Заряд аккумулятора Прикладной закон Ома :)
#1
Отправлено 13 Январь 2014 - 00:34
Вычитал в инструкции к BMW, что заряд рекомендуется производиться раз в два месяца для компенсации саморазряда аккумулятора, что сегодня и произвёл.
Исходная ситуация и граничные условия:
- аккумулятор Bosch S4 74Ah с актуальным напряжением холостого хода 12,53V
- лабораторный блок питания выставлен на напряжение заряда 14,4V
В момент включения блока питания, аккумулятор принимает порядка 5A.
Через 3 часа потребляемый ток снижается до 1,3А
Через 7 часов до 0,7A
Зарядку прекращаю.
Напряжение х.х. было измерено после отсоединения аккумулятора от зарядного устройства и составило 13,8V.
Вопрос:
Что является критерием прекращения заряда аккумулятора в микропроцессорных интеллектуальных зарядных устройствах?
До скольки миллиампер должен снижаться ток зарядки при полной исправности аккумулятора?
Когда говорится о времени заряда 50Ah аккумулятора за 10 часов при токе 5А, то не подразумевается естественная нелинейная временная зависимость принимаемого аккумулятором тока.
#2
Отправлено 13 Январь 2014 - 01:11
И ответ таков,при полном заряде аккумуляторной батареи,движение тока прекращается.Происходит это либо по выравниванию напряжения с источником заряда,либо по автоматическому отключению зарядного устройства в общем то по тому же.
Чем большим током заряжается,тем меньше срок зарядки т.е. быстрее достижение ее окончания.Но больший ток не есть хорошо т.к. пагубно влияет на пластины.Вывод из этого таков делаем минимум ампер(регулировкой напряжения какиу Вас),а это обычно 3 и максимум 4 (5 это уже много)и контролируем,по времени заряда это часов 20.....
Конечно так же играет не маловажную роль во времени заряда на сколько разряжен аккумулятор' Я привел примерные данные по практически полностью разряженному.
#3
Отправлено 13 Январь 2014 - 08:33
Viper (13 Январь 2014 - 01:34) писал:
Вопрос не совсем понятен. Это зависит от прикладываемого напряжения. И у полностью заряженного ток может не снизиться, если напряжение зарядки велико.
Viper (13 Январь 2014 - 01:34) писал:
Какая нелинейная зависимость? Ток может снижаться по мере заряда, если не увеличивать напряжение зарядки. А может и не снижаться. Можно вообще стабилизатор тока установить, хотя так обычно не делают.
#4
Отправлено 13 Январь 2014 - 10:33
Тесла, извиняюсь, что "научно". Просто излагать мысли это тоже не всегда просто
#5
Отправлено 13 Январь 2014 - 10:50
Пока у меня было зарядное без контроллера, наблюдал что происходит...
Сначала идет зарядка с ограничение по току на уровне 0,1С, т.е. для 60 а/час аккумулятора это 6 ампер. Напряжение постепенно поднимается, и достигает 14.4 вольта.
Далее начинает работать ограничение по напряжению, и теперь уже снижается ток.
Что бы сделать автоматическое отключение, наблюдал, до какого уровня может упасть ток. Оказалось что при новом исправном аккумуляторе, ток заряда при напряжении 14.4 вольта может упасть до 0,3А. Причем ток к концу падает очень медленно. Наблюдается и кипение аккумулятора (не то что бы сильное, но есть). Так и сделал, выставил отключение зарядки при достижении тока зарядки 0,3А.
Прошло пару лет... аккумулятор состарился, и теперь сколько его не заряжай, ток не падает ниже 0,7А. И достигнуть порога отключения просто невозможно.
Сейчас занимаюсь второй версией И придумал вот что:
После того, как напряжение достигнет 14.4 вольта, надо измерять ток, и если ток за 30 минут практически не изменился - значит аккумулятор уже заряжен. Причем не важно какая величина тока, хотя можно добавить дополнительное условие "меньше 1А". По моему, самое правильно... Если за пол часа ток не уменьшился на 0,1-0,2А - значит зарядился
Но тут еще, вычитал, что зарядить акк напряжение 14.4 вольта полностью нельзя, он не набирает емкость больше 95%. Там предлагали заряжать его напряжение 16.3 (точно не помню) вольт, но после того как он будет заряжен напряжение 14.4 вольта. Думаю попробовать такой режим добавить.
И по ходу сделать режим хранение, с напряжение 13.х вольт, на который будет переходить заряжное после завершения зарядки.
PS, Viper, твой блок питания умеет делать стабилизацию по току? А то если акк будет разяжен сильно, и его его начнешь заряжать 14.4 вольта, ток может быть очень большим.. и 10А и больше, все зависит от степени разряда аккумм.
#6
Отправлено 13 Январь 2014 - 11:02
Viper (13 Январь 2014 - 11:33) писал:
Вот как раз разницы в напряжениях (именно в напряжениях) тут никакой и нет. Ток определяется именно внутренним сопротивлением аккумулятора. А оно зависит от его состояния. Да и вообще, не всё так просто. Дохлый акк можно сколько угодно заряжать, а всё равно ёмкость он не наберёт.
Viper (13 Январь 2014 - 11:33) писал:
Хм... Что значит не поднять и что тут подразумевается под напряжением аккумулятора?
#7
Отправлено 13 Январь 2014 - 11:30
И нужно помнить что в авто зарядка происходит со стабилизацией напряжения - а точнее подзарядка акб. Полная зарядка происходит при стабилизации тока.
#9
Отправлено 13 Январь 2014 - 13:22
Понятно, что чем дохлее аккумулятор, тем меньше его внутренне сопротивление. Потому аккумуляторы разряженные ниже Uxx = 11.4V можно считать либо трупами, либо пытаться заряжать низкими токами и долго.
Да, внутреннее сопротивление аккумулятора меняется при наборе заряда и повышении плотности электролита, но ведь и Uxx его растёт.
Неужели разница напряжений (Uблока питания - Uxx аккумулятора) не определяет проходящий через аккумулятор ток?
Мне казалось, что ток утечки в случае заряженого аккумулятора и определяется этой разницей этих напряжений И внутренним сопротивлением. Короче получается две переменных, а не только внутреннее сопротивление аккумулятора.
Поставьте напряжение блока питания на напряжение меньшее Uхх аккумулятора, ведь вообще заряд не будет происходить.
Из этих соображений становится понятно, почему сильно разряженные аккумуляторы с просевшим напряжением ХХ и опасно заряжать стандартным напряжением в 14,4V. Приводит к большим токам, которые только всё греют, усиливают кипение, испарение и выделение газов, а заряд аккумулятор принимает медленно, если вообще принимает.
В общем признаюсь - читал на эту тему мало, всё это собственные размышления из собственных наблюдений, потому грамотный отзыв знатоков только приветствуется.
Дима76: ну вот установившийся ток зарядки (перестаёт уменьшаться за последние пол часа или час) это и есть критерий того, что аккумулятор заряд перестал принимать и пора отключать. Величина же этого тока утечки быть может и говорит косвенно о состоянии аккумулятора - чем значение тока меньше, тем возможно лучше аккумулятор. Абсолютное значение конечно может быть разным от модели аккумулятора к модели. Испорченные, которые не набирают ёмкость, могут долго пропускать достаточно высокие токи. Короче затраты электроэнергии в пустую.
Сообщение отредактировал Viper: 13 Январь 2014 - 13:28
#10
Отправлено 13 Январь 2014 - 13:30
#11
Отправлено 13 Январь 2014 - 13:41
Viper (13 Январь 2014 - 13:22) писал:
Вы отталкиваетесь от значений напряжений, а это немного неправильно. При стационарном заряде главное ток. В ручном режиме должна быть стабилизация тока = константа, а напряжение может меняться от 11 до 17 вольт. В правильном автоматическом режиме по мере заряжания акб ток тоже неизменен, но появляются временные паузы между импульсами заряда. А при напряжении 14.4 вольта акб никогда не зарядить на 100 %. Т.е всегда будет недозаряд.
#12
Отправлено 13 Январь 2014 - 13:43
Если блок питания сможет держать нагрузку 30 А, ты запросто можешь увидеть такой ток
Дима76, осталось научить контроллер измерять плотность, и на слух определять степень кипения )))) Речь идет о определении окончания заряда руководствоваять только значениями тока, напряжения, и времени. То что можно измерить контроллером.
tehnik, везде ток рекоментован как 0,1С, т.е. 10 %. По сути, это не так важно... 10%, 5%, или 20%. На автомобимле, если подключить амперметр, то после пуска двигателя, ток заряда легко может быть и 20 ампер.
Это я к тому, что такой ток акк переживает.
Главное, не заряжать аккумулятор напряженим 14.4 вольта, от блока питания способного выдать к примеру 50 ампер. Тогда Ток заряда будет ограничен только внутренним сопротивлением аккумулятора, и может быть те самые 50 Ампер. Вот это уже губительно. Другое дело, что такого блока питания практически нет ни у кого
Так что скажут грамотные люди, можно ли считать зарядку оконченной если ток перестает изменяться к примеру за 30 минут?
#13
Отправлено 13 Январь 2014 - 13:47
Валентин В.В. (13 Январь 2014 - 13:43) писал:
Нет!
Вот учебник для вузов. Там всё чётко написано, про все способы и что в итоге при каждом способе получится, если не лень, почитайте. В сети без проблем находится.
"электрооборудование автомобилей учебник для вузов акимов с.в. чижков ю.п."
Сообщение отредактировал Дима76: 13 Январь 2014 - 14:00
#14
Отправлено 13 Январь 2014 - 14:02
#15
Отправлено 13 Январь 2014 - 14:24
Цитата
Как я писал выше, в моём случае 6.3A это токовый предел самого источника питания, но понятное дело, если источник мощнее, то надо ограничивать ток.
У меня есть аналоговый блок питания 72V/20A, но это дура кг 50 весит если не больше
Дима76, получается можно зарядку проводить с управлением по току "стабилизация тока = константа", но с границей по напряжению до 17В? Это можно легко сделать тем же лабораторным источником, а какой ток зарядки за оптимальный тогда принимать? В таком случае получим бесспорно контролируемый постояный процесс кипения Главное передать заряд, а чтобы его передать оптимально нужно дозировать подачу электрической энергии и сила тока это лучше определяет, нежеле приложенное напряжение.
#16
Отправлено 13 Январь 2014 - 14:39
Viper (13 Январь 2014 - 14:22) писал:
Мне казалось, что ток утечки в случае заряженого аккумулятора и определяется этой разницей этих напряжений И внутренним сопротивлением. Короче получается две переменных, а не только внутреннее сопротивление аккумулятора.
Тут вообще надо разобраться с определениями. Что такое напряжение аккумулятора, и о какой разнице идёт речь? Если ЗУ подключено к акк., то напряжение ОДИНАКОВО, что на выходе ЗУ, что на клеммах акк. А если имеется в виду под напряжением Uхх ЭДС акк., то и тут не всё просто. Ибо при отключении зарядки должно пройти немало времени, чтобы напряжение на клеммах акк. стало равным его ЭДС.
Валентин В.В. (13 Январь 2014 - 14:43) писал:
А что, разве при работе на автомобиле не то же самое происходит?
А вообще, все эти критерии окончания заряда достаточно косвенные. Я вот раньше читал, что процесс зарядки считается законченным, если в течение 2ч плотность перестаёт расти. И напряжение зарядки может достичь, кажется, 16,8В, не помню уже. Но это вовсе не значит, что можно настроить ЗУ на такое напряжение и спокойненько ждать, пока оно отключится. Тут всё гораздо сложнее.
И с кипением всё непросто. Старые аккумуляторы кипели гораздо интенсивнее и при меньшем напряжении.
Viper, я в юные годы тоже очень ревностно следил за аккумуляторами, собирал специальные ЗУ. Правда, автоматическое отключение никогда не признавал, просто примерно прикидывал, сколько ампер-часов вошло, и, конечно, постоянно проверял (и корректировал в случае необходимости) плотность. А с возрастом эта блажь прошла.
Сообщение отредактировал Михаил Алексеевич: 13 Январь 2014 - 14:39
#17
Отправлено 13 Январь 2014 - 15:10
Viper (13 Январь 2014 - 14:24) писал:
Всё точно. Только есть небольшие но. В ручном режиме лучше иметь запас напряжения до 19 вольт, иногда чуть сульфатированные акб на меньшее в начале заряда не реагируют. Если сами хотите проектировать устройство, то Вам надо минимально большее напряжение зу от напряжения акб при котором будет течь ток заряда равный 10 % от оценочной ёмкости акб. Т.е если акб 55 а/ч, то ток заряда должен быть 5.5 ампер. При достижении на клеммах 16.2 вольта считать акб заряженным полностью. Т.е как только при токе=константа напряжение поднялось до 16.2 - стоп зарядка. При этом и плотность будет в норме. А кипение как раз и начинается при насыщении акб зарядом. Сначала слабое, а около 16 в сильное. Так и оценивают состояние акб. Исправный акб заряжается 7 часов при токе 10% потом начинается слабое кипение и примерно через 3 часа сильное. Если кипение началось не через 7 часов а через 2, и через 3 сильное - знач от 60 а/ч в акб осталось только 30, след акб на половину дохлая.
При СССР выпускались правильные ЗУ : Рассвет-2 и её клоны. Если не сложно, найдите описание работы. Там всё сделано правильно и по ГОСТу.
Кипение - это конечная стадия процесса электролиза в акб, без этого никуда. Нет кипения - нет полного заряда
Сообщение отредактировал Дима76: 13 Январь 2014 - 15:12
#18
Отправлено 13 Январь 2014 - 15:44
Современные зарядные устройства и реле автомобильных генераторов оснащены двумя режимами:
max: 14.4V - краткосрочный быстрый заряд
min: 13.8V - долговременный заряд или поддержание заряда (например для батарей агрегатов аварийного электропитания)
При большем напряжении сильно быстро будет выпариваться вода,
Тут в форуме Штирлиц писал, что ему в гарантии на аккумулятор отказывали, так как его реле генератора 15V выдавало. Мол быстро помрёт аккумулятор.
Потому с напряжением до 17V я как то не согласен, плюс в бортсети его и нет, а если и будет, то у меня наверное половина электроники в BMW медным тазом накроится
Думаю это только в лабораторных условиях, кратковременно можно поднимать напряжение чтобы либо реанимировать батарею, либо ускорить заряд... Но эти инидивидуальный случаи и надо понимать что там происходит на физико-химическом уровне. Т.е. это делеко не напряжения для серийного применения, в моём представлении. И вообще, если батарея дохнет, то лучше уж её сменить, нежеле она подвёдет в 1000 км от дома... не в 60х годах мы СССР, чтобы бесконечно бережно молиться на дефицитный дорогостящий элемент автомобиля...
Вот самая простая проверка батареи:
Напряжение на клемах / Приблизиетельное состояние заряда
>12,8 V полный заряд
12,4 V нормальный заряд
12,2 V слабый заряд
11,9 V нормально разряжена
<10,7 V сильно разряжена
Сообщение отредактировал Viper: 13 Январь 2014 - 15:52
#19
Отправлено 13 Январь 2014 - 16:07
#20
Отправлено 13 Январь 2014 - 16:47
Viper (13 Январь 2014 - 15:44) писал:
Современные зарядные устройства и реле автомобильных генераторов оснащены двумя режимами:
max: 14.4V - краткосрочный быстрый заряд
min: 13.8V - долговременный заряд или поддержание заряда (например для батарей агрегатов аварийного электропитания)
При большем напряжении сильно быстро будет выпариваться вода,
Тут в форуме Штирлиц писал, что ему в гарантии на аккумулятор отказывали, так как его реле генератора 15V выдавало. Мол быстро помрёт аккумулятор.
Потому с напряжением до 17V я как то не согласен, плюс в бортсети его и нет, а если и будет, то у меня наверное половина электроники в BMW медным тазом накроится
Думаю это только в лабораторных условиях, кратковременно можно поднимать напряжение чтобы либо реанимировать батарею, либо ускорить заряд... Но эти инидивидуальный случаи и надо понимать что там происходит на физико-химическом уровне. Т.е. это делеко не напряжения для серийного применения, в моём представлении. И вообще, если батарея дохнет, то лучше уж её сменить, нежеле она подвёдет в 1000 км от дома... не в 60х годах мы СССР, чтобы бесконечно бережно молиться на дефицитный дорогостящий элемент автомобиля...
Вот самая простая проверка батареи:
Напряжение на клемах / Приблизиетельное состояние заряда
>12,8 V полный заряд
12,4 V нормальный заряд
12,2 V слабый заряд
11,9 V нормально разряжена
<10,7 V сильно разряжена
Я не знаю что в немецкой википедии и кто писал, но заряд акб в авто и дома сравнивать нельзя, в авто идёт подзарядка со стабилизацией напряжения при начальных токах десятки ампер, дома - при стабилизации тока. Отказ в гарантии рассматривать мы не будем, это юридические уловки. Я скинул учебник для вузов, привёл примеры правильных зу. А напряжение полностью заряженной акб через 2 часа после заряда должно быть 13.2-13.4 вольта.