ВинРадиоФорум - первый радиолюбительский портал Винничины      VinRadioForum - the first radioamateur portal of the Vinnitsa region

ВинРадиоФорум

Объявление

Винницкий телеграфЪ

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » ВинРадиоФорум » Конструирование » Как заряжать аккумуляторы


Как заряжать аккумуляторы

Сообщений 1 страница 10 из 10

1

Важнейшим условием успешной работы любой аккумуляторной батареи является ее правильная зарядка, которая зависит от грамотного выбора зарядного устройства (ЗУ) и его использования Выбор зарядного устройства влияет на производительность и срок службы аккумуляторных батарей, хотя пользователь не всегда может это сделать

Наиболее распространенные типы зарядных устройств:
ускоренные ЗУ 1–3-часовые;
медленные ЗУ 14–16-часовые (иногда 24-часовые);
кондиционирующие ЗУ

Не всякий тип аккумуляторной батареи можно заряжать в ускоренном зарядном устройстве; так, например, свинцово-кислотный аккумулятор не сможет зарядиться так быстро, как никелево-кадмиевый
Если Ni-Cd аккумулятор заряжать током в 1 С (100% током от номинальной емкости в течение часа), то типичная эффективность заряда по емкости будет составлять 0,91 (для идеального аккумулятора будет – 1) Для 100%-ного заряда следует заряжать 66 минут На медленном заряде в 0,1 С (10%-ным током от номинальной емкости в течение 10 часов) эффективность заряда по емкости составит 0,71
Причиной низкой эффективности заряда является то, что часть энергии заряда, поглощенного батареей, расходуется через рассеяние в тепло Поэтому в медленном ЗУ (ток равен 0,1 С, т е 10% от номинальной емкости – см оценку емкости) аккумулятор рекомендуют заряжать в течение 14–16 часов (не следует воспринимать это как заряд на 140%!), а не в течение 10 часов
На правильность зарядки может влиять как сам пользователь, так и собственно принцип работы того или иного зарядного устройства
В зависимости от типа аккумуляторной батареи, ее конструкции, времени заряда и т д , существуют различные принципы работы зарядных устройств
Принципы работы зарядных устройств

Важным моментом для большинства зарядных устройств является определение окончания заряда Обычно медленные зарядные устройства (для Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторов ток зарядки равен 10% от номинальной емкости аккумулятора) не определяют окончание заряда, поскольку при малом зарядном токе более длительное нахождение аккумулятора в ЗУ, скажем, на 1–2 часа, не приводит к критическим последствиям
Определение окончания заряда исключительно важно в ускоренных зарядных устройствах, так как более длительный заряд аккумулятора на больших токах и соответственно повышение температуры опасны для аккумуляторной батареи
В некоторых дешевых зарядных устройствах определение окончания заряда производится по принципу достижения конкретного абсолютного значения напряжения на аккумуляторной батарее Однако трудность правильной оценки степени заряда аккумулятора в этом случае объясняется тем, что напряжение батареи изменяется при повторном циклировании и может варьироваться в зависимости от температуры и скорости заряда В некоторых зарядных устройствах реализован принцип отсчитывания конкретного времени заряда с помощью таймера, с последующим прекращением подачи зарядного тока на аккумулятор
Недостаток данного метода состоит в том, что пользователь, забыв уже о заряженной батарее, может снова установить ее в данное зарядное устройство, которое в свою очередь «добросовестно», в строго отсчитанное таймером время, на этот раз отдаст батарее еще одну порцию зарядного тока, в результате чего «жизнь» аккумуляторной батареи сократится
Сложные зарядные устройства имеют микроконтроллер, с помощью которого осуществляется более точное обнаружение окончания заряда, используя несколько методов – контролируются напряжение батареи, ток, температура или другие переменные значения Например, на Ni-Cd элементе по мере заряда напряжение повышается, а затем, в конце процесса заряда, подъем температуры, обусловленный избыточным зарядом, вызывает некоторое снижение напряжения на элементе
Исследование этой характеристики позволило разработать систему быстрого контролируемого заряда Такой признак, как снижение в напряжении, называют отрицательной дельтой напряжения Negative Delta V (NDV)
NDV – рекомендуемый метод обнаружения полного заряда для открытого ведения контроля Ni-Cd зарядных устройств и анализаторов, которые обслуживают батареи, не имеющие внутреннего термоэлемента (в некоторых Ni–Cd и Ni-MH современных аккумуляторных батареях для обнаружения полного заряда используется внутренний термоэлемент)
Более совершенные зарядные устройства, использующие NDV-метод, включают в себя и другие методы завершения заряда для более точного определения полного заряда В более сложных зарядных устройствах имеется еще и датчик внешней температуры, поскольку ее влияние на заряд аккумуляторов играет очень большую роль, так как не все типы аккумуляторных батарей могут заряжаться при низких или при очень высоких температурах Так, например, эффективность заряда Ni-Cd аккумуляторной батареи в более высоких температурах очень низкая (аккумулятор сможет принять не более 70% емкости при температуре окружающей среды +45°С)
Метод импульсного заряда, который обязательно применяется в кондиционирующих ЗУ и анализаторах аккумуляторных батарей, наиболее подходит для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторных батарей Суть метода заключается в том, что аккумулятор в течение определенных периодов времени получает заряд и разряд короткими импульсами Активность такого метода очень высока, так как разрядные импульсы тока ми нимизируют формирование нежелательных пузырей, кристаллов на пластине Ni-Cd и Ni-MH аккумулятора, что в свою очередь минимизирует эффект памяти и увеличивает срок службы аккумуляторной батареи
Выбор типа зарядных устройств

Приобретать рекомендованные производителем Каждая фирма-производитель имеет свои технологии производства и соответственно свои особенности эксплуатации зарядных устройств Использовать ускоренное ЗУ предпочтительнее в том случае, если время заряда аккумулятора более критично Ускоренное ЗУ дороже обычного и несколько сокращает время действия аккумулятора
Найти компромисс между жизнью и временем заряда аккумулятора предоставляем пользователю
Предпочтение кондиционирующих зарядных устройств заключается в том, что, постоянно заряжая Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторы в этих ЗУ, можно заметно увеличить срок жизни аккумуляторов (не забывая о правилах эксплуатации аккумуляторов!)

Словарь терминов

Внутреннее сопротивление – характеризует способность (нагрузочную) аккумуляторной батареи удерживать номинальное напряжение при большом разрядном (отдаваемом) токе
Глубина разряда – отношение разрядной емкости к номинальной емкости батареи
Емкость (С) – энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч) Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении
Номинальная емкость – номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях Например, емкость свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления измеряется, как правило, в условиях 20-часового разряда батареи, в то время как емкости других типов батарей с более высокими скоростями разряда определяются при 10-часовом разряде
Номинальное напряжение – номинальное значение напряжения батареи Номинальное напряжение свинцово-кислотных батарей составляет 2 В на элемент, никелево-кадмиевых и никелево- металлогидридных – 1,2 В на элемент, для литиево-ионных – около 3,6 В в зависимости от химического состава
Саморазряд – потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока
Срок службы батареи – наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов «заряд-разряд»
Срок хранения – максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки
Удельная емкость элемента по массе – отношение разрядной емкости к полной массе (Вт·ч/кг, ватт- часы на килограмм)
Удельная емкость элемента по объему – отношение разрядной емкости к полному объему (Вт*ч/ кубический метр, дюйм или литр)
Циклическое применение – использование батареи с попеременным чередованием зарядки и разрядки Заряд аккумуляторной батареи с последующим разрядом называется циклом
Электролиты – вещества, растворы которых проводят электрический ток
Элемент – составная часть аккумуляторной батареи

+1

2

Master спасибо за полезную информацию!

0

3

Эт точно. Целая наука. Спс за пост

0

4

може в кого є інфо по зарядці Li-ion і Li-pol акамуляторів???

0

5

makey написал(а):

може в кого є інфо по зарядці Li-ion і Li-pol акамуляторів???

Метод заряда литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов

Для заряда Li-ion аккумуляторов используется метод "постоянное напряжение / постоянный ток", суть которого заключается в ограничении напряжения на аккумуляторе. В этом он подобен методу заряда свинцово-кислотных аккумуляторов (SLA). Основные отличия заключаются в том, что для Li-ion аккумуляторов - выше напряжение на элемент (номинальное напряжение элемента 3.6 В против 2 В для SLA), более жесткий допуск на это напряжение (+ - 0.05 В) и отсутствие медленного подзаряда по окончании полного заряда.

Для примера приведем требования и рекомендации по заряду и разряду литий-ионных аккумуляторов фирмы Panasonic [1]:
максимальное напряжение заряда 4.2 или 4.1 вольта в зависимости от модели аккумулятора;
напряжение окончания разряда 3.0 вольта;
рекомендуемый ток заряда 0.7 С, ток разряда (нагрузки) - 1 С и меньше;
если напряжение на аккумуляторе менее 2.9 вольта, то рекомендуемый ток заряда 0.1 С;
глубокий разряд может привести к повреждению аккумулятора (т.е. должно соблюдаться общее правило - Li-ion аккумуляторы любят скорее находиться в заряженном состоянии, чем в разряженном, и заряжать их можно в любое время, не дожидаясь разряда);
по мере приближения напряжения на аккумуляторе к максимальному значению, ток заряда уменьшается. Окончание разряда должно происходить при уменьшении тока заряда до (0.1 … 0.07) С в зависимости от модели аккумулятора. После окончания заряда ток заряда прекращается полностью.
диапазон температур при заряде от 0 до 45 градусов Цельсия, при разряде от минус 10 до 60 градусов Цельсия.

Приведенные выше данные могут отличаться в ту или иную сторону для аккумуляторов других производителей.

В то время как для SLA аккумуляторов допустима некоторая гибкость в установке значения напряжения прекращения заряда, для Li-ion аккумуляторов изготовители очень строго подходят к выбору этого напряжения. Порог напряжения прекращения заряда для Li-ion аккумуляторов 4.10 В или 4.20 В, допуск на установку для обоих типов + - 0.05 В на элемент. Для вновь разрабатываемых Li-ion аккумуляторов, вероятно, будут определены другие значения этого напряжения. Следовательно, зарядные устройства для них должны быть адаптированы к требуемому напряжению заряда.

Более высокое значение порога напряжения обеспечивает и большее значение емкости, поэтому в интересах изготовителя выбрать максимально возможный порог напряжения без нарушения безопасности. Однако на величину этого порога влияет температура аккумулятора, и его устанавливают достаточно низким для того, чтобы допустить повышенную температуру при заряде.

В зарядных устройствах и анализаторах аккумуляторов, которые позволяют изменять значение этого порога напряжения, его правильная установка должна соблюдаться при обслуживании любых аккумуляторов Li-ion типа. Однако большинство изготовителей не обозначают тип Li-ion аккумулятора и напряжения окончания заряда. И, если напряжение установлено неправильно, то аккумулятор с более высоким напряжением выдаст более низкое значение емкости, а аккумулятор с более низким - будет немного перезаряжен. При умеренной температуре повреждения аккумуляторов не происходит.

Именно в этом, как правило, и заключается причина того, что аккумулятор, заряженный, например, в "родном" телефоне, работает меньшее или большее время, чем этот же аккумулятор, заряженный в настольном зарядном устройстве неизвестного производителя.

Повышение температуры аккумулятора при заряде незначительно (от 2 до 8 градусов в зависимости от типа и производителя)

Вмешательство потребителя в любое Li-ion зарядное устройство не рекомендуется.

Медленный подзаряд по окончании заряда, характерный для аккумуляторов на основе никеля, не применяется, потому что Li-ion аккумулятор не терпит перезаряда. Медленный заряд может вызвать металлизацию лития и привести к разрушению элемента. Вместо этого время от времени для компенсации маленького саморазряда аккумулятора из-за небольшого тока потребления устройством защиты может применяться кратковременный заряд.

Li-ion аккумуляторы содержат несколько встроенных устройств защиты: плавкий предохранитель, термопредохранитель и внутреннюю схему управления, которая отключает аккумулятор в нижней и верхней точках напряжения разряда и заряда.

Меры предосторожности: Никогда не пытайтесь заряжать литиевые батарейки! Попытка зарядить эти аккумуляторы может вызывать взрыв и воспламенение, которые распространяют ядовитые вещества и могут причинить повреждения оборудованию.

Меры безопасности: В случае разрушения литий-ионного аккумулятора, утечки электролита и попадания его на кожу или глаза, немедленно промойте эти места проточной водой. Если электролит попал в глаза, промойте их проточной водой в течение 15 минут и обратитесь к врачу.

Подробнее о заряде аккумов можно посмотреть здесь: http://www.ixbt.com/mobile/battery-charge.html

А также по ссылкам:

http://www.panasonic.com/ (затем выбрать "Industrial Components", потом "Batteries: OEM & Industrial", далее "OEM" и "Nickel Cadmium" "Nickel Metal Hydride" "Lithium Ion") подробнейшие сведения о NiCd, NiMH и Li-ion аккумуляторах, производимых фирмой Panasonic (на английском языке.

http://www.gpbatteries.com.hk/cgi-bin/cellular/ - GP Batteries International Limited технические характеристики аккумуляторов.

http://www.cadex.com - Cadex Electronics Inc., Vancouver, BC [British Columbia], Canada - разработчик и производитель зарядных устройств, анализаторов и систем обслуживания аккумуляторов.

http://www.mari-el.ru/marmobile/battery/ - Аккумуляторы для мобильных устройств и портативных компьютеров. Анализаторы аккумуляторов.

+1

6

Дякую

0

7

VinHAM, а стабилизированный источник для акк. батареи не делали случайно??

0

8

Komrad написал(а):

VinHAM, а стабилизированный источник для акк. батареи не делали случайно??

самодельные - все стабилизированные

0

9

Спасибо за статью. Еще неплохо было бы почитать про инициализацию новых аккумуляторов.

0

10

juma написал(а):

про инициализацию новых аккумуляторов

Начинать эксплуатировать новую батарею нужно с зарядки. После полной зарядки необходимо дать батарее 3-5 полных цикла заряда-разряда. Это позволит аккумулятору набрать полную емкость. Данную операцию, называемую калибровкой, рекомендуется проводить каждый месяц. Для Ni-MH аккумуляторов это особенно необходимо, так как у них присутствует "эффект памяти".

0


Вы здесь » ВинРадиоФорум » Конструирование » Как заряжать аккумуляторы