Akumulators - kādam nolūkam?

Lasīšanas laiks 5 protokols

Atjaunināts - novembris 28, 2023

Kura tipa akumulators kādam nolūkam? Šis jautājums rodas, pieaugot akumulatoru tipu skaitam.

Vecais labais Svina-skābes akumulators kā sešu šūnu startera akumulators automašīnai vai motociklam. Smags, liels, ar lielu apkopi. Bieži vien bija jāpārbauda 37 % sērskābes skābums un līmenis, jāpapildina ar destilētu ūdeni un jāpārliecinās, ka skābes šļakatas neaiztraipa apģērbu.
Pretēji pieņēmumam, ka svina-skābes akumulatoram vajadzētu būt vissmagākajam, 200 Ah akumulators sver aptuveni 45 kg.

Tad nāca Gēla akumulatori tieši tā, kā vajag. Silīcijskābe izraisa sērskābes želeju. Nav nepieciešams uzpildīt destilētu ūdeni, nav skābes šļakatu. Ideāli piemērots arī cikliskām slodzēm. Ideāls akumulators ar ilgu kalpošanas laiku - 12 ... 20 gadi (20 °C), 6 ... 10 gadi (30 °C) vai 3 ... 5 gadi (40 °C) vai uzlādes cikliem: 1 800 cikli pie 30 %, 750 cikli pie 50 % un 500 cikli pie 80 % izlādes,
Gēla akumulators 200 Ah versijā sver 60 kg.

Portāls AGM akumulators (Absorbent Glass Mat) ir stikla šķiedras paklājs, kas piesātināts ar sērskābi, tam ir ļoti zema iekšējā pretestība un līdz ar to zema pašizlāde. Tam ir ļoti laba aukstās palaišanas spēja, un tas ir ieteicams lietojumiem ar augstām strāvas prasībām. Tomēr ne želejas, ne AGM akumulatoriem nepatīk dziļa izlāde. Ekspluatācijas laiks ir 7 ... 10 gadi (20 °C), 4 gadi (30 °C) vai 2 gadi (40 °C), vai uzlādes ciklos: 1 500 cikli pie 30 % izlādes, 600 cikli pie 50 % izlādes un 400 cikli pie 80 % izlādes.
200 Ah AGM akumulators sver mērenāk - 51 kg.

Visbeidzot noapaļojiet Litija (LiFePo4) akumulatori papildināt produktu klāstu. Salīdzinot ar iepriekšējiem tipiem, tie ietaupa aptuveni 70 % svara ar tādu pašu jaudu, piedāvā aptuveni četras reizes lielāku strāvu palaišanas procesā un aptuveni desmit reizes lielāku iespējamo uzlādes ciklu skaitu. Uzlāde 80 % apmērā tiek atalgota ar ilgāku kalpošanas laiku, savukārt pastāvīga uzlāde līdz 100 % noslogo akumulatoru un saīsina tā kalpošanas laiku. Tas uzticami nodrošina 80 % no savas ietilpības plašā temperatūras diapazonā no 50 °C līdz -20 °C. Tomēr uzlādei ir nepieciešama vismaz 5 °C temperatūra. Tāpēc daži piegādātāji piedāvā akumulatorus ar iebūvētu sildītāju, kas garantē šo minimālo temperatūru. Kalpošanas laiks uzlādes ciklos: līdz 5000 ciklu pie 50 % izlādes, 3000 ciklu pie 70 % izlādes un 2500 ciklu pie 80 % izlādes.
200 Ah LiFePo4 akumulators, kas sver aptuveni 14 kg, ir praktiski viegls.

Izšķir LiFePo4 akumulatorus ar vai bez iebūvēta BMS (akumulatora vadības sistēma). BMS kalpo kā aizsardzības elements pret pārmērīgu uzlādi un dziļu izlādi, kā arī nodrošina līdzsvarotu uzlādes režīmu visiem tajā esošajiem elementiem (četri elementi 12 V). Ja BMS nav iekļauta komplektācijā, tā jāiegādājas un jāpievieno atsevišķi.
BMS bez integrētas Balansētājs (automātiska šūnu izlīdzināšana). Šādā gadījumā arī tas ir jāpieslēdz un jāpieslēdz atsevišķi.

Kopumā: nevienam akumulatoram nepatīk augsta temperatūra. Tās vislabāk jūtas 20 °C temperatūrā.

Tālāk sīkāk analizēti katra akumulatora tipa uzlādes un izlādes raksturlielumi. Inteliģentie lādētāji pilnībā automātiski nosaka pareizo akumulatora tipu un pārslēdzas uz atbilstošu uzlādes un apkopes režīmu. Uzlādētāji, kurus var manuāli pārslēgt uz atbilstošo akumulatora tipu, ir attiecīgi jānoregulē. Uzlādes ierīces, ar kurām var uzlādēt tikai noteikta tipa akumulatoru, ir jānomaina pret piemērotu ierīci, kad tiek mainīts akumulatora tips.

Terminoloģija

Akumulatoru uzlādes tehnoloģijā izšķir līdz pat četriem dažādiem uzlādes procesa posmiem. Uzlādes ierīcēm pamatā ir identiskas procedūras, un tās var pat atpazīt, kura tipa akumulators ir pievienots. Viens adaptīvā vadībā tiek ņemts vērā arī pašreizējais enerģijas patēriņš uzlādes laikā.

Bulk

Bulk tas nozīmē uzlādi ar konstantu strāvu, līdz tiek sasniegts akumulatora absorbcijas spriegums.

Absorbcija

Absorbcija ir uzlādes procesa turpināšana ar samazinošu strāvu, bet nemainīgu (absorbcijas) spriegumu līdz pat 4 stundām.

Pludiņš

Pludiņš ir uzlāde, kas ilgst 24 stundas ar krītošu spriegumu līdz 14 V, kam seko vienu stundu ilga absorbcijas fāze.

Uzglabāšana

Uzglabāšana pēc vienas stundas absorbcijas fāzes un uztur 14 V spriegumu līdz pat nedēļai.

Svina-skābes akumulators

Pirmkārt, ir jānošķir, vai svina-skābes akumulatoru izmanto cikliski, kā tas ir transportlīdzekļos, vai arī tas darbojas gaidīšanas režīmā un tiek pastāvīgi uzlādēts, lai kompensētu pašizlādi, kā tas ir avārijas barošanas avotos.

Cikliski izmantoto svina-skābes akumulatoru uzlādes process ir sadalīts trīs posmos:

• Uzlāde ar pastāvīgu strāvu līdz 16 stundām līdz 2,45 ... 2,5 V uz vienu šūnu
• Uzlāde ar konstantu 2,3 ... 2,35 V un nepārtraukti samazinot strāvu līdz 8 stundām.
• Trickle uzlāde ar 2,275 V uz šūnu un līdzīgi samazinot strāvu

Galīgais izlādes spriegums, kas ir sinonīms dziļai izlādei, ir 1,8 V uz šūnu, t. i., 1,8 x 6 = 10,8 V. Ja spriegums nokrītas zem šī līmeņa, akumulators var tikt neatgriezeniski bojāts līdz tādam līmenim, ka tas vairs nav derīgs lietošanai.

Gēla-skābes akumulators

Uzlādes procedūra ir identiska iepriekšējai, taču uzlādes spriegums ir atšķirīgs.

2,35 .. 2,4 V, 12 V akumulatoram atbilst 14,1 ... 14,4 V ir uzturēšanas un uzlādes beigu sprieguma vērtības.

Kamēr svina-skābes akumulatori labi panes uzlādes beigu sprieguma pārsniegšanu, želejas akumulatori to panes ļoti slikti un ātri pārstāj darboties.

AGM akumulators

AGM akumulatori uzvedas identiski želejas akumulatoriem attiecībā uz uzlādes/izlādes procesu un sprieguma vērtībām, kā arī attiecībā uz uzlādes beigu sprieguma pārsniegšanu.

Litija / LiFePo4 akumulators

12 V litija / LifePo4 akumulatorus veido četri, nevis seši elementi. Tas nozīmē, ka elementu spriegums ir 3,2 V, galīgais izlādes spriegums ir 2,8 V un uzlādes spriegums ir 3,5 V.... 3,6 V, ideālā gadījumā 3,55 V.

Akumulatoru komplektos drīkst savstarpēji savienot tikai vienādas konstrukcijas un ietilpības akumulatorus.

BMS

BMS ir Battery Mvadība Systēma ar etiķetēm. To izmanto aizsardzībai pret dziļu izlādi, piemēram, pārmērīgu uzlādi, pārspriegumu, īssavienojumiem vai uzlādes mēģinājumiem temperatūrā zem 0°C.

BMS ir vai nu iebūvēta, vai savienojama Bluetooth ierīce, ar kuras palīdzību var izveidot savienojumu ar atbilstošo lietotni mobilajā tālrunī vai planšetdatorā un parādīt un dažos gadījumos arī konfigurēt visus attiecīgos mērījumu datus.

Tomēr displejs jāinterpretē ar zināmu piesardzību, jo uz displeja redzamie jaudas dati ir aprēķināti, nevis izmērīti. LiFePo4 akumulatora sprieguma līkne ir gandrīz lineāra no 25 līdz 95% un uzrāda tikai aptuveni 0,05 V sprieguma starpību virs šīs 70% uzlādes stāvokļa starpības.

BMS no akumulatora nepārtraukti patērē mazu strāvu, tāpēc pastāv risks, ka akumulators ilgtermiņā izlādēsies. Tāpēc ir ieteicams akumulatoru pilnībā uzlādēt ne vēlāk kā pēc sešiem glabāšanas mēnešiem, kad tas netiek lietots.

Lādētājs neuzlādējas

Ja BMS ir izslēgusies nepietiekama sprieguma dēļ, tas var arī deaktivizēt uzlādes funkciju, izmantojot pievienoto lādētāju, jo dažiem lādētājiem ir nepieciešams minimālais spriegums, lai pārietu uzlādes režīmā.
Visvienkāršākais veids, kā atkārtoti aktivizēt uzlādes iespēju, ir pievadīt spriegumu, kas lielāks par 14 V, piemēram, izmantojot alternatoru. Tātad: iedarbiniet dzinēju, alternators piegādā aptuveni 14,5 V un tādējādi deaktivizē BMS izslēgšanu. Pēc tam motoru var atkal izslēgt, un pieslēgtais lādētājs turpina uzlādi kā parasti.

Balansētājs

Baterijas sastāv no vairākiem atsevišķiem elementiem. Tie ir savienoti virknē un summējas līdz nominālajam akumulatora spriegumam. Varētu pieņemt, ka visi elementi tiek uzlādēti un izlādēti vienādi. Tā kā tas tā nav, periodiski visas akumulatora šūnas būtu jāsavieno paralēli, kādu laiku jānogaida, līdz šūnu spriegumi izlīdzinās, un tad jāatjauno sērijveida savienojums.

Aktīvais balansētājs var veikt šo procesu automātiski, taču nepārnesot šūnas no sērijveida uz paralēlo savienojumu.
Balansētājs ir savienots ar katru akumulatora atsevišķo elementu pozitīvo un negatīvo polu, mēra attiecīgo elementu spriegumu un pēc tam automātiski nolemj pārvietot enerģiju no piepildītāka elementa uz vājāku elementu.

Līdz ar to balansieris papildina BMS ar šo izlīdzināšanas funkciju, bet neaizstāj to!