Заряд аккумулятора при постоянном напряжении

Заряд аккумулятора постоянным напряжением

Зарядка аккумуляторной батареи должна осуществляться от источника постоянного тока, выходное напряжение которого должно быть выше максимального зарядного напряжения батареи. Подключение осуществляется при отключенном источнике питания от сети, при соблюдении полярности. Различают несколько способов заряда аккумуляторной батареи: постоянным током, заряд аккумулятора постоянным напряжением, модифицированный и др.

Самый распространённый способ это заряд аккумулятора постоянным напряжением. Этот способ заряда проще всего осуществить технически. Для этого достаточно любой источник питания выходным напряжением 14,4 – 15,0 В. при двенадцати вольтовой батарее и 7,2 – 7,5 В. при шести вольтовой. Если позволяет напряжение источника заряда одновременно к нему можно подключить несколько аккумуляторов. Рассчитать количество двенадцати вольтовых аккумуляторов можно по формуле:

Nб = Uи.т./Uк.з.
Где Nб – количество аккумуляторов
Uи.т. – напряжение зарядного устройства
Uк.з. – напряжение батареи в конце заряда К когда производится заряд аккумулятора постоянным напряжением сила тока уменьшается за счёт увеличения ЭДС и к окончанию заряда падает практически до 0. Недостатком такого способа является большой ток при начале процесса заряда и зависит от многих факторов. Основными из которых являются степень заряда батареи и температуры электролита. Это способствует перегреву батареи в связи с большой силой тока в начальный момент. Кроме того, при условии низких температур, заряд таким способом несколько затруднён из-за большого внутреннего сопротивления. При таком заряде применяется закон «ампер – часов». Для этого на аккумулятор подают ток, сила которого рана 95 % ёмкости. В процессе заряда сила зарядного тока снижается. Процесс заряда при этих условиях форсированный, но потери энергии минимальны и не происходит перегрева аккумулятора и сильного газовыделения. Время заряда составляет 4 – 4,5 часов до полного заряда и примерно 2,5 часа до заряда 90%. Недостатком такого заряда является не полный заряд батареи, который составляет около 95%, что плохо сказывается на сроке службы аккумулятора. Для продления службы лучше применять заряд с постоянным током.

Источник

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Напряжение зарядки аккумулятора автомобиля

Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.

Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.

Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.

Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.

Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.

Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.

Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.

Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:

• состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
• многое зависит от уровня заряда АКБ;
• определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.

Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.

На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.

Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:

• Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
• Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
• Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
• Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.

При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.

Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.

Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.

Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.

Видео

Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.

Источник

Методы зарядки аккумуляторов батарей при постоянном токе и постоянном напряжении

Методы зарядки аккумуляторов батарей при постоянном токе и постоянном напряжении

Метод заряда током постоянной силы.

Полный заряд АКБ происходит при подключении ее к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом — 1/10Ср (где Ср — номинальная емкость АКБ).

Преимуществом заряда током постоянной силы является возможность полного заряда батареи. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако, не стоит впадать в крайность — при совсем низком токе время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%.

К недостаткам данного метода относятся:

необходимость стабилизации силы тока, обильное газовыделение, возможность повышения температуры.

Для снижения указанных отрицательных эффектов применяют двухступенчатый режим заряда. В течение 1-й ступени производят заряд током 0,1Ср до достижения АКБ напряжения 14,4 В. Затем продолжают заряд током, уменьшенным в 2 раза.

Метод заряда при постоянном напряжении.

Данным методом можно зарядить АКБ до 90-95% номинальной емкости. Недостаток метода — значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда. Напряжение источника, к которому подключена АКБ, выдерживается постоянным.

В зависимости от величины напряжения ток может достигать в начале процесса значительной силы, а затем по мере заряда снижается до нуля. Обычно напряжение источника равно 14,6-15 В.

Назначение и порядок проведения ускоренной, уравнительной зарядки АБ

Ускоренная подзарядка применяется в случаях чрезмерно разряженной аккумуляторной батареи при эксплуатации и при необходимости восстановить ее работоспособность в короткое время. Причиной сильного разряжения может явиться неисправность генераторной установки на автомобиле.

Достоинством ускоренной подзарядки, кроме сокращения времени, является исключение трудозатрат на снятие аккумуляторной батареи с автомобиля, ее доставку в зарядное отделение и установку обратно на автомобиль. Ускоренная зарядка производится токами 70—90 % номинальной емкости.

Так как целью ускоренной подзарядки является восстановление работоспособности аккумуляторной батареи, его проводят не до полного заряжения. Критерием окончания ускоренной зарядки является равенство электрического заряда, получаемого аккумуляторной батареей при зарядке, величине, на которую она разрядилась. Это исключает чрезмерную перезарядку, которая при ускоренном способе сильно снижает срок службы аккумуляторной батареи. Для выполнения данного условия установка Э411 для ускоренной зарядки снабжена специальным устройством для точного определения степени разряженности аккумуляторной батареи. Установка Э411 позволяет заряжать одну аккумуляторную батарею.

Режим ускоренной зарядки может успешно применяться для быстрого повышения характеристик аккумуляторной батареи при низкой температуре непосредственно перед пуском двигателя. Это называется предпусковой подзарядкой, которая проводится в течение 7—10 мин.

Порядок приведения в рабочее состояние аккумуляторной батарей.

Аккумуляторные батареи выпускаются заводами в сухозаряженном исполнении. Для приведения их в

рабочее состояние приготавливается электролит соответствующей плотности, заливается в аккумуляторы и при необходимости после пропитки пластин подзарядка батареи.

Электролит требуемой плотности может быть приготовлен непосредственно из кислоты плотностью

1,83. 1,84 г/cм3, однако, учитывая сильный разогрев раствора (до 80°С и выше), более удобно готовить электролит требуемой плотности из ранее приготовленного раствора серной кислоты плотностью 1,40 г/cм3 при 15 °С. Количество воды, кислоты плотностью 1,83 г/cм3 или ее раствора плотностью 1,40 г/cм3, необходимое для приготовления 3 л электролита.

Температура электролита, заливаемого в аккумуляторы, должна быть не выше 25°С в условиях умеренного климата и не выше 30°С в условиях тропиков. При более высокой температуре батарее следует дать остыть.

Порядок заливки электролита следующий:

-заливайте до тех пор, пока поверхность электролита не коснется нижнего торца тубуса заливной горловины.

Не ранее чем через 20 мин и не позднее чем через 2 ч после заливки электролита проверьте его плотность и уровень. Если плотность электролита понизится не более чем на 0,03 г/cм3 в каждом аккумуляторе по сравнению с плотностью заливаемого электролита, то батарею можно устанавливать на автомобиль без подзаряда.

Если же плотность понизится более чем на 0,03 г/cм3, то батарею следует зарядить.

Приборы для проведения контроля ТО и ремонта АБ.

Измерение плотности электролита (ареометр)

1. Перед проведением измерения оставьте аккумулятор как минимум на шесть часов в покое.

2. Снимите затем запорную пробку аккумулятора.

3. Держите измерительный прибор в жидкости вертикально и всосите в него столько электролита, чтобы ареометр свободно плавал в цилиндре.

Значения измерений

Вес кислоты (кг/л)/ Состояние аккумулятора: 1,28/ Полностью заряжен; 1,2/ Заряжен наполовину;1,12/ Разряжен

Измерение плотности электролита: это возможно в аккумуляторах только с обслуживаемыми секциями. В здоровой батарее секции имеют примерно одинаковые значения.

Измерение напряжения

Если последний процесс зарядки проходил менее шести часов назад, то примерно на 30 секунд включите ближний свет: это позволит выровнять возможные пики напряжения.

После последующих 4–5 минут ожидания проверьте напряжение аккумулятора. При этом выключите вначале все потребители тока.

Значения измерений

Напряжение (В)/ Состояние аккумулятора: 12,66 и более/100% заряжен; 12,48/75% заряжен ;12,123/50% заряжен

С помощью мультиметра выполняется быстро: измерение напряжения аккумулятора. При напряжении ниже 12,3 Вольт следует немедленно провести зарядку аккумулятора.

Порядок проверки обмотки возбуждения генератора на: обрыв, замыкание на корпус, межвитковое замыкание

ЗАМЫКАНИЕ ОБМОТКИ СТАТОРА НА КОРПУС возникает вследствие механического или теплового повреждения изоляции обмотки. При этой неисправности значительно снижается мощность генератора вследствие короткого замыкания неисправных фазовых обмоток с корпусом и диодами выпрямителя генератора. Эта неисправность определяют контрольной лампой при напряжении 220-500 В, подключением одного провода на сердечник статора , а другого –на любой вывод обмотки статора. Лампа горит только при замыкании обмотки на корпус . Проверка обмотки производятся при отключенном блоке выпрямителя от концов фаз . Дефекты катушки обмотки заменяются новыми.

ОБРЫВ В ЦЕПИ ФАЗОВОЙ ОБМОТКИ СТАТОРА вызывает выключение фазы, что увеличит сопротивление в цепи остальных фаз. При такой неисправности снижается мощность генератора, и аккумуляторная батарея не будет полностью заряжаться.

В случае обрыва цепи двух фаз выключается вся цепь обмотки статора и генератора работать не будет.

В разобранном генераторе для определения обрыва в фазовой обмотке статора необходимо поочередно подключать к аккумуляторной батарее через лампочку по две фазы обмотки . Наличие обрыва выключает цепь, и лампа гореть не будет.

МЕЖВИТКОВОЕ ЗАМЫКАНИЕ В КАТУШКАХ ОБМОТКИ СТАТОРА возникает при разрушении изоляции обмотки. В короткозамкнутых катушках будет проходить ток короткого замыкания большой силы, что усилит перегрев катушки и дальнейшее разрушение изоляции обмотки. При такой неисправности значительно снижает мощность генератора, и при включении нагрузки напряжение генератора резко уменьшается.

Межвитковое замыкание определяют измерением сопротивления катушки при помощи омметра, показания которого сравниваются с величиной сопротивления.

Свечи накаливании

Свеча накаливания с открытым нагревательным элементом устанавливается в камере сгорания двигателя таким образом, чтобы раскаленная спираль находилась на некотором расстоянии, от границы струи распыливаемого топлива. Если струя топлива задевает спираль, процесс воспламенения улучшается, но сокращается срок службы свечи.

Электрические подогреватели

Электрические подогреватели используются для подогрева жидкости в системе охлаждения двигателя, масла в картере, топлива в топливной системе и электролита аккумуляторной батареи. По способу превращения электрической энергий в тепловую их подразделяют на нагреватели, индукционные, полупроводниковые, электродные, сопротивлений, инфракрасные, излучатели и т.д. Наибольшее распространение получили нагреватели сопротивлений, однако все большее , внимание уделяется. полупроводниковым подогревателем.

Предпусковые подогреватели

Двигатель может быть оборудован индивидуальным предпусковым, подогревателем. Подогрев картерного масла, блока цилиндров и подшипников коленчатого вала перед пуском позволяет уменьшить вязкость моторного масла, облегчить его прокачиваемость по смазочной системе и, тем самым, уменьшить момент сопротивления вращению и износ деталей двигателя при пуске. С другой стороны, подогрев головки и стенок блока цилиндров и впускного трубопровода улучшает условия смесеобразования и воспламенения топлива и способствует снижению минимальной пусковой частоты вращения.

Методы зарядки аккумуляторов батарей при постоянном токе и постоянном напряжении

Источник