04.12.2014

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов как оптимизировать условия зарядки, чтобы продлить срок эксплуатации


Далее мы попробуем изучить различные методы зарядки, чтобы узнать, почему некоторые системы работают лучше, по сравнению с другими. В данном исследовании мы ориентируемся на метод замкнутого контура, который непосредственно соприкасается с аккумулятором, а после осуществления определенных действий – прекращает свою работу. 
Для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов используется алгоритм напряжения, подобный литий-ионной модели. Время зарядки герметичного свинцово-кислотного аккумулятора – 12–16 часов, и до 36-48 часов для крупных стационарных аккумуляторных батарей и установок. При более высоком зарядном токе и многоступенчатых методах зарядки, время подзарядки может уменьшиться до 10 часов; тем не менее, в этом режиме аккумулятор нельзя зарядить полностью. Свинцово-кислотные модели не могут заряжаться так же быстро, как другие системы, так как по своему составу они значительно слабее.

Этапы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы должны заряжаться в три этапа: 1. Зарядка при постоянном токе; 2. Подзарядка, 3. Постоянная подзарядка.
Зарядка при постоянном токе – это основная часть процесса зарядки батареи, и она занимает примерно половину необходимого времени. Процесс подзарядки продолжается с меньшим зарядным током и обеспечивает насыщенность, а постоянная подзарядка компенсирует потери, вызванные саморазрядом.
Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов как оптимизировать условия зарядки, чтобы продлить срок эксплуатации
Этапы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов

Аккумулятор полностью заряжен, когда уровень тока достигает заранее определенного уровня или уровня, определенного в Этапе 2. Постоянная подзарядка должна быть уменьшена при полном заряде. В этапе заряда постоянным током, заряд аккумулятора достигает до 70% всего объема в течение 5-8 часов, оставшиеся 30% добавляются в этапе медленной подзарядки, и сам процесс может длиться оставшиеся 7-10 часов. Этап подзарядки  имеет важное значение для нормальной работы аккумулятора, и, в простых ориентирах, его можно сравнить с небольшим отдыхом после плотного приема пищи. Если вы упускаете этот этап зарядки, аккумулятор в конечном итоге теряет способность принимать полный заряд, и его производительность будет постепенно уменьшаться из-за сульфатации. А постоянная подзарядка на третий стадии будет поддерживать аккумулятор при полном заряде.  
Переход от первой  ко второй стадии происходит плавно, когда аккумулятор достигает предела установленного напряжения. Ток начинает падать, как только аккумулятор начинает насыщаться,  и полный заряд достигается, когда ток снижается до уровня 3 % номинального тока. Аккумулятор с чрезмерной течью никогда не сможет достигнуть уровня зарядки низким током, и таймер плато выполняет инициализацию завершения заряда.
 Правильная установка напряжения заряда является критической и составляет от 2.30 до 2.45 Вольт на 1 аккумуляторную ячейку. Установка порога напряжения – это компромисс, и эксперты относятся к этому как «к танцам на головке иглы».
С одной стороны, хочется полностью зарядить аккумулятор, чтобы получить от него максимальную производительность и избежать сульфатации на негативной пластине. А с другой стороны, при условии перезарядки появляется вероятность коррозии на положительной пластине и возникает газообразование. «Танцевать на головке иглы» гораздо сложнее, напряжение аккумулятора сдвигается с температурой. Если аккумулятор находиться в теплом помещении – пороги напряжения должны быть ниже, если в холодном – более высокий уровень напряжения. Зарядные устройства, подверженные температурными колебаниями, должны включать в себя датчики температуры регулировки зарядного напряжения для обеспечения оптимальной эффективности заряда. Если это невозможно, в целях безопасности, лучше выбрать более низкое напряжение. Таблица ниже сравнивает преимущества и недостатки различных параметров пикового напряжения.
               2.30 Вольта до 2.35 Вольт/ ячейка 2.40 Вольта до 2.45 Вольт/ячейка           
Преимущества Максимальный срок эксплуатации; аккумулятор остается холодным, температура заряда может превышать 30 ° C (86 ° F). Более высокие и стабильные показатели емкости; меньше сульфатации
Недостатки Длительное время зарядки; показатели емкости аккумулятора могут быть несовместимыми и уменьшаться с каждым циклом. Сульфатация может происходить без выравнивания заряда. Поддается коррозии и влиянию газов. Не подходит для зарядки при высоких комнатных температурах, так как может провоцироваться перезарядка.

Таблица: влияние напряжения заряда на небольшой свинцово-кислотный аккумулятор

Цилиндрические ячейки свинцово-кислотных аккумуляторов имеют более высокие показатели напряжения, по сравнению с моделями типа VRLA или стартерными аккумуляторами. После полной зарядки в режиме насыщения, аккумулятор не должен оставаться с напряжением в режиме подзарядки больше, чем на 48 часов, и нужно произвести снижение до уровня напряжения  холостого хода. Это особенно важно для закрытых систем, поскольку они хуже переносят перезарядку, чем кислотные аккумуляторы. Если аккумулятор перезаряжается – избыточная энергия превращается в тепло, и начинается газообразование. Рекомендованная дозированная  зарядка большинства свинцово-кислотных аккумуляторов низкого давления  - 2.25 до 2.27 Вольт /ячейка. (Большинство стационарных аккумуляторов подзаряжаются при 2.25 Вольтах при  25°C (77°F)). 
Производители рекомендуют снижать постоянную подзарядку, если температура окружающей среды выше 29°C (85°F).
Не все зарядные устройства имеют режим постоянной подзарядки. Если выше зарядное устройство останавливается на 2 уровне, и показатели не опускаются ниже 2.30Вольт/ ячейка, отключите зарядное устройство после 48 часов зарядки. Более старые аккумуляторы достаточно непросто проходят процесс настройки оптимального напряжения постоянной подзарядки, так как каждая ячейка имеет свой возраст, определяющий общее состояние всей батареи. В режиме подзарядки, в ослабленных ячейках происходит эволюционирование водорода, а в более сильных наблюдается рекомбинация оксигена. Все подключенные ячейки получают одинаковый зарядный ток, и контролировать напряжение отдельных ячеек практически невозможно. А в режиме постоянного тока при повышенном напряжении в разных ячейках может возникать перезарядка и – сульфатация. Компании-производители предлагают устройства балансировки аккумуляторных ячеек, которые размещаются на аккумуляторе и компенсируют разницу напряжение, вызванного дисбалансом ячеек. 

Пульсирующее напряжение на больших стационарных аккумуляторах также вызывает проблемы. Пиковое напряжение вызывает перезарядку, в результате чего выделяется водород, но в самых нижних ячейках ощущается недостаток заряда, и это приводит к истощению электролита. Производители обычно ограничивают пульсирующее напряжение на 5%, или 5 Ампер для аккумулятора в 100 А/ч. Большинство стационарных аккумуляторов все время находятся в режиме постоянной подзарядки, так как напряжение в клеммах падает при саморазряде, а в случае постоянной подзарядки потерянная энергия пополняется. 
Свинцово-кислотные аккумуляторы всегда  должны храниться в заряженном состоянии. Подзарядку следует применять  каждые 6 месяцев, чтобы предотвратить падение напряжения ниже 2.10Вольт / ячейка. По отношению к аккумуляторам типа AGM, эти требования можно ослабить. Измерения напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) во время хранения аккумулятора позволит вам получать точную информацию касательно его состояния зарядки. Напряжение 2.10 Вольт при комнатной температуре определяет заряд на уровне 90%. Такой аккумулятор нуждается в короткой полной подзарядке перед использованием. Если напряжение падает ниже указанного уровня, аккумулятор необходимо полностью разрядить, чтобы предотвратить сульфатацию. Соблюдайте температуру хранения при измерении напряжения холостого хода. Холодный аккумулятор слегка снижает напряжение, а теплый – увеличивает его. 
Некоторые покупатели отказываются приобретать новый аккумулятор, если напряжение разомкнутой цепи на входном контроле ниже 2.10 Вольт на ячейку. Низкое напряжение указывает на частичный заряд по причине длительного хранения или высокого саморазряда, вызванного возможным коротким замыканием. Пользователи действительно обнаружили, что новый аккумулятор попадает в продажу с более низким напряжением, нежели указывается в технических характеристиках, поэтому, имеется более высокий процент отказа, чем другая автомобильная продукция. Хотя, и в домашних условиях вы можете восполнить производительность аккумулятора, но для этого  необходимо время и покупка дополнительного оборудование. (Обратите внимание, что порог напряжения в  2.10 Вольт  принят не для всех свинцово-кислотных аккумуляторов). 

Заливка воды в аккумулятор

Заливка воды в аккумулятор – наиболее простой, но крайне важный аспект в вопросе технического обслуживания свинцово-кислотных аккумуляторов, которым чаще всего пренебрегают. Частота залива зависит от условий эксплуатации, метода заряда и рабочей температуры. Новый аккумулятор должен проверяться каждые несколько недель, чтобы определить его потребности в заливке. Это предотвратит опускание электролитов ниже уровня пластин. Не допускайте случаев, когда пластины остаются открытыми, так как это может привести к повреждениям, снижению емкости и производительности. Если пластины все же повреждены, немедленно заполните емкость аккумулятора дистиллированной или деионизированной водой, которая должна их полностью покрыть, затем примените заряд. Не заполняйте аккумулятор водой до предельного уровня перед зарядкой, так как в процессе зарядки это может привести переливанию через край. Заливать водой до необходимого предела лучше уже после зарядки. Никогда не добавляйте электролит, так как это нарушает удельный вес и вызывает быстрое образование коррозии. Но на рынке так же представлены аккумуляторы с системой залива. Она устраняет низкие уровни электролита, автоматически добавляя нужное количество воды. 

Простые принципы зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов
  • Всегда заряжайте аккумулятор в хорошо проветриваемом помещении. Водород, вырабатывающийся во время зарядки, является взрывоопасным.
  •  Выбирайте соответствующую программу зарядки для  свинцово-кислотных, гелевых и аккумуляторов типа AGM. Проверьте спецификацию от производителя по поводу рекомендуемых порогов напряжения.
  • Заряжайте свинцово-кислотные аккумуляторы после каждого использования, чтобы предотвратить сульфатацию. Не храните аккумулятор при его низком заряде.
  • Пластины свинцово-кислотных аккумуляторов всегда должны быть погружены в электролит. Заливайте дистиллированную или деионизированную воду, чтобы она покрывала пластины. Водопроводная вода может быть приемлема лишь в определенных регионах, и это нужно проверять дополнительно. Никогда не добавляйте электролит.
  •  Воду до определенного обозначенного уровня доливайте после зарядки. Переполнение водой в случае, если аккумулятор разряжен, может вызвать выплескивание кислоты.
  • Образование газовых пузырьков в свинцово-кислотном аккумуляторе указывает на то, что он достиг уровня полной зарядки (водород на негативном электроде и кислород на позитивном электроде).
  •  Уменьшите уровень постоянной подзарядки, если температура окружающей среды выше, чем 29 ° C (85 ° F).
  •  Не допускайте, чтобы аккумулятор замерзал. Разряженный аккумулятор замерзнет раньше, чем тот, который полностью заряжен. Никогда не пытайтесь зарядить замерзший аккумулятор. 
  • Не совершайте подзарядку аккумулятора при температуре выше 49 ° C (120 ° F).

Уважаемые Клиенты, в связи с блокировкой некоторых почтовых сервисов в Украине, мы не можем получать корреспонденцию и отвечать вам на почтовые сервисы mail.ru и yandex.ru. В связи с этим, просим Вас писать с других адресов или обращаться по телефону.
Балонные и торцевые ключи
СГУ и сигналы
Элементы защиты
Радар детекторы
Инструменты для авто
Тягово-подъемные механизмы
Расходные материалы
Измерительные инструменты
Режущие инструменты
Пневмоинструменты
Дополнительные аксессуары для парковочных систем
Колеса