Напряжение заряженного тягового аккумулятора

Время зарядки аккумулятора

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).

Зарядка тяговых аккумуляторов отличается от зарядки стартовых или автомобильных батарей. 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.

Зарядка тягового аккумулятора

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.

На левом графике — зависимость тока, поглощаемого аккумулятором в зависимости от состояния его разряда. На правом графике — ток, получаемый аккумулятором в зависимости от напряжения зарядки

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.

Чтобы диффузии произошла не только на поверхности, но и распространилась вглубь толстых пластин тяговых аккумуляторов, их 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

Кривые изменения тока и напряжения при зарядке тяговых аккумуляторов в три стадии

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.

Во время первой стадии аккумулятору за короткое время передается большое количество энергии, этот этап зарядки очень эффективен и приносит тяговому аккумулятору 75-80% его емкости.

Стадия поглощения

Стадия абсорбции протекает при напряжении, достигнутом в конце первого этапа зарядки, а аккумулятор потребляет только то количество тока, которое может усвоить при этом напряжении. Ток непрерывно уменьшается, до тех пор, пока аккумулятор не достигнет состояния полной зарядки.

Зарядка и разряд аккумулятора — это процесс диффузии внутри батареи. Когда аккумулятор быстро, но не глубоко разряжается, диффузия не распространяется вглубь активного материала аккумуляторных пластин и химические реакции протекают только на их поверхности. После неглубокого разряда вторая фаза зарядки может быть короткой или совсем отсутствовать. Однако при длительном и глубоком разряде требуется продолжительный этап абсорбции.

Стадия абсорбции – это компромисс между высоким напряжением и временем зарядки. Во время нее аккумулятор получает оставшиеся 20-25 процентов энергии и считается заряженным, когда при постоянном напряжении потребляемый ток опускается до 2 процентов емкости.

Поддерживающая зарядка

Третья стадия – это поддерживающая зарядка. После того как потребляемый аккумулятором ток уменьшился до 1-2 процентов от емкости, зарядное устройство понижает напряжение до 13,4 – 13,8 вольт, чтобы не допустить неконтролируемого закипания и вытекания электролита.

Слишком высокое поддерживающее напряжение ведет к ускоренному старению из-за коррозии положительных пластин, а недостаточное не позволяет аккумулятору оставаться полностью заряженным и приводит к сульфатации. Поддерживающее напряжение отличается для тяговых аккумуляторов с жидким электролитом и VRLA аккумуляторов.

Стабилизация

Сульфатация пластин тягового аккумулятора в зависимости от количества циклов заряда-разряда

Фаза стабилизации или выравнивания используется для предотвращения преждевременного старения свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом. Это дополнительный, часто пропускаемый этап, который начинается после того как зарядка подойдет к концу. При стабилизации процесс не прекращается, а ток в 4 процента от емкости, продолжает заряжать батарею до тех пор, пока напряжение не повысится до 15,5 -16,2 вольта.

Фаза стабилизации приводит тяговые аккумуляторы к максимальному заряду, контролируемому закипанию электролита и растворению кристаллов сульфата свинца, образовавшихся на поверхности пластин. Стабилизацию батарей с жидким электролитом выполняют каждые 20-50 циклов. Гелевые и AGM батареи стабилизации не подвергают.

Ток и напряжение заряда

Напряжение заряда

Толстые пластины обслуживаемых тяговых аккумуляторов с жидким электролитом допускают повышенное напряжение второй стадии зарядки – 14.8 В. Для AGM, гелевых и необслуживаемых аккумуляторов с жидким электролитом это напряжение — 14.4 – 14,7 В.

Графики заряда аккумулятора с жидким электролитом и гелевого аккумулятора Trojan. Источник http://www.trojanbattery.com/

Гелевые аккумуляторы наиболее чувствительны к повышенному напряжению, поэтому их рекомендуется заряжать в диапазоне 13,8 – 14,4 вольта.

24-вольтовые литий-ионные аккумуляторы заряжаются при напряжении 29.2 вольт, а 12-вольтовые — 14.6 вольт. Напряжение поддерживающей зарядки 26.5 В и 13.25 вольт соответственно.

Тип аккумулятора	С жидким электролитом	AGM	Гелевые
Марка	Trojan SCS 150	DEKA DС 31DT	DELTA HRL-12-100	Trojan 31-AGM	DELTA GX12-100	Trojan 31-GEl	DEKA 8G31DT
Напряжение абсорбции, В	14,8	14,8	13,8-14,1	14,1-14,7	13,8-14,1	14,1-14,4	13,8-14,6
Поддерживающее напряжение, В	13,2	13,4	13,4-13,6	13,5	13,4-13,6	13,5	13,4-13,6
Напряжение заряда для тяговых аккумуляторов DELTA, Trojan и DEKA

Напряжение заряда отличается для аккумуляторов разных марок, поэтому в первую очередь руководствуйтесь рекомендациями производителей, а не типом тягового аккумулятора

Ток заряда

Зависит от типа аккумуляторов и определяется в процентах от емкости С20. Чем выше ток, тем быстрее зарядка, но тем больше опасность перегреть и разрушить аккумулятор. Допустимый максимальный ток для разных типов тяговых аккумуляторов:

· Литиевые аккумуляторы – 100% С20

· AGM аккумуляторы – 30-50% С20

· Гелевые – до 30% С20

· Аккумуляторы с жидким электролитом -10-25% С20,

Тип аккумулятора	С жидким электролитом	AGM	Гелевые
Марка	Trojan SCS 150	DEKA Marine Master DС 31DT	DELTA HRL-12-100	Trojan 31-AGM	DELTA GX12-100	Trojan 31-GEl	DEKA 8G31DT
Ток зарядки % С20	10-13	10-13	25-30
Ток заряда для тяговых аккумуляторов DELTA, Trojan и DEKA

Время зарядки аккумулятора

Время зарядки тягового аккумулятора зависит от емкости, которую требуется восстановить, типа аккумулятора и тока зарядки. Чем меньше разряжен аккумулятор и выше зарядный ток, тем быстрее батарея будет готова к повторной работе.

На время зарядки влияет продолжительность стадии абсорбции (последние 20% зарядки), которая составляет около четырех часов. Во время абсорбции потребляемый аккумулятором ток не зависит от мощности зарядного устройства, а определяется самим аккумулятором.

Источник

Обслуживание, эксплуатация и проверка тяговых аккумуляторов: как проверить и правильно зарядить

На закрытых складах, торговых и выставочных площадках используется преимущественно электрическая подъемная техника. И «сердцем» таких машин является тяговый аккумулятор. Именно он позволяет технике плавно и без рывков совершать рабочие операции и перегружать товары продолжительное время. Но для стабильной работы складской техники необходимы регулярная проверка и обслуживание тяговых аккумуляторов. Каковы правила эксплуатации электрических батарей? Как правильно зарядить тяговый аккумулятор? Как проверить эксплуатационные параметры батареи? На эти и другие вопросы дадим ответы далее в статье.

Периодичность проверки и обслуживания тяговых аккумуляторов

Тяговые аккумуляторы — это основной элемент электрической складской техники, такой как самоходные штабелеры, электропогрузчики и тележки. Задача АКБ заключается в обеспечении непрерывной работы этой техники. Но для того чтобы аккумулятор работал долго и продуктивно, нужно придерживаться ряда правил, будь то ежедневные или ежегодные задачи. С какой периодичностью необходимо проводить проверку тяговых аккумуляторов?

Обслуживание тяговых аккумуляторов проводится по определенному графику. Все работы можно разделить на ежедневные, еженедельные и периодические. Также график проверок и обслуживания корректируется в зависимости от того, насколько часта эксплуатация тягового аккумулятора, т.е. электрического складского погрузчика.

Ежедневная эксплуатация тягового аккумулятора

Каждый день необходимо проводить следующие работы:

• заряжать батарею после разряда,
• проверять уровень электролита,
• доливать электролит по необходимости.

Еженедельное обслуживание тяговых аккумуляторов

Если говорить о еженедельной проверке тяговых аккумуляторов, то необходимо проводить следующие работы:

• осматривать батарею на предмет визуальных отклонений от нормы,
• чистить АКБ от грязи,
• проводить выравнивающий заряд.

Ежемесячная проверка тяговых аккумуляторов

К ежемесячным работам, которые требуется осуществлять по обслуживанию тяговых аккумуляторов, можно отнести следующие действия:

• вести журнал на предмет плотности электролита,
• отмечать значение напряжений в банках,
• проверять исправность зарядного устройства.

Ежегодное обслуживание тяговых аккумуляторов

Каждые 12 месяцев проверка тяговых аккумуляторов предполагает измерять сопротивление изоляции между корпусом техники и АКБ. Этот показатель не должен быть меньше чем 50 Ом на один вольт номинального напряжения.

Как проверить электролит тягового аккумулятора

Электролит заливают только один раз — на заводе. Во многом именно от его качества зависит, насколько стабильно и долго будет работать батарея. Когда идет зарядка, вода распадается на кислород и водород, что приводит визуальному «кипению» электролита и снижению его уровня в ячейке. Из-за этого в ячейки следует доливать дистиллят, чтобы восстановить уровень электролита.

Правила эксплуатации тягового аккумулятора

Разберем основные правила обслуживания и эксплуатации тягового аккумулятора. Следуя базовым рекомендациям, можно значительно продлить срок службы аккумуляторной батареи складского погрузчика.

Большинство правил эксплуатации тягового аккумулятора связаны с тем, что нельзя делать с батареей электрического погрузчика. Основные запреты следующие:

• Оставлять батарею в разряженном состоянии надолго. Из-за этого происходит сульфатизация пластин, что снижает емкость АКБ и ее рабочий ресурс.
• Разряжать АКБ более чем на 80 %, для гелевых — 60 %. Помимо сульфатизации пластин, это еще приводит к увеличению времени, необходимого для полной зарядки аккумулятора и его перегреву. Итог — ощутимое снижение рабочего ресурса.
• Доливать обычную воду или электролит. Обычная вода содержит в своем составе много примесей, которые негативно влияют на аккумулятор. Долив электролита не приведет к приросту емкости, а только к коррозии пластин.

Что нужно делать, чтобы продлить срок эксплуатации тягового аккумулятора

Как правильно зарядить тяговый аккумулятор? После разряда батареи поставить ее на подзарядку и проследить, чтобы она корректно зарядилась. Обязательно должно быть отдельное помещение, отведенное только под зарядку АКБ электрического погрузчика.

Также надо знать, как проверить тяговый аккумулятор, для того, чтобы контролировать уровень заряда батареи в процессе работы. Для этого в машине обычно предусмотрен соответствующий датчик. Надо убедиться, что он исправен и показывал корректные данные.

Основой обслуживания тяговых аккумуляторов является дозаливка дистиллированной воды. При чем нужно постоянно следить за уровнем электролита и осуществлять своевременный долив. Некоторые тяговые АКБ оснащают автоматизированной системой долива. Как правило, они служат дольше.

Очистка при эксплуатации тягового аккумулятора

В процессе зарядки АКБ немного электролита выступает из батареи при достижении достаточного напряжении. Из-за этого на крышках банок образуется токопроводящий слой, и появляются так называемые блуждающие токи. Они увеличивают показатель саморазряда аккумулятора даже при простое. Поэтому чистить аккумулятор нужно регулярно – это важный этап обслуживания тяговых аккумуляторов.

Обслуживать батарею стоит в химзащите: фартуке, перчатках и маске (лучше с респиратором).

Как вести учет эксплуатации тягового аккумулятора

На примере парка электропогрузчиков ведение журнала выглядит следующим образом:

• Для каждого погрузчика используют одну-две батареи, которые нумеруют 1а, 1б. Это означает, что для погрузчика 1 используются батареи а и б.
• Ведение такого простого журнала позволяет избежать эксплуатации недозаряженных аккумуляторов и спрогнозировать время для замены АКБ до того, как она полностью выйдет из строя.

Есть еще журнал для сервисной службы, ведение которого — обязательное условие для гарантийного обслуживания тягового аккумулятора. Выглядит он примерно так:

Обычно для ведения журналов, приема-выдачи аккумуляторов, их зарядки и долива воды нанимают отдельного человека или двух (в зависимости от количества рабочих смен на предприятии).

Источник