Чем заряжать тяговый аккумулятор
Как заряжать тяговые аккумуляторы
Зарядные устройства используют разные технологии и алгоритмы, отличаются мощностью и размерами, но имеют общий принцип работы — аккумуляторы заряжаются потому, что напряжение на выходе с зарядного устройства выше, чем напряжение на клеммах аккумулятора. Разница напряжений заставляет ток течь от источника (зарядного устройства) к нагрузке (аккумуляторной батарее).
АКБ стартовые и глубокого разряда
Чтобы зарядить 12-вольтовую аккумуляторную батарею зарядное устройство должно обеспечить напряжение не менее 14 вольт. Однако если напряжение превысит 15 вольт, то аккумулятор перегреется, в нем начнется газообразование, испарение электролита и деформация пластин.
Так выглядят ячейки различных свинцово-кислотных аккумуляторов — жидко-кислотного, AGM и гелевого
Аккумуляторы заряжаются и разряжаются благодаря диффузии – процессу проникновения ионов в активный материал пластин. Диффузия протекает медленно, начинается на поверхности пластины, а затем распространяется вглубь ее активного материала. Во время разряда пластины тягового аккумулятора поглощают кислоту из электролита и на них образуется сульфат свинца. Количество электролита в ячейке остается прежним, однако содержание кислоты в нем уменьшается.
При зарядке процесс идет в обратном направлении. Кислота выделяется на обеих пластинах — положительная превращается в оксид свинца, а отрицательная в пористый, похожий на губку свинец. После того, как аккумулятор зарядится, получаемая им электрическая энергия перестает трансформироваться в химическую, а тратится на разложение воды на водород и кислород.
У аккумуляторов глубокого разряда (тяговых) толстые пластины. Именно благодаря толстым пластинам и плотному активному материалу в решетках, тяговые аккумуляторы и держат заряд на протяжении длительного времени. Чтобы диффузия произошла не только на поверхности, но и распространилась вглубь толстых пластин, тяговые аккумуляторы заряжают в несколько стадий. Эта общепринятая в настоящее время технология заряда основана на способности батарей абсорбировать разный по силе ток в зависимости от состояния заряда.
Стадия насыщения
Первый этап трехступенчатой зарядки – фаза насыщения. Аккумулятор заряжается быстро, выходной ток зарядного устройства максимальный, а напряжение на аккумуляторе зависит от степени разряда батареи. Продолжительность этапа насыщения определяется отношением емкости, которую требуется восстановить, к току зарядки.
Ток заряда во время первого этапа составляет 10 – 100 % от емкости аккумулятора и зависит от типа аккумуляторной батареи. Тяговый аккумулятор воспринимает такой ток до тех пор, пока не достигнет первого контрольного напряжения зарядки и не зарядится до 80% емкости. После этого, его способность усваивать ток резко уменьшается. Это первое контрольное напряжение называется напряжением абсорбции, а следующий этап зарядки – фазой абсорбции.
Для аккумуляторных батарей емкостью 200 Ач и более используйте такие зарядные устройства:
Можно ли заряжать тяговый аккумулятор обычной зарядкой
Можно ли заряжать тяговый аккумулятор обычной зарядкой
Зарядка тягового аккумулятора – непростой процесс, часто вызывающий вопросы у новичков. Не каждый знает, какая именно зарядка подходит для АКБ и как правильно выставить режим подзарядки. Чтобы батарея могла полностью зарядиться, ей необходима мощность в 14,4 В. При этом ток выше 15 В приведет к быстрому испарению электролита, возможной деформации пластин аккумулятора.
Для зарядки тяговых аккумуляторов можно воспользоваться следующими зарядными устройствами:
Как проходит зарядка
С ручной регулировкой:
С таким устройством время зарядки аккумулятора повышается, поскольку вам придется самостоятельно контролировать процесс.
Воспользуйтесь следующим алгоритмом:
Автоматическое устройство
Чтобы зарядить тяговый аккумулятор (к примеру, Deka), подсоедините зарядное устройство. Выберите режим «зарядка постоянным током» и задайте необходимое значение.
Все остальное зарядка сделает самостоятельно. Режимы работы устройства переключаются автоматически.
Для зарядки тягового АКБ можно использовать обычное устройство, но только если вы имеете дело с такими батареями не часто. Простые зарядки подходят исключительно для бытового использования, но и в этом случае лучше взять автоматическую.
При частой необходимости заряжать аккумулятор лучше приобретите специализированное зарядное устройство.
Как правильно заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы
Герметизированные тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes серии 6DZM предназначены для использования в лёгком электротранспорте. Свинцово-кислотные аккумуляторы устанавливаются почти во всех моделях электроскутеров и электроквадроциклов, некоторых моделях электровелосипедов и электросамокатов. Это неприхотливый и надёжный источник постоянного тока, не требующий какого-либо обслуживания на протяжении всего срока службы, который к тому же, стоит дешевле литий ионных аккумуляторов аналогичной ёмкости.
Обычно, тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes, при правильной эксплуатации, служат от 3-х до 4-х лет. В условиях постоянных полных разрядов, срок службы может сократиться до 2 лет. При эксплуатации с небольшим уровнем разряда, аккумуляторы могут работать до 5 – 7 лет. Соблюдая несложные правила, можно максимально увеличить ресурс тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов.
10 правил правильной зарядки и продления ресурса тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов от Вольта байкс
1. Заряжайте аккумуляторную батарею сразу после каждого использования, даже если уровень разряда незначительный.
Вывод: использование аккумуляторов большей ёмкости, чем требуется, положительно влияет на их ресурс.
2. Не превышайте максимально допустимый ток заряда 20% от ёмкости свинцово-кислотных аккумуляторов типа AGM.
Вывод: не стремитесь заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы быстро.
3. Не разряжайте каждый 12-и вольтовый аккумулятор, входящий в состав аккумуляторной батареи до напряжения ниже 10.5v
К. Для батареи на 24v, напряжение не должно быть ниже 21v; для батареи на 36v – не ниже 31.5v; для батареи на 48v – не ниже 42v. При напряжении ниже 10.5v, 12-и вольтовый аккумулятор начинает само-разрушаться!
Вывод: чем быстрее вы поставите на зарядку полностью разряженный аккумулятор – тем лучше.
К.Причиной продолжения зарядки в этом случае, скорее всего, является то, что аккумуляторная батарея по каким-то причинам не может набрать максимального напряжения, на которое запрограммировано зарядное устройство, и потому оно не отключается автоматически. Если не отключить зарядное устройство в этом случае от сети, то аккумуляторная батарея, в зависимости от времени перезаряда, может перегреться и деформироваться (вздуться), вплоть до полного выхода из строя!
Вывод: не допускайте перезаряд аккумуляторов, потому что это приводит к уменьшению их срока службы.
Из этого следует правило:
5. Не оставляйте автоматическое зарядное устройство в процессе заряда без присмотра.
К. Всегда необходимо принимать разумные меры противопожарной безопасности при использовании любых электроприборов. Несмотря на то, что нам неизвестны случаи самовоспламенения свинцово-кислотных аккумуляторов и зарядных устройств Вольта байкс, лучше, если аккумуляторная батарея и зарядное устройство при зарядке будут находиться на негорючем основании (например, полу из керамической плитки) и вдали от отопительных приборов. Зарядка должна проводиться в проветриваемом помещении.
6. Не оставляйте летом аккумуляторы под прямыми лучами Солнца.
К. Свинцово-кислотные аккумуляторы эффективнее работают при повышении температуры, потому что скорость протекания химических реакций в этом случае увеличивается, но от этого быстрее всего стареют!
Из этого следует правило:
7. В зимний период храните свинцово-кислотные батареи в сухом, прохладном и даже холодном месте.
Вывод:
8. Не реже, чем раз в 3-4 месяца, подзаряжайте свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении.
К. Любой аккумулятор понемногу разряжается при хранении. Периодическая подзарядка предотвратит сульфатацию пластин и сокращение ресурса аккумуляторов.
К. Батарея в этом случае будет работать эффективнее, потому что её напряжение – это среднее напряжение от суммы напряжений аккумуляторов, входящих в её состав. Если даже один из аккумуляторов имеет более низкое напряжение, общее напряжение батареи будет ниже, чем могло бы быть, если бы все аккумуляторы были заряжены максимально. А при заряде разбалансированной батареи, аккумуляторы с более высоким напряжением, склонны к небольшому перезаряду, что тоже отрицательно влияет на их срок службы.
10. Для аккумуляторов вреден как перезаряд, так и недозаряд. Если регулярно недозаряжать аккумуляторы, отключая зарядное устройство до окончания зарядки, то их ёмкость уменьшится, так как возникнет эффект памяти. Для того, чтобы этого не происходило, периодически, раз в два-три месяца, рекомендуем полностью разряжать аккумуляторы, но не опуская напряжение ниже 10.5 вольт в пересчете на каждый аккумулятор и сразу после этого полностью заряжать.
Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов
Продлеваем срок службы АКБ
Тяговые АКБ – отличная альтернатива двигателям внутреннего сгорания – они экономичнее (технику на электротяге не нужно заправлять топливом) и экологичнее (нет вредных продуктов сгорания и отработанных жидкостей).
Чтобы тяговая батарея служила долго и без сбоев, важно не только правильно её хранить и обслуживать, но и подобрать для подзарядки подходящее зарядное устройство.
Для чего нужны ЗУ?
Зарядное устройство для тяговой батареи – дорогостоящее приспособление. Почему бы не обойтись без этого «посредника» между электрической сетью и АКБ? Что мешает подключить тяговый аккумулятор напрямую в розетку, без использования ЗУ?
Последствия от «прямого» подключения АКБ к электрической сети могут быть крайне нежелательными:
Зарядные устройства созданы на основе многолетних знаний и научных технологий, способных соединить АКБ с электрической сетью без последствий, которые мы перечислили выше.
Типы зарядных устройств для тяговых АКБ
Официальной классификации ЗУ для тяговых аккумуляторов не существует, но можно все зарядные устройства разделить на две большие подгруппы:
Трансформаторные ЗУ
Этот вид устройств для подзарядки является традиционным – в том плане, что используется очень давно. Состоит такой прибор из трансформатора и выпрямителя, которые преобразуют ток из 220В в наиболее приемлемые для аккумулятора 12 – 14В. Трансформаторные зарядные дают на батарею постоянный ток, напряжение которого меняется в зависимости от степени заряженности батареи.
Достоинством данного зарядного устройства является его низкая цена. Из недостатков – большие размеры и потребность постоянно следить за процессом подзарядки.
Импульсные ЗУ
В отличие от трансформаторного, импульсное зарядное устройство имеет небольшой вес и компактные размеры, потому что состоит из менее громоздких элементов. Импульсный зарядник подаёт на батарею ток малыми импульсами, а не постоянный – это позволяет заряжать АКБ без лишней нагрузки на пластины.
Минусом импульсных ЗУ является высокая стоимость. Этот недостаток полностью перекрывается существенными преимуществами – небольшой вес, мобильность, зарядка аккумулятора в автоматическом режиме.
Как правильно выбрать зарядное устройство?
Если штатное ЗУ выходит из строя или планируется замена аккумуляторных батарей на другой тип (например, кислотные АКБ решили заменить на Li-ion аккумуляторы), возникает необходимость в подборе нового зарядного устройства.
На что обратить внимание при подборе ЗУ:
Для выбора «правильного» зарядного необходимо учесть все рекомендации производителя по эксплуатации тягового аккумулятора.
Правильная эксплуатация зарядного устройства
Практически каждое ЗУ было разработано с учётом того, какой тип батареи оно будет обслуживать, поэтому не следует подключать аккумулятор, не соответствующий рекомендациям для данного зарядного устройства.
При зарядке АКБ (кроме необслуживаемых) необходимо учитывать, что в воздух производится выброс ядовитых и взрывоопасных веществ, поэтому в помещении с зарядным устройством должна быть хорошая вентиляция и все средства пожаротушения и оповещения о ЧС.
Если ЗУ не оборудовано автоматическим регулятором зарядки, следует вести наблюдение за процессом заряда батареи во избежание перегрева АКБ, вскипания и возгорания электролита.
Чем и как заряжать тяговые аккумуляторы для лодочных электромоторов – подробно о главном.
Статья обновлена: 2021-10-28
Тяговые АКБ обеспечивают стабильное электропитание лодочных моторов и остального энергозависимого оборудования на борту. В отличие от используемых на автомобилях стартерных батарей, они обеспечивают не кратковременную подачу тока для запуска топливного двигателя, а стабильное электропитание мотора в течение всего времени его работы. Именно тяговые батареи обеспечивают движение электромоторной лодки, катера или яхты на электротяге.
Тяговые АКБ на основе лития
В классе тяговых батарей лучшими признаны источники питания на базе лития, причем для жестких условий применения оптимально подходят литий-железо-фосфатные модели (LiFePO4, LFP). Они:
Поэтому на профессиональных и спортивных лодках, парусниках, катерах и яхтах используются именно тяговые батареи LiFePO4. После покупки такого источника питания остается только правильно его использовать, чтобы не спровоцировать преждевременный износ.
Как заряжать тяговый аккумулятор для лодочного электромотора?
Хотя LFP батареи более устойчивы к глубокому разряду, злоупотреблять этим не стоит. При критическом падении напряжения – ниже 2 вольт на ячейку – в их структуре также протекают необратимые процессы, которые негативно сказываются на значениях емкости и сроке службы устройств. Поэтому не рекомендуется разряжать LFP батареи ниже 90% от номинальной емкости. Но главное – не хранить их в разряженном виде, а при первой же возможности ставить на зарядку.
Способы восполнения заряда
Если понаблюдать, как заряжают тяговые лодочные аккумуляторы разные пользователи, можно выделить 3 подхода:
Чем заряжать тяговый аккумулятор?
Для восполнения запаса емкости тяговых АКБ на основе литий-железо-фосфата используются зарядные устройства, работающие по принципу CC/CV. Вначале аккумуляторы подзаряжаются постоянным током, и напряжение на ячейках растет. Но когда оно достигает верхнего предела –3,65 В на элемент – рост напряжения прекращается, а зарядный ток падает до минимума. На этой стадии аккумуляторы получают конечные 5–10% заряда.
Такой метод подзарядки позволяет элементам питания полноценно восполнить запас емкости без опасности перезаряда. Неполные заряды для литиевых АКБ не страшны, но периодически нужно проводить полные циклы зарядки, чтобы не способствовать снижению емкости. Лучшими считаются «умные» зарядные устройства, которые перед каждым процессом зарядки короткими импульсами напряжения выясняют состояние аккумуляторов и начинают их заряжать с нужного этапа.
Где заряжать лодочную АКБ?
Батареи на основе лития относительно легкие, поэтому их несложно извлечь из лодки, перевезти и доставить в подходящее помещение для зарядки. Заряжать такие батареи необходимо в сухом помещении, при комнатной температуре, в стороне от приборов отопления и источников открытого огня.
После пребывания на морозе батарею нужно подержать пару часов в помещении, чтобы она нагрелась до комнатной температуры, и только после этого ставить на зарядку. Накрывать заряжаемую АКБ и ЗУ нельзя! Зарядка при минусовых температурах запрещена!
Последовательность зарядки 
Каким током правильно заряжать аккумулятор лодочного электромотора?
Допустимая величина зарядных токов зависит от емкости АКБ и для LFP моделей может достигать 10С. Но если в быстрой зарядке нет острой необходимости, лучше ограничиться зарядными токами от 1С до 5С. Например, при использовании батареи емкостью 40–100 Ач подойдет портативное ЗУ с током заряда до 10 А. В таком случае полная подзарядка займет 4–10 часов. Использовать зарядники с неподходящими величинами зарядного тока недопустимо!
Краткие рекомендации для владельцев LFP батарей
О том, как правильно выбрать аккумулятор для детского электромобиля, читайте здесь.