Методы заряда аккумуляторных батарей AGM VRLA Печать

Методы заряда герметизированных необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей технологии AGM

Герметизированные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи АКБ технологии AGM, находят применение в различных системах во множестве отраслей и окружающих нас устройствах. Автомобильные аккумуляторы, аккумуляторы для систем бесперебойного электропитания ИБП, аккумуляторные батареи для систем электропитания на солнечных батареях, аккумуляторные батареи для медицинского оборудования и лабораторных приборов и др. Трудно представить себе автономное электропитание без аккумуляторных батарей АКБ. Чтобы обеспечить длительную и надежную работу АКБ необходимо зарядное устройство ЗУ. Выбирая зарядное устройство ЗУ, для различных типов АКБ, необходимо учитывать режимы работы аккумулятора, условия эксплуатации, обеспечить температурную компенсацию при заряде, правильно выбрать метод заряда. Правильное и своевременное обслуживание АКБ, влияет на продолжительность службы аккумуляторной батареи.

Существуют различные методы заряда аккумуляторных батарей AGM, которые определяются способом их применения. Можно выделить следующие способы применения герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей и методы их заряда:

Способы применения и методы заряда аккумуляторных батарей AGM

№ п/п

Способ применения аккумуляторной батареи

Метод заряда аккумуляторной батареи

1

Основной источник питания (циклический режим)

Стандартный заряд (нормальный режим заряда) - нормальный режим заряда постоянным напряжением. Такой метод позволяет наиболее эффективно использовать батарею.

Метод заряда постоянным напряжением.

При таком методе заряда на клеммы АКБ подается постоянное напряжение 2,45В на элемент при комнатной температуре 20С…25С, заряд завершается, когда ток заряда остается постоянным в течении трех часов. При таком методе заряда необходимо точно контролировать значение напряжения заряда и времени заряда. Контроль напряжения и времени заряда необходимы, чтобы избежать перезаряда АКБ. Так, при перезаряде в герметизированных свинцово-кислотных батареях, происходит разложение воды в электролите с выделением газообразных кислорода и водорода. «Лишние» газы выводятся из батареи. Количество полезного электролита уменьшается, реакции заряд/разряд снижают свою эффективность, что приводит к уменьшению срока службы аккумулятора и ухудшению рабочих характеристик.

Метод заряда постоянным напряжением с ограничением начального тока заряда.

При таком методе заряда производится контроль постоянного напряжения 2,45В на элемент и величины тока заряда на уровне 0,4С (40% от емкости АКБ в Ачас.) при температуре 20С…25С. При этом время заряда аккумулятора может быть 6…12 часов, в зависимости от скорости заряда батареи (см. рис .1)

Быстрый заряд- для зарядки аккумулятора в таком режиме необходимо выполнить следующие условия:

Заряд должен быть достаточным и осуществляться за короткое время для полного восполнения потерь при разряде. Ток заряда должен регулироваться автоматически, чтобы избежать перезаряда. Аккумулятор заряжается при температуре окружающей среды 0С…+40С. Если АКБ используются в циклическом режиме, то не стоит часто использовать быстрый режим заряда, чтобы срок службы аккумулятора не уменьшался.

Метод управления зарядом с двумя значениями постоянного напряжения.

При таком методе используются два источника постоянного напряжения (см. рис.3). На начальной стадии (см. рис.2) АКБ заряжается от первого источника постоянного напряжения с повышенным выходным напряжением SW(1) (значение для заряда в циклическом режиме). Когда ток заряда, величина которого определяется с помощью «цепи определения тока», уменьшается до установленного значения, происходит переключение на второй источник питания SW (2) с низким значением установленного напряжения (значение для заряда в режиме постоянного подзаряда). Преимущества такого метода в том, что батарея, находящаяся в режиме постоянного подзаряда, заряжается за сравнительно короткое время.

2

Резервный источник питания(буферный режим)

Буферный заряд- метод резервного/вспомогательного источника питания (режим постоянного подзаряда).

В этом режиме нагрузка питается от источника переменного тока. Режим резервного/ вспомогательного питания применяется для поддержания батареи в таком состоянии, чтобы она могла подавать питание на нагрузку в случае пропадания основного питания системы (см. рис. 4).

 

Метод компенсирующего подзаряда

В этом режиме аккумулятор отключен от нагрузки и заряжается малым током, для компенсации саморазряда. В случае пропадания основного питания нагрузки, АКБ автоматически подключается, и питание подается от аккумулятора. Такой режим заряда АКБ используется в запасных источниках питания для аварийного оборудования. Используя такой метод заряда, следует очень внимательно отнестись к контролю напряжения заряда, т.к. батарея заряжается продолжительное время, и изменение напряжения может привести к  значительному снижению срока службы АКБ. Зарядные характеристики аккумулятора зависят от температуры, поэтому, используя такой метод заряда, необходима компенсация температурных перепадов во время заряда. Система заряда и АКБ, должны находиться в одном помещении при одинаковой температуре.

Подзаряд – метод постоянного подзаряда см. рис.5. В представленной модели, ток на выходе выпрямителя Iо выражается формулой:

Iо = Iз + Iн, где Iз - ток заряда Iн - ток нагрузки.

Метод постоянного подзаряда  - в этом режиме батарея АКБ и нагрузка соединены параллельно с выходом выпрямителя, который обеспечивает выходное постоянное напряжение и ток. Выходной ток выпрямителя – это сумма тока заряда АКБ и тока нагрузки (см. рис. 5). Т.к. в большинстве случает ток нагрузки – это переменная величина, то следует соблюдать условия заряда АКБ. Система заряда для этого метода должна иметь выходную мощность большую той, которая является достаточной только для нагрузки. Обычно эта мощность выбирается как сумма мощности для нормальной нагрузки и мощности для обеспечения заряда аккумуляторной батареи.

 

Характеристики постоянного напряжения при ограничении тока заряда. www.ka-electro.ru

Рис.1 - Характеристики постоянного напряжения при ограничении тока заряда

 

Зарядные характеристики зарядного устройства с двумя значениями постоянного напряжения (двухступенчатый заряд). www.ka-electro.ru

Рис. 2 - Зарядные характеристики зарядного устройства с двумя значениями постоянного напряжения (двухступенчатый заряд)

Блок-схема зарядного устройства при методе с двумя значениями постоянного напряжения. www.ka-electro.ru

Рис. 3 - Блок-схема зарядного устройства при методе с двумя значениями постоянного напряжения

Модель системы с компенсирующим зарядом, www.ka-electro.ru

Рис. 4 - Модель системы с компенсирующим зарядом

В представленной модели, ток на выходе выпрямителя Iо выражается формулой:

Iо = Iз + Iн, где Iз - ток заряда Iн - ток нагрузки

Модель системы с постоянным зарядом. www.ka-electro.ru

Рис. 5 - Модель системы с постоянным зарядом

Если взять два зарядных устройства одного производителя и одинакового наименования, то даже при одинаково установленном выходном напряжении время заряда изменяется в зависимости от выходных вольтамперных характеристик каждого зарядного устройства ЗУ. Поэтому, чтобы полностью завершить заряд аккумулятора потребуется время, которое зависит от глубины разряда, характеристик зарядного устройства, окружающей температуры. В общем случае для циклического режима время заряда можно оценить по формуле:

При токе заряда 0,25С или больше                   tз = Cp/Iзн+(3…5)  [час.]

При токе заряда 0,25С или меньше                   tз = Cp/Iзн+(6…10)  [час.],  где

tз– необходимое время для заряда, [час.]

Cp– величина емкости отобранной от АКБ до начала заряда [Ачас.]

Iзн– начальный ток заряда

Напряжение заряда аккумулятора должно меняться при изменении окружающей температуры вблизи батареи. Основная задача температурной компенсации при заряде – обеспечить достаточный заряд АКБ и исключить тепловой разгон аккумулятора. Заряжать аккумуляторы рекомендуется в температурном диапазоне от 0 град. С…до +40 градусов Цельсия. Оптимальным температурным режимом заряда считается температура от +5 град. С до +35 град. С. Заряд при температуре ниже 0 град. С и выше +40 град. С не рекомендуется производителями аккумуляторных батарей, т.к. при высоких температурах АКБ может деформироваться, а при низких неправильно зарядиться.

На рисунке 6 показаны графики температурной компенсации напряжения заряда для циклического и буферного режимов работы аккумуляторных батарей AGM. Как видно из графика при температуре +20 град. С, в циклическом режиме напряжение заряда на ячейку находится в пределах 2,45В…2,5В, а для буферного режима в пределах 2,28В…2,31В.

Температурная компенсация напряжения заряда. www.ka-electro.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6 – Температурная компенсация напряжения заряда

Соотношения величины стандартного (типового) напряжения заряда и температуры

№ п/п Режим работы аккумуляторной батареи АКБ Номинальное напряжение батареи 0 град. С 20 град. С 40 град. С
1 Циклический режим 6В/12В 7,7В/15,4В 7,4В/14,7В 7,1В/14,2В
2 Буферный режим 6В/12В 7,1В/14,1В 6,8В/13,7В 6,7В/13,4В

 

Выбирая зарядное устройство и метод заряда для аккумуляторной батареи AGM, уточните в описании зарядные/разрядные характеристики и срок службы свинцово-кислотного аккумулятора. Правильно выбранный метод и условия заряда важны для безопасного использования свинцово-кислотных аккумуляторов и его разрядных характеристик.

  • При использовании АКБ с технологией AGM в циклическом режиме, стоит правильно заряжать аккумулятор, используя зарядное устройство с автоматическим отсчетом времени заряда. Такое зарядное устройство предотвратит недозаряд и/или перезаряд, которые могут привести к ухудшению характеристик заряжаемых аккумуляторов АКБ с технологией AGM, в том числе и автомобильных аккумуляторов.
  • Заряжать аккумулятор следует полностью, без прерывания цикла заряда. Прерывание заряда может привести к сокращению срока службы аккумуляторной батареи АКБ. Полностью заряженную батарею АКБ не следует заряжать, так как это может привести к ее перезаряду и, как следствие, к сокращению срока службы и/или порче.
  • При использовании АКБ с технологией AGM в циклическом режиме, заряд аккумулятора производят не более 24 часов. Более длительное время заряда может привести к порче аккумулятора (для буферного режима требуется от 24 до 48 часов).
  • При использовании циклического режима для герметичной необслуживаемой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи избегайте заряда двух и/или более аккумуляторов подключенных параллельно, т.к. нарушенный баланс заряд/разряд у разных АКБ может сократить срок службы аккумуляторов.

 

Представленные решения носят ознакомительный характер и для каждого конкретного случая должны проверяться инженером проектировщиком.

Сделать заказ можно через раздел «Обратная связь», отправить запрос на электронную почту (см. раздел «Контакты») или позвонить по телефону: +7 (967) 097-51-65.

 

Перейти в раздел «АКБ Casil»

Перейти в раздел «АКБ Minamoto»

Перейти в раздел «АКБ Panasonic»

Перейти в раздел «Контакты»

 

Вернуться на «Главную страницу»