подаваемую из сети, автоматически регулируя время зарядки до менее затратных непиковых периодов.

Электрохимический контроль

NREL сотрудничал с Вашингтонским университетом для разработки быстродействующих моделей процессы переноса заряда и ионов, управляющие электрохимической динамикой аккумулятора.Эти модели были скомпилированы и реализованы на контроллерах реального времени. В сочетании с алгоритмы оценивания и прогнозирующего управления модели, алгоритмы электрохимического контроля позволяют, например, грамотно управлять зарядкой как можно дольше срок службы батареи. Эти алгоритмы также обеспечивают более широкий диапазон операций заряда / разряда, особенно при низких температурах, когда производительность аккумулятора часто ухудшается.

Контроль на основе прогнозов

Этот метод на основе модели позволяет контроллеру динамического регулирования ограничивает срок службы батареи, предоставляя владельцу максимально возможное производительность от аккумулятора с длительным сроком службы. Прогностический контроль учитывает пути дифференциального старения аккумуляторной батареи, зависящие от окружающей среды и поведения водителя.Версии алгоритмов на уровне ячеек и пакетов анализируются NREL в партнерстве. с Eaton Corporation.

Активная балансировка ячеек

NREL работает с Университетом штата Юта, Фордом и Университетом Колорадо над разработкой активная система электрического управления ячейкой, обеспечивающая дифференциальное управление ячейками. Этот технологии:

• Обеспечивает доступ ко всей энергии пакета, а не ограничивается самыми слабыми ячейка в строке серии
• Увеличивает срок службы батареи за счет дифференциального контроля сильных и слабых ячеек
• Уменьшает рост дисбаланса клеток в течение жизни, который может быть вызван такими факторами, как упаковка температурные градиенты и небольшие производственные различия между ячейками
• Позволяет выполнять частичную упаковку при отказавшей ячейке.

Эта технология может продлить срок службы автомобильной упаковки далеко за 10–15 лет, в том числе в среде вторичного использования. Ожидается, что активное управление ячейками система снизит стоимость сегодняшних аккумуляторных батарей EDV, заменив сегодняшние централизованные Преобразователи постоянного тока в постоянный с преобразователями уровня ячеек.

Управление парком

NREL создал инструменты анализа для управления «большими данными» из автопарков, в том числе алгоритмы, которые отслеживают состояние батареи. изменяется с течением времени на основе необработанных измерений тока, напряжения и температуры от батареи пакеты в поле.Набор инструментов позволяет менеджерам автопарка определять влияние такие факторы, как зарядка и выбор маршрута, от состояния аккумулятора и срока его службы. Эти алгоритмы были проверены с помощью контролируемых измерений деятельности по оценке аккумуляторных батарей.

Партнеры

• Университет Колорадо в Боулдере
• Вашингтонский университет
• Государственный университет Юты
• Ford Motor Company
• Корпорация Eaton
• Электромобили Smith
• BAE Systems
• ARPA-E AMPED
• Университет Колорадо в Колорадо-Спрингс

Публикации

Узнайте больше об исследованиях NREL в области управления батареями в этих публикациях.

Контакт

Ин Ши

Эл. Почта
303-275-4240

Основы алгоритма зарядки аккумулятора - Imazing Power

Основы зарядных устройств аккумуляторов, а также схемотехническая реализация алгоритмов зарядки линейных и изменяющихся зарядных устройств аккумуляторов. Во-первых, основная работа батарей описывается в условиях разомкнутой электрической цепи, разряда и зарядки.Далее приводится краткое изложение темы импульсной зарядки и ее реализации, а затем краткое изложение темы зарядки постоянным током и постоянным напряжением и, следовательно, особые соображения, касающиеся зарядки литий-ионных (литий-ионных) батарей. Затем приводятся линейные и изменяемые реализации схем зарядного устройства CCCV, а также краткое изложение схем измерения уровня заряда батареи, многоячеечных зарядных устройств и методов балансировки ячеек.

Самая стильная батарея в модной бытовой электронике - это литий-ионные батареи.У этой аккумуляторной технологии есть несколько преимуществ, таких как высокая плотность энергии, низкая скорость разряда, высокие экологические свойства и отличное рабочее напряжение. За последние пару лет некоторые типы этой аккумуляторной технологии совместно эволюционировали для решения таких проблем, как проблема типа, надежность и срок службы. Среди этих новых вариантов Li + литиевый полимер был чрезвычайно широко принят рынком, в первую очередь благодаря гибкости его типа. Новые батареи и соответствующие им рабочие площади отражают результаты изменений свойств материала, в частности анода, катода и раствора батареи.

Хотя используемый аккумуляторный блок определяет теоретический зарядный ток, необходимый для аккумулятора на различных этапах зарядки, системные инженеры должны совместно учитывать два дополнительных фактора, которые влияют на конкретные уровни зарядного тока и будут приняты во внимание. один раз планируя схему зарядки. Основным из них является текущая мощность входного источника питания, который в большинстве случаев может быть настенным адаптером или USB-портом компьютера. Естественно, чем выше настоящее, поступающее в зарядное электронное оборудование от источника питания, тем выше настоящее, поступающее в аккумулятор.Вторая проблема, которая будет иметь впечатление в пределах фактического уровня тока заряда, - это рабочее состояние системы на протяжении всего метода зарядки. как только передвижное устройство находится в активном режиме во время зарядки аккумулятора (то есть, когда система работает), оно будет потреблять часть тока, обеспечиваемого источником питания, и поэтому ток, поступающий в аккумулятор, меньше теоретического значения .

(PDF) Разработка и анализ алгоритма зарядки для автопарков электромобилей, увеличивающего срок службы аккумуляторов

be 11.81 евро / кВтч (48%) за один 14-часовой период зарядки в

по сравнению со стандартным графиком зарядки. Кроме того, можно принять во внимание изменяющуюся цену на электроэнергию в размере

, чтобы дополнительно снизить общие затраты в размере

. В этом сценарии двунаправленная зарядка была невозможна.

Если будет реализована двунаправленная зарядка и менеджер флота

будет иметь возможность торговать электроэнергией и предлагать сетевые услуги

(V2G) для повышения экономической жизнеспособности флота,

циклическое старение батареи должно быть рассматривается оптимизационной моделью.

ПОДТВЕРЖДЕНИЕ

Проект, на котором основана данная публикация, был профинансирован

Федеральным министерством транспорта и цифровой инфраструктуры

в рамках проекта номер 16SBS001C (Gewerblich operierende Elektro-

Klein fl otten - Nutzungsmufir und ihre Ausw99 gerechte Geschftsmodelle und Lademanagement - Go-Elk!).

авторов данной публикации несут ответственность за ее содержание.

ССЫЛКИ

[1] Presse- und Informationsamt der BundesregierungMobilitt der Zukunft-

sauber und kostengnstig, www.bundesregierung.de, 2016.

[2] Publikationsversand der Bundesregierung Regierungsprogramm Elektro-

mobiltaet, Mai 2011.

[3] J. Schmalstieg, S. Kaebitz, M. Ecker, DU Sauer, Модель целостного старения

для литий-ионных аккумуляторов 18650 на основе Li (NiMnCo) O2, Journal of Power

Sources, том 257, 1 июля 2014 г., страницы 325-334.

[4] M. Ecker et al., Исследование календаря и срока службы Li (NiMnCo) O2 на основе литиевых батарей

18650, Journal of Power Sources, Volume 248, 15

February 2014, Pages 839- 851.

[5] З. Ма, Д.С. Каллавей и И.А. Хискенс, Децентрализованное управление зарядкой

больших популяций электромобилей со штепсельной розеткой, Системы управления

Technology, IEEE Transactions, январь 2013 г., стр. 67,78.

[6] Дж. Шах и др., Оптимальная с точки зрения затрат, надежная зарядка транспортных средств коммерческого транспорта с электрическим приводом

с помощью машинного обучения, Системная конференция

(SysCon), 2014 8-й ежегодный IEEE, 31.03.04 / 2014 г., 65 стр.

[7] Б. Лунц, Т. Поллок, А.Шнеттлер, Р. ДеДонкер, Д.У. Sauer, Eval-

uation of Battery Charging Concepts for Electric Vehicles and Plug-

In Hybrid Electric Vehicles, Advanced Automotive Battery Conference,

Long Beach, 2009.

[8] M. Ecker et al., Calendar and исследование срока службы Li (NiMnCo) O2 литий-ионных батарей

18650, J.Power Sources 248, 2014, стр. 839-851.

[9] F. Ruecker, I. Bremer, S. Linden, J. Badeda, D.U. Зауэр, Разработка

и оценка алгоритма зарядки для продления срока службы батареи для

парка электромобилей, Материалы конференции IRES 2016, в печати.

[10] А. Хок, А. Бриссет, К. Смит, А. Пратт, Д. Максимович, Ac-

подсчет деградации литий-ионных батарей в электромобиле

Оптимизация зарядки, IEEE Journal of Emerging and Selected Top-

ICS в силовой электронике, том 2, номер 3, стр.691-700, сентябрь 2014 г. doi:

10.1109 / JESTPE.2014.2315961

[11] W. Weydanz, A. Jossen, Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen, Re-

ichardt Verlag, 2006.

[12] J.H.Линхард IV и Дж. Линхард В., Учебник по теплопередаче, 2015 г.

[13] К. Гюнтер, Б. Шотт, В. Хеннингс, П. Валдовски, М. А. Данцер,

Исследование старения аккумуляторной батареи электромобиля с помощью

автомобиля. моделирование сценариев по сетке, Journal of Power Sources,

, том 239, 1 октября 2013 г., страницы 604-610, ISSN 0378-7753,

http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.02 .041.

[14] Г. Фукс, Б. Лунц, М. Лейтхольд, Д. У.Обзор технологий Sauer

по хранению электроэнергии - Обзор потенциала и перспектив развертывания

технологий хранения электроэнергии [On-

line] http://www.sefep.eu/activities/projects-studies/technology-overview -

on-electric-storage Сентябрь 2012 г.

Как сократить время зарядки аккумулятора при увеличении срока службы аккумулятора

В эпоху электрификации многообещающие технологии, такие как аккумуляторные электромобили и электрические самолеты, выходят на передний план развития общества.Однако одним из основных препятствий на пути к электрификации является время, необходимое для зарядки аккумуляторов. Заправка обычных транспортных средств и самолетов обычно занимает минуты, тогда как электромобили и самолеты могут занимать часы. Для авиакомпаний это время простоя может быть очень дорогостоящим, и было показано, что длительный период зарядки снижает вероятность того, что потребители будут покупать чистые электромобили.

Для борьбы с этим инженеры-разработчики аккумуляторов изучают возможности сокращения времени, необходимого для зарядки аккумулятора.К сожалению, быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов может вызвать преждевременную деградацию аккумуляторов из-за инициирования литиевого покрытия, поэтому необходимо также учитывать затраты на старение для быстрой зарядки. Из-за этого производитель системы (например, OEM-производитель автомобилей, OEM-производитель самолетов, OEM-производитель электроинструментов или OEM-производитель бытовой электроники) должен найти баланс между сокращением времени, необходимого для зарядки аккумулятора, и ожидаемым сроком службы аккумулятора (который может иметь большую влияние на восприятие бренда).

Существуют различные протоколы зарядки, которые увеличивают срок службы аккумулятора и сокращают время зарядки по сравнению с традиционными протоколами зарядки.Эффект от этих протоколов зарядки варьируется от ячейки к ячейке и должен быть протестирован индивидуально, чтобы полностью понять их влияние на время зарядки ячейки и скорость деградации.

Тестирование и оптимизация протоколов зарядки является чрезвычайно ресурсоемким процессом, поскольку он намеренно разрушает литий-ионные элементы, что может быть дорогостоящим и отнимать много времени. GT-AutoLion помогает снизить эту стоимость за счет дополнения экспериментальных тестов виртуальными тестами.

Что такое литиевое покрытие?

Одним из основных факторов, влияющих на износ аккумулятора при быстрой зарядке, является литиевое покрытие.Литиевое покрытие - это восстановление ионов лития в твердый литий. Это происходит, когда потенциал на аноде падает ниже нуля вольт и циклически повторяющиеся ионы лития (Li ⁺ ) вступают в реакцию с электронами (e ^- ) с образованием металлического лития (Li ⁺ + e ^- -> Li ). Этот металлический литий осаждается на аноде, снижая пористость анода. Поскольку в этой реакции расходуются ионы лития, она снижает емкость ячейки. Кроме того, поскольку он снижает пористость анода, он увеличивает сопротивление ячейки.

Литиевое покрытие происходит чаще всего, когда литий-ионные элементы заряжаются очень высокими токами, особенно при низких температурах.

Рисунок 1, , взятый из статьи, использующей GT-AutoLion , показывает, как GT-AutoLion можно использовать для сопоставления экспериментальных данных по мощности замирания с его встроенной моделью для литиевого покрытия. С помощью этой модели GT-AutoLion позволяет инженерам виртуально тестировать различные стратегии зарядки и их влияние как на время зарядки, так и на деградацию ячеек.

Станции быстрой зарядки повреждают аккумуляторы электромобилей, говорят инженеры

Чтобы решить проблему со станциями быстрой зарядки, исследователи разработали метод зарядки при более низких температурах с меньшим риском повреждения и потери емкости накопителя.

По словам инженеров Калифорнийского университета в Риверсайде, на коммерческих станциях быстрой зарядки аккумуляторы электромобилей подвергаются воздействию высоких температур и высокого сопротивления, что может привести к их растрескиванию, протечке и потере емкости.

Михри Озкан, профессор электротехники и вычислительной техники, и Ченгиз Озкан, профессор машиностроения инженерного колледжа Марлана и Розмари Борнс, возглавляли группу, которая заряжала один комплект разряженных цилиндрических литий-ионных батарей Panasonic NCR 18650B, обнаруженных в Автомобили Tesla, использующие тот же отраслевой метод быстрой зарядки, что и устройства быстрой зарядки, устанавливаемые вдоль дорог.

Они также зарядили набор, используя новый алгоритм быстрой зарядки, основанный на внутреннем сопротивлении аккумулятора электромобиля, которое мешает потоку электронов. Внутреннее сопротивление батареи колеблется в зависимости от температуры, состояния заряда, возраста батареи и других факторов.

Метод зарядки UC Riverside Battery Team называется адаптивной системой, которая учится у батареи, проверяя внутреннее сопротивление батареи во время зарядки. Он отдыхает, когда срабатывает внутреннее сопротивление, чтобы исключить потерю емкости заряда.

В течение первых 13 циклов зарядки емкость аккумулятора для обоих методов зарядки оставалась одинаковой. Однако после этого промышленная технология быстрой зарядки привела к тому, что емкость уменьшилась намного быстрее - после 40 циклов зарядки батареи сохранили только 60 процентов своей емкости. Батареи, заряженные с использованием метода зарядки с внутренним сопротивлением, сохранили более 80% емкости после сорокового цикла.

«Промышленная быстрая зарядка отрицательно влияет на срок службы литий-ионных аккумуляторов из-за увеличения внутреннего сопротивления аккумуляторов, что, в свою очередь, приводит к тепловыделению», - сказал докторант и соавтор Таннер Зеррин.

После 60 циклов зарядки корпуса аккумуляторных батарей промышленного типа треснули, подвергнув электроды и электролит воздействию воздуха и увеличив риск возгорания или взрыва. По словам исследователей, высокие температуры в 60 ° C / 140 ° F увеличивают как ущерб, так и риск.

«Потеря емкости, внутренние химические и механические повреждения, а также высокая температура для каждой батареи являются серьезными проблемами безопасности, особенно с учетом 7 104 литий-ионных батарей в Tesla Model S и 4416 в Tesla Model 3», - сказал Озкан.

Заряд внутреннего сопротивления привел к гораздо более низким температурам и отсутствию повреждений.

«Наш альтернативный алгоритм адаптивной быстрой зарядки уменьшил потерю емкости и устранил трещины и изменения в составе коммерческих аккумуляторных элементов», - сказал Озкан.

Исследователи подали заявку на патент на алгоритм быстрой зарядки с адаптивным внутренним сопротивлением, который может быть лицензирован производителями аккумуляторов и автомобилей. Между тем, команда UCR Battery Team рекомендует свести к минимуму использование коммерческих быстрых зарядных устройств, подзарядку до полного разряда батареи и предотвращение перезарядки.