Аккумулятор - для чего?

Время чтения 5 минут

Обновлено - 28 ноября 2023 года

Какой тип аккумулятора для какой цели? Этот вопрос возникает с увеличением количества типов аккумуляторов.

Старый добрый Свинцово-кислотная батарея в качестве шестиэлементной стартерной батареи для автомобиля или мотоцикла. Тяжелые, большие, требующие особого ухода. Вам часто приходилось проверять кислотность и уровень 37-процентной серной кислоты, доливать дистиллированную воду и следить за тем, чтобы брызги кислоты не испачкали одежду.
Вопреки предположению, что свинцово-кислотная батарея должна быть самой тяжелой, при емкости 200 Ач она весит около 45 кг.

Затем наступил Гелевые аккумуляторы как раз то, что нужно. Кремниевая кислота вызывает гелеобразование серной кислоты. Не нужно доливать дистиллированную воду, не разбрызгивать кислоту. Также идеально подходит для циклических нагрузок. Идеальная батарея с длительным сроком службы 12 ... 20 лет (20 °C), 6 ... 10 лет (30 °C), или 3 ... 5 лет (40 °C) или в циклах заряда: 1800 при 30-процентном, 750 при 50-процентном и 500 циклов при 80-процентном разряде,
Гелевая батарея в версии 200 Ач весит добрых 60 кг.

Сайт AGM аккумулятор (Absorbent Glass Mat) имеет стекловолоконный мат, насыщенный серной кислотой, обладает очень низким внутренним сопротивлением и, следовательно, низким саморазрядом. Они обладают очень хорошей способностью к холодному пуску и предпочтительны для приложений с высокими требованиями к току. Однако ни гелевые, ни AGM-аккумуляторы не любят глубокого разряда. Срок службы составляет 7 ... 10 лет (20 °C), 4 года (30 °C) или 2 года (40 °C), или в циклах зарядки: 1500 при 30-процентном разряде, 600 при 50-процентном разряде и 400 циклов при 80-процентном разряде.
AGM-аккумулятор емкостью 200 Ач весит более умеренно - 51 кг.

Наконец, завершите Литиевые (LiFePo4) аккумуляторы дополняют ассортимент продукции. По сравнению с предыдущими типами они экономят 70 % веса при той же емкости, обеспечивают примерно в четыре раза больший ток при запуске и примерно в десять раз большее количество возможных циклов зарядки. 80-процентный заряд вознаграждается более длительным сроком службы, в то время как постоянный заряд до 100 % подвергает батарею нагрузке и сокращает срок службы. Аккумулятор надежно отдает 80 % своей емкости в широком диапазоне температур от 50 °C до -20 °C. Однако для зарядки требуется температура не ниже 5 °C. Поэтому некоторые поставщики предлагают батареи со встроенным нагревателем, который гарантирует эту минимальную температуру. Срок службы в циклах зарядки: до 5 000 при 50-процентном разряде, 3 000 при 70-процентном разряде и 2 500 циклов при 80-процентном разряде.
При весе около 14 кг батарея LiFePo4 емкостью 200 Ач практически не имеет веса.

Различают батареи LiFePo4 со встроенным и не встроенным аккумулятором. BMS (Система управления аккумулятором). BMS служит защитным элементом от перезарядки и глубокой разрядки, а также обеспечивает сбалансированное состояние заряда для всех содержащихся элементов (четыре элемента для 12 В). Если BMS не входит в комплект поставки, ее необходимо приобрести и подключить отдельно.
BMS без встроенной системы Балансир (автоматическое выравнивание ячеек). В этом случае его также необходимо заказывать и подключать отдельно.

В общем, ни одна батарея не любит высоких температур. Наиболее комфортно они чувствуют себя при 20 °C.

Ниже более подробно рассматриваются характеристики зарядки и разрядки каждого типа аккумуляторов. Интеллектуальные зарядные устройства полностью автоматически определяют нужный тип батареи и переходят в соответствующий режим зарядки и обслуживания. Зарядные устройства, которые можно переключить вручную на соответствующий тип батареи, должны быть настроены соответствующим образом. Зарядные устройства, которые могут заряжать батареи только определенного типа, должны быть заменены на подходящее устройство при смене типа батареи.

Терминология

В технологии зарядки аккумуляторов различают до четырех различных этапов процесса зарядки. Зарядные устройства в основном выполняют идентичные процедуры и даже могут распознавать тип подключенной батареи. Один адаптивный Управление также учитывает текущее потребление энергии в процессе зарядки.

Насыпьте

Насыпьте Означает зарядку постоянным током до достижения напряжения поглощения аккумулятора.

Поглощение

Поглощение это продолжение процесса зарядки с уменьшающимся током, но постоянным (поглощающим) напряжением в течение периода до 4 часов.

Поплавок

Поплавок это заряд, который длится 24 часа при падающем напряжении до 14 В, после чего следует фаза поглощения в течение одного часа.

Хранение

Хранение после часовой фазы абсорбции и поддерживает напряжение на уровне 14 В в течение недели.

Свинцово-кислотная батарея

Во-первых, следует различать, используется ли свинцово-кислотная батарея циклически, как в автомобилях, или, как в аварийных источниках питания, работает в режиме ожидания и постоянно заряжается, чтобы компенсировать саморазряд.

Процесс зарядки циклически используемых свинцово-кислотных батарей состоит из трех этапов:

• Зарядка постоянным током до 16 часов до 2,45 ... 2,5 В на ячейку
• Зарядка при постоянном напряжении 2,3 ... 2,35 В и постоянно уменьшающимся током в течение 8 часов
• Ручная зарядка с напряжением 2,275 В на элемент и постепенно уменьшающимся током

Окончательное напряжение разряда, которое является синонимом глубокого разряда, составляет 1,8 В на элемент, т. е. 1,8 x 6 = 10,8 В. Если напряжение упадет ниже этого уровня, батарея может быть окончательно повреждена и станет непригодной для использования.

Гель-кислотная батарея

Процедура зарядки идентична предыдущей, но напряжение зарядки отличается.

2,35 .. 2,4 В, для батареи 12 В соответствующие значения 14,1 ... 14,4 В представляют собой значения напряжения поддержания и окончания заряда.

Если свинцово-кислотная батарея хорошо переносит превышение напряжения конца заряда, то гелевые батареи воспринимают это крайне плохо и быстро прекращают работу.

AGM аккумулятор

Аккумуляторы AGM ведут себя идентично гелевым батареям в отношении процесса зарядки/разрядки и значений напряжения, а также превышения напряжения конца заряда.

Литиевая / LiFePo4 батарея

Литиевые / LifePo4 аккумуляторы на 12 В состоят из четырех, а не шести элементов. Это означает, что напряжение ячейки составляет 3,2 В, конечное напряжение разряда - 2,8 В, а напряжение заряда - 3,5 ... 3,6 В, в идеале - 3,55 В.

В аккумуляторных блоках могут быть соединены только батареи одинаковой конструкции и емкости.

BMS

BMS - это Battery Mуправление Sсистема с маркировкой. Он используется для защиты от глубокого разряда, такого как перезарядка, перенапряжение, короткое замыкание или попытки зарядки при температуре ниже 0°C.

BMS содержат встроенный или подключаемый блок Bluetooth, с помощью которого можно установить соединение с соответствующим приложением на мобильном телефоне или планшете и отобразить все необходимые данные измерений, а в некоторых случаях и настроить их.

Однако к отображению данных на дисплее следует относиться с некоторой долей осторожности, поскольку отображаемые данные емкости являются расчетными, а не измеренными. Кривая напряжения батареи LiFePo4 практически линейна в диапазоне от 25 до 95% и показывает разницу в напряжении около 0,05 В при разнице в состоянии заряда 70%.

BMS постоянно потребляет небольшой ток от батареи, поэтому существует риск разрядки батареи в долгосрочной перспективе. Поэтому рекомендуется полностью заряжать батарею не позднее чем через шесть месяцев хранения, когда она не используется.

Зарядное устройство не заряжается

Если BMS отключилась из-за пониженного напряжения, это также может привести к деактивации функции зарядки через подключенное зарядное устройство, поскольку некоторые зарядные устройства требуют минимального напряжения для перехода в режим зарядки.
Самый простой способ реактивировать функцию зарядки - подать напряжение выше 14 В, например, через генератор. Итак: запустите двигатель, генератор подаст напряжение около 14,5 В и тем самым деактивирует отключение BMS. Затем двигатель можно снова выключить, и подключенное зарядное устройство продолжит зарядку в обычном режиме.

Балансир

Батареи состоят из нескольких отдельных элементов. Они соединены последовательно и в сумме дают номинальное напряжение батареи. Можно предположить, что все элементы заряжаются и разряжаются одинаково. Поскольку это не так, вам придется периодически подключать все элементы батареи параллельно, ждать некоторое время, пока напряжение на элементах выровняется, а затем восстанавливать последовательное соединение.

Активный балансировщик может выполнять этот процесс автоматически, но без переноса ячеек с последовательного на параллельное соединение.
Балансир подключается к каждому положительному и отрицательному полюсу отдельных элементов батареи, измеряет напряжение соответствующих элементов, а затем автоматически принимает решение о переключении энергии с более полного элемента на более слабый.

Таким образом, балансир дополняет BMS, но не заменяет ее!