Baterii: ce tensiune să încărcați și cum se face

Sursele de alimentare autonome - bateriile reîncărcabile - sunt văzute în tehnologiile moderne ca parte integrantă a aproape oricărui proiect. Pentru tehnologia auto, bateria este, de asemenea, o parte constructivă, fără de care funcționarea completă a vehiculului este de neconceput. Utilitatea generală a bateriilor este evidentă. Dar din punct de vedere tehnologic, aceste dispozitive încă nu sunt complet perfecte. De exemplu, reîncărcarea frecventă a bateriilor este o imperfecțiune clară. Desigur, întrebarea este, cu ce tensiune să încărcați bateria pentru a reduce frecvența de reîncărcare și pentru a-și păstra toate proprietățile de funcționare pentru o perioadă lungă de timp?

Înțelegerea temeinică a complexității proceselor de încărcare / descărcare a bateriilor cu plumb (automobile) va ajuta la determinarea parametrilor de bază ai bateriilor:

• capacitate,
• concentrația de electroliți,
• puterea curentului de descărcare,
• temperatura electrolitului,
• efect de autodescărcare.

Sub capacitatea unei baterii de acumulatori, electricitatea este primită, dată de fiecare bancă individuală de baterii în procesul de descărcare a acesteia. De obicei, valoarea capacității este exprimată în amperi-ore (A/h).

In cazul bateriei de stocare pentru autoturism este indicata nu doar capacitatea nominala, ci si curentul de pornire atunci cand autoturismul este pornit pe unul rece. Un exemplu de marcare - o baterie produsă de uzina din Tyumen

Capacitatea de descărcare a bateriei, indicată pe eticheta tehnică de către producător, este considerată un parametru nominal. Pe lângă această cifră, parametrul capacității de încărcare este, de asemenea, semnificativ pentru funcționare. Valoarea de încărcare necesară este calculată prin formula:

Sz = Iz * Tz

unde: Ic - curent de încărcare; Tz - timpul de încărcare.

Cifra care indică capacitatea de descărcare a bateriei este direct legată de alți parametri tehnologici și de proiectare și depinde de condițiile de funcționare. Din proprietățile constructive și tehnologice ale bateriei, capacitatea de descărcare este influențată de:

• masa activa,
• electrolitul folosit,
• grosimea electrozilor,
• dimensiunile geometrice ale electrozilor.

Dintre parametrii tehnologici, gradul de porozitate al materialelor active și rețeta de preparare a acestora sunt semnificative și pentru capacitatea bateriei.

Structura internă a bateriei de mașină cu plumb-acid, care include așa-numitele materiale active - plăci de câmpuri negative și pozitive, precum și alte componente

Nici factorii operaționali nu stau deoparte. După cum arată practica, puterea curentului de descărcare asociat cu electrolitul este, de asemenea, capabilă să influențeze parametrul capacității bateriei.

Efectul concentrației electroliților

Concentrația excesivă de electroliți va scurta durata de viață a bateriei. Condițiile de funcționare ale bateriei cu o concentrație mare de electrolit duc la o intensificare a reacției, care are ca rezultat formarea coroziunii pe electrodul pozitiv al bateriei.

Prin urmare, este important să optimizați valoarea, ținând cont de condițiile în care este utilizată bateria și de cerințele producătorului pentru astfel de condiții.

Optimizarea concentrației electrolitului bateriei este văzută ca unul dintre punctele importante în funcționarea dispozitivului. Monitorizarea nivelului de concentrație este imperativă

De exemplu, pentru condițiile cu un climat temperat, nivelul recomandat de concentrație de electroliți pentru majoritatea bateriilor de mașină este ajustat la o densitate de 1,25 - 1,28 g/cm2.

Și atunci când funcționarea dispozitivelor este relevantă în raport cu un climat cald, concentrația de electrolit ar trebui să corespundă unei densități de 1,22 - 1,24 g / cm2.

Baterii - Curent de descărcare

Este logic să împărțiți condiționat procesul de descărcare a bateriei în două moduri:

1. Lung.
2. Mic de statura.

Primul eveniment se caracterizează printr-o descărcare la curenți scăzuti pe o perioadă de timp relativ lungă (de la 5 la 24 de ore).

Al doilea eveniment (descărcare scurtă, descărcare starter), dimpotrivă, se caracterizează prin curenți mari într-o perioadă scurtă de timp (secunde, minute).

O creștere a curentului de descărcare provoacă o scădere a capacității bateriei.

Încărcător Teletron, care este utilizat cu succes pentru a lucra cu baterii auto plumb-acid. Circuit electronic simplu, dar eficienta ridicata

Exemplu:

Există o baterie cu o capacitate de 55 A/h cu un curent de funcționare la bornele de 2,75 A. În condiții normale de mediu (plus 25-26 ° C), capacitatea bateriei este de 55-60 A / h.

Dacă bateria este descărcată cu un curent de scurtă durată de 255 A, ceea ce echivalează cu o creștere a capacității nominale de 4,6 ori, capacitatea nominală va scădea la 22 A / h. Adică aproape dublat.

Temperatura electrolitului și autodescărcarea bateriei

Capacitatea de descărcare a bateriilor de stocare scade în mod natural dacă temperatura electrolitului scade. O scădere a temperaturii electrolitului implică o creștere a gradului de vâscozitate a componentei lichide. În consecință, rezistența electrică a substanței active crește.

Deconectat de la consumator, complet inactiv, are capacitatea de a-și pierde capacitatea. Acest fenomen se explică prin reacții chimice din interiorul dispozitivului, având loc chiar și în condiții de deconectare completă de la sarcină.

Ambii electrozi - negativi și pozitivi - cad sub influența reacțiilor redox. Dar, într-o măsură mai mare, procesul de auto-descărcare implică electrodul de polaritate negativă.

Reacția este însoțită de formarea hidrogenului sub formă gazoasă. Odată cu creșterea concentrației de acid sulfuric în soluția de electrolit, se observă o creștere a densității electrolitului de la 1,27 g/cm3 la 1,32 g/cm3.

Aceasta este proporțională cu o creștere cu 40% a ratei efectului de autodescărcare la electrodul negativ. O creștere a ratei de autodescărcare este asigurată și de impuritățile metalice incluse în structura electrodului cu polaritate negativă.

Descărcarea automată a bateriei unei mașini după depozitare pe termen lung. Cu inactivitate completă, fără încărcare, bateria și-a pierdut o parte semnificativă din capacitatea sa

Trebuie remarcat: orice metale prezente în electrolit și alte componente ale bateriilor sporesc efectul de auto-descărcare.

Când aceste metale intră în contact cu suprafața electrodului negativ, ele provoacă o reacție, în urma căreia începe eliberarea hidrogenului.

Unele dintre impuritățile existente joacă rolul unui purtător de sarcină de la electrodul pozitiv la cel negativ. În acest caz, au loc reacțiile de reducere și oxidare a ionilor metalici (adică, din nou, procesul de autodescărcare).

Există, de asemenea, cazuri când bateria își pierde încărcarea din cauza contaminării carcasei. Contaminarea creează un strat conductiv care închide electrozii pozitivi și negativi

Pe lângă autodescărcarea internă, nu este exclusă autodescărcarea externă a bateriei auto. Motivul acestui fenomen poate fi un grad ridicat de contaminare a suprafeței carcasei bateriei.

De exemplu, electrolit vărsat pe carcasă, apă sau alte lichide tehnice. Dar în acest caz, efectul de auto-descărcare este ușor de eliminat. Este suficient doar să curățați carcasa bateriei și să o păstrați întotdeauna curată.

Încărcarea bateriei auto

Să începem de la situația de inactivitate a dispozitivului (în starea oprită). Cu ce ​​tensiune sau curent să încărcați bateria mașinii când dispozitivul este depozitat?

În condițiile de depozitare a bateriei, scopul principal al încărcării are ca scop compensarea autodescărcării. În acest caz, încărcarea se face de obicei cu curenți scăzuti.

Intervalul valorilor de încărcare este de obicei între 25 și 100 mA. În acest caz, tensiunea de încărcare trebuie menținută în intervalul 2,18 - 2,25 volți în raport cu un singur banc de baterii.

Selectarea condițiilor de încărcare a bateriei

Curentul de încărcare a bateriei este de obicei reglat la o anumită valoare, în funcție de timpul de plutire setat.

Pregătirea bateriei de mașină pentru reîncărcare într-un mod care trebuie determinat luând în considerare proprietățile tehnologice și parametrii tehnici în timpul funcționării bateriei

Deci, dacă se presupune că se încarcă bateria timp de 20 de ore, parametrul optim al curentului de încărcare este considerat a fi o valoare egală cu 0,05C (adică 5% din capacitatea nominală a bateriei).

În consecință, valorile vor crește proporțional dacă modificați unul dintre parametri. De exemplu, cu o încărcare de 10 ore, puterea curentului va fi deja de 0,1C.

Încărcați într-un ciclu în două etape

În acest mod, inițial (prima treaptă) este încărcată cu un curent de 1,5C până când tensiunea pe un banc separat ajunge la 2,4 volți.

După aceea, încărcătorul este comutat în modul curent de încărcare de 0,1C și continuă să se încarce până când capacitatea maximă este setată pentru 2 - 2,5 ore (a doua etapă).

Tensiunea de încărcare în modul a doua etapă variază de la 2,5 la 2,7 volți pentru o cutie.

Boost mod de încărcare

Principiul încărcării forțate presupune setarea valorii curentului de încărcare la nivelul de 95% din capacitatea nominală a bateriei - 0,95C.

Metoda este destul de agresivă, dar vă permite să încărcați bateria aproape complet în doar 2,5-3 ore (în practică, 90%). Încărcarea cu capacitatea de până la 100% într-un mod forțat va dura 4 - 5 ore.

Ciclu de control-antrenament

Practica exploatării bateriilor auto notează un rezultat pozitiv atunci când ciclul de control și antrenament este aplicat bateriilor noi care nu au fost încă folosite.

Pentru această opțiune, încărcarea cu parametri calculați printr-o formulă simplă este optimă:

I = 0,1 * C20;

Încărcați până când tensiunea pe o singură bancă este de 2,4 volți, după care valoarea curentului de încărcare se reduce la valoarea:

I = 0,05 * C20;

Cu acești parametri, procesul este continuat până la încărcarea completă.

Ciclul de control-antrenament acoperă și practica descărcării, atunci când bateria este descărcată cu un curent mic de 0,1C până la un nivel total de tensiune de 10,4 volți.

În acest caz, gradul de densitate al electrolitului este menținut la nivelul de 1,24 g / cm 3. După descărcare, dispozitivul este încărcat conform procedurii standard.

Principii generale de încărcare a bateriilor plumb-acid

În practică, sunt utilizate mai multe metode, fiecare dintre ele având propriile dificultăți și este însoțită de o sumă diferită de costuri financiare.

Nu este dificil să decideți în ce mod să încărcați bateria. O altă întrebare este ce rezultat se va obține din aplicarea acestei sau aceleia metode.

Cea mai accesibilă și simplă metodă este considerată a fi o încărcare cu curent constant la o tensiune de 2,4 - 2,45 volți/bancă.

Procesul de încărcare continuă până când valoarea curentă rămâne constantă timp de 2,5-3 ore. În aceste condiții, bateria este considerată complet încărcată.

Între timp, tehnica de încărcare combinată a primit o mai mare recunoaștere în rândul șoferilor. În această versiune, principiul limitării curentului inițial (0,1C) se aplică până la atingerea tensiunii specificate.

Apoi procesul continuă la tensiune constantă (2,4 V). Pentru acest circuit, este permisă creșterea curentului inițial de încărcare la 0,3 C, dar nu mai mult.

Se recomandă încărcarea bateriilor în modul tampon la tensiuni joase. Valori optime de încărcare: 2,23 - 2,27 volți.

Descărcare adâncă - remediere

În primul rând, trebuie subliniat: restabilirea bateriei la capacitatea nominală este posibilă, dar cu condiția să nu existe mai mult de 2-3 descărcări adânci.

În astfel de cazuri, încărcarea se realizează cu o tensiune constantă egală cu 2,45 volți pe celulă. De asemenea, este permisă încărcarea cu un curent (constant) de 0,05C.

Procesul de recuperare a bateriei poate necesita două până la trei cicluri de încărcare separate. Cel mai adesea, pentru a atinge capacitatea maximă, încărcarea se realizează exact în 2-3 cicluri.

Dacă încărcarea se efectuează cu o tensiune de 2,25 - 2,27 volți, se recomandă efectuarea procesului de două sau trei ori. Deoarece la tensiuni joase, nu este posibil să atingeți capacitatea nominală în majoritatea cazurilor.

Desigur, în timpul procesului de recuperare trebuie luată în considerare influența temperaturii ambiante. Dacă temperatura ambientală este în intervalul 5 - 35 ° C, tensiunea de încărcare nu trebuie schimbată. În alte condiții, va fi necesară o ajustare a taxei.

Video despre controlul bateriei și ciclul de antrenament

Etichete: