Зарядные устройства для аккумуляторов тяговых от обычных

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 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

Как правильно заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы

Герметизированные тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes серии 6DZM предназначены для использования в лёгком электротранспорте. Свинцово-кислотные аккумуляторы устанавливаются почти во всех моделях электроскутеров и электроквадроциклов, некоторых моделях электровелосипедов и электросамокатов. Это неприхотливый и надёжный источник постоянного тока, не требующий какого-либо обслуживания на протяжении всего срока службы, который к тому же, стоит дешевле литий ионных аккумуляторов аналогичной ёмкости.

Обычно, тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes, при правильной эксплуатации, служат от 3-х до 4-х лет. В условиях постоянных полных разрядов, срок службы может сократиться до 2 лет. При эксплуатации с небольшим уровнем разряда, аккумуляторы могут работать до 5 – 7 лет. Соблюдая несложные правила, можно максимально увеличить ресурс тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов.

В начале эксплуатации, определите максимальное расчётное время заряда своей свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, разделив ёмкость батареи в ампер часах на силу тока зарядного устройства в амперах. Например, полностью разряженная (до 10.5v) аккумуляторная батарея 24v14Ah при температуре + 25 градусов Цельсия будет заряжаться зарядным устройством с силой тока 1.8А примерно 7.8 часа. (7 час. 50 мин. + / — 30 минут).

Свинцово — кислотные аккумуляторы – химический источник тока. При подаче тока от зарядного устройства, в аккумуляторе происходят одни химические реакции, при разряде аккумулятора – другие. Подробнее об этом можно прочесть здесь. На скорость протекания химических реакций влияет температура электролита. Оптимальная температура электролита +25 градусов Цельсия. Именно для этой температуры указана номинальная ёмкость аккумуляторов. При повышении температуры электролита, – их ёмкость увеличивается, при понижении – уменьшается.

Если температура аккумуляторов ниже рекомендуемой для зарядки (18 – 25 градусов Цельсия), то время их зарядки увеличится пропорционально снижению температуры. При температуре ниже +10 градусов Цельсия, эффективность зарядки сильно снижается. При отрицательных температурах электролита, полноценно зарядить свинцово-кислотный аккумулятор, — практически невозможно. Поэтому, перед зарядкой, аккумуляторы рекомендуется прогреть, поместив в помещение с комнатной температурой воздуха на несколько часов.

10 правил правильной зарядки и продления ресурса тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов от Вольта байкс

1. Заряжайте аккумуляторную батарею сразу после каждого использования, даже если уровень разряда незначительный.

Комментарий (в дальнейшем — К): Это самое важное правило для увеличения ресурса свинцово-кислотных аккумуляторов, так как сульфатация пластин аккумулятора, начинается при напряжении ниже 12.6v. Постоянно поддерживая напряжение выше 12.6v, количество циклов заряд-разряд тяговых аккумуляторов Volta bikes, может превысить 1000 и практически сравняться с большинством литий ионных аккумуляторов. Расстояние пробега при этом, естественно, уменьшится по сравнению с полным разрядом аккумуляторов.

Вывод: использование аккумуляторов большей ёмкости, чем требуется, положительно влияет на их ресурс.

2. Не превышайте максимально допустимый ток заряда 20% от ёмкости свинцово-кислотных аккумуляторов типа AGM.

К. Оптимальный ток заряда — 10% от ёмкости аккумулятора. Это значит, что свинцово-кислотную батарею ёмкостью от 12 до 20Ah, лучше всего заряжать автоматическим зарядным устройством Volta bikes с требуемым номинальным напряжением (24 – 72v в зависимости от напряжения батареи) и током 1.6 — 1.8A. Чем больше сила тока при заряде, — тем больше нагрев аккумулятора и испарение воды из электролита. Восполнить испарившуюся воду из электролита в герметизированных аккумуляторах, в зависимости от их конструкции — сложно, либо вообще невозможно.

Вывод: не стремитесь заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы быстро.

3. Не разряжайте каждый 12-и вольтовый аккумулятор, входящий в состав аккумуляторной батареи до напряжения ниже 10.5v

К. Для батареи на 24v, напряжение не должно быть ниже 21v; для батареи на 36v – не ниже 31.5v; для батареи на 48v – не ниже 42v. При напряжении ниже 10.5v, 12-и вольтовый аккумулятор начинает само-разрушаться!

Вывод: чем быстрее вы поставите на зарядку полностью разряженный аккумулятор – тем лучше.

4. Если автоматическое зарядное устройство не отключилось (продолжает гореть красный светодиод), после работы в течении времени, превышающего на 1 — 2 часа расчётное время, достаточное для полной зарядки вашей батареи (см. начало статьи), то его необходимо отключить от сети, так как аккумуляторная батарея уже заряжена.

К.Причиной продолжения зарядки в этом случае, скорее всего, является то, что аккумуляторная батарея по каким-то причинам не может набрать максимального напряжения, на которое запрограммировано зарядное устройство, и потому оно не отключается автоматически. Если не отключить зарядное устройство в этом случае от сети, то аккумуляторная батарея, в зависимости от времени перезаряда, может перегреться и деформироваться (вздуться), вплоть до полного выхода из строя!

В подобных случаях, правильней всего, контролировать уровень заряда -вольтметром. Проверять напряжение аккумулятора следует не менее, чем через пол часа после окончания зарядки, так как во время зарядки и сразу после её окончания, из-за нагрева и остаточных химических реакций, напряжение аккумулятора будет выше реального. У новых, полностью заряженных тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов AGM Volta bikes, напряжение находится в пределах 13.3v – 13.7v. В процессе эксплуатации, с годами, максимальное напряжение заряженных аккумуляторов будет понемногу снижаться.

Напряжение 13.3 – 13.7v у тяговых аккумуляторов — немного ниже, чем напряжение заряженных стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом, у которых оно достигает 14.2 — 14.5v. Фактически, автоматические зарядные устройства Volta bikes, для тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов, немного недозаряжают их — для того, чтобы вода из электролита не испарялась через клапан газообмена и АКБ прослужила расчётный срок.

Вывод: не допускайте перезаряд аккумуляторов, потому что это приводит к уменьшению их срока службы.

Определить, что аккумулятор полностью заряжен и начался перезаряд, можно и без приборов, — по температуре корпуса аккумулятора. В процессе заряда при комнатной температуре, корпус аккумулятора нагревается не более чем до 30 – 35 градусов Цельсия (зависит от мощности зарядного устройства). Если температура корпуса аккумулятора выше температуры человеческого тела, — уже идёт перезаряд аккумулятора и зарядное устройство нужно отключить.

Из этого следует правило:

5. Не оставляйте автоматическое зарядное устройство в процессе заряда без присмотра.

К. Всегда необходимо принимать разумные меры противопожарной безопасности при использовании любых электроприборов. Несмотря на то, что нам неизвестны случаи самовоспламенения свинцово-кислотных аккумуляторов и зарядных устройств Вольта байкс, лучше, если аккумуляторная батарея и зарядное устройство при зарядке будут находиться на негорючем основании (например, полу из керамической плитки) и вдали от отопительных приборов. Зарядка должна проводиться в проветриваемом помещении.

6. Не оставляйте летом аккумуляторы под прямыми лучами Солнца.

К. Свинцово-кислотные аккумуляторы эффективнее работают при повышении температуры, потому что скорость протекания химических реакций в этом случае увеличивается, но от этого быстрее всего стареют!

Из этого следует правило:

7. В зимний период храните свинцово-кислотные батареи в сухом, прохладном и даже холодном месте.

К.Электролит в полностью заряженных аккумуляторах не замерзает до — 60 градусов Цельсия; наполовину заряженных до –30 градусов Цельсия; в полностью разряженных до -7 градусов Цельсия. После нахождения на морозе зимой, работоспособность аккумуляторов полностью восстанавливается после прогрева до комнатной температуры.

Вывод:

8. Не реже, чем раз в 3-4 месяца, подзаряжайте свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении.

К. Любой аккумулятор понемногу разряжается при хранении. Периодическая подзарядка предотвратит сульфатацию пластин и сокращение ресурса аккумуляторов.

9. Раз в три — четыре месяца полезно (но необязательно) балансировать аккумуляторы в составе аккумуляторной батареи, выравнивая напряжения в них до одинакового уровня при помощи подзарядки тех аккумуляторов, напряжение которых ниже, или разряда тех аккумуляторов, напряжение которых выше.

К. Батарея в этом случае будет работать эффективнее, потому что её напряжение – это среднее напряжение от суммы напряжений аккумуляторов, входящих в её состав. Если даже один из аккумуляторов имеет более низкое напряжение, общее напряжение батареи будет ниже, чем могло бы быть, если бы все аккумуляторы были заряжены максимально. А при заряде разбалансированной батареи, аккумуляторы с более высоким напряжением, склонны к небольшому перезаряду, что тоже отрицательно влияет на их срок службы.

Зарядку отдельных аккумуляторов с целью балансировки батареи, следует выполнять зарядным устройством для 12-и вольтовых аккумуляторов, с током, не превышающим 20% ёмкости аккумулятора. Разрядку отдельных аккумуляторов, можно производить автомобильными лампами накаливания c напряжением 12v и мощностью от 5 до 55 ватт (в зависимости от ёмкости аккумуляторов. Для аккумуляторов на 12-14Ah, можно использовать лампу на 5 — 21 ватт; для аккумуляторов 40 – 100 Ah можно использовать лампу на 50/55 ватт)

10. Для аккумуляторов вреден как перезаряд, так и недозаряд. Если регулярно недозаряжать аккумуляторы, отключая зарядное устройство до окончания зарядки, то их ёмкость уменьшится, так как возникнет эффект памяти. Для того, чтобы этого не происходило, периодически, раз в два-три месяца, рекомендуем полностью разряжать аккумуляторы, но не опуская напряжение ниже 10.5 вольт в пересчете на каждый аккумулятор и сразу после этого полностью заряжать.

Источник