Как правильно подобрать зарядное устройство для тягового аккумулятора

г. Харьков, ул.Тобольская, 42-А, к.218 Тел/факс: (057) 717-13-14, 758-13-83, 719-53-72

Полезное . Как правильно выбрать зарядное устройство для тяговых аккумуляторных батарей?

Как правильно выбрать зарядное устройство для тяговых аккумуляторных батарей?

Специалисты, которые обслуживают погрузчики, знают, что добиться максимальной эксплуатируемой емкости и максимального срока эксплуатации тяговых батарей можно только в том случае, если зарядное устройство подобрано правильно. Поэтому выбирая тяговую батарею, прежде всего, обратите внимание на параметры зарядного устройства, которое необходимо именно для этого вида АКБ. Только полное соблюдение технических соответствий обеспечит долгую и бесперебойную работу АКБ.

1. Выбор зарядного устройства по номинальному напряжению АКБ. Тяговые аккумуляторные батареи (АКБ) комплектуются из аккумуляторных элементов, количество которых зависит от требуемого номинального напряжения на всей АКБ. Номинальное напряжение одного аккумуляторного элемента составляет 2В. Номинальное напряжение батареи рассчитывается по формуле:

Наличие «вольтдобавки» в формуле обусловлено необходимостью поддерживать стабилизированный ток на всем этапе заряда. Для обеспечения Технических требований по эксплуатации аккумуляторной батареи определенного типа (включая температурную компенсацию), зарядное устройство должно обеспечивать плавную или дискретную регулировку выходного напряжения, с шагом не более 0,1 Вольта. Для компенсации колебаний напряжения питающей сети выходное напряжение зарядного устройства должно быть стабилизированным, что особенно важно при эксплуатации герметичных аккумуляторных батарей. Наличие «цифрового» индикатора напряжения (Вольтметра) обеспечит удобство эксплуатации и оценки технического состояния АКБ и зарядного устройства.

2. Выбор зарядного устройства по номинальной емкости АКБ.
Зная емкость батареи можно определить требования к максимальному выходному току зарядного устройства. В большинстве случаев для заряда свинцово-кислотных АКБ максимальный выходной ток (Imax) может быть определен по формуле:

Для обеспечения Технических требований по эксплуатации аккумуляторной батареи определенного типа, зарядное устройство должно обеспечивать плавную или дискретную регулировку выходного тока, с шагом не более 0,5 Ампера. Наличие «цифрового» индикатора тока (Амперметра) обеспечит удобство эксплуатации и оценки технического состояния АКБ и зарядного устройства.

3. Выбор зарядного устройства по условиям эксплуатации АКБ.
По условиям эксплуатации зарядные устройства можно условно разделить на три группы:
1. Зарядные устройства (выпрямители) с ручной регулировкой напряжения. ·
2. Автоматические зарядные устройства (автоматические ЗУ). ·
3. Профессиональные зарядные устройства.

Зарядное устройство с ручной регулировкой выходного напряжения используется, если имеется небольшое количество батарей или не часто их приходится заряжать. Если же приходится заряжать много аккумуляторных батарей, то желательно приобрести автоматические зарядные устройства. Автоматические зарядные устройства облегчат зарядку Ваших АКБ и продлят срок их эксплуатации. Автоматические ЗУ обеспечивают несколько стадий заряда АКБ, обычно это 2. 3 стадии.

Автоматическое зарядное устройство, которое обеспечивает две стадии заряда, (профиль заряда IU) работает следующим образом:
на первой стадии идет зарядка постоянным током, и происходит основной набор емкости;
на второй стадии производится поддержание заряженного состояния АКБ стабилизированным напряжением (буферный режим или режим «содержания») дозарядку аккумулятора.

Автоматическое зарядное устройство, которое обеспечивает три стадии заряда, работает следующим образом:
на первой стадии идет зарядка постоянным током (напряжение при этом растет);
на второй стадии заряд производится при постоянном напряжением (ток при этом уменьшается), работа на второй стадии ограничивается временем;
на третьей стадии производится поддержание заряженного состояния пониженным постоянным напряжением (буферный режим или режим «содержания»). Такие алгоритмы заряда обеспечивают быстрый заряд АКБ исключая перезаряд.

Источник

Как заряжать тяговые аккумуляторы

Зарядные устройства используют разные технологии и алгоритмы, отличаются мощностью и размерами, но имеют общий принцип работы — аккумуляторы заряжаются потому, что напряжение на выходе с зарядного устройства выше, чем напряжение на клеммах аккумулятора. Разница напряжений заставляет ток течь от источника (зарядного устройства) к нагрузке (аккумуляторной батарее).

АКБ стартовые и глубокого разряда

Чтобы зарядить 12-вольтовую аккумуляторную батарею зарядное устройство должно обеспечить напряжение не менее 14 вольт. Однако если напряжение превысит 15 вольт, то аккумулятор перегреется, в нем начнется газообразование, испарение электролита и деформация пластин.

Так выглядят ячейки различных свинцово-кислотных аккумуляторов — жидко-кислотного, AGM и гелевого

Аккумуляторы заряжаются и разряжаются благодаря диффузии – процессу проникновения ионов в активный материал пластин. Диффузия протекает медленно, начинается на поверхности пластины, а затем распространяется вглубь ее активного материала. Во время разряда пластины тягового аккумулятора поглощают кислоту из электролита и на них образуется сульфат свинца. Количество электролита в ячейке остается прежним, однако содержание кислоты в нем уменьшается.

При зарядке процесс идет в обратном направлении. Кислота выделяется на обеих пластинах — положительная превращается в оксид свинца, а отрицательная в пористый, похожий на губку свинец. После того, как аккумулятор зарядится, получаемая им электрическая энергия перестает трансформироваться в химическую, а тратится на разложение воды на водород и кислород.

У аккумуляторов глубокого разряда (тяговых) толстые пластины. Именно благодаря толстым пластинам и плотному активному материалу в решетках, тяговые аккумуляторы и держат заряд на протяжении длительного времени. Чтобы диффузия произошла не только на поверхности, но и распространилась вглубь толстых пластин, тяговые аккумуляторы заряжают в несколько стадий. Эта общепринятая в настоящее время технология заряда основана на способности батарей абсорбировать разный по силе ток в зависимости от состояния заряда.

Стадия насыщения

Первый этап трехступенчатой зарядки – фаза насыщения. Аккумулятор заряжается быстро, выходной ток зарядного устройства максимальный, а напряжение на аккумуляторе зависит от степени разряда батареи. Продолжительность этапа насыщения определяется отношением емкости, которую требуется восстановить, к току зарядки.

Ток заряда во время первого этапа составляет 10 – 100 % от емкости аккумулятора и зависит от типа аккумуляторной батареи. Тяговый аккумулятор воспринимает такой ток до тех пор, пока не достигнет первого контрольного напряжения зарядки и не зарядится до 80% емкости. После этого, его способность усваивать ток резко уменьшается. Это первое контрольное напряжение называется напряжением абсорбции, а следующий этап зарядки – фазой абсорбции.

Для аккумуляторных батарей емкостью 200 Ач и более используйте такие зарядные устройства:

Источник

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

Продлеваем срок службы АКБ

Тяговые АКБ – отличная альтернатива двигателям внутреннего сгорания – они экономичнее (технику на электротяге не нужно заправлять топливом) и экологичнее (нет вредных продуктов сгорания и отработанных жидкостей).

Чтобы тяговая батарея служила долго и без сбоев, важно не только правильно её хранить и обслуживать, но и подобрать для подзарядки подходящее зарядное устройство.

Для чего нужны ЗУ?

Зарядное устройство для тяговой батареи – дорогостоящее приспособление. Почему бы не обойтись без этого «посредника» между электрической сетью и АКБ? Что мешает подключить тяговый аккумулятор напрямую в розетку, без использования ЗУ?

Последствия от «прямого» подключения АКБ к электрической сети могут быть крайне нежелательными:

Вскипание электролита, приводящее к выбросу ядовитых веществ в воздух;
Взрыв батареи (если она герметично закрыта) или возгорание (попадание искры при кипящем электролите);
Разрушение пластин внутри банок аккумулятора.

Зарядные устройства созданы на основе многолетних знаний и научных технологий, способных соединить АКБ с электрической сетью без последствий, которые мы перечислили выше.

Типы зарядных устройств для тяговых АКБ

Официальной классификации ЗУ для тяговых аккумуляторов не существует, но можно все зарядные устройства разделить на две большие подгруппы:

Трансформаторные ЗУ

Этот вид устройств для подзарядки является традиционным – в том плане, что используется очень давно. Состоит такой прибор из трансформатора и выпрямителя, которые преобразуют ток из 220В в наиболее приемлемые для аккумулятора 12 – 14В. Трансформаторные зарядные дают на батарею постоянный ток, напряжение которого меняется в зависимости от степени заряженности батареи.

Достоинством данного зарядного устройства является его низкая цена. Из недостатков – большие размеры и потребность постоянно следить за процессом подзарядки.

Импульсные ЗУ

В отличие от трансформаторного, импульсное зарядное устройство имеет небольшой вес и компактные размеры, потому что состоит из менее громоздких элементов. Импульсный зарядник подаёт на батарею ток малыми импульсами, а не постоянный – это позволяет заряжать АКБ без лишней нагрузки на пластины.

Минусом импульсных ЗУ является высокая стоимость. Этот недостаток полностью перекрывается существенными преимуществами – небольшой вес, мобильность, зарядка аккумулятора в автоматическом режиме.

Как правильно выбрать зарядное устройство?

Если штатное ЗУ выходит из строя или планируется замена аккумуляторных батарей на другой тип (например, кислотные АКБ решили заменить на Li-ion аккумуляторы), возникает необходимость в подборе нового зарядного устройства.

На что обратить внимание при подборе ЗУ:

Необходимо знать, для какого типа тяговой батареи нужно зарядное устройство – обслуживаемая или необслуживаемая АКБ, какой электролит в ней используется и в каких условиях и с какой интенсивностью приходится работать.
Напряжение АКБ должно соответствовать напряжению, с которым работает ЗУ;
Чем мощнее зарядное устройство, тем быстрее будет происходить заряд батареи, но необходимо учесть рекомендации производителя относительно того, за какие временные пределы не должна выходить скорость подзарядки. Слишком быстрая подзарядка может значительно снизить количество рабочих циклов аккумулятора;
Желательно, чтобы на ЗУ имелся индикатор заряда батареи (особенно если устройство не имеет автоматического контроля заряда батареи) и датчик, сигнализирующий о некорректной работе АКБ;
При выборе стоит обратить внимание на ёмкость батареи – она не должна превышать спецификацию выбранного зарядного устройства более, чем на 25%.
Если ваша техника эксплуатируется в щадящем режиме (за неделю АКБ не превышает 3 цикла), необходимо ЗУ с режимом «Поддерживающего заряда», которая поможет значительно продлить срок службы батареи.

Для выбора «правильного» зарядного необходимо учесть все рекомендации производителя по эксплуатации тягового аккумулятора.

Правильная эксплуатация зарядного устройства

Практически каждое ЗУ было разработано с учётом того, какой тип батареи оно будет обслуживать, поэтому не следует подключать аккумулятор, не соответствующий рекомендациям для данного зарядного устройства.

При зарядке АКБ (кроме необслуживаемых) необходимо учитывать, что в воздух производится выброс ядовитых и взрывоопасных веществ, поэтому в помещении с зарядным устройством должна быть хорошая вентиляция и все средства пожаротушения и оповещения о ЧС.

Если ЗУ не оборудовано автоматическим регулятором зарядки, следует вести наблюдение за процессом заряда батареи во избежание перегрева АКБ, вскипания и возгорания электролита.

Источник

Как правильно выбрать зарядное устройство для аккумуляторных батарей

Настоящие рекомендации имеют целью дать практические советы по выбору зарядных устройств для свинцово-кислотных и щелочных аккумуляторных батарей (АКБ).

Рекомендации предназначены для тех, кому важно поддерживать аккумуляторные батареи в работоспособном состоянии в течение всего срока их эксплуатации.

Выбор будем производить по основным техническим характеристикам зарядных устройств и требований по условиям эксплуатации аккумуляторных батарей.

Шаг первый. Выбор зарядного устройства по номинальному напряжению АКБ.

Для основной массы 12-ти Вольтовых свинцово–кислотных стартерных аккумуляторных батарей с жидким электролитом (малосурьмянистые (Sb/Sb), гибридные (Ca/Sb), кальциевые (Ca/Ca), а так же гелевых и выполненных по технологии AGM, максимальное напряжение батареи в конце заряда не должно превышать значения 14,4 …15,0 Вольт (2,4…2,5 В/элемент).

Для заряда таких АКБ, учитывая падение напряжения на проводах и клеммах, максимальное напряжение на выходе зарядного устройства должно обеспечиваться на уровне 15,5 Вольт.

С появлением автомобилей оснащенных системой «старт-стоп» («Stop&Start» или «i-stop system») появились и стартерные АКБ рассчитанные на частый запуск двигателя автомобиля. В результате появились новые требования к выходному напряжению зарядного устройства.

Например, для автомобилей фирмы Mazda, оснащенных системой «старт-стоп», производитель в своих рекомендациях по эксплуатации аккумуляторной батареи Q85/T110 ( service information SI E039/12A ), рекомендует применять зарядные устройства обеспечивающие выходное напряжение до 17,0…17,5 Вольт (2,8…2,9 В/элемент).

Аналогичные рекомендации к выбору зарядного устройства существуют для заряда авиационных аккумуляторов типов А, САМ, АСАМ, АСА и АО. Для этих АКБ рекомендованное значение — 2,8 В/эл ( «Авиационные аккумуляторы. Техническое описание, инструкция по эксплуатации и ремонту». Изд. Машиностроение, М. 1965г ).

Таким образом, для кислотных АКБ максимальное выходное напряжение зарядного устройства может быть определенно по формуле:

Umax ≥ Uк/эл × N,

Если Вам неизвестно количество элементов в АКБ (свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, в последнее время, выпускаются в виде моноблоков), тогда количество элементов батарее можно определить по простой формуле:

N= Uном./2,

Для щелочных АКБ предельное конечное напряжение на элементе имеет однозначное значение равным 2,1 Вольта и максимальное выходное напряжение зарядного устройства может быть определенно по формуле:

Umax ≥ (2,1 × N) + Ud,

Наличие «вольтдобавки» в формуле обусловлено необходимостью поддерживать стабилизированный ток на всем этапе заряда.

Для обеспечения Технических требований по эксплуатации аккумуляторной батареи определенного типа (включая температурную компенсацию), зарядное устройство должно обеспечивать плавную или дискретную регулировку выходного напряжения, с шагом не более 0,1 Вольта.

Для компенсации колебаний напряжения питающей сети выходное напряжение зарядного устройства должно быть стабилизированным, что особенно важно при эксплуатации герметичных аккумуляторных батарей.

Наличие «цифрового» индикатора напряжения (Вольтметра) обеспечит удобство эксплуатации и оценки технического состояния АКБ и зарядного устройства.

Шаг второй. Выбор зарядного устройства по номинальной емкости АКБ.

Зная емкость батареи можно определить требования к максимальному выходному току зарядного устройства.

В большинстве случаев для заряда свинцово-кислотных АКБ максимальный выходной ток (Imax) может быть определен по формуле:

Imax ≥ 0,1 × Сном

Для некоторых типов стартерных АКБ, включая рассмотренный выше пример с аккумулятором для автомобиля Mazda, ток заряда может составлять:

Imax ≥ 0,2 × Сном

Эту формулу можно приметить, если есть необходимость произвести ускоренный (форсированный) заряд АКБ.

Для щелочных батарей ток заряда несколько выше и определяется по формуле:

Imax ≥ 0,25 × Сном

Для исключения случаев выхода зарядного устройства из строя в случаях перегрузки по току зарядное устройство должно обеспечивать ограничение (стабилизацию) максимального выходного тока.

Это требование особенно важно при эксплуатации зарядных устройств работающих в автоматическом режиме со стартерными АКБ автоматизированных дизель-электрических агрегатов (электростанций) и пожарных дизельных насосных агрегатов.

Ограничение (стабилизация) максимального выходного зарядного тока также позволит продлить срок службы герметичных АКБ (гелевые, AGM), которые эксплуатируются в буфере с зарядным устройством.

Наличие «цифрового» индикатора тока (Амперметра) обеспечит удобство эксплуатации и оценки технического состояния АКБ и зарядного устройства.

Шаг третий. Выбор зарядного устройства по условиям эксплуатации АКБ.

Если Вам не часто приходится иметь дело с обслуживанием АКБ, то для «крайнего случая» Вам подойдет простое зарядное устройство с ручной регулировкой выходного напряжения.

Если же в Вашем «хозяйстве» находится много аккумуляторных батарей, то следует обратить внимание на автоматические зарядные устройства.

Автоматические зарядные устройства обеспечат поддержание Ваших АКБ в постоянной готовности к применению и продлят срок их эксплуатации.

Автоматические ЗУ обеспечивают несколько стадий заряда АКБ, обычно это 2. 3 стадии.

Автоматическое зарядное устройство, которое обеспечивает две стадии заряда, (профиль заряда IU) работает следующим образом:

на первой стадии идет зарядка постоянным током, и происходит основной набор емкости;
на второй стадии производится поддержание заряженного состояния АКБ стабилизированным напряжением (буферный режим или режим «содержания») дозаряд аккумулятора.

Автоматическое зарядное устройство, которое обеспечивает три стадии заряда, работает следующим образом:

на первой стадии идет зарядка постоянным током (напряжение при этом растет);
на второй стадии заряд производится при постоянном напряжением (ток при этом уменьшается), работа на второй стадии ограничивается временем;
на третьей стадии производится поддержание заряженного состояния пониженным постоянным напряжением (буферный режим или режим «содержания»). Такие алгоритмы заряда обеспечивают быстрый заряд АБ исключая перезаряд.

Следует отметить, что были перечислены только самые распространенные «профили заряда», но существуют и другие «профили», в том числе и «уникальные».

Профессиональные автоматические зарядные устройства отличаются от других возможностью изменения в широких пределах параметров работы ЗУ, что позволяет использовать их для заряда АКБ с различными номинальными напряжениями и номинальными емкостями.

Применять автоматические зарядные устройства, в том числе и профессиональные, рекомендуется:

автомобилистам, для заряда автомобильных аккумуляторов;
для заряда АКБ на станциях и в сервисных центрах технического обслуживания автомобилей;
для заряда и «содержания» стартерных АКБ дизель-электрических агрегатов (ДГА, ДЭС, ДГУ) и пожарных дизельных насосных агрегатов (ДНА);
для заряда тяговых батарей электрокаров, погрузчиков и поломоечных машин;
для заряда и «содержания» АБК объектов связи;
для заряда и «содержания» АБК в системах бесперебойного питания бытового и промышленного назначения;
на аэродромах, для заряда авиационных аккумуляторных батарей.

Автоматические зарядные устройства

Зарядно-питающие устройства серии УЗПС предназначены для автоматического заряда свинцово-кислотных, щелочных и гелевых аккумуляторных батарей с номинальным напряжением от 6 до 72 Вольт и емкостью от 1 до 400 А/ч.

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

Профессиональные (промышленные) зарядные устройства УЗПС 24-140, УЗПС 48-65 и УЗПС 72-45 являются продолжением модельного ряда зарядных устройств серии УЗПС и предназначены для заряда тяговых и стартерных свинцово-кислотных (наливных, гелевых и AGM), щелочных и литий-ионных (Li-ion) аккумуляторных батарей, с номинальными напряжениями 6В, 12В, 24В, 36В, 48В, 60В и 72 Вольта.

Воспользовавшись приведенными выше рекомендациями и ознакомившись с техническими характеристиками Устройств зарядно-питающих серии УЗПС, Вы сможете подобрать необходимую Вам модель зарядного устройства.

Источник