Billig og lille oplader til blybatterier. Sådan oplader du et blybatteri korrekt Sådan oplader du forseglede blybatterier

Denne historie begyndte, da vi besluttede os for at gå i skoven natten fra lørdag til søndag - min bror havde syltedag, og vi besluttede at fejre den d. frisk luft med shish kebab og vodka. De begyndte at samles. Til belysning tog vi et par lommelygter og en lille boombox til at indstille baggrundsmusikken. Alt dette købte vi selvfølgelig batterier til, hvilket kostede os en pæn skilling. Med glade idioters ansigter bragede vi ind i skoven og begyndte rask at samle brænde, nøgternt (indtil videre) begrundede, at det ville være rart at bryde netop dette brænde, inden det blev mørkt. Og der var brug for brænde til to bål - til grill og til opvarmning - optænding af feststedet. Nå, hvad jeg vil fortælle dig... dagen efter nåede jeg næsten ikke at rette mig op, for for at der skulle være lys nok fra bålet, måtte jeg hele tiden smide brænde derind, som skulle skæres i skov, hvori det efter solnedgang blev mørkt, ligesom de selv ved man, hvor batterierne i lanternerne skulle spares og drukkenskabsstedet oplyses med bål, hvortil det var nødvendigt at hugge brænde. Jeg gentager mig selv, ikke? Nå, den aften havde jeg mange gentagelser som denne. I forbindelse med dette opstod der dagen efter to spørgsmål - "hvilede jeg?" Eller "hvor og hvordan sikrer man sig, at dette ikke sker igen?"

Først og fremmest batterier - det er klart, at der er brug for batterier, men efter at have set på priserne på moderne nikkel-cadmium-batterier, nægtede min tudse kategorisk at købe dem. Så kom jeg i tanke om UPS'er - du ved, den slags stativer til at forhindre din computer i at slå ud på det mest uhensigtsmæssige tidspunkt, når du er færdig med at færdiggøre 100x100 minestrygeren, og en god nabo allerede har sat en hjemmelavet svejseenhed i stikkontakten og smilende glad tændte den, slukkede for strømmen og dermed halvdelen af ​​huset.

Så disse banduraer bruger forseglede blybatterier - de kaldes også gelbatterier. De er ikke sammenlignelige i omkostninger til Ni-Cd batterier- førstnævnte koster væsentligt mindre end sidstnævnte. Jeg gik til butikken og købte mig et ganske gennemsnitligt batteri med en spænding på 12 volt og en kapacitet på 7,2 ampere-timer.

Fig.1 Foto af batteriet.

Så var alt enkelt - vi tager en 10-watt bilpære, hænger den på en lang ledning på et træ og forbinder den med motivet - lyset er klar. Og for at forbinde radioen, skulpturerer vi en simpel stabilisator på KREN8A eller dens borgerlige analoge LM7809, skruer ledningerne til terminalerne i batterirummet - e voila - vi har lys og musik. Jeg må fortælle dig, at en lignende ordning allerede er blevet testet - den varer en hel nat med kontinuerlig drift, og batteriet er ikke helt afladet.

Men du forstår, at alting aldrig er godt før slutningen – der skal et eller andet sted være en dråbe affald fra menneskets stofskifte, som skal forgifte hele idyllen. Fangsten i dette tilfælde er, at disse batterier ikke kan oplades med konventionelle bilbatteriopladere. Konventionelle bly-syre-batterier oplades med en konstant strøm, mens spændingen ved terminalerne stiger hele tiden, og når den når en vis værdi, koger elektrolytten i batteriet, hvilket indikerer slutningen af ​​opladningen. Lad os forestille os, hvad der vil ske, når et forseglet batteri koger. Jeg tror, ​​at det er usandsynligt, at tab og ødelæggelser undgås. Derfor oplades disse bokse forskelligt: ​​ladestrømmen er sat lig med 0,1C, hvor C er batterikapaciteten, og ladestrømmen er begrænset, da denne kammerat er "utilfreds med mave-tarmkanalen" og er klar til at sluge alt. som er givet til ham, er spændingen stabiliseret og indstillet til inden for 14-15 volt. Under opladningsprocessen forbliver spændingen praktisk talt uændret, og strømmen vil falde fra den indstillede værdi til 20-30 mA i slutningen af ​​opladningen. Det vil sige, at det var nødvendigt at samle Oplader.

Jeg ville virkelig ikke rode rundt, men så kom borgerskabet til undsætning - ST Microelectronics - det viser sig, at de har en næsten færdiglavet løsning - L200C-mikrokredsløbet. Denne chip er en spændingsstabilisator med en programmerbar udgangsstrømbegrænser. Dokumentationen for dette mikrokredsløb er her: www.st.com/stonline/products/literature/ds/1318.pdf Opladerkredsløbet i figur 2 er praktisk talt typisk diagram inklusion

Fig.2

Generelt er der ikke noget særligt at beskrive; jeg vil bare dvæle ved et par punkter. Først og fremmest strømindstillingsmodstande R2-R6. Deres kraft bør ikke være mindre end angivet i diagrammet, og helst mere. Nå, medmindre du selvfølgelig er fan af røg-specialeffekter og ikke bliver træt af synet af sorte modstande.

Fig 3.1 Indretning på et brødbræt

Mikrokredsløbet skal selvfølgelig installeres på radiatoren, og vær heller ikke grådig - alt dette udstyr er designet til langsigtet drift, derfor jo lettere det termiske regime af elementerne er, jo bedre for dem, og derfor for dig. Modstand R7 justerer udgangsspændingen inden for 14-15 volt. Det er bedre at tage vores indenlandske dioder i metalkasser, så behøver de ikke at blive installeret på radiatorer. Spændingen på transformatorens sekundære vikling er 15-16 volt. Personligt lavede jeg ikke noget bræt, der er ikke så mange detaljer - jeg samlede alt på et brødbræt. Hvad der skete, kan ses på billedet.

Fig 3.2 Alt er samlet, kun uden huset

Alt fungerer som forudsagt i teorien - strømmen var i begyndelsen stor, men ved slutningen af ​​anklagen faldt den til ubetydelig og har levet i denne tilstand i flere dage. Forresten anbefaler producenten netop sådan en lille strøm i lang tid for at bevare batterikapaciteten.

Fig 4.2 Samlet enhed på tavlen

Du kan downloade printkortet i LAY- og Corel-formater til plotterskæring på film nedenfor

Liste over radioelementer

Materialer brugt fra webstederne www.jaycar.com, www.at-systems.ru, www.slt.ru. Diagrammer og citater i kursiv- www.at-systems.ru. Alt andet (c) klausmobile 2002. Gentagelse af alle designs med fare og risiko for repeateren...

1. Honningkager først, pinde senere...

Forseglede bly-syre-batterier (SLA) er de mest overkommelige sekundære (genopladelige) strømkilder. Overkommelig, i den nuværende økonomi, betyder for det første tilgængeligheden til salg af standardbatterier med en spænding på 6V og 12V, med en kapacitet på en til tusind Ah, og for det andet, at for 1 stedsegrøn cu. du kan købe fra 1,5 til 6 Wh nominel kapacitet. Jo mindre antal svarer til små batterier, jo større antal til store.

Hvad er der ellers opadrettet? Relativ langsom selvafladning (ikke mere end 5 % af kapaciteten pr. måned ved stuetemperatur), relativ holdbarhed underlagt overfladiske afladningscyklusser. Mangel på "hukommelse" (iboende nikkel-cadmium batterier). En konstant "svævende" genopladning i standbytilstand er tilladt (det er sådan bilbatterier fungerer).

Sammenlignet med bly-syre-batterier med flydende elektrolyt, er lukkede batterier naturligvis gavnlige i driftssikkerheden (ingen skadelige dampe, drift i enhver position er acceptabel). Et forseglet batteri er også mindre kritisk for opladningsforholdene; det er sværere at dræbe det med en forkert opladning. Faktum er, at gelelektrolytten er valgt på en sådan måde, at batteriet aldrig er fuldt opladet (fra en kemikers synspunkt). Derfor sker der ikke gasudvikling under genopladning, da der simpelthen ikke er nogen genopladning. Det betyder ikke, at du kan glemme at styre opladningstilstanden. Det er forbudt. Mere om dette senere.

Hvad er ulempen? For det første lav specifik kapacitet - 25..35 Wh pr. kilogram masse eller 60..100 Wh pr. liter volumen. For det andet en betydelig reduktion i batterilevetid under dybe afladningscyklusser, såvel som under systematisk afladning med høje strømme. For det tredje er der en betydelig afhængighed af spænding og intern modstand på cyklusdybden.

2. Om for tidlig alderdom.

Terminologi: i praksis er det sædvanligt at betegne udledningsintensitet i form af dimensionsløse "C-enheder". 1C (one-tse) er numerisk lig med batterikapaciteten under afladning DC inden for 20 timer. En fuld afladning er defineret som en afladning på op til 1,8V pr. celle ved stuetemperatur (dvs. op til 5,4 og 10,8V for 6V og 12V batterier). Værdien af ​​1,8V blev etableret empirisk som den nedre grænse, når den aflades under den med en strøm på 0,05C, begynder en irreversibel for tidlig ældning af batteriet.

Hvis det således eksperimentelt bestemmes for et batteri, at for at aflade det fra en fuldt opladet tilstand (2,1-2,3V pr. celle) til 1,8V pr. celle på 20 timer, kræves der en afladningsstrøm på 150 mA, så er den nominelle batteriets kapacitet er indstillet til 3,0 A*h (=0,15A * 20h).

Strømintensitet 1C for et givet batteri svarer til en afladningsstrøm på 3A, 2C svarer til en afladningsstrøm på 6A osv. Hvis man begrænser afladningen ved at nå en given minimumsspænding, samme 10,8V, viser det sig, at den reelle kapacitet ved en strøm på 1C vil blive reduceret med cirka det halve i forhold til den nominelle (se graf). Men tærsklen for irreversibel aldring ved høj udledningsintensitet (1C og derover) er tværtimod betydeligt reduceret - til 8V.

Gentagen afladning af batteriet til spændinger under den stiplede linje fører til batterifejl.

I praksis fungerer SLA'er i to tilstande: buffer og cyklisk. I buffertilstand er batteriet konstant forbundet til opladeren. Hvis der er spænding i det elektriske netværk, er batteriet efter opladning udsat for den endelige ladespænding i lang tid. Den lave strøm, der løber gennem batterierne, kompenserer for batteriets selvafladning og holder hele tiden batteriet i en fuldt opladet tilstand. I tilfælde af strømafbrydelse aflades batteriet til den belastning, der er tilsluttet det. Bufferdrift er typisk for systemer Uafbrydelig strømforsyning permanent og vekselstrøm, som er meget brugt til computere, kommunikations- og procesindustrier. Og også - bilbatterier under regelmæssig brug af bilen.

I cyklisk drift oplades batteriet og afbrydes derefter fra opladeren. Batteriet aflades efter behov. Den cykliske driftstilstand bruges ved betjening af forskellige bærbare eller transportable enheder: elektriske lys, kommunikationsmidler, måleinstrumenter. Batteriproducenter lister normalt tekniske egenskaber, til hvilken driftstilstand dette eller hint batteri er beregnet til.

Derfor, hvis du beslutter dig for at forsyne filamentbatterierne i en rørforstærker, så er dette en cyklisk tilstand (hvor er det dejligt at vide, at du har talt i prosa hele dit liv...). Men betyder det, at du blot kan aflade batteriet til det maksimalt tilladte lamper 5,7 eller 11,4V? Faktisk, selvom denne tilstand naturligvis er mere sikker end at aflade til "nødsituation" 5,4 eller 10,8V, hvis batteriet er valgt forkert, vil det føre til ret dybe afladningscyklusser og derved forkorte dets levetid.

Cyklus dybde afladning defineres som forholdet mellem amperetimer faktisk leveret til belastningen og amperetimer svarende til afladningen til tærsklen for irreversibel ældning. Amperetimerne i nævneren vil kun falde sammen med den nominelle kapacitet ved en afladningsintensitet på 0,05C. I praksis er det den nominelle kapacitet, der bruges som nævneren (især da den konstante afladningsstrøm ikke er andet end en ideel tilnærmelse).

Dybden af ​​cyklussen (hvis den gentages fra cyklus til cyklus) bestemmer batteriernes levetid. Ved 100 % cyklusdybde vil SLA-levetiden ikke overstige 200-300 cyklusser. Til reference kan bilbatterier med flydende elektrolyt sjældent modstå mere end 20 dybe cyklusser. Ved 30 % cyklusdybde tredobles deres antal. Den berømte Optima garanterer overlevelse i 100 nul-cyklus (forfatteren har haft sådan et batteri i fire år, men der har ikke været en eneste dyb nul-cyklus...).

3. Eksempel fra det virkelige liv

Lad os nu tælle. Hver kanal i forstærkeren indeholder et par 6C4C-lamper (6V, 2A). Der skal sikres en minimumsdriftstid mellem opladninger på 8 timer. I dette tilfælde bør spændingen ikke falde under 5,7V (ifølge lampespecifikationerne), cyklusdybden bør ikke overstige 50%. Af det sidste krav følger, at batterikapaciteten er mindst 32Ah pr. kanal (= 2A * 8h / 50%). Afladningshastigheden for et sådant batteri er 0,06C (= 32A*h / 2). Af grafen følger det, at om 8 timer vil dens spænding falde til kun 12,0-12,2V. Der er lager! Men kun med et frisk batteri. Hvis du ikke glemmer at oplade den til tiden, så vil spændingen efter cirka 500 cyklusser (halvandet års daglig nydelse) falde til de samme 5,7V på 8 timer, eller værre... Sørg for at indstille automatikken til at slukke, når der er utilstrækkelig spænding! 32Ah er i øvrigt mistænkeligt tæt på kapacitetsværdien bilbatteri(50-65 Ah). Så for strømme på 2A og højere er et vedligeholdelsesfrit bilbatteri et helt rimeligt (prismæssigt) alternativ. De har problemer med miljø og sikkerhed. På den anden side, hvis et stort batteri ikke passer ind i designet, så kan du helt sikkert parallelisere flere mindre batterier (helst, men ikke nødvendigvis, af samme serie, samme producent, samme "alder" fra start af drift) .

Eller måske prøve buffer-tilstanden (standby) for at oplade konstant uden nogen form for automatisering? Vippekontakt op - batteriet aflades, lamperne spiller, vippekontakt ned - opladning, lamper... afbrudt fra batterier! Normal ladetilstand - opladning konstant spænding 2,4-2,5V pr. krukke, ved 6V batteriterminalerne vil der være op til 7,5V - lamperne holder ikke længe (især hvis anodestrømmen er slukket).

I buffertilstand er batterilevetiden meget afhængig af temperaturen. Den mest gunstige temperatur for batteriet anses for at være 15-20 grader Celsius. En stigning i temperaturen med 10 grader reducerer batteriets levetid med det halve. Figuren viser en typisk afhængighed af levetiden af ​​temperaturen for batterier med en estimeret levetid på 5 -7 år. Resumé - sæt ikke batterier i samme etui med lamper, Pentiums osv. varme genstande. Du kan spørge - hvad med under motorhjelmen i en bil... ja, for det første er et bilbatteri specielt designet til en lang række temperaturer, og for det andet er batteriets varmekapacitet så høj, at det ikke er nemt at varme den betydeligt op, selv under hætten.

I det nævnte eksempel er glødebatteriets levetid ved daglige 50 % cyklusser halvandet år. Er det muligt at gøre mere? I reelle forhold Under driften af ​​stationære batterier er det nødvendigt at tage højde for reduktionen i batterilevetid i tilfælde af et stort antal testede afladninger. Til 5 års batterier, reel ressource vil ikke være mere end 3 år, hvis batteriet i gennemsnit oplever én 30 % afladning om dagen eller én fuld afladning om ugen.

4. Mere om afgiften

Den bedste batteriopladningstilstand for en lille (ikke højere end 75%) afladningsdybde er konstant opladning spænding. Forskellige producenter giver lidt forskellige værdier, men en generelt accepteret spænding er 2,4V pr. celle ved cykling (14,4V for et 12V batteri). I buffertilstand kan spændingen være lavere, 2,3V pr. celle.

Ved opladning af et helt afladet batteri fører denne tilstand til en indledende strømoverbelastning, så der anvendes en kombineret strøm- og spændingsbegrænsende tilstand. Det kaldes normalt mode oplad I-U. Et afladet batteri oplades først med en jævnstrøm, numerisk (i ampere), der ikke overstiger 0,1-0,3 af den nominelle batterikapacitet (i ampere-timer). For et batteri med en kapacitet på 100 A*time bør ladestrømmen for eksempel ikke overstige 10-30 ampere. Når batteriet oplades, stiger spændingen over batteriet (ved konstant strøm). Efter at spændingen på batteriet når den endelige ladespænding, begynder ladestrømmen at falde, hvilket holder spændingen konstant.

Den endelige ladespænding ved en temperatur på 20 grader Celsius er 2,25-2,3 volt pr. battericelle. For et batteri med en nominel spænding på 12 V (6 celler), er den endelige ladespænding 13,5-13,8 V. Hvis batteriet drives ved andre temperaturer, anbefales det for at øge batteriets levetid at reducere den endelige ladespænding til 2,2-2,25 V/celle ved en temperatur på 40 grader og øge spændingen op til 2,35-2,4 V ved en temperatur på 0 grader. Brugen af ​​en sådan temperaturkompensation af ladespændingen giver dig mulighed for at øge batteriets levetid ved 40 grader Celsius med 15%.

For at oplade et afladet batteri helt, anbefales det at oplade det i 24 timer. Ønskes en hurtigere (inden for 8-10 timer) batteriopladning ved cyklisk drift, øges slutladespændingen til 2,4-2,48 V/el (ved 20 grader Celsius) og ladetiden skal begrænses iht. den resterende opladning af batteriet før opladning.

Konstant spændingsoplader En relativt stor strøm påføres under batteriets indledende opladningsfase. Når batterispændingen når det indstillede niveau, skifter opladeren fra konstant strømtilstand til konstant spændingstilstand. I denne fase værdien ladestrøm begynder at falde til et minimum ladestrømsniveau, kendt som flydestrømmen. Værdierne i tabellen er taget som standard.

Standardværdier for elektriske størrelser for en oplader med konstant ladespænding

Bemærkninger: For batterier, der bruges i cyklisk tilstand, anbefales det at bruge en sensor, der gør det muligt at afbryde opladningsprocessen, når en forudindstillet spændingsværdi nås, eller en timer Temperaturkoefficienten skal tages i betragtning, hvis batteriet oplades ved temperaturer under +10 0 Fra eller over +30 0 MED

Hurtig opladningssystem (kun for batterier, der kører i cyklisk tilstand) Ved acceleration af batteriopladning er det nødvendigt at bruge enheder udstyret med en temperaturkompensationsenhed og en termisk sikring for at forhindre, at batteriet bliver underopladet ved lave temperaturer eller overophedning ved lave temperaturer. høj temperatur miljø

Standardværdierne for elektriske størrelser for den accelererede batteriopladningstilstand er angivet i tabellen:

Bemærkninger: Batteriet skal have en termostat eller termisk sikring installeret, eller der skal bruges en timer til at stoppe opladningsprocessen i tide. Den maksimale startladestrøm for batterier med en kapacitet større end 10 Ah skal svare til følgende forhold: I = C maksimum

Vær opmærksom på det sidste afsnit. Han er det værd. Især hvis mange batterier er indmuret i en dårligt ventileret boks, er overophedning mulig selv med en normal (ikke accelereret) opladning, selvom det ikke er katastrofalt, men alligevel forkorter batteriernes levetid.

5. Enkel oplader (I-U langsom opladning)

Til opladning af små batterier er det mest bekvemme standardkredsløb baseret på IC-familien LM117, LM 196, LM317 (142EN12, 1151EN1, 1157EN1). Kilde - "Mikrokredsløb til lineære strømforsyninger", M, Dodeka, 1998, s. 97, 122, etc.).

Den strømbegrænsende tærskel er indstillet af R4 (under hensyntagen til den tilladte strøm og effekttab af mikrokredsløbet). I praksis, når strømforsyningen til en bestemt type batteri er indbygget direkte i udstyret - ingen strømgrænsejustering er nødvendig, kan du helt eliminere strømbegrænsningskredsløbet (T2) og overføre denne funktion til strømforsyningens udgangsmodstand filter.

Ved høje strømme er det mere bekvemt at bruge diskrete stabilisatorer med pass-through N-MDS eller sammensatte NPN transistorer, styret af en integreret stabilisator. Ulejligheden ved MIS - en relativt høj tærskelspænding - i laveffektopladere løses ved at øge spændingen på den primære (eneste) strømkilde, i kraftige (se figur) - ved at fordoble spændingen.

Klassificeringerne af spændingsstabilisatordelere (IC1) er angivet for 6V batterier, klassificeringerne af filterkapacitanser og strømstabilisatormodstande (T2) er for ladestrømme ikke mere end 2,5A, hvilket er nok til batterier med en kapacitet på op til 10-15 Ah. Transformer til udgangsspænding 9V xx, strøm 5A. Omskiftelige shunts i T2 base-emitter-kredsløbet indstiller den maksimale ladestrøm. Diode D11 - en Schottky-diode med en strømstyrke på mindst 10A - beskytter mod batteriets omvendte polaritet. Opsætningen handler om at indstille stabiliseringsspændingen til en belastning svarende til 10 Ohm (R6) og vælge shunts R5.

6. Negativ spændingskilde i bilen

Til strømforsyning af crossovers osv. enheder på en op-amp med direkte kobling, kan du levere en simpel pulserende negativ spændingskilde. Eller endnu bedre, et batteri. Meget bedre! Men dette batteri skal ikke være 12, men 6 Volt. Lad mig forklare. Mest sandsynligt vil dette batteri levere strøm næsten altid, når motoren kører. Og den kan kun oplades, mens den er parkeret. Men det er umuligt at oplade et 12V blybatteri fra et andet 12V batteri. Dette er ikke engang et bufferregime, men en sultestrejke. Du skal bruge en generator, der producerer 14V, men hvor kan du få en, på parkeringspladsen...

For at drive en crossover med et strømforbrug på 20mA er et 6V, 1,2Ah batteri (på størrelse med lidt mere end en pakke cigaretter) tilstrækkeligt. Opladningstilstand I-U (200mA, 7,2 V). Når REMOTE-signalet er slukket, oplades batteriet konstant fra det indbyggede netværk (minus til jord, plus til stabilisatorudgangen - optokoblernes tilstand er som vist i diagrammet). Når REMOTE-signalet er tændt, skiftes batteriet positivt til jord og negativt til belastningen (op-amp power bus). Ladestrømmen er begrænset af modstand R3 ved 75 mA. Et fuldt opladet Fiamm 10121-batteri i denne tilstand tager cirka 15mA fra det indbyggede netværk ved stuetemperatur. R7-T1-kæden blokerer afladningen af ​​batteriet til R5-R6-deleren, når den er afbrudt fra det indbyggede netværk (under forudsætning af selvfølgelig, at REM IN er fjernet, og batteribelastningen afbrydes). Strømforbrug via REMOTE bus 20mA. Timer D1-C1-R1-IC1-IC2-FU1 forsinker transmissionen af ​​REM IN-signalet til udgangen med 2 sekunder. Modstand R0 er kun nødvendig for at aflade timerens kapacitans; i praktiske kredsløb kan den elimineres eller erstattes med et indikatorkredsløb med en LED. Dioder D1-3 - enhver for jævnstrøm 1A.

Optokoblere KR293KP9A, KR293KP3A kan udskiftes med alle MIS optokoblere med en strømstyrke på mindst 200mA (293KP med bogstavet A). Når jeg skiftede batteriet med en KR293KP9A optokobler med "anti-fase" kontakter i et tilfælde, observerede jeg ikke nogen gennemstrømning under skiftet; når du udskiftede det med andre optokoblere, skal du sørge for, at der ikke er nogen. Sikringer FU1, FU2 er selvgendannende sikringer med en driftsstrøm på 200 mA. I strømfilteret ved udgangen af ​​-6V-kilden bør du begrænse dig til en minimumskapacitet for ikke at overbelaste optokoblerne under omskiftning; forresten tilføjer de 10 ohm til batteriets udgangsmodstand). Serie 293 er ikke til amperestrømme! Dette er til "voksne" relæer. Dette er emnet for det næste projekt - en fuldt batteridrevet DAC... men det er for tidligt til det...

Liste over radioelementer

Autonome strømkilder - genopladelige batterier, ses i moderne teknologier en integreret del af næsten ethvert projekt. Til bilteknologi Batteriet er også en strukturel del, uden hvilken fuld drift af køretøjet er utænkeligt. Den universelle anvendelighed af batterier er indlysende. Men teknologisk er disse enheder stadig ikke helt perfekte. For eksempel er åbenlys ufuldkommenhed angivet ved hyppig opladning af batterier. Selvfølgelig er det relevante spørgsmål her, hvilken spænding der skal oplades batteriet for at reducere frekvensen af ​​genopladning og opretholde alle dets driftsegenskaber i lang tid. langsigtet operation?

Bestemmelse af de grundlæggende batteriparametre vil hjælpe dig til grundigt med at forstå forviklingerne af opladnings-/afladningsprocesserne for blysyrebatterier (bilbatterier):

• kapacitet,
• elektrolytkoncentration,
• afladningsstrømstyrke,
• elektrolyttemperatur,
• selvafladningseffekt.

Batterikapaciteten modtager den elektricitet, som hver enkelt batteribank afgiver under afladningen. Som regel er kapacitetsværdien udtrykt i amperetimer (Ah).

Batteriets afladningskapacitet, angivet på den tekniske mærkat af producenten, betragtes som en nominel parameter. Ud over dette tal er ladekapacitetsparameteren også væsentlig for driften. Den nødvendige afgiftsværdi beregnes ved hjælp af formlen:

Сз = Iз * Тз

hvor: Iз – ladestrøm; Тз – opladningstid.

Figuren, der angiver batteriets afladningskapacitet, er direkte relateret til andre teknologiske og designparametre og afhænger af driftsforholdene. Blandt batteriets design og teknologiske egenskaber er afladningskapaciteten påvirket af:

• aktiv masse,
• den anvendte elektrolyt,
• elektrode tykkelse,
• geometriske dimensioner af elektroder.

Blandt de teknologiske parametre er graden af ​​porøsitet af de aktive materialer og opskriften på deres tilberedning også væsentlig for batterikapaciteten.

Operationelle faktorer er heller ikke udeladt. Som praksis viser, kan styrken af ​​afladningsstrømmen parret med elektrolytten også påvirke batterikapacitetsparameteren.

Effekt af elektrolytkoncentration

For høje elektrolytkoncentrationer vil forkorte batteriets levetid. Driftsforhold for et batteri med en høj koncentration af elektrolyt fører til en intensivering af reaktionen, hvilket resulterer i dannelse af korrosion på batteriets positive elektrode.

Derfor er det vigtigt at optimere værdien under hensyntagen til de forhold, batteriet bruges under, og de krav, som producenten stiller i forhold til sådanne forhold.

For eksempel, for forhold med et tempereret klima, er det anbefalede niveau af elektrolytkoncentration for de fleste bilbatterier justeret til en tæthed på 1,25 - 1,28 g/cm2.

Og når driften af ​​enheder i forhold til varmt klima er relevant, bør elektrolytkoncentrationen svare til en densitet på 1,22 - 1,24 g/cm2.

Batterier - Afladningsstrøm

Batteriafladningsprocessen er logisk opdelt i to tilstande:

1. Lang.
2. Kort.

Den første hændelse er karakteriseret ved en udladning ved lave strømme over en relativt lang periode (fra 5 til 24 timer).

For den anden begivenhed (kort afladning, starterudladning) er de karakteristiske træk tværtimod høje strømme på kort tid (sekunder, minutter).

En stigning i afladningsstrømmen fremkalder et fald i batteriets kapacitet.

Eksempel:

Der er et batteri med en kapacitet på 55 A/h med en driftsstrøm ved terminalerne på 2,75 A. Under normale miljøforhold (plus 25-26ºС) er batterikapaciteten i området 55-60 A/t.

Hvis batteriet aflades med en kortvarig strøm på 255 A, hvilket svarer til at øge den nominelle kapacitet med 4,6 gange, vil den nominelle kapacitet falde til 22 A/t. Det vil sige næsten det dobbelte.

Elektrolyttemperatur og selvafladning af batteriet

Batteriernes afladningskapacitet falder naturligvis, hvis elektrolyttens temperatur falder. Et fald i elektrolyttens temperatur medfører en stigning i viskositeten af ​​den flydende komponent. Som følge heraf øges den elektriske modstand af det aktive stof.

Afbrudt fra forbrugeren, fuldstændig inaktiv, har den evnen til at miste kapacitet. Dette fænomen er forklaret kemiske reaktioner inde i enheden, passerer selv under forhold fuldstændig nedlukning fra læsset.

Begge elektroder – negative og positive – påvirkes af redoxreaktioner. Men i i højere grad Selvafladningsprocessen dækker elektroden med negativ polaritet.

Reaktionen ledsages af dannelsen af ​​brint i gasform. Med en stigning i koncentrationen af ​​svovlsyre i elektrolytopløsningen er der en stigning i densiteten af ​​elektrolytten fra en værdi på 1,27 g/cm 3 til 1,32 g/cm 3 .

Dette svarer til en stigning på 40 % i hastigheden af ​​selvafladningseffekt på den negative elektrode. En stigning i selvafladningshastigheden tilvejebringes også af metalurenheder inkluderet i strukturen af ​​den negative polaritetselektrode.

Det skal bemærkes: alle metaller, der er til stede i elektrolytten og andre komponenter i batterier, øger selvafladningseffekten.

Når disse metaller kommer i kontakt med overfladen af ​​den negative elektrode, forårsager de en reaktion, der resulterer i frigivelse af brint.

Nogle af de eksisterende urenheder fungerer som en ladningsbærer fra den positive elektrode til den negative elektrode. I dette tilfælde finder reaktioner med reduktion og oxidation af metalioner sted (det vil sige igen selvafladningsprocessen).

Udover intern selvafladning kan ekstern selvafladning af et bilbatteri ikke udelukkes. Årsagen til dette fænomen kan være en høj grad af forurening af overfladen af ​​batterikassen.

For eksempel spildt elektrolyt, vand eller andet på huset tekniske væsker. Men i dette tilfælde elimineres selvafladningseffekten let. Du skal blot rense batterikassen og holde den ren hele tiden.

Opladning af bilbatterier

Lad os tage udgangspunkt i situationen, hvor enheden er inaktiv (slukket). Hvilken spænding eller strøm skal jeg bruge til at oplade et bilbatteri, når enheden er på lager?

Under batteriopbevaringsforhold er hovedformålet med opladning at kompensere for selvafladning. I dette tilfælde udføres opladning normalt med lave strømme.

Rækken af ​​ladeværdier er normalt fra 25 til 100 mA. I dette tilfælde skal ladespændingen holdes inden for området 2,18 - 2,25 volt i forhold til en enkelt batteribank.

Valg af batteriopladningsbetingelser

Batteriets ladestrøm justeres normalt til en vis værdi afhængig af den angivne ladetid.

Så hvis du planlægger at oplade batteriet i 20 timer, anses den optimale ladestrømsparameter for at være 0,05 C (det vil sige 5% af batteriets nominelle kapacitet).

Følgelig vil værdierne stige proportionalt, hvis en af ​​parametrene ændres. For eksempel, med en 10-timers opladning vil strømmen allerede være 0,1C.

Opladning i en to-trins cyklus

I denne tilstand udføres i første omgang (det første trin) en opladning med en strøm på 1,5 C, indtil spændingen på en separat bank når 2,4 volt.

Herefter skiftes opladeren til en ladestrømstilstand på 0,1 C og fortsætter med at lade indtil komplet sæt beholdere 2 – 2,5 timer (anden fase).

Ladespændingen i andet trins tilstand varierer mellem 2,5 - 2,7 volt for en dåse.

Tvungen opladningstilstand

Princippet om tvungen opladning involverer indstilling af ladestrømværdien til 95% af den nominelle batterikapacitet - 0,95C.

Metoden er ret aggressiv, men den giver dig mulighed for at oplade batteriet næsten helt på kun 2,5-3 timer (i praksis 90%). Opladning af op til 100 % kapacitet i tvungen tilstand vil tage 4 – 5 timer.

Styr træningscyklus

For denne mulighed er opladning med parametre beregnet ved en simpel formel optimal:

I = 0,1 * C20;

Oplad indtil spændingen på en enkelt bank er 2,4 volt, hvorefter ladestrømmen reduceres til værdien:

I = 0,05 * C20;

Med disse parametre fortsættes processen, indtil den er fuldt opladet.

Kontrol- og træningscyklussen dækker også øvelsen af ​​afladning, når batteriet aflades med en lille strøm på 0,1 C til niveauet samlet spænding 10,4 volt.

I dette tilfælde holdes graden af ​​elektrolytdensitet på 1,24 g/cm3. Efter afladning oplades enheden i henhold til standardmetoder.

Generelle principper for opladning af bly-syre-batterier

I praksis bruges flere metoder, som hver har sine egne vanskeligheder og er ledsaget af forskellige størrelser af finansielle omkostninger.

Den mest tilgængelige og enkel metode En DC-ladning anses for at have en spænding på 2,4 - 2,45 volt/celle.

Opladningsprocessen fortsætter, indtil strømmen forbliver konstant i 2,5-3 timer. Under disse forhold anses batteriet for at være fuldt opladet.

I mellemtiden har den kombinerede ladeteknik vundet større anerkendelse blandt bilister. I denne mulighed er princippet om at begrænse startstrømmen (0,1 C), indtil den specificerede spænding er nået.

Processen fortsætter derefter ved en konstant spænding (2,4V). For dette kredsløb er det tilladt at øge den indledende ladestrøm til 0,3 C, men ikke mere.

Det anbefales at oplade batterier, der kører i buffertilstand ved lave spændinger. Optimale ladeværdier: 2,23 – 2,27 volt.

Dyb udledning - eliminerer konsekvenserne

Først og fremmest skal det understreges: Gendannelse af batteriet til dets nominelle kapacitet er muligt, men kun under forudsætning af, at der ikke er sket mere end 2-3 dybe udladninger.

Ladningen i sådanne tilfælde udføres med en konstant spænding på 2,45 volt pr. krukke. Det er også tilladt at lade med en strøm (konstant) på 0,05C.

Hvis opladningen udføres med en spænding på 2,25 - 2,27 volt, anbefales det at udføre processen to eller tre gange. Da det ved lave spændinger i de fleste tilfælde ikke er muligt at opnå den nominelle kapacitet.

Naturligvis skal påvirkningen af ​​den omgivende temperatur tages i betragtning under restaureringsprocessen. Hvis den omgivende temperatur er inden for området 5 – 35ºС, behøver ladespændingen ikke ændres. Under andre forhold skal afgiften justeres.

Video om batteriets kontrol- og træningscyklus