по всем вопросам:
8 (800) 555-25-11
СНГ: +7-495-127-97-07
контакты

Алгоритмы заряда аккумуляторных батарей | Микропроцессорные Технологии

Публикации на тему релейной
защиты и автоматики

Алгоритмы заряда аккумуляторных батарей

 

Аккумулятор – это химический источник тока. Его основной особенностью является возможность повторного накопления энергии, то есть осуществления процесса заряда. В системах оперативного постоянного тока (далее – СОПТ) в основном применяются свинцово-кислотные аккумуляторы. Принцип их работы основан на химических реакциях свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты. 

При подключении к электродам аккумулятора нагрузки начнется процесс разряда. Во время разряда происходит преобразование свинца, диоксида свинца, серной кислоты в свободные электроны, воду и сульфаты свинца. Во время заряда идет обратная реакция сульфаты свинца разрушаются, восстанавливается свинец и серная кислота. 

Алгоритм заряда описывает как нужно заряжать аккумулятор: какие нужно поддерживать напряжения и тока и в течение какого времени. Благодаря алгоритмам заряда и принципам, заложенным в их основу, обеспечивается: 

  • Быстрая скорость заряда
  • Безопасность 
  • Максимальное сохранение ресурса 
  • Замедление старения  

В процессе разряда аккумулятора образовались сульфаты свинца. Чтобы восстановить уровень заряда аккумулятора и его емкость необходимо преобразовать максимально возможное количество сульфатов свинца в свинец на катоде и оксид свинца на катоде. 

При подаче на аккумулятор напряжения большего, чем на нем, начинается процесс заряда. Чем выше поданное напряжение, тем интенсивней будет протекать химическая реакция и тем больший ток будет течь через аккумулятор. 

Если величина поданного напряжения будет недостаточна, то ток протекающий через аккумулятор будет слишком мал и заряд будет протекать очень медленно. Из-за этого не произойдет разрушение сульфатов свинца, образовавшихся при разряде, и емкость аккумулятора не восстановится. 

При повышенном напряжении заряда повышается скорость протекания химических реакций и величина тока и, следовательно, повышению температуры аккумулятора. Ближе к концу заряда процесс электролиза воды начинает преобладать и происходит так называемое закипание электролита аккумулятора из-за выделения кислорода и водорода. Это опасно по следующим причинам: 

  • Существует риск взрыва выделившегося водорода
  • Потеря воды в аккумуляторе приведет к снижению плотности электролита и снижению ресурса аккумулятора  

Поэтому очень важно при заряде аккумулятора поддерживать необходимый уровень тока и напряжения. 

Способ заряда конкретного аккумулятора определяется его производителем. Наиболее распространенными являются следующие методы заряда: U, IU, IUI. 

Рассмотрим каждый из них. 

 


Метод заряда U 


 

Метод U является самым простым методом заряда. Напряжение в режиме заряда от режима подзаряда не отличается. Обычно напряжение подзаряда составляет 2,25 В/элемент. Если батарея состоит из 17 12 В аккумуляторов, то общее напряжение на батарее должно поддерживаться на уровне 230 В. Ток заряда в методе U ограничен на уровне 10-30 % от емкости АБ. 
 

В начале заряда аккумулятор имеет низкое напряжение и потребляет большой ток, поэтому зарядно-подзарядное устройство (далее – ЗПУ) его ограничивает. Далее уровень заряда аккумулятора увеличивается и напряжение растет. Как только напряжение достигает значения уставки ЗПУ начинает стабилизировать напряжение. Аккумулятор продолжает заряжаться постоянным напряжением и потребляемый им ток постепенно снижается. Как только потребляемый аккумулятором ток станет мал, то считают, что аккумулятор заряжен. 

 


Алгоритм заряда аккумуляторов Delta FT 12-50 M


 

Метод IU отличается от метода U повышенным напряжением в режиме заряда. Благодаря этому увеличивается скорость заряда АБ и эффективнее происходит разрушение сульфатов свинца, но важно следовать рекомендациям производителя, чтобы не повредить аккумуляторы. 

 


Метод заряда IU 


Рекомендации по заряду аккумуляторов, изготовленных по технологии AGM


 

В методе IUI добавляется третья дополнительная ступень, которая называется ступенью выравнивания. В этой ступени напряжение на одном аккумуляторе может достигать 15,5 В. Ток ограничен на уровне 2-5 % от емкости АБ. Благодаря этой ступени происходит выравнивание напряжений между аккумуляторами в батарее, а также между элементами в самом аккумуляторе. Так как ступень выравнивания проводится при очень высоком напряжении, то она жестко ограничена по времени. Длительность этой ступени определяет производитель аккумуляторов. Данный метод заряда не подойдет для аккумуляторов, изготовленных по технологии GEL, так как повышение напряжения на них обычно не рекомендуется. 

 


Метод заряда IUI


 

После завершения заряда АБ зарядно-подзарядное устройство переходит в режим подзаряда АБ. В СОПТ АБ работает в буферном режиме, то есть в обычном режиме АБ потребляет небольшой ток и осуществляет питание импульсной нагрузки. При исчезновении питания по стороне переменного тока АБ осуществляет питание нагрузки. Условием завершения заряда АБ является снижение потребляемого тока, либо заряд АБ завершается по истечению времени. 

В зарядно-подзарядном устройстве LAUREL реализованы все вышеперечисленные методы заряда АБ. Поэтому LAUREL может эксплуатироваться с большинством типов современных АБ. 

 



 

 

Категория блога: 

Сергей Петелин,
Главный специалист отдела прикладных исследований и разработок

Подпишитесь
на рассылку

Поделиться
Яндекс.Метрика
Орфографическая ошибка в тексте:
Чтобы сообщить об ошибке, нажмите кнопку "Отправить сообщение об ошибке". Также вы можете добавить свой комментарий.