Как выровнять напряжение аккумуляторов

Поделки своими руками для автолюбителей

Как восстановить уравновешивающим зарядом аккумуляторную батарею?

Итак, уравновешивающий заряд аккумуляторной батареи является одним из восстановительных зарядов. Как все знают, аккумуляторные батареи состоят из нескольких аккумуляторов, как правило, это шесть

отдельных банок, шесть отдельных аккумуляторов и все эти шесть банок работают одновременно.

Но, тем не менее какая-то из банок всегда начинает отставать, как правило, отставать начинает какая-то из крайних банок или та, что возле положительной или отрицательной клеммы, потому что, как правило, у аккумуляторной батареи проблемы всегда начинаются с крайних банок.

Такая отстающая банка очень негативно влияет на работу всей аккумуляторной батареи, она снижает мощность аккумуляторной батареи, снижает ресурс аккумуляторной батареи и приводит к саморазряду аккумуляторной батареи, ну и как следствие она конечно же сульфатируется. Итог в скором времени вам придётся идти в магазин за новой аккумуляторной батареей.

Чтобы значительно продлить ресурс аккумуляторной батареи вам нужно время от времени проводить уравновешивающий заряд всей батареи. То есть в батарее вам нужно отставшие банки подтянуть до уровня исправных банок, ну и конечно же сбить сульфат, который образовался на пластинах даже у здоровых банок, то есть провести анти сульфатацию аккумуляторной батареи.

Заряд этот можно назвать не только восстановительным, но еще и профилактическим. Такой заряд обязательно надо проводить если аккумуляторная батарея простояла разряженной более суток, то есть больше чем 24 часа или когда батарея не полностью заряжалась несколько раз подряд, то есть некоторое время она была не полностью заряженной и это в свою очередь повлекло к тому, что на пластинах аккумуляторной батареи осел сульфат.

На автомобиле аккумуляторная батарея никогда полностью не заряжается по той причине, что она заряжается там при постоянном напряжении, а при таком напряжении, на автомобиле, зарядить практически никогда нельзя, так вот работа аккумуляторной батареи на автомобиле это и есть как раз тот случай, когда аккумуляторная батарея постоянно находится чуть чуть в не до заряженном состоянии, а раз она не до конца заряжена значит она непременно, частично сульфатирована.

И вот, если вы откроете любую инструкции по аккумуляторной батареи, любого производителя, то увидите, что аккумуляторную батарею рекомендуется заряжать в такие-то периоды, в зависимости от типа аккумуляторных батарей. Допустим для свинцовых, обычных аккумуляторных батарей, которые уже не выпускают — это было три месяца — было написано «заряжать аккумуляторные батареи раз в три месяца». Для гибридных аккумуляторов, как правило писали заряжать аккумуляторные батареи раз в 6 месяцев, для необслуживаемых аккумуляторных батареи сейчас пишут — заряжать аккумуляторные батареи не позже чем раз в год.

Но честно говоря заряд с интервалом раз в год лично я считаю это очень и очень долго, аккумуляторную батарею надо заряжать хотя бы раз в полгода. И вот когда вы в инструкции читаете, что батарею надо зарядить раз в полгода, при том там написано очень хитро, что раз в полгода батарея нуждается в полной зарядке, так вот когда вы это читаете в инструкции, то инструкция как раз таки подразумевает заряд именно вот этим методом, то есть она подразумевает именно восстановительно -профилактический заряд, то есть уравновешивающий заряд.

Как значительно продлить жизнь вашей аккумуляторной батареи вот сегодня и поговорим как это правильно делать.

Итак, батареи условно разделим на два вида, те батареи у которых есть пробки и те батареи у которых нет пробок, то есть не обслуживаемые.

Как провести такой заряд? Для начала берём нашу батарею и просто ставим на заряд как обычно и заряжаем зарядным устройством по максимуму. Заряжаем до того состояния, когда она начнёт кипеть (если у вашей аккумуляторной батареи есть пробки) если это обычная батарея она закипит при 14,4 вольтах, гибридная закипит при 15 с копейками вольтах, кальцевая батарея закипит при 16 с копейками вольта.

Вот когда закипела батарея значит первый этап заряда закончен, если батарея необслуживаемая (пробок нет) значит ей кипеть не надо значит заряжаете как обычно до 14,4 вольта.

После того, как АКБ закипела, значит она уже больше заряда не берёт и весь ток расходуется на электролиз воды, соответственно заряд вы больше дать аккумуляторной батарей не можете, значит вы её отключаете и она у вас просто стоит.

Зачем ей надо дать постоять? Потому что внутри пор активной массы пластин собираются пузырьки газа и вот надо время, для того чтобы эти пузырьки вышли. Принято считать, что эти пузырьки выходят полностью за 8 часов. За это время часть пузырьков из активной массы пластин выйдет и вы снова ставите эту батарею на заряд, но теперь вы ставите её на заряд не нормальным током, как было в первый раз, а теперь вы ставите её на заряд током, который не превышает 10% от нормального, то есть если у вас батарея 60 ампер часов, нормальный ток для нее 6 ампер часов, то вы ставите 10% от 6 ампер, то есть это будет 0,6 ампер. Вот таким зарядным током ставите на заряд дальше.

На таком маленьком токе батарея будет заряжаться довольно продолжительное время, это время зависит от степени сульфатации пластин аккумуляторной батареи и вот этим маленьким током вы заряжаете батарею до того момента, пока она не начнет выделять газ, то есть не начнёт кипеть.

После того, как она закипела вы снова ее отключаете и снова даёте возможность ей постоять несколько часов, для того, чтобы вышли пузырьки и после отдыха опять включаете на заряд этим же малым током. И вот такую процедуру вы повторяете несколько раз, обычно её надо повторить около 5-6 раз.

В итоге после 6 цикла вы должны получить кипящую батарею, притом газовыделение должно идти на обоих электродах положительном и отрицательном, и плотность электролита должна быть постоянной.

После этого можно считать что вы аккумуляторную батарею зарядили, но тут надо сделать одну оговорку, этот способ подходит только для батарей у которых сульфат, вот только, только сел на пластины, он еще молодой и не стал застарелым, поэтому я сказал, что этим зарядом можно заряжать аккумуляторные батареи, которые находились в разряженном состоянии более 24 часов.

Но этот заряд вам не поможет, если ваша аккумуляторная батарея простояла в разряженном состоянии довольно длительное время, потому что этим зарядом можно сбить только сульфат, который только, только образовался.

Что делать если ваш сульфат уже немножко застарел? Тут есть другой способ, в чём смысл — вы все делаете точно так, как написано выше, но перед тем, как заряжать аккумулятор первый раз нормальным током, вы заливаете в каждую банку дистиллированную воду. Если батарея на 60 ампер часов, то в каждый аккумулятор доливаем 40=50 миллилитров дистиллированной воды, в принципе можно доливать на глаз, но так, чтобы плотность электролита в каждом аккумуляторе (банке) не опускалась ниже 1,25.

Если вы живете где-то в очень жарком регионе, то вам можно доливать воды до плотности 1,23, долили воды и делаете все те же процедуры, которые я вам рассказал, чем меньше плотность электролита, тем легче растворяется сульфат, поэтому уменьшение плотности электролита способствует его растворению, именно для этого вы и доливаете дистиллированную воду.

Так вот этот способ позволяет вам поднять плотность электролита за счет того, что вы растворяете сульфат, который образовался на пластинах.

Как визуально можно отличить отстающую банку от нормальных? То есть, во всех банках батарей положительные пластины у меня были темно-коричневого цвета и только в одной банке они были светло-коричневого цвета, почему светло-коричневого цвета, потому что именно сульфат даёт светло-коричневый цвет положительных пластин.

И вот я проводил этот же заряд, малым током, то есть уравновешивающий, но в дистиллированной воде и таким образом в конце все шесть банок стали у меня одинаковым цветом положительных пластин, то есть пластины стали темными, то есть аккумуляторная батарея уравновесилась.

Источник

На Токе заряженный портал

Что такое разбалансировка батарей и как с ней бороться? — На токе

• Статьи об электротранспорте
• Технологии
• Аккумуляторы
• Что такое разбалансировка батарей и как с ней бороться?

Что такое разбалансировка батарей и как с ней бороться?

Безусловно, многие юзеры по ходу эксплуатации своих электрических средств передвижения сталкивались с теми или иными проблемами, которые преподносят им аккумуляторные батареи. У кого-то не получается выйти на показатель пробега на одном заряде гарантированный производителем, у кого-то АКБ выдохлась намного раньше заявленного срока, а у кого-то накопитель и вовсе самовоспламенился либо взорвался. Одной из причин таких неприятностей может стать разбалансировка элементов аккумулятора. Что это такое и как с этим бороться, обсудим далее в статье.

Содержание:

• Разбалансировка аккумуляторной батареи — что это?
• Выравнивание заряда аккумуляторной батареи — практика.
• Как работает балансировщик заряда аккумулятора?
• Методы балансировки (пассивный и активный).
• Общие советы по выбору аккумуляторов для системы.

Разбалансировка аккумуляторной батареи — что это?

Как правило, в любой системе, в которую входят несколько последовательно, параллельно или смешано подключённых электронакопителей, даёт о себе знать разбалансировка заряда отдельных составляющих. Это приводит к перегреву либо перезаряду, что сокращает срок службы и может повлечь за собой самовозгорание или изделие может даже взорваться. Естественно, падает и ёмкость АКБ.

Тут вся проблема в том, что нет двух одинаковых электронакопителей: все изделия имеют различия между собой. Это правило относится ко всем элементам, даже если они одного и того же типа, от одного изготовителя и из одной партии. Всегда имеет место небольшая разница в состоянии заряда, саморазряда, ёмкости, сопротивлении и т. д., а при создании блока АКБ, разница может усиливаться. Конечно, собирая такие блоки, разработчики стараются подбирать максимально идентичные элементы, скрупулёзно сравнивая напряжение на них, но, разница всё-равно присутствует и с течением времени даже увеличивается.

Допустим, в системе находится компонент с сопротивлением намного превышающим таковое у других компонентов. В процессе зарядки, напряжение на нём будет несколько больше и может даже активироваться защита от его избытка. Когда элемент начнёт отдавать энергию, напряжение на нём будет самым низким, так же как и ёмкость. Из это следует вывод: система не обеспечивает 100-процентной отдачи! Итог далеко не радостный: по ходу эксплуатации, будет происходить деградация и усиление дефекта. Слабое звено вызовет ухудшения в работе всего аккумуляторного блока.

Повышенное напряжение такого элемента после окончания зарядных процедур, является свидетельством его интенсивной деградации. По причине значительного внутреннего сопротивления и уменьшенной ёмкости, при разряде, на таком изделии наблюдается самое маленькое напряжение. При зарядке, на слабом элементе может активироваться защита от переизбытка напряжения, а вот другие составляющие аккумуляторного блока при этом не будут «заправлены» под завязку. Естественно, в такой ситуации аппаратура не сможет предложить пользователю 100-процентную отдачу.

Что же делать, если у вас такие проблемы? Заниматься выравниванием заряда надобно, о чём мы и поговорим далее.

Выравнивание заряда — практика

Устройство выравнивания заряда электронакопителя, обслуживает АКБ соединённые последовательно, при подзарядке их от одного источника питания. Компоненты соединённые последовательно образуют одну цепь либо линейку и в зависимости от направленности системы, их может быть разное количество. Приспособление имеет возможность выставлять токи на конкретных АКБ параллельно, в нескольких цепях.

В состав системы входит контроллер, отвечающий за уравновешивание заряда комплекта, устройство подсоединяется к общему источнику электроэнергии. Присутствуют в оборудовании и отдельные датчики, которые разработчики устанавливают на аккумуляторах. Элементы системы синхронизируются между собой посредством спецшлейфа.

Компоненты включённые в одну цепь должны быть одинаковой ёмкости, если это не так, балансировочное оборудование не сможет эффективно уровнять заряд АКБ. Чем больше будут отличаться между собой компоненты по ёмкости, тем большее количество циклов заряда/разряда батарей потребуется для осуществления надлежащей балансировки электронакопителей.

Как работает балансировщик заряда аккумулятора?

Контроллер производит анализ напряжения и активируется, если оно повышается. Оснащение вычисляет усреднённый показатель и по спецшлейфам берёт данные от каждой отдельной АКБ. Когда напряжение на электронакопителе превосходит усреднённую цифру, контроллер подаёт сигнал на компенсацию нагрузки, если же оно ниже — элемент будет разгружаться. Данные действия завязаны на циклы заряда/разряда и с каждым циклом, напряжение всё больше доводится до средних показателей.

В случае если общее напряжение не повышается в течение 3-х часов, контроллер начинает подавать сигналы о том, что работа окончена и отключает датчики на накопителях. Однако контроль напряжения на этом не заканчивается, а продолжается. Датчики контроля напряжения устанавливают на все АКБ, а что касается конкретно подключения, то самым лучшим вариантом будет установка рядом с контактами, затем подсоединить «+» к «+», «-» к «-». После того, как установка была произведена должным образом, датчик будет мигать, а если сигнал отсутствует, то либо подключение выполнено не верно, либо батарея вышла из строя. Посредством COM-порта контроллер имеет возможность выводить данные каждого накопительного элемента на ПК. Помимо этого, контроллер оповещает о падении или повышении напряжения на компонентах системы.

Методы балансировки

Выравнивание напряжения элементов лучше всего осуществлять тогда, когда они полностью заряжены. Балансировать АКБ можно посредством пары методик: активной и пассивной. Вторая вариация отличается своей простотой: разряд батареек, требующих балансировки, осуществляют посредством байпасных цепей, обеспечивающих рассеивание мощности. Данные цепи могут находиться в аккумуляторном блоке либо располагаться во внешней плате. Почти вся лишняя энергия от элементов с повышенным зарядом превращается в тепло и это является основным недостатком пассивной методики, ведь происходит сокращение времени работы АКБ без подзарядки. Однако в данном случае, превосходство активного метода не бесплатно: в ход идут дополнительные дорогостоящие компоненты.

Пассивный метод

Как уже было сказано выше — это самый простой способ выравнивания напряжения аккумуляторов. Возьмём за пример плату BQ77PL900, защищающую аккумуляторные блоки в состав которых входит 5-10 последовательно подключённых электронакопителей. Она применяется в инструментах без наличия кабеля, электроскутерах, ИБП и медоборудовании. Данная микросхема может использоваться для обработки аккумуляторного отсека:

Она сравнивает напряжение АКБ с установленными порогами и при надобности, активирует балансировочный режим:

Если напряжение какой-то батарейки превышает установленное ограничение, то процесс подзарядки останавливается, включаются байпасные цепочки. Заряд не возобновится до того момента, пока напряжение элемента не упадёт ниже порогового уровня и процедура балансировки закончится.

Балансировка ориентируемая только на расхождение в напряжении, может не полностью уравновешивать характеристики по причине внутреннего импеданса аккумуляторов (смотрим изображение):

Здесь беда в том, что внутренний импеданс влияет на разность напряжений при подзарядке накопителя. Плата защищающая батареи от дисбаланса не может вычислить, чем конкретно вызвана разность напряжений: отличиями в ёмкости или во внутренних сопротивлениях. По итогу, данная разновидность балансировки не гарантирует, что все элементы получат полный заряд.

Активный метод

По энергоэффективности данная метода переигрывает предыдущий способ, так как для передачи электроэнергии от накопителя-донора к более нуждающемуся компоненту, вместо резисторов применяются ёмкости и индуктивности, у которых минимально возможные потери энергии. Этому методу уместно отдавать предпочтение в тех случаях, когда есть потребность в обеспечении максимального времени функционирования аккумулятора без подзарядки.

За пример можно взять микросхему BQ78PL114, в основе которой лежит технология PowerPump. Её работа приведена на рисунке ниже:

Энергетические потери при этом не существенны и в основном происходят в дросселе и диоде. Плата BQ78PL114 может предложить пользователю три балансировочных алгоритма:

1. По напряжению на выводах аккумулятора. Данный способ имеет схожесть с пассивной вариацией описанной ранее.

2. По напряжению холостого хода. Этот способ подразумевает компенсацию различия во внутренних сопротивлениях элементов.

3. По заряду АКБ. В данном случае будет точно высчитываться заряд, требуемый для передачи от одной батарейки к другой. Выравнивание осуществляется в конце заряда, а применение этого балансировочного алгоритма обеспечивает самый лучший результат.

По причине высоких балансировочных токов, PowerPump является более эффективной, чем обыкновенная балансировка пассивной разновидности. Технология имеет большие возможности по балансировке: процесс может осуществляться когда батарея заряжается, разряжается и даже тогда, когда компонент с которого берётся энергия, имеет в своём распоряжении меньшее напряжение, чем АКБ принимающая электричество. Поэтому, если сравнивать с пассивной методой, то энергии будет теряться намного меньше.

Общие советы по выбору аккумуляторов для системы

Конечно, лучше не допустить разбалансировки аккумуляторов с самого начала, чем потом раскладывать всё по полочкам, затрачивая на это время, силы, финансы, да и нервы стоит брать в расчёт. Поэтому отдаём предпочтение АКБ от одного и того же производителя, одной и той же серии, ёмкости, идентичного типа, а также выпущенным в одно время. Если перечисленные условия не будут соблюдены, при расширении системы, уравнивать заряд батарей придётся в обязательном порядке.

Если по ходу эксплуатации аппаратуры появляется потребность в расширении ёмкости, то при подборе дополнительных аккумуляторов, следует учитывать вышеприведённые требования, а что касается даты производства, то разница должна быть не больше года. Почему определены именно такие сроки? К примеру, по прошествии года, в свинцовых АКБ глубокого разряда, могут возникать необратимые процессы и на адекватное совместное функционирование в этом случае, рассчитывать не приходится. Новенький аккумулятор могут свести на нет более старые изделия. Если разница в дате выпуска значительная, год и более, гарантия на новый аккумулятор может быть утрачена.

Заключение

Бесспорно, всем нужна продолжительная и качественная работа аккумуляторного блока, однако весьма существенно будет препятствовать такой радостной жизни разбалансировка элементов единой структуры, которые в любом случае придётся настраивать на общий лад. Такие «уравниловки» увеличат срок службы электронакопителей, и повысят безопасность при их эксплуатации. Для этих целей разработчики создали специальные балансировочные платы, на которые возложена обязанность приводить напряжение во всех элементах АКБ к общему знаменателю.

Есть пассивная методика, а есть и активная. Первая, предлагает пользователю простоту, но эффективностью она похвастать не может. Совсем по другому обстоят дела с активным методом: он более дорогостоящий, однако и результат соответствующий. Для сборки полноценного аккумуляторного комплекта, нужно использовать максимально похожие накопительные компоненты, иначе их придётся в обязательном порядке доводить до общего знаменателя. Вздумаете это игнорировать — проблем с вашим набором не избежать.

Учитывайте, что такое обстоятельство, как разбалансировка элементов аккумуляторного блока, вещь реальная и если вы не будете предавать этому обстоятельству надлежащего значения — на долгую, стабильную, а также безопасную эксплуатацию, не рассчитывайте. При обнаружении проблем подобного рода в вашей системе, незамедлительно обращайтесь в специализированный сервис — там вам помогут разрешить ситуацию, если сами не в силах.

Источник