Správné a bezpečné nabíjení baterie – jak a čím nabíjet? | Články |

Udělejme rezervaci hned – tento článek je určen pro neškolené pracovníky s bateriemi a zkušení uživatelé se pravděpodobně nedozvědí nic nového.

Aniž bychom se rozptylovali drobnými body, pokusíme se čtenářům článku zprostředkovat základní základy nabíjení baterie a pomůžeme vám vybrat tu správnou nabíječku.

Jaké způsoby nabíjení existují?
1. Nabíjejte stejnosměrným proudem.

Nabíjení se provádí při nastavené hodnotě nabíjecího proudu (měřeno v ampérech) bez omezení napětí (měřeno ve voltech). Příkladem zařízení, které tento způsob nabíjení zajišťuje, je klasická těžká trafo nabíječka – usměrňovač. Velikost nabíjecího proudu a doba nabíjení jsou určeny na základě hodnoty kapacity, výrobní technologie a stavu baterie. Omezení napětí u tohoto způsobu nabíjení je možné pouze ručně snížením hodnoty proudu. Tuto metodu obvykle používají profesionální technici baterií a je doporučena pouze zkušeným uživatelům.

2. Nabíjejte konstantním napětím.

Nabíjení se provádí při dané konstantní hodnotě napětí. Proud může být omezen možnostmi a nastavením nabíječky (uživatelem). Příkladem zařízení, které poskytuje tento způsob nabíjení, je regulátor automobilového relé. Moderní pokročilé reléové regulátory za účasti ECU jsou schopny měnit nabíjecí napětí podle algoritmů stanovených výrobci automobilů, ale to nemění podstatu – nabíjení stále probíhá při konstantním napětí. Tato metoda neposkytuje plné nabití baterie a je určena především k doplnění nedávno ztraceného nabití, nic víc!

3. Nabijte smíšenou metodou.

První fáze nabíjení se provádí metodou konstantního proudu s nastavenou (omezenou) hodnotou proudu až do dosažení zadané hodnoty napětí (přednastavené v nabíječce nebo omezené uživatelem). Druhý stupeň začíná dosažením zadaného napětí, nabíjecí proud se ustálí a jeho hodnota začne klesat, ve skutečnosti v této fázi již nabíjení probíhá konstantním napětím. Správné nabíjení touto tzv. smíšenou metodou mohou zajistit moderní pulzní nabíječky, ale pouze ty, které mají funkci omezení napětí na hodnotu vhodnou pro technologii výroby a stav konkrétní baterie. Tato metoda (metoda) je nejvhodnější pro běžného, ​​nezkušeného uživatele, který při nabíjení potřebuje vzít v úvahu stav své baterie a technologii její výroby a také pochopit řadu jednoduchých pravidel pro nabíjení. A samozřejmě je potřeba mít správnou nabíječku.

Je nutné pochopit, že životnost baterie je zkrácena třemi hlavními jevy:

– K jejímu rychlému slévání přispívá i vyklouzávání (odlévání) aktivní hmoty z mřížek (elektrod), ke kterému dochází při přeplňování nebo při přirozeném mechanickém opotřebení starého síranu v aktivní hmotě. Tento jev je nevratný a nelze jej léčit na kritické úrovni tohoto procesu, je nutné vyměnit baterii.

— Sulfatace, tzn. tvorba krystalů síranu olovnatého na deskách během vybíjení baterie. Síran je vždy přítomen v každé baterii, jeho tvorba a rozpouštění je přirozený proces, ke kterému dochází při vybíjení a nabíjení baterie. Krystaly síranu mohou být malé a snadno rozpustné při chronickém podbití se stávají velkými a obtížně se rozpouštějí. Tento jev je do určité míry reverzibilní, ale čím starší je sulfát v baterii, tím hlouběji pronikl do pórů aktivní hmoty, tím hůře se rozpouští, tím větší úsilí bude třeba vynaložit a tím více akcí bude nutné provést.

— Stratifikace elektrolytů (kyselá stratifikace). Elektrolyt se skládá z vody a kyseliny sírové a kyselina je fyzikálně těžší než voda. Během procesu nabíjení se síran rozpustí a kyselina opět vstoupí do elektrolytu a má tendenci stékat po deskách do spodní části pouzdra baterie. Tento jev je nejvíce zesílen u vybitých baterií a nejméně typický pro ty baterie, u kterých je vybití nevýznamné a je včas doplňováno. Oddělování elektrolytu je eliminováno uvedením nabité baterie do stavu, kdy intenzivně „vaří“, tzn. elektrolýza, rozklad vody na kyslík a vodík.

Výše uvedené jevy jdou většinou ruku v ruce a provoz baterie se starým sulfátem vede k urychlenému odlévání aktivní hmoty (nepracující rozpadající se aktivní hmota se nazývá kal) a zvýšené spotřebě vody z baterie, to vše je doprovázeno stratifikace elektrolytu. To se děje proto, že velké krystaly síranu zmenšují plochu desek, na kterých probíhá chemická reakce, zbývající pracovní aktivní hmota je vystavena vyššímu zatížení a stále více nabíjecího proudu se plýtvá elektrolýzou – rozkladem vody na kyslík a vodík. V souladu s tím, čím více starého sulfátu je v baterii, tím rychleji probíhají popsané negativní procesy a tím blíže je baterie k likvidaci.

Správné a úplné nabití se provádí při teplotě baterie srovnatelné s pokojovou teplotou. Ale je docela možné začít nabíjet při jakékoli teplotě baterie, pokud je baterie velmi studená, stačí začít nabíjet nízkým proudem.

Pokud potřebujeme nabít fungující baterii, která má čerstvé drobné vybití, řekněme ne více než 50 % kapacity, bude stačit omezit napětí na konci nabíjení na 14,8 – 15 Voltů, omezit nabíjecí proud na hodnota nepřesahující 10 % skutečné kapacity baterie (vezměte v úvahu, že během provozu se kapacita může výrazně snížit oproti původní). Důkazem konce nabíjení bude pokles nabíjecího proudu na hodnotu 0,5 – 1 Ampér. Přítomnost zástrček na baterii vám umožní konečně ověřit konec nabíjení měřením hladiny elektrolytu a jeho hustoty, která by měla dosáhnout tovární úrovně – 1,27 – 1,31 g/cm3 (je velmi žádoucí znát počáteční hustotu ). Tento způsob nabíjení lze také nazvat RECHARGE; používá se k udržení fungující baterie v dobrém stavu, téměř při plném nabití.

Pokud potřebujete nabít baterii z téměř zcela vybitého stavu nebo existují pochybnosti o její provozuschopnosti nebo je potřeba sezónní udržovací nabíjení, je vhodné použít mírně odlišný nabíjecí algoritmus, který rozděluje nabíjení do dvou fází. .

V první fázi, bez zatížení aktivní hmoty na desky, nabíjíme proudem nepřesahujícím 10% skutečné kapacity baterie, přičemž napětí omezujeme na bezpečnou hodnotu, ne více než 14,4 – 14,8 voltů. Před nabíjením se musíte ujistit, že hladina elektrolytu je dostatečná k pokrytí desek, v případě potřeby přidejte trochu destilované vody. V první fázi není nutné zvyšovat hladinu na počáteční úroveň, protože během procesu nabíjení může stoupat a existuje riziko nadměrné hladiny elektrolytu. Pokud byla baterie hluboce vybitá nebo byla delší dobu používána ve stavu chronického podbití, je lepší nastavit aktuální hodnotu co nejnižší, do 1 % kapacity. Čím nižší je hodnota nabíjecího proudu, tím lepší a úplnější nabíjení probíhá, pouze déle v čase. V první fázi je úkolem co nejúplněji doplnit kapacitu baterie bez nadměrného zatížení aktivní hmoty na mřížkách. Ukazatelem konce první fáze nabíjení je pokles nabíjecího proudu na hodnotu menší než 0,5 – 1 Ampér, čím nižší, tím lépe.

Ve druhé, nejdůležitější fázi nabíjení, je třeba vyřešit dva hlavní úkoly – rozpuštění starého síranu a odstranění separace elektrolytu. Pokud je hladina elektrolytu nerovnoměrná a/nebo nedostatečná, přidává se také úkol vyrovnat hladinu a hustotu elektrolytu ve všech bankách. V tomto případě se také nazývá druhý stupeň nabíjení vyvažováníNebo vyrovnání účtovat.

Hladinu elektrolytu je nutné pečlivě vyrovnat destilovanou vodou. A přiveďte jej na tovární úroveň, která se u různých baterií pohybuje od 1,5 do 3 cm. Je jednodušší, pokud má baterie nějaké fyzické indikátory ve formě například plastových omezovačů. Pokud ne, musíte si najít informace v návodu nebo na webu výrobce.

Nastavíme takové parametry nabíjení, které zajistí intenzivní uvolňování plynu z elektrolytu, tedy „vaření“. Napětí, při kterém se bude baterie intenzivně vařit pomocí technologie Ca/Ca je cca 16 – 16,3 Voltů, hybridní Sb/Ca – cca 15,2 – 15,8 Voltů, pro antimonové baterie by mělo stačit 14,6 – 15 Voltů. Velikost nabíjecího proudu je lepší omezit na 1 – 5 % kapacity baterie a čím více je baterie „naběhnutá“, tím nižší nabíjecí proud má smysl nastavovat samozřejmě nastavené napětí delší dosáhnout.

Pozitivní výsledek lze považovat za dosažený, pokud nabíjecí proud po dosažení stanoveného napětí klesne na 0,5 – 1 Ampér a níže, hustota elektrolytu dosáhne výchozí hodnoty 1,27 – 1,31 g/cm3 (je třeba znát tovární parametry hustoty ), a stane se stejnoměrným ve všech sklenicích a hodnota hustoty se nemění po dobu dvou až tří hodin. I když nabíjecí proud během krátké doby klesne na nízkou hodnotu (0,5 Ampér), přesto je vhodné pokračovat v nabíjení několik hodin, aby se eliminovalo vrstvení kyseliny. Pokud není dosaženo pozitivního výsledku po mnoho hodin, pokud některé banky „zaostávají“ v hustotě, můžete zvýšit nabíjecí napětí o 0,1 – 0,3 V. Někdy je možné a dokonce nutné zvýšit nabíjecí proud a napětí výše, nebo dokonce odstranit limit napětí, ale opakujeme, náš článek je pro nezkušené uživatele, budete tyto akce provádět na vlastní nebezpečí a riziko.

Pokud popsané kroky nevedou k požadovanému výsledku, odneste baterii do kvalifikovaného servisního střediska nebo ji vyměňte za novou. Nebo z něj vymačkejte zbývající zdroj a poté jej vyměňte.

Pokud máte baterii s labyrintovým uzávěrem bez zástrček, nebudete moci upravit hladinu elektrolytu bez „kolektivního zemědělství“, takže byste se měli alespoň pokusit ujistit se, že tam je, tím, že na baterii posvítíte silným světlem. zdroj. Takové baterie, přestože je obchodníci nazývali „bezúdržbové“, stále skutečně potřebují včasné a správné dobíjení, protože plně nabitá, provozuschopná vápníková baterie prakticky nespotřebovává vodu a hladina elektrolytu v ní zůstává rovnoměrná a stabilní po dobu dlouhá doba.

Vlastnosti nabíjení baterie pomocí technologie Ca/Ca EFB.

Baterie EFB se nabíjejí stejným způsobem jako běžné vápníkové baterie. Jen je třeba vzít v úvahu jednu vlastnost – v pravém EFB jsou desky tlustší a hustěji uspořádány, vzdálenost mezi nimi je menší, z tohoto důvodu je obtížnější v nich míchat elektrolyt, hustota v horní vrstvám baterie může trvat déle, než se zvednou. Připravte se na to, že druhá fáze nabíjení při vyšším napětí může trvat déle a napětí bude muset být zvýšeno.

Vlastnosti nabíjení baterií pomocí technologie AGM, GEL.

Ale nabíjení technologií AGM a GEL pomocí hodnot vysokého napětí je extrémně nežádoucí. Vzhledem k tomu, že neobsahují tekutý elektrolyt, nedochází k vrstvení kyseliny jako takové, není třeba elektrolyt míchat a přepětí vede k nenávratné ztrátě vody. Proto by měly být nabíjeny v jednom stupni s limitem napětí 14,3 – 14,4 Voltů. Pokud není dosaženo výsledku, můžete se pokusit zvýšit nabíjecí napětí na 15 voltů, ale s největší pravděpodobností taková baterie nebude trvat dlouho. Takové baterie snášejí hluboké vybití hůře než klasické a pravděpodobnost jejich obnovy po hlubokém vybití je nižší. Jejich silnou stránkou je cykličnost, tzn. provoz v režimu vícenásobného částečného vybití-nabití. Ale ne hluboké vybití. Úkolem uživatele při používání takových baterií je proto zabránit jejich vybití a včas je doplnit.

No, vlastně, jakou nabíječku vybrat?

Plnohodnotná nabíječka, která vám umožní správně nabíjet baterii vyrobenou jakoukoliv technologií, musí mít regulaci nejen nabíjecího proudu, ale hlavně nabíjecí napětí. Navíc je velmi žádoucí, aby nastavení bylo plynulé (zejména pro nabíjecí proud) a v co nejširším rozsahu. Postupné nastavování nabíjecího napětí je přípustné, pokud je toto napětí dostatečné pro správné nabíjení. Důležité také je, aby nabíječka bez „svolení“ uživatele nepřešla po skončení nabíjení do tzv. buffer módu (uložení akumulátoru při nízkém napětí s kompenzací samovybíjení). zabraňuje úplnému dokončení nabíjení a „doplnění“ kapacity na 100 %.

Příkladem plnohodnotné pulzní nabíječky, která může zcela nahradit starý transformátor-usměrňovač, je „Vympel-57“ vyráběný LLC JE „ORION“ nebo jeho pokročilejší „inteligentní“ verze – „Vympel-55“.

A samozřejmě stará dobrá trafo nabíječka je usměrňovač schopný nabíjet stejnosměrnou metodou bez omezení napětí, ale opět se podle nás jedná o nástroj pro zkušeného a zručného uživatele. Při práci s takovou nabíječkou je nutné sledovat nabíjecí napětí pomocí multimetru.

Pamatujte, že včasné a správné udržovací nabíjení prodlouží životnost vaší baterie nejméně dvakrát až třikrát!

Tato poznámka je věnována problematice nabíjení baterie. A správný výběr nabíječky pro stacionární bezúdržbové olověné akumulátory.

Ihned je třeba poznamenat, že existují příslušné GOST, jako je IEC 60896, GOST 26881-86, které vedou specialisty v podnicích v telekomunikačních a strojírenských společnostech a kde je vše podrobně popsáno: jak účtovat, jaká jsou pravidla pro provoz a plánovaná výměna baterií.

Řeknu vám úplné základy pro soukromé kupce dobíjecích baterií, jak je správně nabíjet.

1. Určení režimu využití baterie

Parametry nabíjení jsou určeny režimem použití baterie. Pravděpodobně jste si všimli, že dokumentace k baterii a na samotném pouzdře baterie vždy uvádí konstanty pro dva různé provozní režimy.

Vyrovnávací režim

Buffer mode (STANDBY USE) – baterie je součástí výbavy v režimu neustálého dobíjení. Příklady systémů s provozním režimem záložní baterie:

• Nepřerušitelné zdroje napájení (UPS)
• požární a zabezpečovací systémy
• systémy nouzového osvětlení
• výtahy

Takové zařízení má již zabudovaný systém automatického dobíjení s optimálně nakonfigurovanými parametry. Typicky je nabíjecí proud ~10% kapacity baterie. Například pro baterii ETALON FORS 1207 (12 V 7 Ah) je optimální nabíjecí proud 0,7 A. V tomto režimu není baterie nikdy uvedena do stavu hlubokého vybití a vydrží co nejdéle – při vybití baterie na rozumně nízkou úroveň se zařízení vypne a ukončí nouzové napájení zátěže. Baterie ETALON FORS 1207 bude v tomto režimu fungovat až 5 let.

Cyklický režim

Druhý režim je cyklický (CYCLE USE), který je pro baterii nejvíce zatěžující. Jedná se o provozní režim baterií v elektromobilech, elektrických člunech, elektrických vysokozdvižných vozíkech atd. V tomto režimu se baterie používají i v dětských elektromobilech, elektrických motocyklech, čtyřkolkách, skútrech atd. Při provozu v cyklickém režimu se baterie vybije, poté nabije a znovu vybije. Životnost v tomto případě nebude určena doporučenou dobou používání, ale přípustným počtem cyklů nabití a vybití baterie.

Olověné AGM baterie ETALON FORS mají cyklickou životnost až 250 cyklů při 100% vybití a až 1200 cyklů při 30% vybití.

Právě v tomto režimu je aktuální otázka včasného nabíjení a správného skladování.

2. Výběr nabíječky baterií

Existuje mnoho pravidel a metod pro nabíjení baterie, stejné GOST pomáhají, včetně jednostupňového stejnosměrného proudu, dvoustupňového (nejprve konstantní napětí a poté konstantního proudu), kombinovaného, ​​s dalším nabíjením atd. Pokud ale nejste zapálený inženýr a mluvíme o cyklickém používání baterií, je nejlepší nabíjet baterie moderními nabíječkami pro AGM baterie s vestavěným „chytrým“ procesorem. Takové nabíječky jsou schopny nezávisle volit optimální nabíjecí proudy a řídit nabíjecí proces.

Nabíječku vybíráme podle následujících parametrů:

• vhodné pro stacionární baterie
• rozsah nabíjecích kapacit odpovídá kapacitě baterie (optimální nabíjecí proud je 10–20 % kapacity baterie. Technické maximum je 30 % kapacity, ne však více)
• odpovídá napětí baterie (12 V nebo 6 V)
• Součástí dodávky jsou konektory pro připojení k baterii
• přítomnost vestavěných indikátorů stavu nabití
• ochrana proti zkratu, přepólování a přebití baterie
• Dostupnost pokynů v ruštině

Note 1000 VA: Na nabíječky jsme se podrobně podívali v našem článku Jak jsme vybírali nabíječku pro prodej přes internetový obchod.

3. Kontrola parametrů nabíječky

Obecným pravidlem je, že nabíjecí proud a napětí musí odpovídat hodnotám uvedeným na pouzdru baterie a v technickém popisu konkrétního modelu.

Interval nabíjecího napětí v cyklickém režimu je vždy uveden na přední straně baterie. Pro baterii zobrazenou na obrázku je to 14,5–15 V. V 6V bateriích bude rozsah napětí tohoto výrobce 7,25–7,5 V.

Při výběru nabíječky na to určitě dejte pozor!

4. Frekvence nabíjení baterie

Kdy může být nutné nabít baterii?

1) Před použitím. Baterie by měly být uvedeny do provozu, jakmile dosáhnou své jmenovité kapacity. Existuje mnoho zařízení pro zjišťování stavu nabití baterie, včetně těch zabudovaných v nabíječkách. Pokud se baterie před použitím vybije, je nutné ji dobít.

Důležité! Pro zajištění dlouhé životnosti baterie se nedoporučuje vybíjet ji na více než 80 % její jmenovité kapacity. Hluboký výboj, pod 1,6 V na prvek, vede k sulfataci a degradaci desek. Doporučuji nenechávat napětí ve vybitých 12V bateriích pod 10,5V.

2) Po použití a před uskladněním je nutné nabít také vybitou baterii. Vybitá baterie by neměla být ponechána dlouho; musí být skladována plně nabitá.

3) Pravidelně baterii plně nabíjejte během doby skladování, alespoň jednou za 1 měsíců. Nezapomeňte na přirozené samovybíjení 6 % měsíčně! Při nízkých nebo velmi vysokých skladovacích teplotách se baterie vybíjí ještě rychleji. Je vysoce žádoucí, aby během celé doby skladování nebyla provedena více než dvě taková udržovací dobíjení.

5. Nezapomeňte na teplotní podmínky pro nabíjení baterie

• Parametry napětí v technických specifikacích jsou uvedeny pro teplotu 20–25 °C.

Pokud musíte baterii nabíjet při jiné teplotě, pak je vhodné zavést úpravu nabíjecího napětí: zohlednění tepelné kompenzace napětí zvyšuje životnost baterie. V domácích podmínkách je obtížné toto pravidlo zohlednit, proto se nabití baterie pokud možno přenese do místnosti při pokojové teplotě.

• Nenabíjejte baterie přinesené z chladu, nechte je několik hodin zahřát uvnitř. Také byste neměli nabíjet přehřáté baterie.
• Nabíjet hluboce vybitou baterii je téměř zbytečné – méně než 5 V u 12voltové baterie. Při napětí 7 V může být baterie někdy „vytažena“, ale v tomto případě byste neměli počítat se zaručeným obnovením kapacity baterie. U 6voltových baterií jsou uvedené hodnoty dělené dvěma.

Jak dlouho trvá nabití baterie?

Doba nabíjení závisí na stupni vybití baterie, napětí a nabíjecím proudu.

Pokud se ponoříte do teorie a popíšete, jaké parametry je potřeba vzít v úvahu, abyste správně určili dobu nabíjení, dostanete celkem kvalitní diplomovou práci. Což také vyvolá divoké debaty mezi profesionály.

Proto, jak je doporučeno výše, vybírejte nabíječku podle následujících pravidel:

1. Napětí nabíječky musí spadat do rozsahu cyklického napětí uvedeného na přední straně baterie.
2. Nabíjecí proud nabíječky by se měl pohybovat v rozmezí 10 až 20 % kapacity baterie.
3. Nabíječka musí být automatická.

a můžete předpokládat, že bez ohledu na to, jak je baterie vybitá, bude plně nabitá přes noc. Zároveň, pokud není baterie zcela vybitá, automatická nabíječka ji dobije a přejde do režimu kompenzace samovybíjení bez poškození baterie.

Abych to shrnul:

• Při použití baterie v režimu vyrovnávací paměti se baterie dobíjí nabíječkou, která je součástí zařízení.
• Při používání baterie v cyklickém režimu budete potřebovat nabíječku, která splňuje parametry uvedené v odstavci „Jak dlouho trvá nabití baterie“.
• Při používání baterie v cyklistickém režimu je rozumné baterii zcela nevybíjet a nabíjet ji co nejčastěji. Tím se zvýší životnost baterie.
• Pro dlouhodobé skladování s intervalem 6 měsíců. A ne více než dvakrát během skladování bez použití.

Dodržujte tyto podmínky a vaše baterie vydrží co nejdéle!

Podělil jsem se s vámi o své znalosti
E. Fursenko, ředitel ETALONU.

• Hlavní
• Články
• Jak správně nabíjet olověný akumulátor