Akumuliatorius - kokiu tikslu?

Skaitymo laikas 5 minutės

Atnaujinta - lapkričio 28, 2023

Kokio tipo akumuliatorius skirtas kokiam tikslui? Šis klausimas kyla didėjant akumuliatorių tipų skaičiui.

Senas geras Švino rūgštinis akumuliatorius kaip šešių elementų automobilio ar motociklo starterio akumuliatorius. Sunkus, didelis, daug priežiūros reikalaujantis akumuliatorius. Dažnai tekdavo tikrinti 37 proc. sieros rūgšties rūgštingumą ir jos kiekį, papildyti distiliuotu vandeniu ir įsitikinti, kad rūgšties purslai nepaliečia drabužių.
Priešingai prielaidai, kad švino rūgšties akumuliatorius turėtų būti sunkiausias, 200 Ah akumuliatorius sveria apie 45 kg.

Tada atėjo Geliniai akumuliatoriai teisingai. Silicio rūgštis priverčia sieros rūgštį geliuoti. Nereikia papildyti distiliuotu vandeniu, nėra rūgšties purslų. Taip pat idealiai tinka ciklinėms apkrovoms. Puikus akumuliatorius, kurio ilgaamžiškumas - 12 ... 20 metų (20 °C), 6 ... 10 metų (30 °C) arba 3 ... 5 metų (40 °C) arba įkrovimo ciklais: 1 800 ciklų esant 30 %, 750 ciklų esant 50 % ir 500 ciklų esant 80 % iškrovai,
200 Ah gelio akumuliatoriaus versija sveria net 60 kg.

Svetainė AGM akumuliatorius (Absorbent Glass Mat) yra stiklo pluošto kilimėlis, prisotintas sieros rūgšties, pasižymi labai maža vidine varža, todėl mažai savaime išsikrauna. Jis pasižymi labai geromis šaltojo paleidimo savybėmis ir yra tinkamesnis naudoti, kai reikia didelės srovės. Tačiau nei gelio, nei AGM akumuliatoriai nemėgsta gilaus išsikrovimo. Eksploatavimo trukmė yra 7 ... 10 metų (20 °C), 4 metai (30 °C) arba 2 metai (40 °C), arba įkrovimo ciklais: 1 500 ciklų esant 30 proc. iškrovai, 600 ciklų esant 50 proc. iškrovai ir 400 ciklų esant 80 proc. iškrovai.
200 Ah AGM akumuliatorius sveria 51 kg.

Galiausiai suapvalinkite Ličio (LiFePo4) akumuliatoriai papildyti gaminių asortimentą. Palyginti su ankstesnių tipų akumuliatoriais, jie sutaupo 70 % svorio, esant tokiai pačiai talpai, užtikrina maždaug keturis kartus didesnę srovę paleidimo metu ir maždaug dešimt kartų didesnį galimų įkrovimo ciklų skaičių. Įkrovus 80 proc. akumuliatorių, jo tarnavimo laikas pailgėja, o nuolatinis įkrovimas iki 100 % apkrauna akumuliatorių ir sutrumpina jo tarnavimo laiką. Jis patikimai užtikrina 80 % talpos įkrovą plačiame temperatūrų diapazone nuo 50 °C iki -20 °C. Tačiau ją reikia įkrauti ne žemesnėje kaip 5 °C temperatūroje. Todėl kai kurie tiekėjai siūlo akumuliatorius su įmontuotu šildytuvu, užtikrinančiu šią minimalią temperatūrą. Eksploatavimo trukmė įkrovimo ciklais: iki 5 000 ciklų esant 50 % iškrovai, 3 000 ciklų esant 70 % iškrovai ir 2 500 ciklų esant 80 % iškrovai.
200 Ah LiFePo4 akumuliatorius, sveriantis apie 14 kg, praktiškai yra lengvas.

Skiriami LiFePo4 akumuliatoriai su įmontuotu arba be įmontuoto BMS (akumuliatoriaus valdymo sistema). BMS yra apsauginis elementas, saugantis nuo per didelės įkrovos ir gilaus iškrovimo, taip pat užtikrinantis subalansuotą visų esančių elementų įkrovos būklę (keturi elementai 12 V). Jei BMS nepridėta, ją reikia įsigyti ir prijungti atskirai.
BMS be integruotos Balansavimo įrenginys (automatinis ląstelių išlyginimas). Šiuo atveju ją taip pat reikia užsisakyti ir prijungti atskirai.

Apskritai: joks akumuliatorius nemėgsta aukštos temperatūros. Geriausiai jie jaučiasi 20 °C temperatūroje.

Toliau išsamiau analizuojamos kiekvieno tipo akumuliatorių įkrovimo ir iškrovimo charakteristikos. Pažangieji įkrovikliai visiškai automatiškai nustato tinkamą akumuliatoriaus tipą ir persijungia į atitinkamą įkrovimo ir priežiūros režimą. Įkroviklius, kuriuos galima rankiniu būdu perjungti į atitinkamą akumuliatoriaus tipą, reikia atitinkamai nustatyti. Įkrovikliai, kuriais galima įkrauti tik tam tikro tipo akumuliatorių, keičiant akumuliatoriaus tipą turi būti pakeisti tinkamu įrenginiu.

Terminologija

Akumuliatorių įkrovimo technologijoje išskiriami net keturi skirtingi įkrovimo proceso etapai. Įkrovikliuose iš esmės taikomos vienodos procedūros ir netgi gali būti atpažįstama, kokio tipo akumuliatorius prijungtas. Vienas prisitaikantis valdant taip pat atsižvelgiama į dabartinį energijos suvartojimą įkrovimo metu.

Didmeninė prekyba

Didmeninė prekyba tai įkrovimas pastovia srove, kol pasiekiama akumuliatoriaus absorbcijos įtampa.

Absorbcija

Absorbcija tai įkrovimo proceso tęsimas mažėjant srovei, bet esant pastoviai (absorbcijos) įtampai iki 4 valandų.

Plūdė

Plūdė tai įkrovimas, trunkantis 24 valandas, kai įtampa krinta iki 14 V, o po to seka vienos valandos absorbcijos fazė.

Saugykla

Saugykla po vienos valandos absorbcijos fazės ir išlaiko 14 V įtampą iki savaitės.

Švino rūgštinis akumuliatorius

Pirma, reikia atskirti, ar švino rūgšties akumuliatorius naudojamas cikliškai, kaip transporto priemonėse, ar, kaip avariniame maitinimo šaltinyje, veikia budėjimo režimu ir yra nuolat įkraunamas, kad kompensuotų savaiminį išsikrovimą.

Cikliškai naudojamų švino rūgštinių akumuliatorių įkrovimo procesas skirstomas į tris etapus:

• Įkrovimas nuolatine srove iki 16 valandų iki 2,45 ... 2,5 V kiekvienam elementui
• Įkrovimas naudojant pastovią 2,3 ... 2,35 V ir nuolat mažėjančia srove iki 8 valandų
• Įkrovimas trumpuoju būdu naudojant 2,275 V kiekvienam elementui ir taip pat mažėjančią srovę

Galutinė išlydžio įtampa, kuri tapatinama su giliuoju išlydžiu, yra 1,8 V kiekvienam elementui, t. y. 1,8 x 6 = 10,8 V. Jei įtampa nukrenta žemiau šio lygio, akumuliatorius gali būti negrįžtamai sugadintas ir tapti netinkamas naudoti.

Gelinis rūgštinis akumuliatorius

Įkrovimo procedūra yra tokia pati kaip ir ankstesnėje, tačiau įkrovimo įtampa skiriasi.

2,35 .. 2,4 V, o 12 V akumuliatoriui - 14,1 ... 14,4 V yra techninės priežiūros ir įkrovimo pabaigos įtampos vertės.

Nors švino rūgšties akumuliatorius gerai toleruoja įkrovimo pabaigos įtampos viršijimą, gelio akumuliatoriai tai priima labai blogai ir greitai nustoja veikti.

AGM akumuliatorius

AGM akumuliatoriai elgiasi taip pat kaip ir geliniai akumuliatoriai, atsižvelgiant į įkrovimo / iškrovimo procesą ir įtampos vertes, taip pat į įkrovimo pabaigos įtampos viršijimą.

Ličio / LiFePo4 akumuliatorius

12 V ličio / "LifePo4" akumuliatorius sudaro ne šeši, o keturi elementai. Tai reiškia, kad elementų įtampa yra 3,2 V, galutinė iškrovos įtampa - 2,8 V, o įkrovimo įtampa - 3,5 ... 3,6 V, geriausia - 3,55 V.

Į akumuliatorių rinkinius galima jungti tik vienodos konstrukcijos ir talpos akumuliatorius.

BMS

BMS yra Battery Mvadyba Systema su etiketėmis. Jis naudojamas apsaugoti nuo gilaus iškrovimo, pavyzdžiui, perkrovos, viršįtampio, trumpojo jungimo arba bandymų įkrauti esant žemesnei nei 0 °C temperatūrai.

BMS turi integruotą arba prijungiamą "Bluetooth" įrenginį, per kurį galima užmegzti ryšį su atitinkama mobiliojo telefono ar planšetinio kompiuterio programėle ir rodyti bei kai kuriais atvejais konfigūruoti visus reikiamus matavimo duomenis.

Tačiau ekraną reikėtų vertinti atsargiai, nes rodomi pajėgumo duomenys yra apskaičiuoti, o ne išmatuoti. LiFePo4 akumuliatoriaus įtampos kreivė nuo 25 iki 95% yra beveik tiesinė ir rodo tik maždaug 0,05 V įtampos skirtumą per šį 70% įkrovos būsenos skirtumą.

BMS iš akumuliatoriaus nuolat ima mažą srovę, todėl kyla pavojus, kad akumuliatorius ilgainiui išsikraus. Todėl rekomenduojama nenaudojamą akumuliatorių visiškai įkrauti ne vėliau kaip po šešių mėnesių saugojimo.

Įkroviklis neįkraunamas

Jei BMS išsijungė dėl per mažos įtampos, gali būti išjungta įkrovimo funkcija per prijungtą įkroviklį, nes kai kuriems įkrovikliams, norint įjungti įkrovimo režimą, reikalinga minimali įtampa.
Lengviausias būdas vėl įjungti įkrovimo funkciją - prijungti didesnę nei 14 V įtampą, pvz., per generatorių. Taigi: užveskite variklį, generatoriaus tiekiama maždaug 14,5 V įtampa ir taip išjungiamas BMS išjungimas. Tada variklį vėl galima išjungti, o prijungtas įkroviklis toliau įkrauna kaip įprasta.

Balansavimo įrenginys

Baterijas sudaro keli atskiri elementai. Jie sujungti nuosekliai ir sudaro nominalią akumuliatoriaus įtampą. Galima daryti prielaidą, kad visi elementai įkraunami ir iškraunami vienodai. Kadangi taip nėra, reikėtų periodiškai sujungti visus akumuliatoriaus elementus lygiagrečiai, kurį laiką palaukti, kol elementų įtampos susilygins, ir tada atkurti nuoseklųjį sujungimą.

Aktyvus balansavimo įrenginys gali atlikti šį procesą automatiškai, tačiau neperkeldamas ląstelių iš nuosekliojo į lygiagretųjį ryšį.
Balansavimo įtaisas prijungiamas prie kiekvieno akumuliatoriaus elementų teigiamo ir neigiamo poliaus, matuoja atitinkamų elementų įtampą ir automatiškai nusprendžia perkelti energiją iš labiau užpildyto elemento į silpnesnį.

Todėl balanseris papildo BMS šią išlyginamąją funkciją, bet jos nepakeičia!