Akud: millise pingega laadida ja kuidas seda teha

Autonoomsed toiteallikad - laetavad akud - on kaasaegsetes tehnoloogiates peaaegu iga projekti lahutamatu osa. Autotehnika jaoks on aku ka konstruktiivne osa, ilma milleta on sõidukite täielik toimimine mõeldamatu. Akude üldine kasulikkus on ilmne. Kuid tehnoloogiliselt pole need seadmed ikka veel täiesti täiuslikud. Näiteks märgib selget ebatäiuslikkust akude sagedane laadimine. Siin on muidugi asjakohane küsimus, millise pingega akut laadida, et laadimise sagedust vähendada ja kõik tööomadused pikaks kasutuseaks säilitada?

Pliiakude laadimise / tühjendamise protsesside (auto) põhjalik mõistmine aitab kindlaks määrata akude põhiparameetrid:

• mahutavus,
• elektrolüütide kontsentratsioon,
• tühjendusvool,
• elektrolüüdi temperatuur,
• isetühjenemise efekt.

Aku mahutavuse all võetakse iga üksiku akupanga poolt tühjenemise käigus eraldatud elekter. Reeglina väljendatakse mahtuvuse väärtust ampertundides (Ah).

Auto akukorpusel pole märgitud mitte ainult nimimahtuvus, vaid ka käivitusvool auto käivitamisel külmal. Märgistusnäide - Tjumeni tehases toodetud aku

Tootja tehnilisel sildil märgitud aku tühjenemisvõimsust peetakse nimiparameetriks. Lisaks sellele näitajale on töö jaoks oluline ka laadimisvõimsuse parameeter. Nõutav laengu väärtus arvutatakse järgmise valemi abil:

Cz \u003d Iz * Tz

kus: Iz - laadimisvool; Tz on laadimisaeg.

Aku tühjenemisvõimsust näitav joonis on otseselt seotud muude tehnoloogiliste ja konstruktsiooniparameetritega ning sõltub töötingimustest. Aku struktuursetest ja tehnoloogilistest omadustest mõjutavad tühjendusvõimsust:

• aktiivne mass,
• kasutatud elektrolüüt
• elektroodi paksus,
• elektroodide geomeetrilised mõõtmed.

Aku mahutavuse seisukohalt oluliste tehnoloogiliste parameetrite hulgas on ka aktiivmaterjalide poorsuse aste ja nende valmistamise retsept.

Pliiaku autoaku sisemine struktuur, mis sisaldab niinimetatud aktiivseid materjale - negatiivse ja positiivse välja plaate, aga ka muid komponente

Operatiivseid tegureid ei jäeta kõrvale. Nagu praktika näitab, võib elektrolüüdiga seotud tühjendusvoolu tugevus mõjutada ka aku mahtuvuse parameetrit.

Elektrolüütide kontsentratsiooni mõju

Liigne elektrolüüditase lühendab aku eluiga. Kõrge elektrolüüdi kontsentratsiooniga aku töötingimused viivad reaktsiooni aktiveerumiseni, mille tulemusena tekib aku positiivsele elektroodile korrosioon.

Seetõttu on oluline väärtust optimeerida, võttes arvesse aku töötingimusi ja tootja poolt sellistele tingimustele kehtestatud nõudeid.

Ühe olulise punktina seadme töös nähakse aku elektrolüütide kontsentratsiooni optimeerimist. Kontsentratsiooni kontroll on hädavajalik

Näiteks parasvöötme kliimatingimuste korral on enamiku autoakude soovitatav elektrolüütide kontsentratsiooni tase reguleeritud tihedusele 1,25–1,28 g / cm2.

Ja kui seadmete töö on kuuma kliimaga seoses asjakohane, peaks elektrolüüdi kontsentratsioon vastama tihedusele 1,22–1,24 g / cm 2.

Patareid - tühjendusvool

Aku tühjenemise protsessi saab loogiliselt jagada kaheks režiimiks:

1. Pikk.
2. Lühike.

Esimest sündmust iseloomustab tühjenemine madala vooluga suhteliselt pika aja jooksul (5 kuni 24 tundi).

Teise sündmuse jaoks (lühitühjenemine, starteri tühjenemine) on iseloomulikud suured voolud lühikese ajaintervalliga (sekundid, minutid).

Tühjendusvoolu suurenemine kutsub esile aku mahutavuse vähenemise.

Laadija Teletron, mida on edukalt kasutatud auto pliiakudega töötamiseks. Lihtne elektrooniline vooluahel, kuid suure jõudlusega

Näide:

Seal on aku võimsusega 55 A / h ja töövool klemmides on 2,75 A. Tavalistes keskkonnatingimustes (pluss 25-26ºС) on aku võimsus vahemikus 55-60 A / h.

Kui aku tühjeneb lühiajalise vooluga 255 A, mis võrdub nimivõimsuse suurenemisega 4,6 korda, väheneb nimivõimsus 22 A / h. See tähendab peaaegu kaks korda.

Elektrolüüdi temperatuur ja aku isetühjenemine

Taaslaetavate akude tühjendusvõime väheneb loomulikult, kui elektrolüüdi temperatuur langeb. Elektrolüüdi temperatuuri langus toob kaasa vedela komponendi viskoossusastme tõusu. Selle tulemusena suureneb toimeaine elektritakistus.

Tarbijast lahti ühendatud, täiesti passiivne, võib võimsust kaotada. Seda nähtust seletatakse seadme sees toimuvate keemiliste reaktsioonidega, mis toimuvad isegi täieliku koormusest lahtiühendamise tingimustes.

Redoksreaktsioonide mõjul langevad mõlemad elektroodid – miinus ja pluss. Kuid suuremal määral katab isetühjenemise protsess negatiivse polaarsusega elektroodi.

Reaktsiooniga kaasneb vesiniku moodustumine gaasilises vormis. Väävelhappe kontsentratsiooni suurenemisega elektrolüüdi lahuses täheldatakse elektrolüüdi tiheduse suurenemist väärtuselt 1,27 g/cm 3 väärtusele 1,32 g/cm 3.

See on võrdeline negatiivse elektroodi isetühjenemise efekti kiiruse 40% suurenemisega. Isetühjenemise kiiruse tõusu annavad ka negatiivse polaarsusega elektroodi struktuuris sisalduvad metallilisandid.

Autoaku isetühjenemine pärast pikemaajalist ladustamist. Täieliku tegevusetuse korral on koormuse puudumisel aku kaotanud olulise osa oma mahust

Tuleb märkida: kõik elektrolüüdi ja akude muude komponentide koostises olevad metallid aitavad kaasa isetühjenemise efekti tugevdamisele.

Kokkupuutel negatiivse elektroodi pinnaga põhjustavad need metallid reaktsiooni, mille tulemusena algab vesiniku eraldumine.

Osa olemasolevatest lisanditest toimib laengukandjana positiivselt elektroodilt negatiivsele. Sel juhul toimuvad metalliioonide redutseerimis- ja oksüdatsioonireaktsioonid (see tähendab jällegi isetühjenemise protsess).

Samuti on juhtumeid, kui aku kaotab laengu korpuse saaste tõttu. Reostuse tõttu tekib juhtiv kiht, mis sulgeb positiivsed ja negatiivsed elektroodid

Lisaks sisemisele isetühjenemisele ei ole välistatud ka autoaku väline isetühjenemine. Selle nähtuse põhjuseks võib olla aku korpuse pinna kõrge saastatus.

Näiteks korpusele valgunud elektrolüüt, vesi või muud tehnilised vedelikud. Kuid sel juhul on isetühjenemise efekt kergesti kõrvaldatav. Piisab vaid akukorpuse puhastamisest ja selle alati puhtana hoidmisest.

Auto akude laadimine

Alustame seadme passiivsuse olukorrast (väljalülitatud olekus). Millist pinget või voolu tuleks kasutada autoaku laadimiseks, kui seade on laos?

Aku hoiutingimustes on laadimise põhieesmärk kompenseerida isetühjenemist. Sellisel juhul toimub laadimine tavaliselt väikeste vooludega.

Laadimisväärtuse vahemik on tavaliselt 25 kuni 100 mA. Sel juhul tuleb laadimispinget hoida 2,18–2,25 volti piires ühe akupanga suhtes.

Aku laadimistingimuste valimine

Aku laadimisvool reguleeritakse tavaliselt teatud väärtuseni sõltuvalt seadistatud laadimisajast.

Autoaku ettevalmistamine laadimiseks režiimis, mis tuleb kindlaks määrata, võttes arvesse tehnoloogilisi omadusi ja tehnilisi parameetreid aku töötamise ajal

Seega, kui see peaks akut laadima 20 tundi, on optimaalseks laadimisvoolu parameetriks väärtus 0,05C (see tähendab 5% aku nimimahust).

Vastavalt sellele suurenevad väärtused proportsionaalselt, kui üht parameetritest muudetakse. Näiteks 10-tunnise laadimisega on voolutugevus juba 0,1C.

Laadimine kaheastmelise tsükliga

Selles režiimis laaditakse algselt (esimene etapp) vooluga 1,5 C, kuni pinge eraldi pangas jõuab väärtuseni 2,4 volti.

Pärast seda lülitub laadija laadimisvoolu režiimile 0,1C ja jätkab laadimist kuni võimsuse täieliku seadistamiseni 2 - 2,5 tundi (teine ​​etapp).

Laadimispinge teise astme režiimis varieerub ühe purgi kohta 2,5–2,7 volti.

Suurendamislaadimisrežiim

Sundlaadimise põhimõte hõlmab laadimisvoolu väärtuse seadmist tasemele 95% aku nimivõimsusest - 0,95 C.

Meetod on üsna agressiivne, kuid võimaldab aku peaaegu täielikult laadida vaid 2,5-3 tunniga (praktikas 90%). Kuni 100% mahutavus võtab võimenduslaadimine aega 4-5 tundi.

Kontrolli treeningtsüklit

Autoakude kasutamise praktika näitab positiivset tulemust, kui kontroll-treeningtsüklit rakendatakse uutele akudele, mis ei ole veel töös.

Selle valiku puhul on optimaalne laadimine lihtsa valemiga arvutatud parameetritega:

I = 0,1 * C20;

Laadige seni, kuni ühe panga pinge on 2,4 volti, mille järel laadimisvool väheneb väärtuseni:

I = 0,05 * C20;

Nende parameetritega jätkub protsess, kuni see on täielikult laetud.

Kontroll-treeningu tsükkel hõlmab ka tühjenemise harjutamist, kui aku tühjeneb väikese vooluga 0,1C kuni kogupinge tasemeni 10,4 volti.

Samal ajal kui elektrolüüdi tihedusaste hoitakse tasemel 1,24 g/cm 3 . Pärast tühjendamist laaditakse seade standardmeetodil.

Pliiakude laadimise üldpõhimõtted

Praktikas kasutatakse mitmeid meetodeid, millest igaühel on oma raskused ja millega kaasnevad erinevad rahalised kulud.

Aku laadimise üle otsustamine on lihtne. Teine küsimus on, millise tulemuse ühe või teise meetodi rakendamine annab.

Kõige kättesaadavamaks ja lihtsamaks meetodiks peetakse alalisvoolu laadimist pingel 2,4–2,45 volti / panga kohta.

Laadimisprotsess jätkub seni, kuni vooluväärtus jääb 2,5-3 tunniks muutumatuks. Nendel tingimustel loetakse akut täielikult laetuks.

Vahepeal on kombineeritud laadimistehnika pälvinud autojuhtide seas suuremat tunnustust. Selle valiku puhul kehtib algvoolu (0,1C) piiramise põhimõte kuni määratud pinge saavutamiseni.

Seejärel jätkub protsess konstantsel pingel (2,4V). Selle ahela jaoks on lubatud algset laadimisvoolu suurendada 0,3 C-ni, kuid mitte rohkem.

Puhverrežiimis töötavaid akusid on soovitatav laadida madalal pingel. Optimaalsed laadimisväärtused: 2,23 - 2,27 volti.

Sügav tühjenemine - tagajärgede kõrvaldamine

Esiteks tuleb rõhutada, et aku taastamine nimivõimsusele on võimalik, kuid tingimusel, et pole toimunud rohkem kui 2-3 sügavtühjendust.

Laadimine toimub sellistel juhtudel pideva pingega 2,45 volti purgi kohta. Samuti on lubatud laadida vooluga (konstant) 0,05C.

Aku taastamise protsess võib nõuda kahte või kolme erinevat laadimistsüklit. Kõige sagedamini toimub täisvõimsuse saavutamiseks laadimine 2-3 tsükliga.

Kui laadimine toimub pingega 2,25–2,27 volti, on soovitatav seda protsessi läbi viia kaks või kolm korda. Kuna madalatel pingetel ei ole enamikul juhtudel võimalik mahtuvust saavutada.

Loomulikult tuleb taastumisprotsessi ajal arvestada ümbritseva õhu temperatuuri mõjuga. Kui ümbritseva õhu temperatuur on vahemikus 5–35ºС, pole laadimispinget vaja muuta. Muudel tingimustel on vaja tasu kohandada.

Video aku juhtimis- ja treeningtsüklist

Sildid: