Sihua Wen, akkumulátor-alkalmazási mérnök, Texas Instruments

Jellemzően minden olyan rendszerben, amely több sorba kapcsolt akkumulátorból áll, felmerül az egyes akkumulátorok töltésének kiegyensúlyozatlanságának problémája. A töltéskiegyenlítés olyan tervezési technika, amely javítja az akkumulátor biztonságát, az üzemidőt és az élettartamot A Texas Instruments legújabb akkumulátorvédő IC-i és töltésjelzői – a cég termékcsaládjába tartozó BQ2084, BQ20ZXX család, BQ77PL900 és BQ78PL114 – elengedhetetlenek a megvalósításhoz. ennek a módszernek.

MI AZ AKKUMULÁTOR EGYENSÚLYOZÁSA?

A túlmelegedés vagy a túltöltés felgyorsítja az akkumulátor kopását, és tüzet vagy akár robbanást is okozhat. A szoftver- és hardvervédelem csökkenti a veszélyt. Egy sorba kapcsolt akkumulátorból álló bankban (általában laptopokban és orvosi berendezésekben használnak ilyen blokkokat) fennáll annak a lehetősége, hogy az akkumulátorok kiegyensúlyozatlanok lesznek, ami lassú, de folyamatos leépüléséhez vezet.
Nincs két egyforma akkumulátor, és mindig vannak kis különbségek az akkumulátor töltöttségi állapotában (SOC), az önkisülésben, a kapacitásban, az ellenállásban és a hőmérsékleti jellemzőkben, még akkor is, ha azonos típusú, azonos gyártótól származó akkumulátorokról beszélünk. akár ugyanabból a gyártási tételből. Több akkumulátorból álló blokk kialakítása során a gyártó általában az SSB-ben hasonló elemeket választja ki a feszültségek összehasonlításával. Az egyes akkumulátorok paraméterei közötti különbségek azonban továbbra is fennállnak, és idővel növekedhetnek. A legtöbb töltő a teljes töltést a sorosan kapcsolt akkumulátorlánc teljes feszültsége alapján határozza meg. Ezért az egyes akkumulátorok töltési feszültsége széles határok között változhat, de nem haladhatja meg azt a feszültségküszöböt, amelynél a túltöltés elleni védelem aktiválódik. Azonban a gyenge láncszem - az akkumulátor alacsony kapacitású vagy nagy belső ellenállás, a feszültség magasabb lehet, mint más teljesen feltöltött akkumulátorokon. Az ilyen akkumulátor hibája később, egy hosszú kisütési ciklus során jelentkezik. Az ilyen akkumulátor magas feszültsége a töltés befejezése után annak felgyorsult leromlását jelzi. Ha ugyanezen okok miatt (nagy belső ellenállás és kis kapacitás) lemerül, ennek az akkumulátornak lesz a legalacsonyabb feszültsége. Ez azt jelenti, hogy gyenge akkumulátor töltésekor a túlfeszültség elleni védelem működhet, míg a készülékben maradt akkumulátorok még nem töltődnek fel teljesen. Ez az akkumulátor erőforrásainak alulkihasználását eredményezi.

EGYENSÚLYOZÁSI MÓDSZEREK

Az akkumulátor kiegyensúlyozatlansága jelentős negatív hatással van az akkumulátor élettartamára és élettartamára. A legjobb, ha az akkumulátorok feszültségét és SSB-jét kiegyenlítjük, amikor teljesen fel vannak töltve. Az akkumulátorok kiegyensúlyozásának két módja van - aktív és passzív. Ez utóbbit néha "ellenállás-kiegyenlítésnek" is nevezik. A passzív módszer meglehetősen egyszerű: a kiegyensúlyozásra szoruló akkumulátorokat az áramot elosztó bypass áramkörökön keresztül kisütik. Ezek a bypass áramkörök integrálhatók az akkumulátorcsomagba, vagy külső chipbe helyezhetők. Ez a módszer előnyösebb az alacsony költségű alkalmazásokhoz. A nagy töltöttségű akkumulátorok szinte minden felesleges energiája hő formájában disszipálódik - ez a passzív módszer fő hátránya, mert csökkenti az akkumulátor élettartamát a töltések között. Az aktív kiegyensúlyozási módszer induktorokat vagy kondenzátorokat használ, amelyek elhanyagolható energiaveszteséggel rendelkeznek, hogy az energiát a magasan töltött akkumulátorokról a kevésbé töltött akkumulátorokra továbbítsák. Ezért az aktív módszer lényegesen hatékonyabb, mint a passzív. A hatékonyság növelésének természetesen ára van – további, viszonylag drága alkatrészek használata.

PASSZÍV EGYENSÚLYOZÁSI MÓDSZER

A legegyszerűbb megoldás az akkumulátor feszültségének kiegyenlítése. Például a BQ77PL900, amely védelmet nyújt az 5-10 soros akkumulátort tartalmazó akkumulátorcsomagok számára, ólommentes szerszámokban, robogókban, szünetmentes tápegységekben és orvosi berendezésekben használatos. A mikroáramkör funkcionálisan teljes egység, és akkumulátorrekesszel is lehet dolgozni, ahogy az 1. ábra is mutatja. Az akkumulátor feszültségét a programozott küszöbértékekkel összehasonlítva a mikroáramkör szükség esetén bekapcsolja a kiegyenlítő üzemmódot. A 2. ábra a működési elvet mutatja. Ha bármely akkumulátor feszültsége túllép egy meghatározott küszöbértéket, a töltés leáll, és a bypass áramkörök kapcsolódnak. A töltés addig nem folytatódik, amíg az akkumulátor feszültsége a küszöbérték alá nem esik, és a kiegyenlítési folyamat le nem áll.

Rizs. 1.BQ77PL900 chip önállóan használható
üzemmód az akkumulátorcsomag védelme érdekében

A csak feszültségeltérést használó kiegyenlítő algoritmus alkalmazásakor az akkumulátorok belső impedanciájának különbsége miatt lehetséges a tökéletlen kiegyenlítés (lásd 3. ábra). Az a tény, hogy a belső impedancia hozzájárul a feszültség eloszlásához a töltés során. Az akkumulátorvédő chip nem tudja megállapítani, hogy a feszültség kiegyensúlyozatlanságát az akkumulátorok eltérő kapacitása vagy belső ellenállásuk különbsége okozza-e. Ezért az ilyen típusú passzív kiegyensúlyozásnál nincs garancia arra, hogy minden akkumulátor 100%-osan fel lesz töltve. A BQ2084 töltésjelző IC a feszültségkiegyenlítés továbbfejlesztett változatát használja. A belső ellenállás-változás hatásának minimalizálása érdekében a BQ2084 a töltési folyamat végéhez közeledve végzi el a kiegyensúlyozást, amikor a töltőáram alacsony. A BQ2084 másik előnye az egységben található összes elem feszültségének mérése és elemzése. Ez a módszer azonban minden esetben csak töltési módban alkalmazható.

Rizs. 2.Feszültségkiegyenlítésen alapuló passzív módszer

Rizs. 3.Passzív feszültségkiegyenlítési módszer
nem hatékonyan használja az akkumulátor kapacitását

A BQ20ZXX család mikroáramkörei szabadalmaztatott Impedance Track technológiát használnak a töltési szint meghatározására, az SSB és az akkumulátor kapacitásának meghatározása alapján. Ennél a technológiánál a teljesen feltöltött állapot eléréséhez szükséges Q NEED töltést minden akkumulátorra kiszámolják, ami után megtalálják az összes akkumulátor Q NEED közötti ΔQ különbségét. Ezután a mikroáramkör bekapcsolja azokat a tápkapcsolókat, amelyeken keresztül az akkumulátor ΔQ = 0 állapotba van kiegyensúlyozva. Tekintettel arra, hogy az akkumulátorok belső ellenállásának különbsége ezt a módszert nem befolyásolja, bármikor használható: akkor is, ha az akkumulátorok töltése és kisütése. Az Impedance Track technológia segítségével pontosabb akkumulátor-kiegyensúlyozás érhető el (lásd 4. ábra).

Rizs. 4.

AKTÍV EGYENSÚLYOZÁS

Energiahatékonyság szempontjából ez a módszer felülmúlja a passzív kiegyensúlyozást, mert Az energia átviteléhez egy jobban feltöltött akkumulátorról egy kevésbé feltöltöttre az ellenállások helyett induktivitásokat és kapacitásokat használnak, amelyekben gyakorlatilag nincs energiaveszteség. Ez a módszer előnyös olyan esetekben, amikor az akkumulátor maximális élettartama szükséges.
A szabadalmaztatott PowerPump technológiával rendelkező BQ78PL114 a TI legújabb aktív akkumulátor-kiegyensúlyozó alkatrésze, és induktív átalakítót használ az energiaátvitelhez. A PowerPump egy n-csatornás p-csatornás MOSFET-et és egy induktort használ, amely egy pár akkumulátor között helyezkedik el. Az áramkör az 5. ábrán látható. A MOSFET és az induktor alkotja a közbenső buck/boost átalakítót. Ha a BQ78PL114 megállapítja, hogy a felső akkumulátornak energiát kell átadnia az alsó akkumulátornak, akkor a PS3 érintkezőjén körülbelül 200 kHz-es jel keletkezik, körülbelül 30%-os kitöltési tényezővel. Amikor a Q1 gomb nyitva van, a felső akkumulátor energiája a fojtószelepben tárolódik. Amikor a Q1 kapcsoló zár, az induktorban tárolt energia a Q2 kapcsoló flyback diódáján keresztül az alsó akkumulátorba áramlik.

Rizs. 5.

Az energiaveszteség kicsi, és főleg a diódában és az induktorban fordul elő. A BQ78PL114 chip három kiegyensúlyozó algoritmust valósít meg:

• az akkumulátor kivezetésein lévő feszültség szerint. Ez a módszer hasonló a fent leírt passzív kiegyensúlyozási módszerhez;
• nyitott áramköri feszültség hatására. Ez a módszer kompenzálja az akkumulátorok belső ellenállásának különbségeit;
• SZB szerint (az akkumulátor állapotának előrejelzése alapján). A módszer hasonló ahhoz, amit a BQ20ZXX mikroáramkörök családjában használnak az SSB és az akkumulátor kapacitásának passzív kiegyensúlyozására. Ebben az esetben pontosan meghatározzák azt a töltést, amelyet az egyik akkumulátorról a másikra kell átvinni. A kiegyenlítés a töltés végén történik. Ezzel a módszerrel érhető el a legjobb eredmény (lásd 6. ábra)

Rizs. 6.

A nagy kiegyenlítő áramok miatt a PowerPump technológia sokkal hatékonyabb, mint a hagyományos passzív kiegyensúlyozás belső bypass kapcsolókkal. Laptop akkumulátorcsomag kiegyensúlyozásakor a kiegyenlítő áramok 25...50 mA. A komponensek értékének megválasztásával 12-20-szor jobb kiegyenlítési hatásfok érhető el, mint a belső kulcsos passzív módszerrel. Egy tipikus kiegyensúlyozatlansági érték (5%-nál kisebb) egy vagy két ciklus alatt érhető el.
Ezen kívül a PowerPump technológiának további nyilvánvaló előnyei is vannak: a kiegyensúlyozás bármilyen üzemmódban megtörténhet - töltés, kisütés, és akkor is, ha az energiát szállító akkumulátor alacsonyabb feszültségű, mint az energiát fogadó akkumulátor. A passzív módszerhez képest sokkal kevesebb energia vész el.

AZ AKTÍV ÉS PASSZÍV EGYENSÚLYOZÁSI MÓDSZER HATÉKONYSÁGÁNAK MEGBESZÉLÉSE

A PowerPump technológia gyorsabban végzi a kiegyensúlyozást. A 2200 mAh-s akkumulátorok 2%-ának kiegyensúlyozatlansága egy vagy két ciklusban elvégezhető. A passzív kiegyenlítésnél az akkumulátorcsomagba épített tápkapcsolók korlátozzák a maximális áramértéket, így sokkal több kiegyenlítési ciklusra lehet szükség. A kiegyenlítési folyamat akár meg is szakadhat, ha nagy eltérések vannak az akkumulátor paraméterei között.
A passzív kiegyensúlyozás sebessége külső alkatrészek használatával növelhető. A 7. ábra egy tipikus példát mutat egy ilyen megoldásra, amely a BQ77PL900, BQ2084 vagy BQ20ZXX chipcsaláddal együtt használható. Először a belső akkumulátor kapcsolót kapcsoljuk be, amely kis előfeszítő áramot hoz létre az R Ext1 és R Ext2 ellenállásokon, amelyek az akkumulátor kivezetései és a mikroáramkör közé vannak csatlakoztatva. A RExt2 ellenálláson lévő kapuforrás feszültség bekapcsolja a külső kapcsolót, és a kiegyenlítő áram elkezd átfolyni a nyitott külső kapcsolón és az R Bal ellenálláson.

Rizs. 7.A passzív kiegyensúlyozás sematikus diagramja
külső alkatrészek használatával

Ennek a módszernek az a hátránya, hogy egy szomszédos akkumulátort nem lehet egyszerre kiegyensúlyozni (lásd 8a. ábra). Ennek az az oka, hogy amikor a szomszédos akkumulátor belső kapcsolója nyitva van, az R Ext2 ellenálláson nem haladhat át áram. Ezért a Q1 kulcs akkor is zárva marad, ha a belső kulcs nyitva van. A gyakorlatban ennek a problémának nincs nagy jelentősége, mert Ezzel a kiegyensúlyozási módszerrel a Q2-re csatlakoztatott akkumulátor gyorsan kiegyensúlyozódik, majd a Q2 kulcshoz csatlakoztatott akkumulátor kiegyensúlyozódik.
Egy másik probléma a magas lefolyóforrás-feszültség V DS, amely akkor fordulhat elő, amikor minden más akkumulátort kiegyensúlyoznak. A 8b. ábra azt az esetet mutatja, amikor a felső és az alsó akkumulátor kiegyensúlyozott. Ebben az esetben a középső kulcs V DS feszültsége meghaladhatja a maximálisan megengedett értéket. A probléma megoldása az R Ext ellenállás maximális értékének korlátozása vagy minden második akkumulátor egyidejű kiegyensúlyozásának megszüntetése.

A gyors kiegyensúlyozási módszer az akkumulátor biztonságának javításának új módja. A passzív kiegyenlítésnél az akkumulátor kapacitásának kiegyenlítése a cél, de az alacsony kiegyenlítő áramok miatt ez csak a töltési ciklus végén lehetséges. Vagyis a rossz akkumulátor túltöltése megelőzhető, de ezzel nem nő az üzemidő újratöltés nélkül, mert túl sok energia vész el a bypass rezisztív áramkörökben.
A PowerPump aktív kiegyensúlyozó technológia használatával egyszerre két célt érünk el - a kapacitáskiegyenlítést a töltési ciklus végén és a minimális feszültségkülönbséget a kisülési ciklus végén. Az energia tárolódik és továbbadódik a gyenge akkumulátornak, nem pedig hőként disszipálódik a bypass áramkörökben.

KÖVETKEZTETÉS

Az akkumulátor feszültségének helyes kiegyenlítése az egyik módja annak, hogy növeljük az akkumulátor üzembiztonságát és növeljük azok élettartamát. Az új kiegyensúlyozó technológiák figyelik az egyes akkumulátorok állapotát, ami növeli élettartamukat és javítja az üzembiztonságot. A PowerPump gyors aktív kiegyensúlyozó technológia megnöveli az akkumulátor élettartamát, és lehetővé teszi az akkumulátorok lehető leghatékonyabb és legeredményesebb kiegyensúlyozását a kisütési ciklus végén.

2016. március

Mint ismeretes, az ólom-savas akkumulátor működése az elektrolitba merített két elektróda közötti potenciálkülönbség fellépésén alapul. A negatív katód hatóanyaga tiszta ólom, a pozitív anód hatóanyaga pedig az ólom-dioxid. Tartalék és autonóm áramellátó rendszerekben a szerint gyártott akkumulátorok különböző technológiák: szervizelt ömlesztett, zárt gél vagy AGM. A technológiától függetlenül az ólom-savas akkumulátorokban végbemenő kémiai folyamatok hasonlóak:

Kisütéskor áthalad a lemezeken elektromos áram, és a lemezeket ólom-kén-oxiddal (szulfáttal) vonják be. Az ólom-szulfát porózus bevonat formájában ülepedik a lemezekre. Töltéskor a hatóanyag redukciójának fordított reakciója megy végbe a negatív lemezeken, és porózus ólom-oxid tömeg halmozódik fel a pozitív lemezeken. Sajnos a hatóanyag teljes helyreállítása minden új kisütési-töltési ciklusban lehetetlen. Működés közben elkerülhetetlenül bekövetkezik az akkumulátor úgynevezett elöregedése, azaz fokozatos kapacitásvesztés - a megengedett működési határig, amelyet általában az eredeti kapacitás 60%-ára csökkentenek. Ideális körülmények között a tényleges akkumulátor-élettartam puffer üzemmódban megközelítheti a névleges élettartamot.

Az akkumulátor öregedési folyamata jelentősen felgyorsulhat a következő pusztító folyamatok miatt:

• Lemezek szulfatálása;
• A lemezek korróziója és az aktív tömeg leválása;
• Az elektrolit elpárolgása vagy az akkumulátor úgynevezett „kiszáradása”;
• Elektrolit rétegződés (csak folyékony akkumulátorokra jellemző).

Lemezek szulfatálása

Amikor az akkumulátor lemerül, a laza aktív tömeg szilárd ólom-szulfát mikrokristályokká alakul. Ha az akkumulátort hosszabb ideig nem töltik, a mikrokristályok megnagyobbodnak, a lerakódás besűrűsödik és megakadályozza az elektrolit hozzáférését a lemezekhez, ami lehetetlenné teszi az akkumulátor töltését. A szulfatáció kockázatát növelő tényezők: hosszú távú tárolás lemerült állapotban; az akkumulátor krónikus alultöltése ciklikus üzemmódban (legalább havonta egyszer 100%-os töltés szükséges); rendkívül mély akkumulátorkisülés. A lemezek szulfatációja részben kiküszöbölhető speciális akkumulátortöltési módokkal.

A hatóanyag korróziója és kiválása

A korrózió során a lemezrács tiszta ólma vízzel kölcsönhatásba lépve ólom-oxiddá oxidálódik. Az ólom-oxid rosszabbul vezeti az elektromos áramot a lemezkenőanyag hatóanyagához, növeli a belső ellenállást és csökkenti az akkumulátor ellenállását a nagy kisülési áramokkal szemben. A pozitív lemezeken a korrózió gyengíti a rács tapadását a hatóanyaghoz. Ezenkívül maga a pozitív lemez hatóanyaga fokozatosan veszít erejéből. Minden szórási ciklusban a lemez rétege állapotát ólom-oxid mikrokristályok tömegéből kemény kristályos ólom-szulfát szerkezetté változtatja. A váltakozó összenyomás és tágulás csökkenti a terített réteg fizikai szilárdságát, ami a tapadás gyengülésével együtt a hatóanyag csúszásához és az akkumulátor aljára való kijutáshoz vezet. A leváló hatóanyag korróziója és felhalmozódása az akkumulátorlemezek deformálódásához és a legrosszabb esetben rövidzárlathoz vezethet.

Tényezők, amelyek növelik a korrózió és az aktív tömeg leválásának kockázatát:

• túl magas feszültség;
• töltés elégtelen áramerősséggel - azaz hosszú ideig magas feszültség alatt marad a töltési fázisban;
• túl sokáig az abszorpciós fázisban marad ("túltöltés");
• az akkumulátor túl sok árammal való töltése;
• az akkumulátor felgyorsult kisülése túl nagy áramerősséggel.

Az elektrolit aktív tömegének leválása (elcsúszása) visszafordíthatatlan jelenség. Az aktív tömeg elcsúszásának legveszélyesebb következménye a lemezek rövidre zárása.

Elektrolit párolgás

Amikor az akkumulátor pozitív lemeze lemerül, a vízből oxigén képződik. Normál lebegő töltési körülmények között az oxigén az akkumulátor negatív lemezén hidrogénnel rekombinálódik, visszaállítva az eredeti vízmennyiséget az elektrolitban. De az oxigén diffúziója a szeparátorban nehézkes, így a rekombinációs folyamat nem lehet 100%-ban hatékony. A víz arányának csökkentése megváltoztatja az akkumulátor töltési jellemzőit, és egy bizonyos küszöbértéknél teljesen ellehetetleníti a töltést. Az „akkumulátor kiszáradásának” kockázatát növelő tényezők: működés magas környezeti hőmérsékleten; töltés túl nagy árammal vagy feszültséggel; Az úszófeszültség túl magas - az akkumulátor „túltöltött”.

Az elektrolit párolgása visszafordíthatatlan jelenség a gél ésAGM akkumulátorok. A kiszáradás fő oka, különösenAGM – akkumulátorok „túltöltése”.

Akkumulátorok hőkifutása és hőlebomlása

Az akkumulátor elöregedése a fent felsorolt ​​folyamatok miatt felgyorsult ütemben, de még mindig meglehetősen lassan és gyakran észrevétlenül megy végbe.

A gázok rekombinációja egy lezárt akkumulátorban egy kémiai folyamat, amely hőt termel. Ha a rekombináció a megfelelő feszültség és töltőáram értékek mellett megy végbe, a fűtés nem okoz problémát. Viszont, ha az akkumulátor túl van töltve, a belső hőmérséklet gyorsabban emelkedik, mint ahogy az akkumulátort kívülről le lehetne hűteni. A hőmérséklet emelkedése csökkenti a töltési feszültséget, ami az abszorpciós szakaszban egyidejűleg az áramerősség növekedéséhez vezet. Ez viszont ismét növeli a hőmérsékletet.

Megindul a növekvő áram- és hőtermelés önfenntartó ciklusa, amely a legrosszabb esetben a rácsok deformálódásához és belső rövidzárlathoz vezet, az akkumulátor visszafordíthatatlan tönkretételével.

A hőkiütés kockázatát növelő tényezők:

• szaggatott vagy „pulzáló” töltés instabil külső áramforrás vagy rossz minőségű töltő miatt;
• túl sokáig az abszorpciós fázisban maradás – „túltöltés”;
• rossz hőelvezetés vagy magas környezeti hőmérséklet.

Az akkumulátorláncban lezajló romboló folyamatok sajátosságai

Könnyen belátható, hogy külön akkumulátor töltésekor a megfelelő működési feltételek és töltési algoritmus biztosításával minden kockázati tényező kiküszöbölhető. A tartalék rendszerek azonban ritkán használnak kettőnél kevesebb akkumulátort. Párhuzamos-soros kapcsolásban töltő A töltőáram és a feszültség értékeit csak a kivezetéseken „látja”, így az egyes akkumulátorok feszültségei jelentősen eltérhetnek az ajánlott értékektől. Egy akkumulátor többel magas szintűönkisülés (nagyobb szivárgó áram), a rá sorosan kapcsolt elemek túltöltését és a vele párhuzamosan kapcsolt elemek hiányos feltöltődését okozhatja. A túltöltés és az alultöltés szinte minden romboló folyamat kockázatát növeli. Ezért a veszély csökkentése érdekében a láncban lévő összes akkumulátornak azonos töltési állapotú és kapacitásértékekkel kell rendelkeznie a lehető legközelebb. Új telepítéseknél nem csak azonos márkájú, hanem azonos gyári tételű akkumulátorok használata is javasolt. A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy akár egy tételben is Még két teljesen azonos tulajdonságú akkumulátor sem létezik kapacitás, töltöttségi állapot és belső szivárgási áramok. Ezen túlmenően az azonos jellemzők követelménye teljesíthetetlen, ha a sérült akkumulátort egy már használt akkumulátorra kell cserélni.

Az új akkumulátorok töltöttségi fokának enyhe ingadozása legtöbbször a bejáratás során, több kisütési és töltési ciklus során kiegyenlődik. De ha jelentős szóródás vagy különbség van a kapacitásjellemzőkben egyensúlyhiánya tömb egyes elemei között idővel csak nő.

A kisebb kapacitású akkumulátorok szisztematikus újratöltése és az alultöltött akkumulátorok polaritásának lehetséges megfordítása mélykisüléskor az egyes akkumulátorok károsodásának felhalmozódásához és meghibásodásához vezet. A termikus kifutó hatás miatt még egy meghibásodott akkumulátor is tönkreteheti a teljes akkumulátortömböt.

Aktív akkumulátor kiegyenlítés

Kisimíthatja az akkumulátorparaméterek közötti különbségeket egy speciális eszközzel, amelyet akkumulátortöltés-kiegyenlítőnek vagy kiegyensúlyozatlansági szintezőnek neveznek.

FONTOS! A töltéskiegyenlítők használata csökkenti a pusztító folyamatok kockázatát, de nem tudja megjavítani a már súlyosan sérült akkumulátort.

Fizikailag az akkumulátor töltéskiegyenlítő eszköz egy kompakt elektronikus modul, amely minden sorosan összekapcsolt elempárhoz kapcsolódik:

• 24V-os akkumulátorhoz kívánt egy töltéskiegyenlítő a lánchoz (1. séma).
• 48V-os akkumulátorhoz kívánt három töltéskiegyenlítő a lánchoz (2. séma).

Az SBB magáról az akkumulátorról vagy töltőforrásról táplálkozik. Az SBB saját energiafogyasztása alacsony, és összehasonlítható az önkisülési veszteségekkel.

Szint hatékonyság SBB2-12-A alapvetően magasabb, mint a többi töltéskiegyenlítőé, amelyek működése vagy a töltéstöbblet tolatásán (ún. passzív kiegyensúlyozók, közvetlen energiaveszteséget okozva), vagy az elemek szelektív újratöltésén alapul (kiegyenlítés csak töltés közben történik). Maximális kiegyenlítő áram SBB2-12-A– 5A, ami meghaladja a piacon lévő összes alternatív eszköz képességeit.

A töltéskiegyenlítő használatának hatása:

1) Megnövelt általános megbízhatóságés növeli az akkumulátor élettartamát.

2) Megnövekedett energiakibocsátás akkumulátor, mert Amikor az akkumulátorok mélyen lemerültek, a soros áramkörben lévő összes akkumulátor kapacitása teljesebben kihasználható.

Az SBB kiegyensúlyozók folyamatosan működnek, kiegyensúlyozott állapotban tartják az akkumulátorokat akkor is, ha a töltő ki van kapcsolva.

Csatlakozási diagram

Szint (kiegyenlítő) bekötési rajza 24V-os és 48V-os akkumulátorhoz.

Az alábbiakban a töltési szint csatlakozási diagramjai láthatók SBB2-12-Aólom-savhoz újratölthető akkumulátorok 12V a 24V és 48V névleges akkumulátorokban.

1. séma. 24V-os akkumulátor két 12V-os elemből	Rendszer2. 48V-os elem négy 12V-os elemből

Szint (kiegyenlítő) csatlakoztatása több párhuzamos áramkörből álló akkumulátorhoz.

Egy SBB töltéskiegyenlítő kiegyenlítőt 2-3 párhuzamos akkumulátorláncon szabad működtetni - ha az egyensúlyhiány kicsi és a maximális kiegyenlítő áramot nem lépik túl. Az egyes láncok külön kiegyensúlyozása jobb eredményeket ad a korrekciós intézkedés szelektivitása miatt.

Ha egy szintet több lánchoz használ, akkor diagramot kell használni az akkumulátorok egyenáramú buszokkal való összekapcsolására és a középpontok csatlakoztatására (3. séma).

Ha minden láncban külön szintet használ, használhatja a szokásos akkumulátorcsatlakozási rajzot (4. séma).

Példaként tekintjük a német Hawker Gmbh - Perfect Plus klasszikus akkumulátorát. Nincs semmi nehéz az akkumulátor gondozásában. Csak szigorúan be kell tartania az utasításokat, és bizonyos időn belül számos olyan műveletet kell végrehajtania, amelyek lehetővé teszik, hogy a megvásárolt akkumulátor a lehető leghosszabb ideig működjön, ami azt jelenti, hogy pénzt takarít meg.

Az ólom akkumulátorok speciális tulajdonságai:

A kapacitás 5 óra, i.e. névleges kapacitása kisütéssel érhető el DC 5 órán keresztül, amíg a végső kisülési feszültséget 1,7 V/cella értékre állítják be a 30 °C-os kezdeti hőmérsékleten.

Feszültség Egy akkumulátor névleges feszültsége 2 V. A vontatási akkumulátorokra vonatkozó névleges feszültség szabványok: 24 V, 48 V, 72 V, 80 V.

Egy vontatási akkumulátor üzemi feszültsége a kisülési áram nagyságától, a kisülés mértékétől és a hőmérséklettől függ. A megadott végső kisülési feszültség 5 órás kisütésnél 1,7 V/cella.

Az elektrolit sűrűsége teljesen feltöltött állapotban, 30°C hőmérsékleten 1,29 kg/l.

Az akkumulátor tartóssága és élettartama. A tartósság a hosszú távú, laboratóriumi körülmények között végzett tesztelés eredményét jelenti, amelyben az akkumulátort pontosan egy időben vetik alá töltési-kisütési ciklusoknak. konkrét program. Olyan minimális ciklusszámot kell elérni, amely nem csökkenti a kapacitást a névleges érték 80%-a alá. A megfelelő eljárást a DIN 43539 szabvány 3. része írja le.

A tényleges élettartam hosszabb vagy rövidebb lehet, mint a tartósság, mivel számos működési tényező a laboratóriumi körülményektől eltérő terhelésekhez vezet.

Az akkumulátor élettartamának növekedéséhez vezető hatástényezők:

kifogástalan ellátás és kiszolgálás

normál üzemi hőmérséklet (20 C és 40 C között)

tökéletes töltők

kerülje a mélykisüléseket

időben történő hibaelhárítás

Az élettartam csökkenéséhez vezető hatások:

gyakori mélykisülések, pl. a névleges kapacitás több mint 80%-ának eltávolítása

magas üzemi hőmérséklet (> 40 C) hosszú ideig

töltés elfogadhatatlanul nagy árammal, miután elérte a gázosító feszültséget (2,4 V/cella)

az akkumulátor lemerült állapotban van

az elektrolitba bejutott szennyeződés jelenléte (például a követelményeknek nem megfelelő feltöltési víz)

túlterhelés vagy rövidzárlat

A vontatási akkumulátorok karbantartása és gondozása Általános üzemeltetési szabályok:

Soha ne hagyja lemerült állapotban az akkumulátort, hanem azonnal töltse fel.

Az optimális élettartam elérése érdekében kerülje a névleges kapacitás több mint 80%-ának kisütését; ebben az esetben az elektrolit sűrűsége nem lehet kisebb 1,13 kg/l-nél (300C).

A mélykisülések elkerülése érdekében ellenőrizni kell a járművek akkumulátorainak lemerülését.

Az üzemi hőmérséklet 20 C-40 C legyen.

Az akkumulátor károsodásának elkerülése érdekében az elektrolit maximális megengedett 55 C-os hőmérsékletét nem szabad túllépni.

Töltés előtt és közbenső töltések közben el kell távolítani vagy kinyitni a tartály fedelét vagy az akkumulátor zárószerkezetét. A töltés befejezése után legkorábban 1/2 órával zárja le.

A töltőknek meg kell felelniük az akkumulátor kapacitásának és a szükséges töltési időnek.

A feltöltéshez csak a DIN 43530 szabvány 4. részének megfelelő desztillált vizet használjon, nem szabad savat vagy adalékokat használni.

Akkumulátor töltés (napi működés):

Az akkumulátort úgy kell leválasztani, hogy kihúzza a dugót a konnektorból. távolítsa el az elemtartó fedelét. Ugyanakkor a dugók zárva maradnak.

Ellenőrizze az elektrolitszintet a „min” jelzésnél.

Ezt követően meg kell mérni az elektrolit hőmérsékletét. Ha meghaladja a 45 C-ot, hűtsük le.

Csatlakoztassa a dugót. Szükség esetén csatlakoztassa az elektrolitkeverő rendszert (integrált levegőkimeneti rendszer nélküli dugókhoz).

Kapcsolja be a töltőt, vagy ellenőrizze, hogy az eszköz be van-e kapcsolva.

Indítsa el az akkumulátor töltési folyamatát.

Töltés után húzza ki a töltőt, vagy ellenőrizze, hogy a készülék ki van-e kapcsolva, majd válassza le az akkumulátort a töltőről. Ha szükséges, ellenőrizze a végeredményt.

Ha a töltés nem elegendő, vagy mélytöltés után végezzen kiegyenlítő töltést.

Takarítás (napi munka):

Az elemek felületén működés közben felhalmozódó szennyeződést, port az akkumulátor igényétől és működésétől függően (rongyok, nedves gőz 100 C-tól 150 C-ig, fúvókával ellátott tömlő segítségével) el kell távolítani.

Víz utántöltés (heti munka):

Az elektrolitszintet is ellenőrizni kell. Hetente legalább egyszer. Ha nincs automatikus utántöltés, töltse fel a DIN 43530 szabvány 4. része szerinti tisztított vizet a töltés végén.

Töltés után minden cellában ellenőrizni kell az elektrolit szintjét, és desztillált vízzel kell feltölteni.

Ezenkívül hetente egyszer kiegyenlítő töltést kell végezni.

Feszültség, sűrűség és hőmérséklet (havi munka):

Havonta egyszer el kell végezni az összes elem egyenletes gázkibocsátásának ellenőrzését.

A töltés vagy a kiegyenlítő töltés befejezése után meg kell mérni a sav sűrűségét és hőmérsékletét, és a standard értékektől való eltéréseket szelektíven be kell írni az akkumulátor folyamatábrájába.

Ha az elemek között jelentős eltéréseket állapítottak meg, akkor ezeket az elemeket külön kell megvizsgálni.

Szükséges továbbá az elemek feszültségének, sűrűségének és hőmérsékletének mérése.

Félévente és évente végzett munka: .

ellenőrizze a töltő megfelelő működését, mindenekelőtt a töltőáramot a gázfejlődés kezdetén (2,4 V/cella) és a töltés végén.

Ellenőrizze a csatlakozót és a dugaszolóeszközt.

A savnyomok eltávolítása vagy semlegesítése után azonnal javítsa ki a tartály szigetelésének (felvitt réteg) kisebb sérüléseit (kövesse a gyártó ajánlásait).

Az akkumulátorok földhöz viszonyított szigetelési ellenállását a DIN 43539 1. része szerint kell mérni nyitott külső elektromos áramkör mellett.

Mérje meg a szigetelési ellenállást: 50 ohm/V névleges feszültség.

Tisztítsa meg az akkumulátort, ha a szigetelési ellenállása gyenge.

Tárolás

Ha az akkumulátorokat hosszabb ideig nem tervezi használni, akkor teljesen feltöltött állapotban, száraz helyiségben, 0 C feletti hőmérsékleten kell tárolni.

Az akkumulátor üzemkész állapotának fenntartása érdekében a következő töltési módokat kell használni:

Havi kiegyenlítési díj

Karbantartási töltés töltési feszültség mellett 2,23 V x cellák száma (30 C)

Hogyan kerüljük el a károkat és a baleseteket?

A sérülések, rövidzárlatok, szikrák elkerülése érdekében ne helyezzen fémtárgyakat vagy szerszámokat az akkumulátorokra.

Az akkumulátorokat csak megfelelő emelőeszközökkel szállítsa (a VDE 3616 szerint).

Az akkumulátorokkal végzett munka során be kell tartani a vonatkozó biztonsági előírásokat, valamint a DIN VDE 0510 és VDE 0105 1. részét.

Szavatossági idő

Figyelembe kell venni a tárolási idő hatását az akkumulátor élettartamára. Emlékeztetni kell arra, hogy a megfelelően kiválasztott emelőeszközök megakadályozzák az akkumulátorház deformálódását, és így védik a tartály bevonatát. Az emelőberendezéseknek meg kell egyeznie az akkumulátor geometriájával.

Olyan akkumulátorokról beszélünk, amelyeket fokozott robbanásveszélyes területeken használnak. Az akkumulátorház fedeleinek nyitva kell lenniük a töltés és az azt követő gázok eltávolítása közben, hogy a keletkező robbanásveszélyes gázkeverék megfelelő szellőzés mellett elveszítse gyulladási képességét.

• Végezze el az akkumulátor külső ellenőrzését. Az akkumulátor és a kivezetések felső felületének tisztának és száraznak, szennyeződéstől és korróziótól mentesnek kell lennie.
• Ha folyadék van az elárasztott akkumulátorok felső felületén/az elárasztott akkumulátorokon, az azt jelezheti, hogy túl sok folyadék van az akkumulátorban. Ha folyadék van a GEL vagy AGM akkumulátor felületén, az akkumulátor túl van töltve, és teljesítménye és élettartama csökken.
• Ellenőrizze az akkumulátor kábeleit és csatlakozásait. Cserélje ki sérült kábelek. Húzza meg a laza csatlakozásokat.

Tisztítás

• Győződjön meg arról, hogy minden védőkupak biztonságosan rögzítve van az akkumulátoron.
• Tisztítsa meg az akkumulátor felső felületét, a kivezetéseket és a csatlakozásokat egy ronggyal vagy kefével és szódabikarbóna és víz oldatával. Ne engedje, hogy a tisztítószer az akkumulátor belsejébe kerüljön.
• Öblítse le vízzel és törölje szárazra egy tiszta ruhával.
• Vigyen fel vékony réteg vazelint vagy kapocsvédőt, amely a helyi akkumulátorgyártótól beszerezhető.
• Tartsa tisztán és szárazon az akkumulátorok környékét.

Víz hozzáadása (CSAK folyékony elektrolitos akkumulátorok)

Tilos vizet önteni a zselés vagy AGM akkumulátorokhoz, mivel működés közben nem veszítik el azt. Időnként vizet kell önteni az elárasztott akkumulátorokhoz. A feltöltés gyakorisága az akkumulátor használatának jellegétől és az üzemi hőmérséklettől függ. Az új akkumulátorokat néhány hetente ellenőrizni kell hogy meghatározza a víz utántöltés gyakoriságát egy adott alkalmazáshoz. Az akkumulátorokat általában gyakrabban kell feltölteni, ahogy öregszenek.

• Töltse fel teljesen az akkumulátort víz hozzáadása előtt. Csak akkor töltsön vizet a lemerült vagy részben feltöltött akkumulátorokhoz, ha a lemezek láthatóak. Ebben az esetben adjon hozzá annyi vizet, hogy ellepje a lemezeket, majd töltse fel az akkumulátort, és folytassa az alább leírt víz utántöltési folyamatot.
• Távolítsa el a védőkupakokat, és fordítsa meg őket, nehogy szennyeződés kerüljön a belső felületre. Ellenőrizze az elektrolit szintjét.
• Ha az elektrolit szintje jelentősen magasabb, mint a lemezek, akkor nem szükséges vizet hozzáadni.
• Ha az elektrolit szintje alig fedi a lemezeket, adjon hozzá desztillált vagy ionmentesített vizet 3 mm-rel a szellőzőnyílás alatt.
• Víz hozzáadása után helyezze vissza a védőkupakokat az akkumulátorra.
• Csapvíz akkor használható, ha a szennyezettség az elfogadható határokon belül van.

Töltés és kiegyenlítő töltés

Díj

A megfelelő töltés rendkívül fontos, hogy a legtöbbet hozhassa ki akkumulátorából. Mind az alul-, mind a túltöltés jelentősen lerövidítheti az akkumulátor élettartamát. A megfelelő töltéshez olvassa el a berendezéshez mellékelt utasításokat. A legtöbb töltő automatikus és előre programozott. Egyes töltők lehetővé teszik a felhasználó számára a feszültség- és áramértékek beállítását. Lásd a töltési javaslatokat a táblázatban.

• Győződjön meg arról, hogy a töltő a nedves, zselés vagy AGM akkumulátorokhoz való megfelelő programra van állítva, attól függően, hogy milyen típusú akkumulátort használ.
• Az akkumulátort minden használat után teljesen fel kell tölteni.
• Az ólom-savas akkumulátorok (nedves, zselés és AGM) nem rendelkeznek memóriaeffektussal, ezért nem igényelnek teljes kisütést az újratöltés előtt.
• A töltést csak jól szellőző helyen szabad végezni.
• Töltés előtt ellenőrizze az elektrolit szintjét, hogy a lemezeket ellepje-e víz (csak nedves akkumulátorok esetén).
• Töltés előtt győződjön meg arról, hogy minden védőkupak biztonságosan rögzítve van az akkumulátoron.
• A folyékony elektrolitot tartalmazó akkumulátorok gázt (buborékokat) szabadítanak fel a töltési folyamat befejezése előtt, hogy biztosítsák az elektrolit megfelelő keveredését.
• Ne töltsön lefagyott akkumulátort.
• A töltést kerülni kell 49°C feletti hőmérsékleten.

4. séma

4. és 5. séma

Kiegyenlítő töltés (CSAK nedves akkumulátorokhoz)

A kiegyenlítő töltés az akkumulátor túltöltése, amelyet nedves akkumulátorokon hajtanak végre, miután azok teljesen feltöltődtek. A Trojan azt javasolja, hogy csak akkor végezzen kiegyenlítő töltést, ha az akkumulátorok fajsúlya alacsony, kisebb, mint 1,250, vagy ha az akkumulátor teljes feltöltése után a fajsúly ​​széles tartományban, 0,030 között ingadozik. Ne töltse ki a GEL vagy AGM akkumulátorokat.

• Győződjön meg arról, hogy az akkumulátor nedves akkumulátor.
• A töltés megkezdése előtt ellenőrizze az elektrolit szintjét, és győződjön meg arról, hogy a lemezeket víz borította.
• Győződjön meg arról, hogy minden védőkupak szilárdan rögzítve van az akkumulátoron.
• Állítsa a töltőt kiegyenlítő töltés módba.
• A kiegyenlítő töltési folyamat során gáz szabadul fel az akkumulátorokban (buborékok úsznak fel a felszínre).
• Mérje meg a fajsúlyt óránként. A kiegyenlítő töltést le kell állítani, amikor a fajsúly ​​növekedése megáll.

FIGYELEM! Tilos kiegyenlítő töltést zselés vagy AGM akkumulátorokon végezni.

Csodálatos töltők, szulfátmentesítők, kiegyenlítők, és tudod, hogy amit sokan tudatlanságból tulajdonítanak nekik, azt egyszerű szóval töltési algoritmusnak hívják. Régóta beszélek erről, és mégis egyre több csodálatos készüléket és csodálatos történetet hallok az ilyen készülékekről. Furcsa, hogy egyhónapos megfigyelés után én, egy közönséges mérnök, kifejtem és beszélek ezekről az algoritmusokról, és kiderül, hogy egybeeshetnek más típusú eszközökkel. Vagyis az equalizer algoritmusa és például a töltési algoritmus, vagy egy töltéskiegyenlítő hatású inverter töltési algoritmusa egybeeshet egymással.

Figyelem: itt nem arra gondolok és nem is azt mondom, hogy azonosak, hiszen a legtöbb esetben az MP mikroprogram törzsére mindenki a semmiből függetlenül kitöltheti vagy felírhatja. Az impulzusok alakja és az impulzusok időzítése, valamint a feszültség- és áramváltozások impulzusai eltérőek lehetnek, és eltérő időtartományúak lehetnek. De gyakran az esetek 50% -ában hasonlóak lehetnek. Ha nem is idő szerint, akkor jelformák szerint, ha nem is jelalak szerint, de ahhoz közel.

Így minden gyártó a saját megfigyeléseire és adataira támaszkodik.

Tehát ez a módszer maga a memória, az equalizer és az inverter memóriája esetén működik. Nagyon hasznos mikroprogram, amely lehetővé teszi, hogy az akkumulátor legalább 50%-kal tovább bírja, de 10%-kal megnöveli az élettartamát.

Általánosságban elmondható, hogy ha az akkumulátor meghibásodik, sokan még mindig mesélnek és hisznek a mesékben. Olyan eszközöket vásárolnak, mint a fent leírtak, és várják a csodát. De sajnos ez az eszköz nem támaszt fel semmit és nem állít vissza semmit. Feladata az akkumulátor-megelőzés valós időben történő végrehajtása. Pont ennek a megelőzésnek köszönhetően kezdenek el stabilabban viselkedni az akkumulátorok, nem mennek el, például sorba kapcsolva az egyik túl van töltve, a másik nincs teljesen feltöltve.

Ahogy mondani szokták, jobb időben megtenni a megelőzést, mint később megpróbálni megszüntetni a következményeket.

Igen, elég mesét hallottam ezekről a csodaeszközökről, 4 éve gyűjtöm a statisztikáimat, és végre minden összeállt. Természetesen az eszköz szétszedése minden bizonnyal kinyomja az I-t, és a fojtószelep vagy a watt ellenállások jelzik a felhalmozódást. De ez nem azt jelenti, hogy az egyik akkut le kell meríteni a másik töltése közben, ez teljesen hülyeség :)

Mert ezeknek a készülékeknek az a feladata, hogy kiegyenlítsék az akkumulátorbankok feszültségét, amiből 12 voltos akkumulátornál 6, alkáli elemnél 10, 24 voltosnál ennek megfelelően kétszer annyi van, stb.

Őszintén szólva először azt hittem, hogy ez a készülék egy feltöltött akkumulátort merít, de miután a második évben megnéztem az eredményeket, lemondtam róla. Az elve hasonló a szulfátmentesítőhöz, de az algoritmusok eltérőek. Általánosságban elmondható, hogy a jövőben kiásom, és elvégzek egy teljes tesztet. Senki nem adta nekem a készüléket, és személyes pénzből vásárolták, és ez az én véleményem. Több információ, egyre pontosabb adatok. De tény, hogy ezek már nem esnek egybe a többség véleményével – az biztos.