Степень заряженности аккумулятора: Заряд аккумулятора по напряжению таблица: виды напряжения

Как узнать заряженность аккумулятора — Мобильные Электросистемы

Содержание статьи

Напряжение аккумулятора

Проще всего оценить уровень заряда аккумулятора по напряжению на его клеммах. Для этого подойдет любой вольтметр, однако результат скорее всего окажется неточным. На измерения повлияют состояние материалов ячейки и ее температура. Наибольшая погрешность возникнет сразу после разряда или зарядки. Зарядное устройство или нагрузка выведут аккумулятор из устойчивого состояния, напряжение исказится и перестанет  точно соответствовать заряженности.

Обратно в состояние покоя аккумулятор возвращается долго. Чтобы напряжение точно отражало реальный уровень зарядки, аккумуляторная батарея должна находиться без нагрузки в течение не менее четырех часов. Производители свинцово-кислотных батарей рекомендуют выдерживать их перед проверкой в течении суток. Для работающего аккумулятора такой длительный период простоя не подходит

Свинцово кислотные аккумуляторы имеют различную конструкцию и химический состав пластин. Их также нужно учитывать при оценке заряженности аккумулятора с помощью вольтметра. Например, добавки кальция, делающие аккумулятор малообслуживаемым, повышают напряжение на 5-8 %. А напряжение AGM аккумуляторов как правило выше, чем батарей с жидким электролитом.

Дополнительно вводит в заблуждение поверхностный заряд из-за которого напряжение сразу после зарядки оказывается выше нормального. Поэтому чтобы снизить ошибку, перед измерением от аккумулятора отключают всю нагрузку и в течении нескольких минут разряжают его небольшим током. Наконец на напряжение влияет окружающая температура. В теплом помещении или жарком климате оно возрастает, в холодном становится ниже.

Разрядные профили свинцово-кислотного и LiFePO4 аккумуляторовРазрядные профили свинцово-кислотного и LiFePO4 аккумуляторов. У литиевого аккумулятора напряжение держится почти постоянным в течении всего разряда. Определить с помощью вольтметра его состояние сложно

Каждый тип аккумуляторов имеет собственную уникальную кривую разряда. У свинцово-кислотных она имеет явно выраженный наклон, поэтому напряжения более менее точно соответствует состоянию АКБ. У Li-марганцевых, LiFePo4 и NMC аккумуляторных батарей напряжение остается постоянным до тех пор пока аккумулятор не разрядится до 80 процентов от номинальной емкости. Разрядная кривая этих аккумуляторов идет горизонтально в течении всего времени работы, а затем резко обрывается. Для источника энергии такая характеристика подходит лучше всего, но оценить состояние аккумулятора по напряжению в этом случае почти невозможно. Напряжение указывает только на полный заряд и разряд, но ни как не выделяет важную среднюю часть графика.

Несмотря на неточности, по напряжению заряженность аккумуляторов определяют чаще всего. А чтобы снизить погрешность, современные устройства используют периоды отключенной нагрузки, для самонастройки и «обучения».

Ареометр

У свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом заряженность можно определить с помощью ареометра. Принцип действия этого устройства основан на том, что во время зарядки концентрация серной кислоты возрастает и плотность электролита увеличивается. При разряде серная кислота вступает во взаимодействие с пластинами аккумулятора, образует на их поверхности сульфат свинца и ее концентрация в электролите понижается. Плотность электролита в этом состоянии приближается к плотности воды.

Плотность электролита, заряженность и напряжение для стартерных аккумуляторных батарей.

Приблизительное состояние заряда аккумулятора, % Средняя плотность Напряжение, В
2 6 8 12
100 1,265 2,1 6,32 8,43 12,65
75 1,225 2,08 6,22 8,3 12,45
50 1,190 2,04 6,12 8,16 12,24
25 1,155 2,01 6,03 8,04 12,06
0 1,120 1,098 5,95 7,72 11,89

Стандартами плотность электролита для полностью заряженного стартового свинцово-кислотного аккумулятора определена в 1,265. Однако, чтобы повысить отдачу, производители аккумуляторных батарей иногда поднимают ее до 1,280 и выше. Заряженность такого аккумулятора, полученная по стандартной таблице, оказывается лучше, чем есть на самом деле. Кроме того, из-за повышенной плотности электролита возрастает коррозия и срок службы аккумулятора сокращается

На показания ареометра влияют не только состояние аккумулятора и концентрации кислоты, но и уровень электролита в аккумуляторной ячейке. Когда вода испаряется, электролит понижается, концентрации серной кислоты возрастает и ареометр показывает более высокое значение. У  перезалитого аккумулятора плотность электролита наоборот оказывается ниже.

Если электролит в ячейках идет почти не перемешивающимися слоями, то про такой аккумулятор говорят, что он стратифицирован.  Показания ареометра в этом случае также окажутся не точными из-за того, что на поверхность поднимется самый легкий слой, а тяжелые опустятся ближе ко дну.

Плотность электролита различна для разных типов аккумуляторных батарей. В аккумуляторах глубокого разряда максимальную удельную энергию получают при плотности 1,330. Авиационные аккумуляторы имеют плотность до 1,285, а тяговые аккумуляторы погрузчиков около 1,280. У стартовых аккумуляторов плотность ниже – 1,265. Самая низкая плотность электролита у аккумуляторов, предназначенных для буферного режима работы —  около 1,225.

Температура электролита, С Плотность при полной зарядке
40 1,266
30 1,273
20 1,280
10 1,287
0 1,294

Низкая концентрация серной кислоты уменьшает коррозию и продлевает срок службы аккумуляторных батарей, но снижает удельную энергию или емкость. Высокая искусственно повышает напряжение холостого хода, и приводит к неправильному определению состояния с помощью ареометра или вольтметра. Однако абсолютно правильных значений плотности не существует. Так одна и таже модель аккумуляторов глубокого разряда в полностью заряженном состоянии может иметь плотность 1,277  —  1,305, а в полностью  разряженном 1,097  —  1,201.

Температура — это еще один фактор, влияющий на плотность электролита. Чем ниже температура, тем плотнее электролит. В таблице 3 представлена зависимость плотности электролита аккумулятора глубокого разряда от температуры

Ареометр покажет заряженность аккумулятора точнее, если измерять плотность не сразу после зарядки, разряда или добавления в аккумуляторную батарею воды, а спустя некоторое время.

Счетчик ампер-часов

Профессиональные портативные устройства, ноутбуки и медицинское оборудование определяют заряженность с помощью кулонометров, которые измеряют входной и выходной ток аккумулятора. Поскольку в качестве единицы измерения в них используется  Ампер-секунда (As), то кулонометры также называют счетчиками ампер-часов. Кулонометры получили название в честь Чарльза-Августина де Кулона, открывшего в восемнадцатом веке закон взаимодействия двух неподвижных электрических зарядов.

Счетчики ампер часов определяют заряженность точнее, чем вольтметры и ареометры. Однако они не учитывают потери энергии — аккумулятор всегда сохраняет меньше ампер часов, чем получает во время зарядки. У литиевых аккумуляторов кулоновская эффективность выше, а уровень саморазряда ниже, поэтому с этим типом АКБ счетчики ампер часов работают особенно хорошо.

Blue Sea 1830 Sterling Power PMP1
 Батарейный монитор Blue Sea 1830  Батарейный монитор Sterling Power PMP1
Максимальный измеряемое напряжение, В 70 199
Максимальный измеряемый ток, А 500 199
Шунт 500А/50мВ 200А/100мВ
Количество подключаемых аккумуляторных батарей 3 4
Измерение напряжения аккумуляторов, шт 3 4
Измерение тока аккумуляторов, шт 1 4
Измерение заряженности аккумуляторов, шт 1 1
Реле Высокое и низкое напряжение, высокий ток, низкий заряд аккумулятора
Подключение Отрицательный проводник Положительный или отрицательный проводник

 

Современные кулонометры учитывают саморазряд из-за старения аккумулятора и изменения окружающей температуры. Однако некоторым моделям требуется периодическая калибровка для того чтобы «цифровой аккумулятор» в их памяти совпадал с реальным «химическим аккумулятором».

Калибровку исключают с помощью алгоритма «обучения», подсчитывающего сколько энергии аккумулятор отдал за предыдущий цикл разряда. Другие устройства дополнительно контролируют время зарядки, поскольку считается, что потерявший емкость аккумулятор зарядится быстрее, чем хороший.

Импедансная спектроскопия

Импедансная спектроскопия – еще один способ определить заряженность аккумуляторной батареи. Это технология не нова, но до последнего времени ее развитие сдерживалось размерами устройств и их высокой стоимостью.

Сущность метода состоит в следующем. Тестер сканирует аккумулятор электрическим сигналом малой амплитуды частотой 20 — 2000 Гц. Полученный отклик измеряется и обрабатывается процессором, который составляет «портрет» аккумуляторной батареи.  Зависимость электрохимического импеданса аккумулятора от частоты сигнала позволяет исследовать различные свойства аккумулятора и выдавать данные о его емкости, токе холодного пуска и состоянии заряда в течении 15 секунд

Импедансная спектроскопия подходит для работы с аккумуляторами под постоянной нагрузкой в несколько десятков ампер. Поляризационное напряжения и поверхностный заряд в этом случае не влияют на показания прибора, поскольку состояние заряда аккумулятора измеряется независимо от напряжения. Метод  помогает отличить нормальный аккумулятор с низким уровнем заряда от аккумулятора с дефектом.

С помощью импедансной спектроскопии определяют заряженность новых аккумуляторов с хорошо известной постоянной емкостью. Измерения можно проводить под нагрузкой, но заряжать аккумулятор во время теста нельзя.

 

Измерить степень заряженности

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
Опубликовано 16.09.2016 13:03
Автор:
Abramova Olesya

По напряжению

Измерение степени заряженности по напряжению является простым, но, может быть, неточным, поскольку на само напряжение могут влиять материалы, из которых сделан аккумулятор, и температура окружающей среды. Наиболее вопиющая ситуация связана с измерениями, основанными на напряжении. Она возникает в тот момент, когда аккумулятор находится под воздействием разрядных или зарядных процессов. В результате этого внутреннее состояние аккумулятора нестабильно, и напряжение уже не может служить надежным индикатором. Для того, чтобы получить точные измерения, аккумулятор должен отстояться будучи отсоединенным от электрической цепи по крайней мере в течение четырех часов, а для свинцово-кислотной электрохимической системы производители и вовсе рекомендуют 24 часа покоя. Данная особенность делает метод, основанный на напряжении, непрактичным для аккумуляторов, которые активно эксплуатируются.

Каждая электрохимическая система имеет свои уникальные разрядные характеристики. В то время как измерение степени заряженности, основанное на напряжении, хорошо работает для “отдохнувших” свинцово-кислотных аккумуляторов, особенности поведения напряжения у никелевых и литиевых аккумуляторов делают использование этого метода непрактичным.

Кривая разрядного напряжения у Li-марганцевых, Li-фосфатных и NMC аккумуляторов очень плоская, и 80 процентов накопленной энергии отдается при стабильном напряжении. И если такая особенность является весьма желательной в разрезе эксплуатационных характеристик, то определение степени заряженности исходя из напряжения становится сложной задачей, поскольку возможно определить лишь состояние высокой и низкой степени заряженности, а все что между ними – не может быть оценено точно. На рисунке 1 показана плоская кривая разрядного напряжения Li-фосфатного (LiFePO4) аккумулятора.

Как измерить степень заряженности аккумуляторной батареи

Рисунок 1: Разрядное напряжение литий-фосфат-железного аккумулятора. LiFePO4 имеет очень плоскую кривую разрядного напряжения, что делает оценку степени заряженности исходя из напряжения весьма затруднительной.

Свинцово-кислотные аккумуляторы могут комплектоваться пластинами разного состава, что необходимо учитывать при определении степени заряженности исходя из напряжения. Кальций, добавление которого снижает потребность аккумулятора в периодическом обслуживании, повышает напряжение на 5-8 процентов. Кроме того, тепло увеличивает напряжение, а холод, соответственно, уменьшает. Поверхностный заряд [BU-804c] мешает корректному определению степени заряженности, приводя к повышенному напряжению сразу после зарядки, но противодействием данному эффекту может служить кратковременная разрядка перед измерениями. И, наконец, AGM аккумулятор [BU-201a] имеет немного более высокое напряжение в сравнении с затопленным эквивалентом.

Так как степень заряженности должна измеряться при разомкнутой цепи, напряжение аккумулятора должно быть “плавающим”, то есть без подключенной нагрузки. И в случае, если это аккумулятор современного транспортного средства, следует понимать, что когда он подключен к автомобилю (даже если тот заглушен), наверняка присутствуют паразитарные нагрузки, приводя к квази-замкнутому состоянию электрической цепи.

Несмотря на недостаточную точность, большинство измерений степени заряженности полагаются частично или полностью на напряжение из-за простоты. Методы, ориентированные на напряжение, популярны в таких агрегатах как электрические инвалидные коляски, электроскутеры и гольфкары. Некоторые инновационные BMS (от англ. Battery Management System — Система управления электрическими батареями) используют периоды отдыха для корректировки показаний степени заряженности как часть интеллектуальной функции.

Ареометр

Ареометр предлагает альтернативный метод измерения степени заряженности для свинцово-кислотной электрохимической системы. Смысл метода состоит в том, что когда аккумулятор заряжается, объем серной кислоты становится больше, в результате чего удельная плотность электролита увеличивается. При разрядке же, количество кислоты уменьшается из-за образования на пластинах сульфата свинца, доля воды в электролите повышается и, как следствие, его удельная плотность становится ниже. В таблице 2 приведены стандартные характеристики стартерных аккумуляторов.








Приблизительная степень заряженности Средняя удельная плотность Напряжение разомкнутой цепи

2V

6V

8V

12V

100%

1,265

2,10

6,32

8,43

12,65

75%

1,225

2,08

6,22

8,30

12,45

50%

1,190

2,04

6,12

8,16

12,24

25%

1,155

2,01

6,03

8,04

12,06

0%

1,120

1,98

5,92

7,72

11,89

Таблица 2: Стандарты BCI (от англ. Battery Council International — Международный совет по электрическим батареям) для оценки степени заряженности стартерных аккумуляторов с добавлением сурьмы. Показания снимаются при температуре 26°С после 24 часов покоя.

В то время как по стандартам BCI удельная плотность полностью заряженного стартерного аккумулятора равна 1,265, производители часто могут установить ее на уровне 1,280 и выше. Увеличение удельной плотности зависит степень заряженности исследуемого аккумулятора исходя из вышеприведенной таблицы, но хотя этот шаг и улучшит характеристики, срок службы аккумулятора сократится из-за повышенной коррозионной активности.

Помимо степени заряженности и количества кислоты, на удельную плотность также может влиять низкий уровень воды в электролите. Когда вода в процессе эксплуатации или хранения испаряется, показатель удельной плотности возрастает из-за повышения концентрации серной кислоты. Также возможна ситуация, когда воды в электролите слишком много, что, соответственно, снижает удельную плотность. При добавлении воды, дайте время для ее равномерного растворения, только после этого измерения с помощью ареометра будут корректны.

Значение удельной плотности варьируется в зависимости от сферы применения аккумуляторов. Глубокоразрядные аккумуляторы используют электролит с повышенной удельной плотностью — до 1,330, что позволяет получить максимальную удельную энергоемкость; авиационные аккумуляторы имеют удельную плотность на уровне 1,285; стартерные — 1,265; а стационарные — 1,225. Более низкая удельная плотность уменьшает коррозию и продлевает срок службы, но в то же время удельная энергоемкость и емкость уменьшаются.

Ничто в мире электрических батарей не является абсолютом. Удельная плотность полностью заряженных глубокоразрядных аккумуляторов одной и той же модели может варьироваться от 1,270 до 1,305, а их же, но полностью разряженных — от 1,097 до 1,201. Температура является еще одним фактором, который влияет на этот параметр. Чем ниже температура, тем выше плотность электролита. В таблице 3 иллюстрирована удельная плотность глубокоразрядных аккумуляторов при различных температурах.







Температура электролита Удельная плотность при полном заряде
40 1,266
30 1,273
20 1,280
10 1,287
0 1,294

Таблица 3: Зависимость удельной плотности и температуры для глубокоразрядных аккумуляторов. Холодная температура обеспечивает более высокий показатель удельной плотности.

Неточности в показаниях удельной плотности может внести стратификация, приводящая к уменьшению концентрации кислоты в верхней части аккумулятора и повышению в нижней. (Смотрите BU-804c: Кислотная стратификация и поверхностный заряд). Высокая концентрация кислоты искусственно завышает напряжение разомкнутой цепи, что обманет метод как использующий напряжение, так и основанный на удельной плотности. Электролиту необходимо дать время для стабилизации после зарядки или разрядки, прежде чем измерять его удельную плотность.

Кулоновский подсчет

Ноутбуки, медицинское оборудование и другие портативные устройства используют кулоновский подсчет для оценки степени заряженности путем измерения протекающего из аккумулятора тока. Заряд в один кулон в секунду соответствует силе тока в один ампер (1А), и это термин, который часто используется как в разрезе зарядных, так и разрядных процессов. Само название “кулон” происходит от фамилии французского ученого Шарля Огустена де Кулона (1736-1806), известного разработкой одноименного закона.

Хотя этот метод и является элегантным решением сложной проблемы, потери уменьшают суммарное количество поставляемой энергии, и ее количество доступное в конце всегда будет меньше чем было отправлено. Несмотря на этот факт, кулоновский подсчет работает неплохо, особенно с литий-ионной электрохимической системой, обеспечивая высокую кулоновскую эффективность и низкий саморазряд. Метод улучшается, беря в учет такие нюансы как возраст аккумулятора или вызванный температурой саморазряд, но в то же время ему необходима периодическая калибровка.

Но и проблема калибровки была решена, современные индикаторы заряда используют интеллектуальную функцию, которая оценивает, сколько энергии было предоставлено аккумулятором во время предыдущего разряда. Некоторые системы также учитывают время зарядки, так как изношенный аккумулятор заряжается быстрее нормального.

Создатели продвинутых систем мониторинга аккумуляторных батарей заявляют о высочайшей точности, но в реальности все не на так радужно. Бывают случаи, когда смартфон показывает 100 процентную зарядку, а в самом деле заряжен на 90. Электромобили также не лишены подобных проблем с кулоновским подсчетом — сообщается о случаях, когда заряд аккумулятора такого транспортного средства исчерпывался, хотя индикатор сигнализировал об еще имеющихся 25 процентах.

Импедансная спектроскопия

Степень заряженности также может быть оценена с помощью импедансной спектроскопии, путем использования технологии комплексного моделирования Spectro™. Данный метод устойчив к воздействию паразитарных нагрузок вплоть до 30А. Перенапряжение и поверхностный заряд также не влияют на измерения, так как степень заряженности оценивается независимо от напряжения. Эти преимущества позволяют стать методу импедансной спектроскопии предпочтительным для использования в автомобильной сфере, где аккумуляторы обычно разряжены в разной степени, и им уже не нужна будет предварительная калибровка. Также это метод может быть использован для больших стационарных систем, которые постоянно находятся под воздействием зарядных или разрядных процессов.

Независимое от напряжения, измерение степени заряженности наилучшим образом оптимизировано для док-станций и демонстрационных стендов. Дистанционное открытие двери автомобиля приводит к паразитарной нагрузке в 20А, что вносит определенную сумятицу в аккумулятор и фальсифицирует базирующиеся на напряжении измерения степени заряженности. Метод же Spectro™ позволит отличить просто разряженный аккумулятор от экземпляра с реальным дефектом.

Измерения степени заряженности с помощью импедансной спектроскопии ограничены новыми аккумуляторами с известной хорошей емкостью. Емкость должна быть стабильной и иметь не изменяющееся значение. В то время как снятие показаний допустимо при подключенной постоянной нагрузке, во время процесса зарядки это тестирование проводить нельзя.

На рисунке 4 показаны результаты тестирования методом импедансной спектроскопии после отсоединения от аккумулятора паразитарной нагрузки в 50А. Как и следовало ожидать, после этого напряжение на клеммах возросло, но показания Spectro™ остаются стабильными. Устойчивость получаемых значений степени заряженности также присутствует и сразу после процесса зарядки, когда напряжение повышено из-за электрохимической поляризации электродов.

Как измерить степень заряженности аккумуляторной батареи

Рисунок 4: Зависимость напряжения и точности измерений с помощью импедансной спектроскопии сразу после отсоединения нагрузки. В аккумуляторе происходят процессы восстановления после отключения нагрузки. Результаты, полученные с помощью метода Spectro™, остаются стабильными и при повышенном напряжении.

Последнее обновление 2016-05-27

Заряд аккумулятора

Алгоритм заряда

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы:

    SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или
    VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд.

    EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности.

    AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе.

    GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда.

Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации.
Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде — разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда.

Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии:

    — SLA\VRLA максимальный ток 0.1С, напряжение 14,2 … 14,5В

    — AGM максимальный ток 0.2С, напряжение 14,6 … 14,8В

    — GEL максимальный ток 0.2С, напряжение 14,1 … 14,4В

Значения приведены усредненные по рекомендациям различных производителей аккумуляторов. Конкретные значения необходимо уточнить у производителя.

Определение степени заряженности аккумулятора

Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ).

НРЦ — это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице.

(у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных)
Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд.

Алгоритмы заряда аккумуляторов

Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение).

Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке.

Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В.

Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов

Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов.

Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора.

Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05…0.1C при напряжении 15.6…16.4В.
Заряд проводиться в течении 2…6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов.

Определение емкости аккумулятора

В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить.
Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1….5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор.

Контрольно-тренировочный цикл

Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01…0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена.

Какое напряжение у заряженного гелевого аккумулятора? © Солнечные.RU


Какое напряжение у полностью заряженного гелевого / agm аккумулятора?


Напряжение полностью заряженного AGM или гелевого аккумулятора составляет 13,0 Вольт.


Перед проверкой напряжения следует отключить всё от плюсовой клеммы АКБ и подождать 10 минут.


 


Таблица и график зависимости напряжения гелевого аккумулятора от степени разряда.


Для проверки уровня заряда по напряжению следует отключить всё от плюса аккумуляторной батареи и подождать 10 минут перед проведением измерения напряжения.


В следующей таблице приведена примерная зависимость напряжения холостого хода гелевого аккумулятора от степени его разряда.














Напряжение гелевой / AGM АКБ, Вольт

Уровень заряда

Степень разряда

13,0

100%

0%

12,8

90%

10%

12,6

80%

20%

12,4

70%

30%

12,2

60%

40%

12,0

50%

50%

11,8

40%

60%

11,5

30%

70%

11,2

20%

80%

10,9

10%

90%

10,5

0%

100%


Для точной оценки степени разряда следует применять мониторы АКБ.


На следующем графике приведена реальная разрядная характеристика гелевой аккумуляторной батареи емкостью 200 А*час. Разряд производился постоянной мощностью 1300 Ватт (ток разряда плавно увеличивался со 110 до 130 Ампер по мере падения напряжения).


Разрядная характеристика гелевого аккумулятора 200 А*час. Разряд постоянной мощностью 1300 Вт.


Как видно из этого графика, в начале, при подключении мощной нагрузки напряжение падает на 1 Вольт (при токе разряда 110 Ампер), а в конце, при отключении нагрузки напряжение растет примерно на 2 Вольта. Эти изменения напряжения связаны с падением напряжения на внутреннем сопротивлении АКБ, соединительных проводах и предохранителе, возникающем при подключении нагрузки. По этой причине невозможно только по напряжению точно оценить степень разряда АКБ, к которой подключена нагрузка.


 


Какое напряжение у полностью разряженного гелевого / agm аккумулятора?


Напряжение полностью разряженного AGM или гелевого аккумулятора составляет 10,5 Вольт.


Перед проверкой напряжения следует отключить всё от плюсовой клеммы АКБ и подождать 10 минут.


Не рекомендуется оставлять свинцово-кислотную АКБ любого типа в разряженном состоянии. Для продления срока службы желательно производить зарядку сразу после полного или частичного разряда.


 


Смотрите также:


 

График заряда аккумулятора

| Напряжение и удельный вес батареи 12 В

12-volt-battery-voltage

«Состояние заряда» (SOC) батареи — это показатель оставшейся энергии (в процентах). Это похоже на указатель уровня топлива. Измерение и знание SOC батареи или батарейного блока полезно при использовании альтернативной энергии или в любой другой ситуации, когда вам необходимо знать ее состояние.

Есть несколько способов определить SOC батареи.

1. Измерьте химический состав батареи (удельный вес) ареометром (точный метод).

2. Измерьте его напряжение вольтметром при разомкнутой цепи, без нагрузки (общее приближение).

3. Отслеживайте ток, протекающий в батарее и выходящий из нее, с помощью «шунта» и соответствующей измерительной цепи (общей для альтернативных энергосистем).

((Аккумуляторный ареометр))
Посмотреть самый популярный ареометр на AMZN

Я составил следующую диаграмму состояния заряда батареи, которая показывает степень заряда (в процентах) в зависимости от напряжения или удельного веса батареи.Напряжения и удельный вес указаны для батарей на 6 или 12 вольт и батарей на 24 и 48 вольт.

Таблица представлена ​​ниже. Но сначала несколько важных замечаний и оговорок…

Как я сделал диаграмму состояния заряда аккумулятора

Как я определил значения напряжения:

Я исследовал как можно больше производителей аккумуляторов в отношении их собственных опубликованных данных SOC. Некоторые немного отличались друг от друга в отношении значений SOC.Однако я усреднил их всех вместе, чтобы получить диаграмму, которая представляет то, что я считаю хорошим ОБЩИМ показателем.

Измерения напряжения батареи приблизительные

Примечание: Измерения напряжения являются приблизительными для определения SOC. Измерение напряжения аккумулятора — НЕ самый точный способ сделать это (необходимо учитывать переменные). Но хорошее обобщение. Более точный метод — измерить удельный вес каждой ячейки в батарее.Однако для многих батарей это сложно или невозможно (например, батареи AGM). Многие (большинство) альтернативных энергосистем включают шунт постоянного тока, который отслеживает SOC, отслеживая ток, протекающий в батарею или батарею и выходящий из нее, что является очень точным способом отслеживания состояния заряда.

Измерение в состоянии покоя «Обрыв цепи»

Примечание: Для большей точности при измерении напряжения батареи батарея должна быть в состоянии «разомкнутой цепи» (в состоянии покоя или в состоянии покоя).Это означает, что аккумулятор НЕ должен находиться под нагрузкой и НЕ должен заряжаться. Чтобы быть в некоторой степени точным, аккумулятор должен быть в таком состоянии в течение часа или двух, прежде чем проводить измерение, а для более точного измерения вы должны подождать от 6 до 24 часов.

Зависимость напряжения аккумулятора от температуры

Примечание: Напряжение батареи зависит от температуры. Фактически, хорошие зарядные системы (альтернативные энергосистемы) имеют встроенную температурную компенсацию. Данные о напряжении в таблице ниже указаны производителем.листовые листы (близость к комнатной температуре).

Наконечник для ареометра

Примечание: При измерении удельного веса (залитые / мокрые батареи глубокого цикла) при отборе пробы из батареи сначала заполните и слейте воду из ареометра несколько раз, прежде чем останавливаться после измерения.

Держите уровень заряда выше 50%

Примечание: Для увеличения срока службы батарейки должны оставаться в зеленой зоне (40% или более SOC). Случайные переходы в желтый цвет могут не причинить вреда, но постоянные разряды до такого уровня значительно сократят срок службы батареи.Вообще говоря, чем меньше вы разряжаете аккумулятор перед подзарядкой, тем дольше он прослужит. Большинство систем, работающих на альтернативных источниках энергии, рассчитаны на поддержание уровня заряда батарей не менее 50%.

Это НЕ напряжение зарядки

Примечание: 100% напряжение НЕ является рекомендуемым зарядным напряжением (оно будет выше и многоступенчатым). См. Рекомендации производителя аккумулятора относительно зарядки.

«Умное» зарядное устройство на 12 В с очень высоким рейтингом:
((Самое популярное зарядное устройство на amzn))

ТАБЛИЦА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА

Напряжение холостого хода или удельный вес на элемент

battery-state-of-charge

Загрузить полноразмерный PDF (состояние заряда аккумулятора)

Если вы точно знаете свой аккумулятор, вы можете найти соответствующую информацию о напряжении на их веб-сайте.Но диаграмма выше дает общее представление о состоянии заряда.

(Эта статья была обновлена ​​с момента ее первоначальной публикации)

.

уровень заряда аккумулятора — это … Что такое уровень заряда аккумулятора?

  • Состояние заряда — (SOC) является эквивалентом указателя уровня топлива для аккумуляторного блока в аккумуляторном электромобиле (BEV), гибридном автомобиле (HEV) или гибридном электромобиле (PHEV). Единицами SOC являются процентные точки (0% = пусто; 100% = полно). Определение SOC SOC…… Wikipedia

  • индикатор состояния аккумулятора — См. Индикатор заряда аккумулятора… Словарь автомобильных терминов

  • состояние заряда — См. Заряд аккумулятора… Словарь автомобильных терминов

  • Состояние заряда — (SOC) Доступная оставшаяся емкость аккумулятора, выраженная в процентах от номинальной емкости.Глоссарий по солнечной энергетике… Энергетические термины

  • Батарея (электричество) — Чтобы узнать о других значениях, см. Батарея (значения). Различные элементы и батареи (вверху слева направо внизу): два AA, один D, один портативный радиолюбительский аккумулятор, два 9-вольтовых (PP3), два AAA, один C, один… Wikipedia

  • Разрядка — или EV режим относится к режиму работы транспортного средства, который зависит от энергии от аккумуляторной батареи. Аккумуляторные электромобили работают только в этом режиме.Большинство подключаемых гибридов работают в режиме истощения заряда при запуске и переключаются на заряд…… Wikipedia

  • Поддержание заряда — это режим работы, используемый для управления аккумуляторными блоками в обычных гибридных транспортных средствах. Состояние заряда (SOC) будет меняться в зависимости от условий движения, но целевое значение SOC обычно составляет от 50 до 60 процентов. Модели разряда состоят из множества…… Wikipedia

  • Зарядное устройство для аккумуляторов — Это устройство заряжает аккумуляторы до тех пор, пока они не достигнут определенного напряжения, а затем заряжает аккумуляторы тонкой струйкой, пока не будет отсоединено… Wikipedia

  • Система управления батареями — Система управления батареями (BMS) — это любое электронное устройство, которое управляет перезаряжаемой батареей (элементом или батарейным блоком), например, путем мониторинга ее состояния, вычисления вторичных данных, передачи этих данных, защиты, управления его окружение,…… Википедия

  • Батарейный блок — Батарейный блок — это набор из любого количества (предпочтительно) идентичных батарей или отдельных батарейных элементов.Они могут быть сконфигурированы последовательно, параллельно или в сочетании того и другого для обеспечения желаемого напряжения, емкости или плотности мощности. Термин «батарея»…… Википедия

  • плата — 1 существительное 1 ЦЕНА (C, U) сумма денег, которую вы должны заплатить за товары или услуги: Плата за газ вырастет в июле. (+ за): При покупке костюма никакие изменения не взимаются. | бесплатно (= бесплатно): Ваш заказ будет доставлен…… Словарь современного английского языка Longman

  • .

    Батареи — Измерение уровня заряда




    • Все продукты
      • ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТОВАРЫ

      • Панели солнечных батарей.
      • Солнечные энергетические системы.
        • Системы солнечной энергии с резервным аккумулятором.
        • Автономные домашние солнечные энергосистемы.
        • Автономные кабельные солнечные энергосистемы.
        • Сетевые солнечные энергосистемы.
        • Системы солнечной энергии для маленьких домов.
      • Солнечные продукты в Пуэрто-Рико.
        • PR — Controladores de Carga.
        • PR — Baterias de Ciclo Profundo.
        • PR — Cajas de Breakers y E-Panels.
        • PR — Кабели и кабель для PV.
        • PR — Accesorios para Inversores.
        • PR — Обратные.
        • PR — Montaje para Placas Solares.
      • Контроллеры заряда.
        • Контроллеры заряда от солнечных батарей.
          • Контроллеры заряда солнечных батарей MPPT.
          • Контроллеры заряда от солнечных батарей с ШИМ.
          • Зарядные устройства для электромобилей и тележек для гольфа.
        • Контроллеры солнечного освещения.
        • Зарядные устройства переменного тока.
          • Принадлежности для зарядных устройств переменного тока.
        • Контроллеры самосвалов и самосвалов.
          • Контроллеры отвода (сброса) нагрузки.
          • Контроллеры отводящей нагрузки с выпрямителями.
          • Диверсионные / Самосвальные грузы.
        • Датчики температуры.
      • Инверторы.
        • Автономные инверторы.
          • от 100 до 999 Вт.
          • от 1000 до 1999 Вт.
          • от 2000 до 2999 Вт.
          • от 3000 до 7000 Вт.
        • Сетевые инверторы.
          • Сетевые инверторы мощностью от 1500 Вт до 4000 Вт.
          • Сетевые инверторы мощностью от 5000 Вт до 7700 Вт.
          • 8кВт + и инверторы для коммерческих сетей.
        • Микроинверторы.
        • Гибридные инверторы

        • .
        • Морские инверторы.
        • Принадлежности для инверторов.
          • Принадлежности для энфазных инверторов.
          • Принадлежности для инверторов Fronius.
          • Принадлежности для инверторов

          • Magnum.
          • Аксессуары для инверторов Outback.
            • Переключатели байпаса инвертора.
          • Принадлежности для инверторов Samlex.
          • Принадлежности для инверторов

          • SMA.
          • Аксессуары для инверторов Solectria.
          • Принадлежности для инверторов Xantrex.
          • Принадлежности для инверторов ABB (Power One).
          • Пульт дистанционного управления.
          • Принадлежности для инверторов Schneider Electric.
          • Принадлежности для инверторов Sol-Ark.
          • Аксессуары для инверторов SolarEdge.
          • Комплекты для штабелирования.
      • Батареи глубокого разряда.
        • Литиевые батареи.
        • Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *