Какой ток зарядки для аккумулятора: Рекомендуемый ток зарядки

Содержание

цены, описания, отзывы на зарядники для авто

Полезная информация

Автомобильные зарядки для аккумуляторов используют, чтобы пополнить запас севшей аккумуляторной батареи транспортного средства. Это устройство просто необходимо как автолюбителям, так и профессионалам в автомастерских и гаражах.

Описание оборудования

Современная зарядка для аккумулятора (аккумуляторное зарядное устройство) представляет собой прибор, вырабатывающий ток для пополнения заряда автомобильных аккумуляторов. Для этого его подключают к электросети и соединяют с аккумулятором с помощью кабелей со специальными клеммами (кольцевыми или зажимами типа «крокодил»). Также автомобильная зарядка имеет панель управления с кнопкой включения и системой индикаторов, оповещающих о включении, состоянии зарядки и возникновении ошибок. Некоторые устройства имеют цифровые дисплеи, на которых показывается значение тока, напряжения и другая полезная информация

Технические характеристики

Выходное напряжение. Этот параметр определяет то, какие аккумуляторы можно будет заряжать. К примеру, автомобильная зарядка выдает ток с напряжением в 12В, а при обслуживании грузового транспорта и сельскохозяйственной техники используют зарядные устройства для аккумуляторов с напряжением в 24В.
Тип аккумулятора. Модели с маркировкой WET предназначены для зарядки только свинцовых аккумуляторов с жидким электролитом. Если вы планируете обслуживать аккумуляторы разных типов, например, в автосервисе, вам подойдет зарядное устройство универсальное, предназначенное для свинцовых, гелиевых и «сухих» батарей (WET/GEL/AGM).
Время зарядки

зависит от емкости и типа аккумулятора (обычно до полного заряда требуется 10 – 16 часов). Некоторые зарядные устройства могут иметь функцию быстрого заряда, которая позволяет зарядить аккумулятор за 15 минут на столько, чтобы хватило несколько раз завести автомобиль.

Как заказать?

В нашем интернет-магазине вы можете посмотреть описание, узнать цены и характеристики устройств для зарядки аккумуляторов, а также выбрать наиболее подходящие модели с помощью подбора по параметрам. В каталоге имеется удобная сортировка по рейтингу, что позволит быстро сориентироваться среди множества моделей. Чтобы купить подходящее устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, заполните форму на сайте или позвоните менеджеру по бесплатному телефону, который также проконсультирует вас по интересующим вопросам.

Как зарядить гелевый аккумулятор обычным зарядным устройством?

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 22-08-2020

Каждый, кто имеет автомобиль, мотоцикл или скутер, рано или поздно приобретает зарядное устройство, либо заимствует его у знакомых для подзарядки аккумуляторной батареи. В транспортных средствах наиболее часто установлены свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким или абсорбированным электролитом (AGM). В системах резервного электроснабжения чаще используются гелевые аккумуляторы, которые также нуждаются в подзарядке. Только вот параметры заряда могут значительно отличаться от тех, которые подходят для автомобильных аккумуляторных батарей.

Пользователи часто имеют на руках самодельные или простейшие автомобильные зарядные устройства. Это порождает логичные вопросы: как зарядить гелевый аккумулятор обычным зарядным устройством? Можно ли использовать кустарные и автомобильные приборы? Какой допустимый ток заряда гелевого аккумулятора? Кратко пробежимся по этим вопросам.

Нужно ли использовать специальное ЗУ

Несмотря на значительные отличия, гелевые аккумуляторные батареи все еще являются свинцово-кислотными. Тем не менее, зарядка гелевых аккумуляторов с помощью обычных зарядных устройств не всегда допустима. Если говорить о кустарных ЗУ, то ответ очевиден: их не рекомендуется использовать ни для каких аккумуляторов. Они не только не имеют достаточно «мозгов» для контроля процесса заряда, их работа может представлять опасность как для аккумуляторной батареи, так и для окружающего пространства. Если хотите обеспечить долгую работу аккумулятора, избавьтесь от такого пережитка прошлого, как самодельное зарядное устройство.

Если речь идет о простом автомобильном зарядном устройстве, пусть и фабричном, следует внимательно ознакомиться с выдаваемыми им характеристиками. Гелевые аккумуляторы являются наиболее чувствительными к параметрам заряда среди всех видов свинцово-кислотных АКБ. Ток и напряжение должны четко соответствовать параметрам, указанным на этикетке. Что произойдет, если заряжать гелевую АКБ неправильным способом? При длительном воздействии завышенных токов, аккумулятор может не справиться с избытком выделяемых газов и просто вздуется. Такая батарея непригодна для эксплуатации и должна быть отправлена в утиль. Аккумуляторы AGM несколько лучше справляются с данной проблемой, выпуская газы через предохранительные клапаны и просто теряя уровень электролита. Хотя и там возможно вздутие. Только вызвать его не настолько просто.

Поэтому наиболее простым способом осуществить качественный заряд с нормальными параметрами без какого-либо контроля со стороны — это использовать соответствующее автоматическое зарядное устройство.

Правильная зарядка аккумулятора

Если уж Вы решили отказаться от приобретения соответствующего зарядного устройства, либо таковой возможности нет, придется думать о том, как правильно заряжать гелевый аккумулятор.

Обязательно следует узнать (при помощи средств индикации или вольтметра), какое напряжение выдает зарядное устройство. Многие гелевые аккумуляторы не допускают подачу на клеммы напряжения выше 14-14,5 вольт. Если прибор выдает больше и, при этом, встроенных средств регулировки нет, следует отказаться от заряда. Да, существует масса «народных» способов понизить выходное напряжение, но все это, как уже говорилось ранее, небезопасно.

Ток заряда традиционно не должен превышать десятую часть от емкости. Иногда допускаются более высокие значения на начальных стадиях зарядки, но по мере пополнения уровня заряда ток должен снижаться до минимальных значений. Все допустимые значения заряда, как всегда, отмечены на этикетке любой аккумуляторной батареи. При использовании зарядного устройства без «мозгов» процесс желательно контролировать. В случае отсутствия средств индикации контроль превратится в неприятную рутину.

Не стоит терять бдительность и при использовании умных зарядных устройств. Многие ЗУ имеют различные режимы работы. Обязательно на каком-нибудь приборе найдется режим быстрой зарядки, когда на клеммы подается повышенное напряжение и, как следствие, ток. Гелевая аккумуляторная батарея в таком случае может начать активно выделять газы и вздуться. Поэтому к подобным режимам стоит относиться с опаской. Куда лучше выставлять режим, который производители часто называют «хранение». Данный режим, доступный на многих умных зарядных устройствах, предполагают заряд до невысокого напряжения (13,2 — 14В). В таком режиме можно не только безопасно пополнить заряда, но и, к примеру, оставить АКБ на хранение за ненадобностью, поддерживая высокий уровень заряда. Отлично режим хранения, к примеру, реализован в зарядном устройстве Auto Welle AW05-1204.

Данный прибор переходит в режим хранения автоматически. Заключается этот режим в поднятии напряжения заряда до 13,2В, после чего прибор ожидает саморазряд до 12,8В. Зафиксировав это значение, аккумулятор снова заряжается до 13,2В. Такой подход положительно скажется на сроке службы свинцово-кислотного аккумулятора любого типа.

Подведем итог. Никакого фокуса в правильной зарядке даже самых чувствительных гелевых аккумуляторов нет. Следует внимательно ознакомиться с допустимыми значениями тока и напряжения, и проверить данные параметры у зарядного устройства. Наиболее же разумным решением станет правильный подбор умного зарядного устройства, которое не только безопасно пополнит заряд аккумулятора, но и своевременно переведет его в режим хранения, поддерживая напряжение на высоком уровне до востребованности. Существует масса зарядных устройств, которые имеют предустановленные режимы для зарядки именно гелевых аккумуляторов. Используя такое ЗУ вместо кустарного, Вы не только освобождаете себя от необходимости контролировать процесс, но и заметно продлеваете срок службы батареи.

Многие пользователи вынуждены заменять аккумулятор значительно раньше заявленного срока службы не потому что батарея плохая, а потому что эксплуатация производилась с нарушениями, и наиболее частым нарушением является несоблюдение требуемых параметров заряда.

Зарядка АКБ асимметричным током

Аккумуляторная батарея (АКБ) современного автомобиля является расходным материалом и подлежит замене через 3-5 лет. Фактически же ресурс батареи зависит от условий её эксплуатации.

Больше всего аккумуляторы страдают от глубокого разряда, то есть снижения напряжения на его клеммах ниже 12В. При этом в аккумуляторе начинаются деструктивные химические процессы, приводящие к сульфатации пластин, и его ёмкость серьёзно падает. После заряда аккумулятора напряжение на нём поднимется до нормальных 14…14.5В, но его ёмкость уже будет пониженной, энергии аккумулятора будет хватать на всё меньшее количество времени. При внимательном отношении к аккумулятору он может прослужить и более пяти лет, но даже однократный глубокий разряд батареи (ниже 12В) может привести к снижению её ёмкости в несколько раз.

Особенно тяжело аккумулятору приходится зимой. В морозы очень большой ток требуется для запуска двигателя, да и при движении расход энергии от аккумулятора выше. Также при минусовых температурах не так активно идёт химический процесс заряда аккумулятора от генератора. В результате при коротких поездках аккумулятор не успевает зарядиться, его напряжение изо дня в день падает.

Такая проблема с аккумулятором возникла и у меня: этой зимой я заметил, что аккумулятор очень быстро теряет заряд. Я езжу зимой редко и на небольшие расстояния – вероятно, поэтому аккумулятор не успевал заряжаться от генератора и расходовал энергии больше, чем получал. Если раньше машина заводилась с полуоборота даже в сильные морозы, то теперь я не был уверен, удастся ли завестись сегодня.

Я снял аккумулятор и зарядил его от бытового зарядного устройства «Вымпел-32». К моему удивлению, процесс зарядки полностью разряженной батареи током 5А завершился всего через два часа. Это значит, что в аккумулятор вместо необходимых 55Ач было «закачано» всего 10Ач, то есть ёмкость аккумулятора упала в пять раз! После того, как я поставил заряженный аккумулятор на машину, она завелась бодро, но уже через несколько дней стартер опять крутил еле-еле.

То есть зарядное устройство действительно заряжало аккумулятор, но оно не могло восстановить его ёмкость.

Я решил попробовать восстановить аккумулятор, и только в случае неудачи покупать новый. В Интернете нашлись такие способы борьбы с сульфатацией:

– механический, когда нужно разобрать аккумулятор и очистить его пластины наждачкой, но я вообще не представляю, как это сделать в домашних условиях и собрать всё назад;

– химический, при котором на несколько часов рекомендуют залить в аккумулятор вместо электролита какую-то ядрёную химию. Но результаты по отзывам мало предсказуемые;

– электрический, путём многократного повторения процессов заряд-разряд, в результате чего происходит десульфатация.

Последний способ показался мне наиболее предпочтительным. Но этот процесс может занять неделю постоянной возни с батареей, поэтому очень неудобен. Гораздо интереснее выглядит метод асимметричного заряда, при котором зарядное устройство автоматически то заряжает аккумулятор, то разряжает его. График такого заряда приведён ниже

Рис.1. График заряда акб асимметричным током

Я решил доработать своё зарядное устройство, и для этой цели отлично подошёл ШИМ-регулятор мощности MP4511 (рис.2.).

Рис.2. ШИМ-регулятор мощности Мастер Кит MP4511

Модуль в первую очередь предназначен для регулировки мощности двигателей и яркости ламп, но принцип его работы оказался вполне подходящим и для решения моей задачи: на выходе MP4511 выдаёт импульсы, частоту и скважность которых можно регулировать.

Только модуль MP4511 пришлось немного доработать. Для понижения рабочей частоты ШИМ до необходимой я заменил конденсатор С6 на 4.7мкФ 50В. Также я установил на полевой транзистор VT1 и диодную сборку DA2 небольшие радиаторы.

При проверке готовой конструкции выяснилось, что «умное» зарядное устройство перестало обнаруживать подключенный через MP4511 аккумулятор и не выдавало напряжение заряда. Пришлось помучиться, но решение было найдено: дроссель L3 из MP4511 был удалён, а его контактная площадка (та, что ближе к центру платы) была соединена с 12 выводом микросхемы TL494 ЗУ «Вымпел».

Рис.3. Общая схема подключения с использованием стандартного блока питания

Рис.4. Схема подключения MP4511 к зарядному устройству «Вымпел»

Разрядный ток обеспечивается резистором, подключенным параллельно клеммам аккумулятора. Я применил резистор сопротивлением 27 Ом. Это значит, что ток разряда составил 12 В/27 Ом = 0,45А. Во избежание перегрева этот резистор должен иметь мощность не менее 10 Вт.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле своими контактами разомкнет цепь подключения резистора к аккумулятору. Можно применить любое реле с напряжением обмотки 12В и током коммутации не менее 1А.

Напряжение полностью заряженного аккумулятора в зависимости от его типа составляет 14…15В, поэтому и напряжение блока питания должно находиться в этих же границах. Найти готовый блок питания на такое нестандартное напряжение непросто. Но можно приобрести блок питания с выходным напряжением 12В, имеющий подстройку выходного напряжения. Например, блок питания LRS-100-12 может выдавать напряжение до 13.8В с током до 8.5А. Можно изготовить блок питания самостоятельно, можно применить доработанный ATX блок питания компьютера, подняв напряжение на его выходе со штатных 12В до необходимых 14.5В. Блок питания должен обеспечивать выходной ток 5…10А. Если планируете использовать внешний блок питания, не имеющий регулируемого ограничения выходного тока, обязательно доработайте MP4511: удалите перемычку между контактами разъёма «Шунт» и подключите к этому разъёму низкоомный шунт в виде нескольких витков медной проволоки диаметром 0.1 мм, сопротивление шунта должно составлять около 0.0015 Ом, длину проволоки можно рассчитать по известным формулам. Только после такой доработки MP4511 сможет работать в режиме ограничения тока.

Но, повторюсь, у меня уже было зарядное устройство «Вымпел-32» К его выходным клеммам я подключил доработанный модуль MP4511. Его удалось разместить в штатном корпусе зарядного устройства.

Рис. 5,6,7 Монтаж MP4511 в корпусе зарядного устройства

Я не нашёл точных рекомендаций об оптимальной силе тока заряда/разряда и частоте импульсов. Большинство электронщиков советуют ток заряда выбирать как 1/10 от ёмкости батареи, а ток разряда в 10 раз ниже зарядного. То есть для аккумулятора ёмкостью 55Ач это значения 5А и 0.5А, соответственно.

Ток заряда в моём случае я ограничил регулятором штатного зарядного устройства. Только надо учитывать, что разрядный резистор подключен к батарее постоянно, поэтому ток заряда я установил 5.5А, из них 5А поступают в батарею, а 0.5А рассеиваются в нагрузочном резисторе. Если Вы будете применять обычный блок питания, можете ограничить ток заряда переменным резистором на модуле MP4511. Ещё раз напоминаю, что схема ограничения тока в MP4511 будет работать только после удаления перемычки и установки шунта!

Частота переключения режимов заряд/разряд в различных найденных мною схемах составляла от нескольких Гц до десятков кГц, какая частота эффективнее – вопрос открытый. Я выбрал частоту около 50 Гц (то есть переключение циклов заряд-разряд в моём случае происходит 50 раз в секунду), скважность импульсов выбрал равной 2 (длительности периодов заряда и разряда равны).

Частоту и скважность импульсов я проверил с помощью карманного DIY-осциллографа NM8025box. Если у Вас нет осциллографа или частотомера, установите движки подстроечного и переменного резисторов модуля MP4511 примерно в средние положения.

Рис.8. Проверка параметров осциллографом

Заряд необходимо прекращать при достижении напряжения на клеммах аккумулятора около 14.5В (точное значение зависит от типа аккумулятора). Большинство зарядных устройств автоматически прекратят зарядку, да и в случае применения MP4511 совместно с любым блоком питания аккумулятор перестанет брать ток, когда его напряжение поднимется до напряжения на выходе источника питания. Но всё же рекомендую надолго не оставлять заряжаемую батарею без присмотра.

Теперь о результатах. Я уже писал, что мой аккумулятор почти полностью потерял ёмкость, она была на уровне всего 10Ач. После первого же цикла зарядки асимметричным током (режим 5А заряд/0.5А разряд) ёмкость аккумулятора возросла примерно до 25Ач. Воодушевившись результатом, я провёл ещё один цикл зарядки, и получил прирост ёмкости где-то до 30Ач. Это всё равно ниже нормальной ёмкости (55Ач.), но улучшения в моём случае значительные. Машина заводится нормально, аккумулятор не разряжается так быстро, как раньше. Думаю, что на год можно отложить покупку нового аккумулятора. А если за новым аккумулятором следить и регулярно проводить профилактические циклы восстановления с помощью описанного метода, то он сможет прослужить более десяти лет.

Владимир, г.Ульяновск

Ток зарядки | Подзарядка гибридного аккумулятора | Запуск двигателя и вождение | V60 Plug-in Hybrid 2015

Ток зарядки используется для подзарядки гибридного аккумулятора и предварительного кондиционирования автомобиля. С помощью регулятора на зарядном кабеле, соединяющем гнездо зарядки на автомобиле с электрической розеткой на 230 В переменного тока, можно выбирать различный уровень нагрузки по силе тока (6–16 А) .

При подключении зарядного кабеля в комбинированном приборе появляется сообщение, и в гнезде зарядки на автомобиле включается лампа. Ток зарядки используется в основном для подзарядки аккумулятора, но может также использоваться для предварительного кондиционирования автомобиля.

Важно!

Во время зарядки никогда не отсоединяйте зарядный кабель от розетки переменного тока 230 В – существует опасность повреждения розетки на 230 В переменного тока. Сначала необходимо прерывать процесс зарядки, а затем отсоединить зарядный кабель.

Время зарядки зависит от установленной на регуляторе силы тока.

Примеры приведены в таблице ниже:

Сила тока (А)	Время зарядки (в часах)
6	7,5–10,0
10	4,5–7,0
16	4,0–5,5

Примечание

В условиях очень холодной или жаркой погоды часть зарядного тока расходуется на обогрев/охлаждение гибридного аккумулятора и салона, что обусловливает более длительное время зарядки.
Время зарядки увеличивается, если выбран режим предварительного кондиционирования. Время, необходимое для работы, в основном зависит от температуры наружного воздуха.

Насадка зарядного кабеля и гнездо для зарядки.

Обычно к одной цепи предохранителя подсоединены несколько потребителей переменного тока 230 В, и поэтому на одном предохранителе могут оказаться несколько потребителей (например, освещение, пылесос, дрель и т.д.).

Пример 1

Если автомобиль подключен к розетке 230 В переменного тока/10 А, а регулятор установлен на 16 А, автомобиль будет стремиться отобрать 16 А от сети 230 В, – и через короткое время предохранитель на 10 А, к которому подсоединена розетка, сработает, и подзарядка аккумулятора прервется.

Верните предохранитель для этой розетки в рабочее положение и на регуляторе выберите более низкий ток зарядки, см. Подзарядка гибридного аккумулятора — подготовка.

Пример 2

Если автомобиль подключен к розетке 230 В переменного тока/10 А, а регулятор установлен на 10 А , автомобиль будет отбирать только 10 А от сети 230 В. Если к той же розетке (или к другой розетке в той же предохранительной цепи) подключаются еще потребители, существует опасность перегрузки и отключения предохранителя этого гнезда/цепи. В результате подзарядка аккумулятора прерывается.

Верните предохранитель для этой розетки/цепи в рабочее положение и на регуляторе выберите более низкий ток зарядки – или отключите от розетки других потребителей тока.

Пример 3

Если автомобиль подключен к розетке 230 В переменного тока/10 А, а регулятор установлен на 6 А , автомобиль будет отбирать только 6 А от сети 230 В. Время зарядки аккумулятора значительно возрастет, но вы сможете одновременно к этой же розетке (или предохранительной цепи) подключить других потребителей, но так, чтобы общая нагрузка не превысила номинальный ток цепи предохранителя.

Список для обсуждения электромобилей

— Основы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов Ли Харта

Список для обсуждения электромобилей — Основы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов Ли Харта Вольты и амперы связаны между собой Закон Ома. Регулировка одного автоматически регулирует другой. Поэтому, если у вас есть ручное зарядное устройство с ручка, не имеет значения, изменяет ли ручка напряжение или ток.

Таким образом, для ручного зарядного устройства требуется как минимум два метра, напряжение батареи и ток батареи. А третий счетчик (линейный ток переменного тока) хорош, чтобы избежать срабатывания автоматических выключателей или предохранителей.

Самое основное правило заключается в том, что вы можете заряжать любым током, который вам нравится, пока батарея не достигнет 2,4 вольта на ячейку при 25 град. С (77 град. по Фаренгейту). Это знакомые 7,2 В для 6-вольтовой батареи или 14,4 В для 12-вольтовой батареи. Ниже этого напряжения практически 100% тока идет на зарядку аккумулятора, поэтому нагрев или газовыделение незначительны.

Аккумуляторы не достигают 2,4 В на элемент, пока они не будут заряжены примерно на 70-80%. Поэтому, чтобы зарядить быстрее всего, заряжайте с таким током, какой позволяет ваше зарядное устройство или сеть переменного тока.Если вы продолжите регулировку для поддержания максимального тока или зарядное устройство делает, вы получаете то, что называется «постоянным током» или «массовой» зарядкой.

При напряжении выше 2,4 В на элемент аккумуляторы начинают выделять газ и нагреваться. Вы должны ограничить напряжение, и время, проведенное выше этого напряжения, иначе вы будете использовать воду и сократите срок службы батарей.

Поэтому, когда батареи достигают 2,4 В на элемент, выключите зарядное устройство и продолжайте выключать его по мере необходимости, чтобы напряжение не превышает этого 2.4В/кл. Это называется режимом «постоянного напряжения» или «приемки». зарядка. Он вкладывает последние 20-30% энергии, необходимой для достижения 100% заряда.

Ток будет постепенно падать по мере того, как батарея будет заряжена на 100%. Когда ток падает примерно до 2% от 20-часовая номинальная емкость в ампер-часах, выраженная в амперах (т.е. 2% от 250 ампер-часов = 5 ампер), батарея заряжена на 100%.

В этот момент вы можете отключить зарядное устройство. Это все, что вам нужно заряжать каждый день.

Однако все элементы в батарее не идентичны; они будут иметь немного разные емкости в ампер-часах и будут находиться на уровне немного разное состояние заряда. Эти различия становятся больше по мере того, как батареи циклируются и стареют. Итак, однажды в в то время как вы должны намеренно перезаряжать аккумулятор, чтобы более слабые элементы также были полностью заряжены. Это называется «выравнивание».

Выравнивание сокращает срок службы батарей, поэтому делать это не хочется больше, чем нужно.Но если вы этого не сделаете Если этого достаточно, клетки разойдутся так далеко друг от друга, что одна перестанет работать, когда другая еще наполовину заряжена. Это плохо. если ты продолжайте использовать батарею с одной мертвой ячейкой, мертвая ячейка будет инвертирована (заряжена в обратном направлении протекающим током). через него из других клеток) и повреждаются.

Для выравнивания зарядите, как указано выше, пока ток не упадет до 2% при 2,4 В на элемент (заряжен на 100%). Затем продолжить заряжать током 2% до тех пор, пока напряжение не перестанет расти или не достигнет примерно 2.5 В на ячейку для герметичных или 2,6 В на ячейку для затопленных. Туда попадут новые батареи; старые батареи выровняются где-то раньше.

Для залитой батареи вы хотите, чтобы ток выравнивания составлял около 2% от 20-часовой емкости в ампер-часах (C20), выраженной в ампер, а ампер-часы должны составлять около 4% от его емкости в ампер-часах. Например, аккумулятор автомобиля для гольфа составляет около 250 ампер-часов, так что это 5 ампер в течение 2 часов (10 ампер-часов).

Как я уже сказал, выравнивание плохо влияет на аккумуляторы.Если они давно не уравнивались, то лучше уравнять за час или два после каждой зарядки в течение нескольких циклов, а не в течение многих часов после одного.

Все это, конечно, общая информация. Если у вас есть более точные данные от производителя вашей конкретной батареи, используйте Это. Но я думаю, вы обнаружите, что все они являются вариациями на одну и ту же тему.

Если это кажется слишком трудоемким, теперь вы знаете, почему люди покупают автоматические зарядные устройства. Если это слишком много работы и вы не готовы тратить деньги, вы можете сделать конусную зарядку.Это в основном то, что все дешево потребительские зарядные устройства делают. Конструктор выбрал трансформатор и сопротивление цепи таким образом, чтобы зарядный ток оказывается безопасным максимумом, когда аккумуляторы глубоко разряжены, и просто происходит «сужение» до этой цифры 2%, когда батареи достигают 2,4 В на элемент.

Конические зарядные устройства медленные, потому что они проводят много времени при более низких токах. Для полного достижения потребуется 8-16 часов. зарядить одним. Это удобно для ночной зарядки.

Если вы оставите его включенным еще дольше, его напряжение продолжит расти (а ток продолжит падать), и он сделает половинчатая эквализация. Если вы оставите его постоянно включенным, это уравняет ваши батареи до смерти. Таким образом, это хорошая идея включить таймер, который отключит его через некоторое разумное количество часов.

Несколько других вещей, чтобы отметить.

Упомянутые выше напряжения изменяются в зависимости от температуры. Напряжение падает на 0,003 вольта на ячейку при повышении на каждый градус Цельсия, и наоборот при понижении температуры.Если вы проигнорируете это или это сделает ваше «автоматическое» зарядное устройство, вы подадите слишком большое напряжение на горячие батареи и поджарите их, или недостаточное напряжение на холодные батареи и поэтому не заряжайте их полностью.
По мере старения аккумуляторов их конечное напряжение заряда постепенно падает, их конечный зарядный ток постепенно увеличивается, и их емкость в ампер-часах медленно падает. За исключением злоупотреблений, это нормально, неизбежно и необратимо.
Если ваше зарядное устройство вслепую пытается довести старые батареи до того же напряжения или тока, что и новые, он будет заряжаться слишком долго, и поэтому перезаряжать их. Итак, лучшие алгоритмы зарядки старых аккумуляторов это те, которые считают ампер-часы или следят за тем, чтобы напряжение перестало расти или чтобы ток перестал падать.
Хотя производители змеиного масла и гаджетов хотят, чтобы вы поверили в обратное, изменения в характеристиках с возрастом обычно а не из-за сульфатации. Они вызваны:
- Медленные изменения формы и размера кристаллов активного материала.
- Миграция сурьмы, которой легированы пластины (для дополнительной прочности), на поверхность; это увеличивает газообразование и снижает напряжение, при котором оно начинается.(В герметичных батареях обычно не используется сурьма. либо используйте кальций, либо просто чистый свинец.)
- Примеси (от, например, полива водопроводной водой вместо дистиллированной воды), выборочно откладывается на поверхности пластин.
- Активный материал, отвалившийся от пластин и сместившийся на дно корпуса.
- Деформация и коррозия решетки, которые медленно прогрессируют в результате многих циклов зарядки/разрядки.
Не тратьте деньги на «обслуживающих аккумуляторы».» При залитых батареях, если оставить включенным плавающее напряжение или зарядное устройство их, они будут медленно газировать воду. это не лучший способ поддерживать их, так как вы можете легко вернуться через несколько месяцев и найти клетки повреждены водой, находящейся под пластинами.
Лучше всего перед хранением электромобиля зарядить аккумуляторы нормальным зарядным током, как описано выше. Заряжайте в течение 1-2 часов или пока напряжение не перестанет расти. В этот момент батарея полностью заряжена и выровнена.
Теперь просто дайте батареям посидеть месяц или больше.Нет нагрузки, нет зарядки. Разомкните главный выключатель электромобиля и убедитесь, что любой другие нагрузки, даже небольшие, отключаются. (Некоторые зарядные устройства и многие BMS могут потреблять ток от аккумулятора.)
Каждые 1-3 месяца (в зависимости от того, насколько хороши батареи) повторяйте этот процесс. Для хороших аккумуляторов не потребуется даже часа при 5 амперах, чтобы напряжение пик снова (т. е. они имеют низкую скорость саморазряда).

Зарядное устройство для аккумуляторов

— обзор

Простое недорогое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

Зарядное устройство для аккумуляторов, запрограммированное на 300 мА в режиме постоянного тока с функцией контроля зарядного тока, показано на рис. 210.1. PNP необходим для подачи зарядного тока, а резистор R1 используется для программирования максимального зарядного тока. Выводы I _SENSE и BAT используются для контроля зарядного тока и напряжения соответственно, а вывод DRIVE управляет базой PNP. Обратите внимание, что не требуется внешний токоизмерительный резистор или диод для блокировки обратного тока. Для большинства других зарядных устройств требуется блокировочный диод, включенный последовательно с источником питания, чтобы предотвратить разрядку батареи, если вход без питания станет низкоимпедансным.Когда источник питания размыкается или замыкается на землю, зарядное устройство отключается, и ток утечки от батареи к зарядному устройству составляет всего несколько наноампер. Эта функция продлевает срок службы батареи, особенно если портативное устройство выключено в течение длительного времени. Напряжение питания может варьироваться от 4,75 В до 8 В, но рассеивание мощности PNP может стать чрезмерным ближе к верхнему пределу, особенно при более высоких уровнях зарядного тока. Рассеиваемая мощность PNP потребует внимания к адекватному отводу тепла. Требования к теплоотводу см. в паспорте производителя PNP.

Рисунок 210.1. Недорогое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, запрограммированное на ток 300 мА

Когда напряжение питания приближается к нижнему пределу, значение напряжения насыщения PNP становится важным. В этом случае может потребоваться транзистор с низким напряжением V _CESAT, например, показанный на рисунках, для предотвращения сильного насыщения PNP и требования чрезмерного базового тока от вывода DRIVE.

Для обеспечения хорошей стабильности переменного тока в режиме постоянного напряжения требуется конденсатор на батарее, чтобы компенсировать индуктивность в проводке, ведущей к батарее. Емкость этого конденсатора (C2) может варьироваться от 4,7 мкФ до 100 мкФ, а его ESR может варьироваться от почти нуля до нескольких Ом в зависимости от компенсируемой индуктивности. Как правило, компенсация лучше всего достигается при емкости от 4,7 мкФ до 22 мкФ и ESR от 0,5 Ом до 1,5 Ом. В режиме постоянного тока хорошая стабильность переменного тока достигается за счет сохранения емкости на выводе PROG на уровне менее 25 пФ. Более высокую емкостную нагрузку, например, от входного фильтра нижних частот к АЦП, можно легко выдержать, изолировав емкость сопротивлением не менее 1 кОм.

Если входной источник подключается в горячем режиме, следует избегать использования керамического входного конденсатора (C1), поскольку его высокая добротность может вызвать переходные процессы напряжения, в два раза превышающие уровень источника постоянного тока, и, возможно, повредить зарядное устройство. При использовании конденсатора с таким низким ESR добавление сопротивления от 1 Ом до 2 Ом последовательно с конденсатором C1 в достаточной степени ослабит эти переходные процессы.

Штифт для программирования (PROG) выполняет несколько функций. Он используется для установки тока в режиме постоянного тока, контроля зарядного тока и ручного отключения зарядного устройства.В режиме постоянного тока LTC1734 поддерживает вывод PROG на уровне 1,5 В. Значение программного резистора определяется путем деления 1,5 В на требуемый ток резистора R1 в режиме постоянного тока. Зарядный ток всегда в 1000 раз превышает ток через резистор R1 и поэтому пропорционален напряжению на выводе PROG. Напряжение на выводе PROG падает ниже 1,5 В при входе в режим постоянного напряжения и падает зарядный ток. При напряжении 1,5 В зарядный ток составляет полные 300 мА, а при напряжении 0,15 В — 1000·(0,15 В).15/5100) или около 30 мА. Если на заземленную сторону R1 подается напряжение выше 2,15 В или оно остается плавающим, зарядное устройство переходит в режим ручного отключения, и зарядка прекращается. Эти функции поддерживают зарядку аккумулятора до его полной емкости, позволяя микроконтроллеру контролировать ток зарядки и отключать зарядное устройство в нужное время. Внутренний подтягивающий ток 3 мкА подтянет плавающий вывод PROG вверх. По своей конструкции этот ток не добавляет ошибки, но устанавливает минимальный ток через программный резистор 3 мкА.

При зарядке в режиме постоянного напряжения токи, создаваемые активными динамическими нагрузками, могут создавать чрезмерные переходные уровни на выводе PROG. При желании эти переходные процессы можно отфильтровать с помощью простого RC-фильтра нижних частот. Подключите резистор 1 кОм к выводу PROG, соединив его противоположный конец с конденсатором 0,1 мкФ, а другой конец заземлив. Контролируйте отфильтрованное напряжение PROG на общем узле RC. Переходные процессы нагрузки не отражаются на выводе PROG, если зарядное устройство остается в режиме постоянного тока.

Импульсная, линейная и импульсная зарядка T

Аннотация: Существует три метода зарядки Li+ аккумуляторов: импульсный, линейный и импульсный. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Импульсная зарядка сводит к минимуму рассеивание мощности в широком диапазоне напряжений адаптера переменного тока, но занимает больше места на плате и усложняет процесс по сравнению с линейной и импульсной зарядкой. Линейные зарядные устройства имеют небольшие размеры и отлично подходят для оборудования, чувствительного к шуму, но рассеиваемая мощность высока. Импульсные зарядные устройства компактны и эффективны, но требуют адаптера переменного тока с ограничением по току.Выберите метод зарядки на основе приоритетов стоимости, пространства и эффективности.

Зарядка аккумуляторов Li+ в мобильных телефонах и карманных компьютерах требует балансировки. С одной стороны, большой ток необходим для быстрой замены энергии, потребляемой аккумулятором при передаче голоса или данных. С другой стороны, зарядное устройство должно быть небольшим, чтобы соответствовать постоянно уменьшающимся форм-факторам мобильного телефона и КПК. Знание типов доступных зарядных устройств и компромиссов между ними позволяет разработчику выбрать правильное зарядное устройство для конкретного приложения.

Требования к зарядным устройствам Li+ аккумуляторов

Зарядное устройство для Li+ аккумуляторов должно ограничивать зарядный ток и максимальное напряжение аккумулятора.

Разработчики должны проконсультироваться с производителем батареи, чтобы определить, что требуется для безопасной зарядки конкретной батареи. Другие функции часто добавляются для увеличения срока службы батарей или работы зарядного устройства. К ним относятся снижение зарядного тока для переразряженных элементов, обнаружение неисправных элементов, контроль напряжения батареи и/или замер уровня топлива, ограничение входного тока, отключение зарядного устройства после завершения зарядки, автоматический перезапуск зарядки после частичной разрядки, индикация состояния зарядки и внешнее зарядное устройство включает/отключает управление.

Эти функции могут быть реализованы в самом зарядном устройстве, в ASIC или дискретной схеме или, возможно, в программном обеспечении микроконтроллера. Разработчики схем решают, какие функции включить и как их реализовать, исходя из конкретного приложения и допустимого уровня стоимости или сложности.

Типы зарядных устройств Li+

Зарядные устройства для аккумуляторов Li+ бывают трех типов: импульсные, линейные и импульсные.

Основное различие между этими топологиями заключается в размере и стоимости.компромисс производительности, который они предлагают. Импульсные зарядные устройства

имеют тенденцию быть больше и сложнее и требуют большого пассивного выходного LC-фильтра; дополнительное пространство на плате повышает эффективность.

Линейные и импульсные зарядные устройства занимают мало места на плате и требуют минимум внешних компонентов. Хотя линейному зарядному устройству может не потребоваться много места на плате для размещения ИС и ее внешних компонентов, ему может потребоваться дополнительная площадь платы для рассеивания тепла, выделяемого проходным транзистором зарядного устройства.Импульсные зарядные устройства не создают этой проблемы. Однако для них требуется адаптер переменного тока с ограничением по току, который обычно стоит дороже.

Зарядные устройства с переключением режимов

На рис. 1 показана схема типичной цепи зарядного устройства Li+ с переключением режимов.

Он использует контроллер зарядного устройства MAX1737 Li+ с двумя n-канальными полевыми МОП-транзисторами для понижения напряжения адаптера переменного тока до напряжения аккумулятора. Рассеиваемая мощность этой схемы остается ниже примерно 1 Вт во всем диапазоне напряжений батареи и в широком диапазоне напряжений адаптера переменного тока.Эту схему можно легко масштабировать, чтобы можно было заряжать до четырех последовательных элементов током до 4 А.

Рис. 1. Зарядное устройство MAX1737 Switch Mode Li+.

Импульсные зарядные устройства имеют постоянно низкое рассеивание мощности при широком диапазоне входного напряжения и напряжения батареи, что является несомненным преимуществом перед линейными зарядными устройствами. Импульсные зарядные устройства также имеют преимущество перед импульсными зарядными устройствами: они хорошо работают в широком диапазоне входного напряжения, что позволяет использовать меньший и более дешевый сетевой адаптер переменного тока, чем при использовании импульсного зарядного устройства. Основными недостатками этого типа зарядного устройства являются его размер и сложность. Контроллер вместе с его внешними переключателями и LC-фильтром занимает больше места на плате, чем другие типы зарядных устройств. К другим недостаткам относятся электромагнитные помехи и электрические помехи, вызванные переключением зарядного устройства, и излучение, вызванное катушкой индуктивности выходного фильтра. Фиксированная частота переключения контроллера, однако, позволяет легко фильтровать электрические помехи, но необходимо соблюдать осторожность при компоновке схемы и выборе компонентов, чтобы предотвратить проблемы с помехами.

Схема зарядного устройства, показанная на рис. 1, включает в себя множество других функций, которые увеличивают срок службы батареи и работу системы. Например, контроллер цепи зарядного устройства позволяет ограничить ток, протекающий в цепь. Когда этот ток достигает предела, контроллер автоматически уменьшает ток зарядки аккумулятора, ограничивая ток, который может протекать на вход схемы. Поскольку зарядное устройство ограничивает входной ток, для питания цепи можно использовать меньший и, как правило, более дешевый сетевой адаптер переменного тока.

Зарядное устройство включает в себя конечный автомат, который выключает зарядное устройство после завершения зарядки и автоматически перезапускает зарядку, когда часть заряда батареи разрядилась. Функции безопасности включают щадящую предварительную зарядку сильно разряженных аккумуляторов при пониженном токе и возможность обнаружения неисправных аккумуляторов. Кроме того, индикаторы заряда и состояния могут напрямую управлять светодиодами или связываться с микроконтроллером.

Линейные зарядные устройства

Одним из способов минимизировать размер и сложность зарядного устройства является использование линейного зарядного устройства.В линейном зарядном устройстве используется проходной транзистор (обычно полевой МОП-транзистор, но иногда и биполярный транзистор), чтобы понизить напряжение адаптера переменного тока до напряжения батареи.

Количество внешних компонентов намного меньше: для линейных зарядных устройств требуются входные и выходные обходные конденсаторы, а иногда требуется внешний проходной транзистор и резисторы для установки пределов напряжения и тока.

Главный недостаток линейного зарядного устройства — рассеиваемая мощность. Зарядное устройство просто снижает напряжение адаптера переменного тока до напряжения аккумулятора.Рассеиваемая мощность проходного элемента равна напряжению адаптера минус напряжение батареи, умноженное на зарядный ток. В случае зарядного устройства на 1 А, регулируемого напряжения адаптера переменного тока 5 В ± 10 % и напряжения аккумулятора, которое варьируется от 4,2 В до 2,5 В, рассеиваемая мощность может составлять от 0,3 Вт до 3,0 Вт.

На рис. 2 показано типичное линейное зарядное устройство Li+. В этой схеме используется MAX1898 и внешний полевой МОП-транзистор с p-каналом для понижения напряжения адаптера переменного тока до напряжения батареи. Этот тип зарядного устройства намного проще, чем импульсный, в основном потому, что пассивный LC-фильтр не требуется. Он рассеивает наибольшую мощность, когда напряжение батареи минимально, поскольку в этом состоянии разница между фиксированным входным напряжением и напряжением батареи наибольшая. MAX1898 включает в себя функцию (называемую состоянием предварительной квалификации ), которая снижает зарядный ток для любого напряжения батареи менее 2,5 В. Таким образом, наихудшее рассеивание мощности происходит, когда напряжение батареи немного выше номинального порога предварительной квалификации 2,5 В, а входное напряжение максимально. Для входа 5 В ± 10% максимальное входное напряжение равно 5.5В. С учетом допусков минимальное напряжение предварительной квалификации MAX1898 составляет 2,375 В. Таким образом, рассеиваемая мощность проходного транзистора в наихудшем случае составляет 3,125 Вт на ампер зарядного тока. При высоких зарядных токах (около 1 А) большое рассеивание мощности может привести к чрезмерному нагреву небольшого мобильного телефона или КПК, что может ухудшить его работу. К сожалению, уменьшение зарядного тока для устранения проблем с рассеянием мощности увеличивает время зарядки. Выбор между дополнительным нагревом и дополнительным временем зарядки может быть трудным, в зависимости от приложения.

Рис. 2. Линейное зарядное устройство MAX1898 Li+.

Даже с учетом проблемы рассеивания мощности, связанной с линейной зарядкой, это может быть лучшим выбором для беспроводных устройств. Поскольку нет действия переключения и не требуются катушки индуктивности, линейные зарядные устройства имеют более низкие кондуктивные и излучаемые помехи, чем зарядные устройства других типов. Этот уменьшенный шум может сделать линейное зарядное устройство подходящим решением для чувствительных к шуму беспроводных устройств.

MAX1898 включает в себя: индикатор заряда, который может напрямую управлять светодиодом или микроконтроллером, схему пониженного напряжения батареи, которая снижает зарядный ток для переразряженных батарей, таймер для отключения зарядного устройства после завершения зарядки и регулируемый порог перезапуска для автоматически возобновить зарядку, если батарея разряжена. Вывод ISET одновременно устанавливает зарядный ток и указывает его уровень, пока зарядное устройство регулирует напряжение. Напряжение на выводе ISET можно контролировать с помощью АЦП или компаратора, чтобы определить, когда ток зарядки батареи упал до достаточно низкого уровня; либо этот уровень, либо встроенный таймер можно использовать для прекращения зарядки. Контроллер также включает в себя выходной контакт, который указывает состояние зарядки (/CHG\), и комбинированный входной и выходной контакт (EN/OK), который одновременно указывает на наличие входного напряжения и включает зарядное устройство.

Импульсные зарядные устройства

Третий тип зарядного устройства Li+, импульсное зарядное устройство, обладает некоторыми преимуществами как импульсных, так и линейных зарядных устройств. Как и импульсное зарядное устройство, импульсное зарядное устройство работает эффективно. Когда напряжение батареи, которую она заряжает, низкое, ее проходной транзистор остается включенным и проводит входной ток источника непосредственно к батарее.

Когда напряжение батареи достигает напряжения регулирования батареи, зарядное устройство пульсирует входной ток для достижения желаемого зарядного тока, тем самым регулируя напряжение батареи на желаемом пределе напряжения.Поскольку транзистор не работает в своей линейной области во время этой части цикла заряда, а действует как переключатель, и рассеиваемая мощность намного ниже, чем у линейного зарядного устройства. Поскольку для импульсного зарядного устройства не требуется выходной LC-фильтр, оно меньше, чем импульсное зарядное устройство.

На рис. 3 показано импульсное зарядное устройство MAX1736 Li+. Он конкурирует с линейным зарядным устройством по простоте и небольшому количеству внешних компонентов. Благодаря более низкой рассеиваемой мощности компромисс между временем зарядки и рассеиваемой мощностью не нужно рассматривать, как в случае с линейным зарядным устройством.

Рис. 3. Зарядное устройство Li+ с импульсным режимом.

Импульсное зарядное устройство не лишено особых требований. Во-первых, источник входного напряжения, который питает зарядное устройство, должен быть ограничен по току. Текущий предел должен быть достаточно точным; настенные кубы с таким уровнем точности не так широко доступны, как те, у которых нет точного ограничения тока. Они также дороже. Однако в некоторых случаях ограничение тока адаптера переменного тока указывается достаточно точно, чтобы гарантировать, что сбой в питаемом им устройстве не создаст угрозы безопасности.Если по этой или другим причинам требуется точное ограничение входного тока, то при его использовании для зарядки не возникает никаких дополнительных затрат.

MAX1736 автоматически заряжает аккумулятор низким током 6 мА, когда напряжение аккумулятора ниже 2,5 В, чтобы предотвратить его повреждение в переразряженном состоянии. Однако контроллер не прекращает зарядку автоматически. В большинстве случаев он прекращает зарядку после того, как зарядный ток падает ниже некоторого порога, обычно 10% от предела зарядного тока. Чтобы настроить этот режим завершения заряда, вывод GATE MAX1736 используется для прямого управления входом микроконтроллера. Измеряя скважность напряжения на выводе GATE, микропроцессор определяет средний ток. Для случая 10 %, когда рабочий цикл на выводе GATE падает ниже 10 %, микроконтроллер прекращает зарядку. Микроконтроллер также может отключить MAX1736, управляя выводом EN. Когда источник входного сигнала отсутствует или контакт EN имеет низкий уровень, потребление батареи уменьшается до 2 мкА, чтобы зарядное устройство не разрядило батарею после завершения зарядки.

Заключение

Импульсные зарядные устройства рассеивают небольшую мощность при широком диапазоне входных и зарядных напряжений и токов, но отличаются большей стоимостью и сложностью, чем другие типы. Линейные зарядные устройства меньше по размеру и менее сложны, чем импульсные устройства, но в большинстве случаев они рассеивают больше энергии. Импульсные зарядные устройства рассеивают значительно меньше энергии и занимают небольшую площадь на плате, но требуют более дорогих адаптеров переменного тока, которые ограничивают потребляемый от них ток.

Лучший выбор возникает только после взвешивания того, какие из этих различных факторов наиболее важны для конкретной конструкции.

Аналогичная версия этой статьи появилась в ноябрьском выпуске журнала Wireless Design and Development за 2001 г.

Как зарядить аккумулятор AGM?

Правильная зарядка имеет значение, хотя ее влияние часто недооценивают, но выбор правильного зарядного устройства — это полдела. Выбор неправильного зарядного устройства может привести к прямому или косвенному повреждению аккумулятора и сократить срок его службы. pbq имеет более 10 лет опыта в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов с регулируемым клапаном.Мы часто видим, что между зарядным устройством для свинцово-кислотных аккумуляторов и аккумулятором нет хорошего соответствия, что отрицательно влияет на производительность аккумулятора и срок его службы. Чтобы правильно выбрать зарядное устройство для вашего аккумулятора, важно понимать характеристики аккумулятора AGM.

Характеристики аккумуляторов AGM

Ток заряда любого аккумулятора ограничен. Для батареи VRLA максимальный зарядный ток составляет 0,3 СА, что в 0,3 раза превышает емкость батареи.Превышение этого порога может привести к нагреву батареи. Внутренняя структура батареи и химия будут повреждены, и батарея навсегда потеряет емкость. Напряжение заряда — это другая цифра, на которую следует обратить внимание. Каждая ячейка AGM-аккумулятора имеет номинальное напряжение 2 В. Аккумулятор AGM 12 В состоит из 6 элементов, соединенных последовательно.
И, наконец, температура оказывает большое влияние на работу аккумулятора. Напряжение заряда необходимо компенсировать, если температура окружающей среды отклоняется от 25ºC.

Зарядка аккумуляторов 2 В

Зарядка аккумулятора напряжением 2 В на элемент никогда не приведет к полной зарядке аккумулятора. Приличная зарядка требует примерно 2,4 В. Однако электролиз воды, входящей в состав электролита, происходит при напряжении 2,3 В на элемент. Поэтому важно не оставлять зарядное устройство под высоким напряжением, когда батарея полностью заряжена.

Зарядка гелевых аккумуляторов

Гелевые аккумуляторы

имеют более низкое зарядное напряжение, чем аккумуляторы AGM (материал из поглощающего стекла).Батареи, используемые для резервных приложений, имеют более низкое напряжение заряда, чем батареи для циклических приложений. Всегда сверяйтесь с информацией на этикетке батареи и соответствующей таблице данных.

Режим зарядки аккумуляторов

Существует много способов зарядить аккумулятор. Каждая химия имеет свой особый режим зарядки. Поэтому необходимо выбрать зарядное устройство VRLA для батареи VRLA. Неправильное зарядное устройство может повредить аккумулятор, а в некоторых случаях и саму батарею. Аккумулятор VRLA заряжается в режиме зарядки CC/CV.CC/CV обозначает две основные фазы зарядки; постоянный ток и постоянное напряжение. После этих двух этапов вы можете подзарядить аккумулятор. Каждый этап имеет свои собственные значения, адаптированные к типу, емкости и использованию батареи.

Выбор зарядного устройства для аккумуляторов

Из вышеизложенного становится очевидным, что хорошо продуманный выбор зарядного устройства продлит срок службы вашей батареи. Вы можете найти много информации о зарядке в техпаспорте вашей батареи.Ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом зарядных устройств!

Посмотреть все часто задаваемые вопросы

Зарядка постоянным током — аккумулятор

Применение и технология аккумуляторов

Зарядка постоянным током просто означает, что зарядное устройство обеспечивает относительно равномерный ток, независимо от степени заряда или температуры аккумулятора.Зарядка постоянным током помогает устранить дисбаланс элементы и батареи, соединенные последовательно. Однотарифный, зарядные устройства постоянного тока наиболее подходят для циклических работы, где батарея часто требуется для получения полного зарядить на ночь. При таких высоких ставках заряда будет быть некоторая вентиляция газов. Произойдет положительное окисление сетки при повышенных температурах или длительном времени перезарядки.Обычно пользователь циклического приложения получает указание выньте аккумулятор из однотарифной сети постоянного тока зарядное устройство в течение периода времени, который позволяет полностью зарядить еще предотвращает чрезмерное окисление сетки.

Другой тип зарядного устройства постоянного тока зарядное устройство с раздельным тарифом. Зарядное устройство с раздельной скоростью начальный ток в ячейку, а затем переключается на низкую скорость в зависимости от времени заряда, напряжения или того и другого. Выбор метод переключения и точка переключения могут зависеть от относительный приоритет минимизации вентиляции (раннее переключение) по сравнению с поддержанием хорошего баланса клеток (позднее переключение). В некоторые зарядные устройства с раздельным тарифом, зарядное устройство будет чередоваться между высокая и низкая скорость по мере того, как батарея приближается к полному заряду. Зарядные устройства с раздельной скоростью полезны, когда разрядка не может быть классифицируется как плавающая или циклическая, но находится где-то между два приложения.

Безопасная зарядка аккумулятора глубокого цикла

Аккумуляторы глубокого разряда

— это уникальные источники питания для морского применения. Они предназначены для разрядки практически до нуля, а затем вы можете зарядить их до совершенно нового состояния. Зарядке аккумулятора посвящено много научных исследований, поэтому первостепенное значение имеет изучение безопасного выполнения этой задачи. Ознакомьтесь с некоторыми из лучших советов профессионалов, чтобы увеличить срок службы аккумуляторной батареи.

Подготовка аккумулятора

Сегодня на рынке существует множество различных аккумуляторов . Большинство аккумуляторов глубокого цикла имеют в своей конструкции воду. Прежде чем приступить к сеансу зарядки, проверьте аккумулятор на наличие следующих функций, в том числе:

Надлежащие уровни жидкости для данного типа батареи
Отсутствие трещин снаружи корпуса
Отсутствие коррозии на контактах

При наличии каких-либо проблем устраните их путем ремонта или замены.Отсутствие жидкости в аккумуляторе — наихудший сценарий. Всегда добавляйте в аккумулятор дистиллированную или питьевую воду, когда она разряжена. Он очень быстро снижается без надлежащего уровня воды.

Выбор зарядного устройства

Зарядное устройство для вашего аккумулятора глубокого разряда должно быть сертифицировано для этой конкретной системы. Эти зарядные устройства обычно имеют следующие выходы, например:

Если зарядное устройство использовалось длительное время, произведите визуальный осмотр проводов и разъемов. Нельзя использовать перетертые провода.Вам нужен стабильный ток на батарею. Как зарядное устройство, так и аккумулятор могут выйти из строя при работе с неравномерным прохождением через них электрического тока.

Разряжать или не разряжать

Старомодная теория предполагала, что необходимо полностью разрядить аккумулятор и снова включить его, чтобы продлить срок службы. Однако с годами эта идея была опровергнута.

Идеально:

начать зарядку компонентов батареи глубокого цикла при 50-процентной емкости или выше
не допускать снижения мощности батареи (это только сократит срок ее службы)

Вы технически нагружаете батарею, когда она падает до низких значений мощности.Большинство людей, которые начинают заряжать аккумулятор после дневной работы, использовали частичную мощность устройства. Нет необходимости использовать каждую унцию энергии батареи одновременно.

Проверка состояния заряда

Эксперты измеряют состояние заряда батареи в процентах, сообщает Energy Matters . Например, состояние разрядки батареи, которая большую часть дня находилась под нагрузкой, может составлять 25 или 30 процентов. Используйте вольтметр с аккумулятором, отсоединенным от системы, чтобы увидеть истинное напряжение.Это значение будет определять, как долго вы должны заряжать компоненты батареи глубокого цикла.

Если у вас есть интеллектуальное зарядное устройство, знать о состоянии заряда не так важно, как при использовании других зарядных устройств. «Умная» часть устройства определит текущий заряд и правильное время для его пополнения.

Установка таймера

Во время сеанса зарядки аккумулятора необходимо установить таймер на весь период. Аккумуляторы не очень хорошо работают, когда они перезаряжены.Это уменьшает их емкость, сообщает Trojan Battery .

Время, необходимое для правильной зарядки аккумулятора, зависит от его текущего значения разрядки и спецификации силы тока вашего зарядного устройства.

Зарядному устройству на 15 ампер, например, потребуется около двух часов, чтобы полностью зарядить аккумулятор при 25-процентном разряде.
всего на 5 ампер потребуется полных шесть часов работы с той же батареей.
Онлайн-диаграммы, предоставленные производителем вашей батареи и зарядного устройства, могут упростить расчет этой временной сессии.

Избегание экстремальных обстоятельств

Приступая к зарядке аккумулятора глубокого разряда, помните, что экстремальные температуры не идеальны для компонентов. Держите аккумулятор и зарядное устройство вдали от источников тепла или холода. Процесс зарядки зависит от определенного диапазона температур. Температура в помещении оптимальная. Процесс хранения может работать без напряжения. Вы можете заметить, что время зарядки меняется, когда становится слишком жарко или холодно. Аккумулятор также постоянно страдает от более короткого времени зарядки, чем раньше.

Northeast Battery здесь для всех ваших потребностей в покупке и зарядке аккумуляторов. Спросите нас о новейших компонентах, которые могут обновить параметры мощности вашей лодки. Аккумуляторы всегда будут самой важной частью вашего судна. Дайте ему надежную мощность, в которой он нуждается.

энергий | Бесплатный полнотекстовый | Анализ влияния метода управления переменным зарядным током на срок службы литий-ионных аккумуляторов

1. Введение

Тенденция к более широкому распространению мобильной электроники, такой как мобильные телефоны и ноутбуки, и растущий спрос на высокопроизводительные устройства привели к росту как аккумуляторной промышленности, так и индустрии информационных технологий (ИТ).Потребителям нужны мобильные устройства, которые можно использовать в течение длительного периода времени без подзарядки, даже при коротком времени зарядки аккумулятора. Это мотивировало исследования технологии быстрой зарядки и повышения плотности энергии аккумуляторов. Кроме того, рост рынка электромобилей (EV) породил новую проблему в аккумуляторной промышленности, связанную с управлением состоянием работоспособности аккумуляторов (SOH). В отличие от небольших мобильных устройств, которые часто заменяются в течение двух-трех лет, электромобили являются относительно дорогими продуктами, а их батареи, ожидаемый срок службы которых обычно составляет более восьми лет, составляют самую большую стоимость среди всех частей.В результате аккумуляторы в автомобильной промышленности должны поддерживать емкость батареи в течение значительного периода времени, и было проведено множество исследований для управления SOH батареи.

Срок службы батарей, вырабатывающих электроэнергию посредством химических реакций, определяется различными внешними факторами [1,2,3,4,5,6,7,8]. Во-первых, зарядка аккумулятора в условиях низких температур снижает скорость химической реакции ионов лития.

Это вызывает накопление литий-ионных металлов в анодном слое, что снижает емкость и, в свою очередь, напрямую связано со сроком службы батареи [1].Во-вторых, высокая скорость зарядки и большой диапазон глубины разряда (DOD) приводят к потере активного материала и образованию толстого слоя межфазной фазы твердого электролита (SEI) на поверхности электродов. Это увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость батареи [2,3]. В-третьих, перезаряд батареи вызывает нежелательный нагрев внутри батареи. Это приводит к растрескиванию СЭИ и потере активной площади внутри батареи, что снижает общую емкость батареи [4,5].В-четвертых, переразряд аккумуляторов также снижает количество ионов, участвующих в электрохимической реакции, что вызывает потерю емкости [4]. В-пятых, срок службы батареи может быть сокращен за счет операций зарядки/разрядки при высоких температурах. Электролиты и связующие вещества батареи разрушаются при зарядке/разрядке при высоких температурах, что снижает емкость батарей [6,7].

В дополнение к вышеупомянутым причинам, на SOH батареи влияют различные факторы, и многие из этих факторов связаны с условиями зарядки.Таким образом, старение батарей можно уменьшить, разработав алгоритм зарядки. В последнее время были исследованы различные алгоритмы зарядки аккумуляторов для увеличения срока службы аккумулятора и снижения ограничений на использование аккумулятора [7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]. Большинство этих исследований были сосредоточены на разработке алгоритмов и профилей зарядки для сокращения времени зарядки батареи за счет использования тока с высоким коэффициентом C. Одним из наиболее распространенных алгоритмов быстрой зарядки является метод зарядки CC-CV, постоянный ток-постоянное напряжение [8,9].Батареи заряжаются постоянным током до тех пор, пока не будет достигнуто максимально допустимое напряжение батареи; после этого зарядка продолжается при фиксированном зарядном напряжении, и зарядка завершается, когда зарядный ток достигает заданного малого значения.

Метод многоступенчатой зарядки постоянным током (MCC) — еще один известный метод быстрой зарядки. В отличие от метода зарядки постоянным током, в методе МСС зарядный ток делится на несколько уровней для уменьшения времени зарядки и тепла, выделяемого внутри батареи во время зарядки [8,13].Как правило, зарядный ток регулируется в направлении, при котором величина зарядного тока уменьшается по мере увеличения времени зарядки. Метод зарядки с постоянной мощностью (CP) поддерживает зарядную мощность во время операции зарядки [7]. В начале зарядки индуцируется высокий зарядный ток, который постепенно уменьшается по мере увеличения напряжения батареи. Метод ускоренной зарядки также является одним из основных методов быстрой зарядки, основанных на профиле зарядки CC-CV [8,17]. В начале профиля зарядки CC-CV используется период зарядки высоким током, чтобы сократить время зарядки.На рис. 1 показаны различные профили зарядки аккумулятора.

Хотя различные технологии быстрой зарядки изучаются с помощью различных подходов к сокращению времени зарядки при минимизации потери емкости, они не могут отражать характеристики изменений внутреннего импеданса, который зависит от изменений состояния заряда (SOC) или SOH. В результате ожидаемый срок службы батареи, который определяется доступной номинальной мощностью и общей оставшейся емкостью, быстро снижается при использовании метода быстрой зарядки.Таким образом, обычные профили зарядки CC-CV по-прежнему широко используются в приложениях, где цена батареи является важным фактором по отношению к общей цене и/или характеристики батареи оказывают значительное влияние на производительность продукта.

В этой статье анализируются характеристики старения батареи с использованием метода CC-CV и предлагается новый метод зарядки, который минимизирует деградацию батареи. Предлагаемый метод управляет зарядным током, учитывая разницу во внутреннем импедансе, вызванную изменениями SOC, чтобы минимизировать нагрев батареи во время зарядки.Чтобы проверить эффективность предлагаемого метода зарядки, характеристики старения батареи при применении предложенного метода зарядки сравниваются с характеристиками, наблюдаемыми при использовании метода CC-CV.

2.

Модель эквивалентной схемы для оценки SOH По мере старения элементов батареи происходят различные физические и химические изменения [20, 21, 22, 23, 24, 25]. Физически изменяется структура электродов, что снижает емкость аккумулятора; с химической точки зрения потеря активного материала вызывает снижение емкости, а нежелательные химические реакции внутри электролита препятствуют циркуляции внутренних активных ионов.Эти характеристики старения обычно приводят к изменению электрических свойств, например к уменьшению емкости батареи или увеличению внутреннего сопротивления (R _int.), что, в свою очередь, ухудшает характеристики выходной мощности батареи. На рис. 2 показана обычная эквивалентная схема. модель (ECM), которая широко используется при электрическом анализе аккумуляторов. Преимущество оценки SOH с использованием ECM заключается в относительно простом расчете при выражении изменения характеристик батареи.Характеристики аккумуляторов объясняются в ECM напряжением холостого хода (OCV), которое представляет емкость аккумулятора, внутренним омическим сопротивлением (R _i ), обозначающим сопротивление электролита, и сопротивлением внутренней диффузии (R _diff. ) – емкостная (C _diff. ) цепь, которая представляет собой характеристики диффузии/переноса заряда. Приложенные напряжения к R _и и R _разн. -C _{разн. Сеть} представлена как V _{омическая} и V _диф. соответственно. V _BATT на рисунке 2 показывает напряжение на выводах батареи. Характеристики аккумуляторов, изменяющиеся в зависимости от SOC и SOH, можно выразить через изменение внутреннего сопротивления, которое определяется суммой R _i и R _разн. Ом и значения емкости в ЭБУ [20]. Поэтому для точного прогнозирования рабочих характеристик и SOH аккумуляторов с использованием модели схемы замещения необходимо четко идентифицировать изменение параметров внутреннего сопротивления в зависимости от состояния батареи и периодически измерять параметры схемы замещения.На рис. 3 показан метод гибридной характеристики импульсной мощности (HPPC) для измерения сопротивлений в ECM. Метод HPPC позволяет получить внутренние параметры ЭБУ путем наблюдения за изменением внутреннего напряжения батареи при изменении тока заряда и разряда в пределах рабочего диапазона батареи [26,27].

3. Влияние внутреннего тепла на SOH аккумуляторов

На старение аккумуляторов влияет ряд факторов, включая температуру внутри/снаружи аккумулятора, SOC, глубину разряда (DOD) и т. д., [4]. Среди них температура, которая оказывает прямое влияние на скорость химической реакции аккумуляторов, является одним из наиболее влиятельных факторов старения аккумуляторов. Согласно уравнению Аррениуса (1), описывающему химическую реакцию, скорость химической реакции и температура имеют линейную зависимость логарифмического масштаба. Таким образом, считается, что в случае аккумуляторов, которые заряжаются и разряжаются в результате химических реакций, управление температурой оказывает значительное влияние на старение аккумуляторов.где r — скорость реакции, k — постоянная Больцмана, A — частотный фактор, E _a — энергия активации, T — абсолютная температура.

4. Предлагаемый метод зарядки для минимизации деградации батареи

Как упоминалось ранее, метод оценки жизненного цикла с использованием моделей эквивалентных схем широко используется во многих приложениях благодаря простоте и точности расчетов [28].

Внутренние сопротивления в эквивалентной схеме периодически измеряются с использованием метода испытаний HPPC, и измеренные значения состарившегося элемента батареи сравниваются со значениями нового элемента, а различия в значениях параметров используются для расчета срока службы батареи.В этой статье предлагается алгоритм переменного зарядного тока батареи (VCC), который управляет зарядным током таким образом, чтобы свести к минимуму нагрев внутри батареи при зарядке. Для этого используются характеристики изменения внутреннего сопротивления аккумуляторов, которые зависят от СЗ и зависимости между нагревом и старением аккумулятора. На рис. 4 представлены измеренные значения внутреннего сопротивления аккумуляторов в соответствии с СЗ с интервалом в 10 циклов с Ячейки Samsung SDI 18650 INR 25R (Yongin-si, Корея).Как показано на рисунке 4, внутреннее сопротивление батареи значительно зависит от SOC и срока службы. В частности, на рисунке 4 видно, что изменения внутреннего сопротивления не имеют линейной зависимости от изменения SOC.

Внутреннее сопротивление показывает пропорциональное снижение сопротивления SOC в диапазоне, где SOC уменьшается от 100% до 40%, тогда как ниже 40% показывает увеличение сопротивления, а не снижение SOC, как видно на рисунке 4. Учитывая, что нагрев внутри батареи в конечном счете определяется величиной тока, втекающего в резистор, можно ожидать, что температура батареи в процессе заряда будет продолжать изменяться, а тепловыделение будет увеличиваться при низком и высоком SOC. диапазон, если применяется метод CC-CV, который является наиболее популярным алгоритмом зарядки аккумулятора.Поэтому в этой статье предлагается алгоритм переменного зарядного тока, который изменяет величину зарядного тока в соответствии с SOC, принимая во внимание внутреннее сопротивление батареи, чтобы замедлить старение элементов батареи в зависимости от зарядной мощности. Предлагаемый алгоритм зарядки представляет собой метод минимизации внутренних тепловых колебаний батареи в процессе зарядки и, таким образом, предотвращения колебаний потерь зарядной мощности (P _Loss ), которые напрямую влияют на нагрев батареи во время зарядки батареи.

Поскольку внутреннее сопротивление батареи обычно показывает характеристики, которые изменяются в зависимости от состояния SOC, требуется метод управления зарядным током батареи в соответствии с изменяющимся значением сопротивления, а значение зарядного тока (I _Charge) достигается с помощью Уравнение (2) в настоящем исследовании. Для проверки эффективности предложенного алгоритма зарядки два типа аккумуляторов, литий-ионные элементы большой емкости (INR 25R) и мощные литий-ионные элементы (INR 29E), сравнивались с использованием обычной зарядки CC-CV. метод и предлагаемый метод VCC.

PLoss(W)=ICharge2×Rint., ICharge(A)=PLoss/Rint.

(2)

5. Экспериментальная конфигурация предлагаемого алгоритма

В эксперименте использовались два разных типа батарей: батарея с высокой выходной мощностью, INR 25R, которая состоит из никель-кобальтового оксида алюминия (NCA), и батарея с высокой характеристика плотности энергии, INR 29E, которая состоит из оксида никеля, марганца, кобальта (NMC).

В таблице 1 представлены подробные характеристики каждой батареи.Эксперимент проводился в термокамере, настроенной на поддержание температуры 25°С, и эксперимент проходил следующим образом.

Шаг 1: Измерьте точную емкость каждой батареи.

Для измерения емкости аккумулятора сначала его полностью зарядили до 4,2 В методом заряда CC-CV зарядным током 0,5 Кл. Затем прикладывали разрядный ток 0,5 C, чтобы разрядить батарею до напряжения отсечки, и емкость батареи рассчитывали, используя время разрядки.После каждого процесса расчета емкости батарее давался один час отдыха для завершения внутренней химической реакции.

Шаг 2: Измерьте внутреннее сопротивление батареи.

Метод испытаний HPPC применялся для измерения внутреннего сопротивления батареи при токе зарядки/разрядки 0,5 C. Сопротивление измеряли путем снижения SOC с шагом 5% от 100%. На рис. 5 показана экспериментальная процедура, используемая для измерения внутреннего сопротивления.

Шаг 3: Определите зарядный ток.

Значения зарядного тока для каждого SOC были получены на этом этапе с использованием значений сопротивления, полученных на предыдущем этапе. Для поддержания постоянного количества тепла внутри батареи, выделяемого в процессе заряда, задавалась постоянная величина зарядных потерь и рассчитывался зарядный ток. Учитывая тенденцию внутреннего сопротивления батареи к увеличению по мере снижения SOC, значение потерь при зарядке 0,5 C было принято в качестве эталонного значения при 50% SOC.В таблице 2 показаны зарядный ток и внутреннее сопротивление для каждого SOC. При расчете зарядного тока учитывается только внутреннее сопротивление постоянному току (DCIR), которое показывает влияние постоянного тока на батарею. Сопротивление является широко используемой величиной при сравнении производительности батареи, а также имеет характеристики большого разброса по SOC [29,30,31].

Этап 4: Испытание на старение с использованием метода VCC.

Эксперимент со старением батареи проводился путем повторения цикла зарядки с использованием значения зарядного тока, полученного на шаге 3.

Журнал "Дизайнер"