Sihua Wen, inginer de aplicare a bateriilor, Texas Instruments

De obicei, în orice sistem format din mai multe baterii conectate în serie, apare problema dezechilibrării încărcării bateriilor individuale. Egalizarea încărcării este o tehnică de proiectare care îmbunătățește siguranța, durata de funcționare și durata de viață a bateriei Cele mai recente circuite integrate de protecție a bateriei și indicatori de încărcare de la Texas Instruments - familia BQ2084, BQ20ZXX, BQ77PL900 și BQ78PL114, incluse în linia de produse a companiei - sunt esențiale pentru implementare. a acestei metode.

CE ESTE DEZECHILIBRAREA BATERIEI?

Supraîncălzirea sau supraîncărcarea va accelera uzura bateriei și poate provoca incendiu sau chiar explozie. Protecțiile software și hardware reduc pericolul. Într-un banc de multe baterii conectate în serie (de obicei astfel de blocuri sunt folosite în laptopuri și echipamente medicale), există posibilitatea ca bateriile să se dezechilibreze, ceea ce duce la degradarea lor lentă, dar constantă.
Nu există două baterii la fel și există întotdeauna mici diferențe în ceea ce privește starea de încărcare a bateriei (SOC), autodescărcare, capacitate, rezistență și caracteristici de temperatură, chiar dacă vorbim de baterii de același tip, de la același producător și chiar și din același lot de producție. Când formează un bloc de mai multe baterii, producătorul selectează de obicei bateriile care sunt similare în SSB comparând tensiunile de pe ele. Cu toate acestea, diferențele în parametrii bateriilor individuale rămân încă și pot crește în timp. Majoritate încărcătoare determină încărcarea completă prin tensiunea totală a întregului lanț de baterii conectate în serie. Prin urmare, tensiunea de încărcare a bateriilor individuale poate varia mult, dar nu poate depăși pragul de tensiune la care este activată protecția la supraîncărcare. Cu toate acestea, în veriga slabă - bateria cu capacitate redusă sau rezistență internă ridicată, tensiunea poate fi mai mare decât la alte baterii încărcate complet. Defectul unei astfel de baterii va apărea mai târziu în timpul unui ciclu lung de descărcare. Tensiunea ridicată a unei astfel de baterii după încărcarea completă indică degradarea sa accelerată. Când este descărcată din aceleași motive (rezistență internă mare și capacitate scăzută), această baterie va avea cea mai scăzută tensiune. Aceasta înseamnă că atunci când încărcați o baterie slabă, protecția la supratensiune poate funcționa, în timp ce bateriile rămase din unitate nu vor fi încă încărcate complet. Acest lucru va duce la subutilizarea resurselor bateriei.

METODE DE ECHILIBRARE

Dezechilibrul bateriei are un efect negativ semnificativ asupra duratei de viață și a duratei de viață a bateriei. Cel mai bine este să egalizați tensiunea și SSB ale bateriilor când acestea sunt complet încărcate. Există două metode de echilibrare a bateriilor - activă și pasivă. Acesta din urmă este uneori numit „echilibrarea rezistenței”. Metoda pasivă este destul de simplă: bateriile care au nevoie de echilibrare sunt descărcate prin circuite de bypass care disipă puterea. Aceste circuite de bypass pot fi integrate în acumulatorul sau plasate într-un cip extern. Această metodă este de preferat pentru aplicații cu costuri reduse. Aproape toată energia în exces de la bateriile cu o încărcare mare este disipată sub formă de căldură - acesta este principalul dezavantaj al metodei pasive, deoarece reduce durata de viață a bateriei între încărcări. Metoda de echilibrare activă utilizează inductori sau condensatori, care au pierderi de energie neglijabile, pentru a transfera energie de la bateriile foarte încărcate la bateriile mai puțin încărcate. Prin urmare, metoda activă este semnificativ mai eficientă decât cea pasivă. Desigur, creșterea eficienței are un cost - utilizarea unor componente suplimentare, relativ costisitoare.

METODA DE ECHILIBRARE PASIVĂ

Cea mai simplă soluție este egalizarea tensiunii bateriei. De exemplu, BQ77PL900, care oferă protecție pentru pachetele de baterii cu 5 până la 10 baterii în serie, este utilizat în unelte fără plumb, scutere, surse de alimentare neîntreruptibile și echipamente medicale. Microcircuitul este o unitate completă din punct de vedere funcțional și poate fi folosit pentru a lucra cu un compartiment pentru baterii, așa cum se arată în Figura 1. Comparând tensiunea bateriei cu pragurile programate, microcircuitul, dacă este necesar, pornește modul de echilibrare. Figura 2 prezintă principiul de funcționare. Dacă tensiunea oricărei baterii depășește un prag specificat, încărcarea se oprește și circuitele de bypass sunt conectate. Încărcarea nu se reia până când tensiunea bateriei scade sub pragul și procedura de echilibrare se oprește.

Orez. 1.Cipul BQ77PL900 folosit de sine stătător
modul de funcționare pentru a proteja acumulatorul

Atunci când se aplică un algoritm de echilibrare care utilizează doar abaterea tensiunii ca criteriu, echilibrarea incompletă este posibilă datorită diferenței de impedanță internă a bateriilor (vezi Fig. 3). Faptul este că impedanța internă contribuie la răspândirea tensiunii în timpul încărcării. Cipul de protecție a bateriei nu poate determina dacă dezechilibrul de tensiune este cauzat de capacități diferite ale bateriei sau de diferențe în rezistența lor internă. Prin urmare, cu acest tip de echilibrare pasivă nu există nicio garanție că toate bateriile vor fi încărcate 100%. Indicatorul de încărcare IC BQ2084 utilizează o versiune îmbunătățită a echilibrării tensiunii. Pentru a minimiza efectul variației rezistenței interne, BQ2084 efectuează echilibrarea mai aproape de sfârșitul procesului de încărcare, când curentul de încărcare este scăzut. Un alt avantaj al BQ2084 este măsurarea și analiza tensiunii tuturor bateriilor incluse în unitate. Cu toate acestea, în orice caz, această metodă este aplicabilă numai în modul de încărcare.

Orez. 2.Metodă pasivă bazată pe echilibrarea tensiunii

Orez. 3.Metoda de echilibrare pasivă a tensiunii
folosește ineficient capacitatea bateriei

Microcircuitele din familia BQ20ZXX folosesc tehnologia proprietară Impedance Track pentru a determina nivelul de încărcare, pe baza determinării SSB-ului și a capacității bateriei. În această tehnologie, pentru fiecare baterie, se calculează încărcarea Q NEED necesară pentru a obține o stare complet încărcată, după care se află diferența ΔQ dintre Q NEED-ul tuturor bateriilor. Apoi, microcircuitul pornește întrerupătoare de alimentare prin care bateria este echilibrată la starea ΔQ = 0. Datorită faptului că diferența de rezistență internă a bateriilor nu afectează această metodă, aceasta poate fi utilizată în orice moment: atât atunci când încărcarea și descărcarea bateriilor. Folosind tehnologia Impedance Track, se realizează o echilibrare mai precisă a bateriei (vezi Figura 4).

Orez. 4.

ECHILIBRAREA ACTIVĂ

În ceea ce privește eficiența energetică, această metodă este superioară echilibrării pasive, deoarece Pentru a transfera energie de la o baterie mai încărcată la una mai puțin încărcată, în loc de rezistențe, se folosesc inductanțe și capacități, în care practic nu există pierderi de energie. Această metodă este preferată în cazurile în care este necesară o durată maximă de viață a bateriei.
Dispunând de tehnologia proprie PowerPump, BQ78PL114 este cea mai recentă componentă activă de echilibrare a bateriei de la TI și utilizează un convertor inductiv pentru a transfera puterea. PowerPump folosește un MOSFET cu canal p cu canale n și un inductor care este situat între o pereche de baterii. Circuitul este prezentat în Figura 5. MOSFET-ul și inductorul formează convertorul intermediar buck/boost. Dacă BQ78PL114 determină că bateria de sus trebuie să transfere energie către bateria de jos, la pinul PS3 este generat un semnal de aproximativ 200 kHz cu un ciclu de lucru de aproximativ 30%. Când tasta Q1 este deschisă, energia din bateria superioară este stocată în accelerație. Când comutatorul Q1 se închide, energia stocată în inductor curge prin dioda flyback a comutatorului Q2 în bateria inferioară.

Orez. 5.

Pierderile de energie sunt mici și apar în principal în diodă și inductor. Cipul BQ78PL114 implementează trei algoritmi de echilibrare:

• prin tensiune la bornele bateriei. Această metodă este similară cu metoda de echilibrare pasivă descrisă mai sus;
• prin tensiune în circuit deschis. Această metodă compensează diferențele de rezistență internă a bateriilor;
• conform SZB (bazat pe prezicerea stării bateriei). Metoda este similară cu cea folosită în familia de microcircuite BQ20ZXX pentru echilibrarea pasivă prin SSB și capacitatea bateriei. În acest caz, încărcarea care trebuie transferată de la o baterie la alta este determinată cu precizie. Echilibrarea are loc la sfârșitul încărcării. Când utilizați această metodă, se obține cel mai bun rezultat (vezi Fig. 6)

Orez. 6.

Datorită curenților mari de echilibrare, tehnologia PowerPump este mult mai eficientă decât echilibrarea pasivă convențională cu comutatoare de bypass interne. La echilibrarea unui acumulator de laptop, curenții de echilibrare sunt de 25...50 mA. Prin selectarea valorilor componentelor, puteți obține o eficiență de echilibrare de 12-20 de ori mai bună decât prin metoda pasivă cu taste interne. O valoare tipică de dezechilibru (mai puțin de 5%) poate fi atinsă în unul sau două cicluri.
În plus, tehnologia PowerPump are și alte avantaje evidente: echilibrarea poate avea loc în orice mod de funcționare - încărcare, descărcare și chiar și atunci când bateria care furnizează energie are o tensiune mai mică decât bateria care primește energie. În comparație cu metoda pasivă, se pierde mult mai puțină energie.

DISCUȚIE PRIVIND EFICACITATEA METODEI DE ECHILIBRARE ACTIVĂ ȘI PASIVĂ

Tehnologia PowerPump efectuează echilibrarea mai rapid. La dezechilibrarea a 2% din bateriile de 2200 mAh, se poate face în unul sau două cicluri. În cazul echilibrării pasive, comutatoarele de alimentare încorporate în acumulator limitează valoarea maximă a curentului, astfel încât pot fi necesare mai multe cicluri de echilibrare. Procesul de echilibrare poate fi chiar întrerupt dacă există o diferență mare în parametrii bateriei.
Viteza echilibrării pasive poate fi mărită prin utilizarea componentelor externe. Figura 7 prezintă un exemplu tipic de astfel de soluție care poate fi utilizată împreună cu familia de cipuri BQ77PL900, BQ2084 sau BQ20ZXX. Mai întâi, comutatorul intern al bateriei este pornit, ceea ce creează un mic curent de polarizare care curge prin rezistențele R Ext1 și R Ext2 conectate între bornele bateriei și microcircuit. Tensiunea poartă-sursă la rezistorul RExt2 pornește comutatorul extern, iar curentul de echilibrare începe să curgă prin comutatorul extern deschis și prin rezistența R Bal.

Orez. 7.Schema schematică a echilibrării pasive
folosind componente externe

Dezavantajul acestei metode este că o baterie adiacentă nu poate fi echilibrată în același timp (vezi Fig. 8a). Acest lucru se datorează faptului că atunci când comutatorul intern al bateriei adiacente este deschis, niciun curent nu poate circula prin rezistorul R Ext2. Prin urmare, cheia Q1 rămâne închisă chiar și atunci când cheia internă este deschisă. În practică, această problemă nu este de mare importanță, deoarece Cu această metodă de echilibrare, bateria conectată la Q2 este echilibrată rapid, iar apoi bateria conectată la cheia Q2 este echilibrată.
O altă problemă este tensiunea mare de scurgere a sursei V DS care poate apărea atunci când fiecare altă baterie este echilibrată. Figura 8b arată cazul când bateriile superioare și inferioare sunt echilibrate. În acest caz, tensiunea V DS a tastei din mijloc poate depăși maximul admis. Soluția la această problemă este limitarea valorii maxime a rezistenței R Ext sau eliminarea posibilității de a echilibra simultan fiecare a doua baterie.

Metoda de echilibrare rapidă este o nouă modalitate de a îmbunătăți siguranța bateriei. Cu echilibrarea pasivă, scopul este de a echilibra capacitatea bateriei, dar din cauza curenților de echilibrare scăzuti, acest lucru este posibil doar la sfârșitul ciclului de încărcare. Cu alte cuvinte, supraîncărcarea unei baterii proaste poate fi prevenită, dar acest lucru nu va crește timpul de funcționare fără reîncărcare, deoarece se va pierde prea multă energie în circuitele rezistive bypass.
Când utilizați tehnologia de echilibrare activă PowerPump, două obiective sunt atinse simultan - echilibrarea capacității la sfârșitul ciclului de încărcare și diferența minimă de tensiune la sfârșitul ciclului de descărcare. Energia este stocată și transferată către bateria slabă, mai degrabă decât disipată sub formă de căldură în circuitele de bypass.

CONCLUZIE

Echilibrarea corectă a tensiunii bateriei este una dintre modalitățile de a crește siguranța funcționării bateriei și de a crește durata de viață a acestora. Noile tehnologii de echilibrare monitorizează starea fiecărei baterii, ceea ce mărește durata de viață a acestora și îmbunătățește siguranța în exploatare. Tehnologia de echilibrare activă rapidă PowerPump mărește durata de viață a bateriei și permite echilibrarea bateriilor cât mai eficient și eficient posibil la sfârșitul ciclului de descărcare.

Categorie: Suport pentru încărcător Publicat 05.04.2016 12:06

Majoritatea bateriilor staționare folosesc un sistem electrochimic plumb-acid, care necesită o anumită întreținere, inclusiv o încărcare de egalizare. Aplicarea periodică a unei sarcini de egalizare permite ca caracteristicile tuturor celulelor să fie egalizate la același nivel prin aplicarea unei tensiuni de încărcare de 2,50 V per celulă, care este cu aproximativ 10 la sută mai mare decât valoarea normală.

O sarcină de egalizare nu este altceva decât o supraîncărcare deliberată pentru a îndepărta cristalele de sulfat de plumb de pe plăci care s-au acumulat în timp. Dacă nu controlați starea bateriei, procesele sulfatare poate reduce capacitatea totală sau chiar deteriora bateria. Încărcătura de egalizare luptă și ea stratificarea acidului- o condiție în care concentrația de acid în partea de jos a bateriei devine mai mare decât în ​​partea de sus.

Experții recomandă efectuarea unei taxe de egalizare de întreținere o dată sau de două ori pe an. Cea mai bună metodă de a afla despre necesitatea acesteia este să folosiți o încărcare completă în modul de saturație, cu o comparație suplimentară greutate specifică fiecare celulă a unei baterii plumb-acid inundată folosind un hidrometru. Dacă diferența dintre densitățile specifice ale diferitelor elemente este mai mare de 0,030, atunci aceasta indică necesitatea utilizării unei sarcini de egalizare.

În timpul încărcării de egalizare, verificați greutatea specifică a celulelor la fiecare oră și nu opriți încărcarea până când densitatea nu încetează să crească. Oprirea creșterii densității va indica faptul că nu sunt posibile îmbunătățiri suplimentare ale bateriei, iar încărcarea ulterioară poate face doar rău.

Bateria care se încarcă trebuie să fie într-un loc răcoros și sub o atenție constantă - este posibilă formarea excesivă de căldură și gaz. Formarea moderată de gaz este normală, dar în orice caz bateria trebuie încărcată într-o zonă ventilată, deoarece doar o concentrație de hidrogen de 4% în aer este deja explozivă.

Nu există un acord general cu privire la oportunitatea aplicării unei încărcări de egalizare la VRLA și la alte baterii sigilate. Unii producători recomandă egalizarea încărcării unor astfel de baterii lunar timp de 2-16 ore. Dar trebuie amintit că supraîncărcarea bateriilor sigilate duce la formarea excesivă de gaz și la activarea supapei de 34 kPa, ceea ce poate duce la epuizarea electrolitului.

Nu toate încărcătoarele au o funcție de încărcare de egalizare. O astfel de încărcare nu trebuie efectuată cu un dispozitiv care nu este destinat acestui scop.

Atunci când stivele de baterii funcționează în modul tampon sau ciclic, precum și atunci când astfel de sisteme sunt extinse, este posibilă o distribuție neuniformă a energiei electrice, ceea ce duce la o îmbătrânire mai rapidă a bateriei. Citiți acest articol despre cum să egalizați corect încărcarea bateriei.

Egalizarea periodică a sarcinii electrice a bateriilor din sistem este un proces necesar de asigurat lucru corect echipamente. Dacă mai multe baterii sunt conectate într-un circuit, poate apărea un dezechilibru în timp - o schimbare vizibilă a tensiunii bateriilor individuale. Pentru a evita acest lucru, se recomandă reechilibrarea o dată la șase luni. De obicei, se realizează folosind o tensiune crescută timp de douăzeci și patru de ore. Puteți afla tensiunea specifică din specificațiile bateriei pe site-ul nostru web, puteți consulta datele de pe site-ul producătorului sau puteți verifica cu vânzătorul.

Sisteme pe mai multe niveluri - scurtă descriere și scop

Sistemele care utilizează mai multe baterii sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie. Despre diagrame pentru conectarea bateriilor în sistemele cu mai multe niveluri. Aici trebuie spus că sunt foarte utile pentru furnizarea pe termen lung a alimentării neîntrerupte a cazanelor de încălzire, precum și pentru crearea de sisteme energetice „verzi” alimentate cu panouri solare și generatoare eoliene. La urma urmei, pe lângă generarea de energie electrică, aceasta trebuie și acumulată și stocată undeva. În aceste scopuri sunt necesare sisteme de mai multe baterii reîncărcabile, cu ajutorul cărora se poate asambla un sistem de orice capacitate și tensiune din baterii de 12 volți.

După cum am menționat mai sus, în timpul funcționării pe termen lung apar probleme legate de dezechilibrul bateriei, vom vorbi mai târziu despre acest lucru;

Pentru a evita dezechilibrul de încărcare la bateriile noi, este recomandat să cumpărați toate bateriile de la același producător, aceeași serie, tip și capacitate cu aceeași dată de lansare. Dacă aceste reguli sunt încălcate sau sistemul este extins, încărcarea bateriei trebuie egalată!

Dacă pe durata de viață a sistemului de alimentare neîntreruptibilă este nevoie de extinderea capacității, atunci cea mai ideală opțiune ar fi să selectați o baterie suplimentară pe baza cerințelor de mai sus, la cel mult un an distanță de la data lansării.

Faptul este că la un an de la funcționarea unui astfel de sistem pot apărea procese ireversibile în bateriile plumb-acid cu descărcare profundă, iar funcționarea comună normală a acestora nu este garantată. Aceste. O baterie nouă poate fi deteriorată de cele mai vechi. Dacă există o diferență semnificativă în data producției de un an sau mai mult, garanția post-vânzare a producătorului pentru baterie noua poate fi pierdut!

Dezechilibru - ce este și cum să-i faci față

Din când în când, în toate sistemele care utilizează baterii cu tipuri de conexiune serială, paralelă sau mixtă, apare dezechilibru de încărcare. Din această cauză, performanța bateriei se deteriorează, capacitatea scade și bateriile individuale se defectează înainte de data proiectării.

Problema este că toate bateriile sunt ușor diferite unele de altele, chiar dacă sunt de aceeași marcă. Când creați un acumulator, aceste diferențe pot crește. Să presupunem că există o baterie în sistem cu o rezistență puțin mai mare decât vecinii săi. Desigur, la încărcare, tensiunea de pe acesta va fi puțin mai mare, iar protecția la supratensiune poate funcționa chiar. La descărcarea energiei electrice, tensiunea acestei baterii va fi cea mai mică, la fel ca și capacitatea acesteia. Toate acestea duc la faptul că resursa întregului sistem nu va fi utilizată pe deplin. Rezultatul este degradarea și întărirea defectului în timp. O legătură slabă va degrada performanța întregului pachet de baterii. Puteți, desigur, să cumpărați o altă baterie, dar acesta nu este un panaceu. Ce să faci dacă bateriile sunt relativ noi? Iar costul nu este ieftin.

Există două moduri de a egaliza încărcarea bateriei:

1. Pasiv;
2. Activ.

Prima metodă utilizează circuite de bypass care dispersează energia. Aceste dispozitive pot fi încorporate în sistemul UPS sau amplasate într-un cip separat. Cel mai adesea, această metodă este utilizată în echipamentele bugetare. Aproape toată energia electrică în exces de la o baterie cu o încărcare superioară este convertită și disipată - aceasta este principala limitare a metodei pasive. Reduce durata de viață a sistemului fără încărcare.

Cu metoda de echilibrare activă, inductanța este utilizată pentru a transfera energie electrică de la bateriile cu o încărcare mai mare la bateriile slabe, prin urmare, pierderile nu sunt mari. Datorită acestui fapt, metoda activă este mult mai eficientă decât cea pasivă. Dar trebuie să plătiți în plus pentru calitatea echipamentului activ este mai scump.

Egalizarea încărcării bateriei - practică

Este necesar un sistem care egalizează încărcarea bateriei întreţinere Bateriile cu tip de conexiune serială, la încărcarea lor dintr-o singură sursă. Bateriile conectate în serie formează un singur circuit sau linie. Pot exista mai multe dintre ele, în funcție de natura sistemului. Echipamentul este capabil să regleze curenții pe bateriile individuale în mai multe circuite simultan.

Sistemul constă dintr-un controler, care este responsabil cu reglarea încărcării. Se conectează la sursa generală de alimentare a circuitului. Există, de asemenea, senzori separați instalați pe baterie. Acest echipament este comutat folosind o buclă specială.

Bateriile dintr-un circuit trebuie să aibă o capacitate egală, altfel echipamentul nu va face față sarcinii de echilibrare a încărcării bateriilor. Cu cât diferența dintre caracteristicile capacității este mai mare, cu atât vor fi necesare mai multe cicluri de încărcare și descărcare pentru a egaliza încărcarea bateriei.

Cum funcționează echilibrul de încărcare

Controlerul analizează tensiunea și pornește dacă crește. Sistemul calculează media și, folosind bucle speciale, preia informații de la fiecare baterie individuală. Dacă tensiunea bateriei depășește media, controlerul emite o comandă pentru compensarea sarcinii. Dacă este mai mică, sarcina este îndepărtată. Aceste acțiuni sunt legate de ciclurile de încărcare-descărcare și, cu fiecare nou ciclu, tensiunea este adusă la medie.

Dacă tensiunea electrică totală nu crește în trei ore de lucru, controlerul semnalează că lucrarea este finalizată și trimite o comandă de oprire a senzorilor de pe baterie. Dar, analiza tensiunii electrice nu se oprește.

Toate bateriile sunt echipate cu un senzor-controler de tensiune. Cel mai bine este să faceți acest lucru lângă contacte, apoi conectați plus la plus, minus la minus. Când este instalat corect, senzorul clipește. Dacă nu există semnal, fie a fost conectat incorect, fie bateria este defectă. Prin portul COM, controlerul poate transmite informații despre fiecare baterie către un computer personal.

În plus, controlerul semnalează când tensiunea bateriei scade sau crește, sub 10,5 volți și peste 15 volți.

Concluzii

Egalizarea încărcărilor bateriei este o măsură tehnică necesară. Mărește siguranța utilizării bateriilor și crește durata de viață a acestora. Controlerele moderne de echilibrare a bateriei testează starea tehnică a fiecărei baterii și fac posibilă utilizarea sistemului minimizând pierderile. În general, acest lucru este util din motive de siguranță și asigură funcționarea fiabilă și fără probleme a echipamentului.

• Efectuați o inspecție externă a bateriei. Suprafața superioară a bateriei și a conexiunilor terminale trebuie să fie curată și uscată, fără murdărie și coroziune.
• Dacă există lichid pe suprafața superioară/a bateriilor inundate, acest lucru poate indica faptul că există prea mult lichid în baterie. Dacă există lichid pe suprafața unei baterii GEL sau AGM, bateria este supraîncărcată și performanța și durata de viață a acesteia vor fi reduse.
• Verificați cablurile și conexiunile bateriei. Înlocui cabluri deteriorate. Strângeți conexiunile slăbite.

Curatenie

• Asigurați-vă că toate capacele de protecție sunt bine fixate pe baterie.
• Curățați suprafața superioară a bateriei, bornele și conexiunile folosind o cârpă sau o perie și o soluție de bicarbonat de sodiu și apă. Nu permiteți soluției de curățare să pătrundă în baterie.
• Clătiți cu apă și uscați cu o cârpă curată.
• Aplicați un strat subțire de vaselină sau de protecție pentru terminale, disponibil de la furnizorul local de baterii.
• Păstrați zona din jurul bateriilor curată și uscată.

Adăugarea de apă (NUMAI baterii cu electrolit lichid)

Este interzisă adăugarea de apă la bateriile cu gel sau AGM, deoarece acestea nu o pierd în timpul funcționării. Apa trebuie adăugată periodic la bateriile inundate. Frecvența completării depinde de natura utilizării bateriei și de temperatura de funcționare. Bateriile noi ar trebui verificate la fiecare câteva săptămâni pentru a determina frecvența de completare cu apă pentru o anumită aplicație. Bateriile necesită de obicei toppinguri mai frecvente pe măsură ce îmbătrânesc.

• Încărcați complet bateria înainte de a adăuga apă. Adăugați apă la bateriile descărcate sau parțial încărcate numai dacă plăcile sunt vizibile. În acest caz, adăugați suficientă apă pentru a acoperi farfuriile, apoi încărcați bateria și continuați procesul de umplere cu apă descris mai jos.
• Scoateți capacele de protecție și întoarceți-le pentru a preveni pătrunderea murdăriei pe suprafața interioară. Verificați nivelul electrolitului.
• Dacă nivelul electrolitului este semnificativ mai mare decât plăcile, atunci nu este necesar să adăugați apă.
• Dacă nivelul electrolitului abia acoperă plăcile, adăugați apă distilată sau deionizată la un nivel de 3 mm sub orificiul de aerisire.
• După ce adăugați apă, instalați capacele de protecție înapoi pe baterie.
• Apa de la robinet poate fi folosită dacă nivelul de contaminare este în limite acceptabile.

Încărcare și taxă de egalizare

Încărca

Încărcarea corectă este extrem de importantă pentru a profita la maximum de baterie. Atât subîncărcarea cât și supraîncărcarea bateriei pot scurta semnificativ durata de viață a acesteia. Pentru încărcarea corectă, consultați instrucțiunile incluse cu echipamentul. Majoritatea încărcătoarelor sunt automate și preprogramate. Unele încărcătoare permit utilizatorului să seteze valorile de tensiune și curent. Consultați recomandările de încărcare din tabel.

• Asigurați-vă că încărcătorul este setat la programul corect pentru bateriile umede, gel sau AGM, în funcție de tipul de baterie pe care o utilizați.
• Bateria trebuie încărcată complet după fiecare utilizare.
• Bateriile plumb-acid (umede, gel și AGM) nu au efect de memorie și, prin urmare, nu necesită o descărcare completă înainte de reîncărcare.
• Încărcarea trebuie efectuată numai în zone bine ventilate.
• Înainte de încărcare, verificați nivelul electrolitului pentru a vă asigura că plăcile sunt acoperite cu apă (numai bateriile umede).
• Înainte de încărcare, asigurați-vă că toate capacele de protecție sunt bine fixate pe baterie.
• Bateriile cu electrolit lichid vor elibera gaz (bule) înainte de finalizarea procesului de încărcare pentru a se asigura că electrolitul este amestecat corespunzător.
• Nu încărcați o baterie înghețată.
• Încărcarea trebuie evitată la temperaturi peste 49°C.

Schema 4

Schema 4 și 5

Încărcare de egalizare (NUMAI pentru bateriile umede)

O încărcare de egalizare este o supraîncărcare a bateriei efectuată pe bateriile umede după ce acestea au fost încărcate complet. Trojan recomandă efectuarea unei încărcări de egalizare numai atunci când bateriile au o greutate specifică scăzută, mai mică de 1,250, sau o greutate specifică care fluctuează într-un interval larg, 0,030, după ce bateria este complet încărcată. Nu egalizați încărcarea bateriilor GEL sau AGM.

• Trebuie să vă asigurați că bateria este o baterie umedă.
• Înainte de a începe încărcarea, verificați nivelul electrolitului și asigurați-vă că plăcile sunt acoperite cu apă.
• Asigurați-vă că toate capacele de protecție sunt bine fixate pe baterie.
• Setați încărcătorul în modul de încărcare de egalizare.
• În timpul procesului de încărcare de egalizare, gazul va fi eliberat în baterii (bulele vor pluti la suprafață).
• Măsurați greutatea specifică la fiecare oră. Sarcina de egalizare trebuie oprită atunci când greutatea specifică încetează să crească.

ATENŢIE! Este interzisă efectuarea unei încărcări de egalizare a bateriilor cu gel sau AGM.

8.1. Mod de încărcare constantă.

Toate bateriile din rețelele electrice și substații trebuie să funcționeze în modul de reîncărcare constantă.

O baterie complet încărcată trebuie conectată la autobuze în paralel cu o unitate de încărcare care funcționează constant. Unitatea de încărcare furnizează sarcina DCși în același timp reîncarcă bateria, compensând autodescărcarea acesteia. De asemenea, AE-urile finale trebuie să funcționeze în modul de reîncărcare constantă.

Atunci când o sarcină puternică de șoc este pornită, precum și atunci când unitatea de încărcare pierde energie din partea de curent alternativ, bateria preia întreaga sarcină a rețelei de curent continuu.

În regimurile de urgență, bateria trebuie să asigure și funcționarea echipamentelor necesare centralei sau stației electrice timp de cel puțin 1 oră cu nivelul de tensiune necesar al modului de proiectare.

Pentru o baterie de tip SK, tensiunea de încărcare ar trebui să fie de 2,20 ± 0,05 V per AE.

Pentru bateriile de tip SN, tensiunea de reîncărcare ar trebui să fie de 2,18 ± 0,04 V per AE la o temperatură ambientală care nu depășește 35 °C. Dacă temperatura este mai mare, tensiunea ar trebui să fie de 2,14 ± 0,04 V.

Pentru bateriile de la diferite companii care utilizează principalele tipuri de baterii (Vb VARTA, OPzS, GroE etc.), tensiunea de încărcare ar trebui să fie de 2,23 ± 0,005 V per AE la o temperatură ambientală de 20 ° C. Pentru alte tipuri de AE ​​de marcă (FIAMM, OGi etc.), tensiunea de reîncărcare trebuie să îndeplinească cerințele din documentația tehnică pentru tipul specific de AE ​​al producătorului sau furnizorului ((2,27 ± 0,03) V; 2,27 V ± 1% 2,23 V ± 1% etc.).

Tensiunea răspândită între AE-urile individuale din baterie în modul de reîncărcare nu trebuie să depășească plus 0,1 V/minus 0,05 V de la tensiunea de reîncărcare.

Distribuția temperaturii electrolitului nu trebuie să fie mai mare de 3°C în comparație cu temperatura medie a electrolitului bateriei. Temperatura medie a bateriei nu trebuie să depășească temperatura aerului ambiental (mediu) cu 3 °C.

Instalația de încărcare trebuie să asigure stabilizarea tensiunii pe baterie cu abateri care nu depășesc cerințele stabilite de producător, iar pentru bateriile de marcă - nu mai mult de ± 1% din tensiunea nominală (sau cerințele stabilite de companiile furnizoare).

Valorile specifice de curent și tensiune necesare nu pot fi setate din timp. Este necesar să se stabilească și să se mențină o valoare medie a tensiunii de încărcare și să se monitorizeze bateria. O scădere a densității electroliților în majoritatea bateriilor indică un curent de reîncărcare insuficient. În acest caz, de regulă, tensiunea de reîncărcare necesară este de 2,25 V pentru bateriile de tip SK și nu mai mică de 2,20 V pentru bateriile de tip CH.

8.2 Modul de încărcare.

Sub rezerva respectării cerințelor de funcționare, precum și în funcție de starea bateriei, condițiile locale, disponibilitatea tipurilor adecvate de încărcătoare (unități) și disponibilitatea timpului, este permisă utilizarea oricăror metode de încărcare cunoscute și modificările acestora. :

1. la curent constant;
2. cu o putere de curent descendentă ușor;
3. la tensiune constantă etc.

Metoda de taxare este stabilită prin instrucțiunile companiei.

În acest caz, nu ar trebui să existe condiții în care, pentru anumite tipuri de AE, pot apărea tensiuni și curenți de încărcare inacceptabile, excesul de temperatură a electrolitului și procese de formare intensă a gazelor.
În timpul încărcării, parametrii necesari pentru monitorizarea stării bateriilor trebuie măsurați și înregistrați la intervale adecvate.

Încărcarea la un curent constant trebuie efectuată în unul sau două grade.

Cu o încărcare în două trepte, curentul din prima etapă nu trebuie să depășească 0,25C10 pentru bateriile de tip SK, 0,2C10 pentru bateriile de tip CH și 0,7C10 pentru bateriile de marcă, în funcție de tip (până când se atinge o tensiune de 2,40 V la AE).

Când tensiunea crește (atinge) până la 2,30-2,35 V/celulă. pentru convenționale și 2,40 V pe AE pentru cele de marcă, încărcarea este transferată în a doua etapă, curentul de încărcare nu trebuie să fie mai mare de: pentru bateriile de tip SK - 0.12C10, pentru bateriile de tip SN - 0.05C10 și pentru bateriile de marcă - 0, 35С10.

Cu o încărcare într-o singură etapă, curentul nu trebuie să depășească o valoare egală cu 0,12C10 pentru bateriile de tipurile SK și CH și 0,15C10 pentru bateriile de marcă. Încărcarea bateriilor de tip SN cu un curent de 0,12C10 este permisă numai după descărcări de urgență.

Încărcarea se efectuează la o tensiune constantă și densitate electrolitică timp de 1 oră pentru bateriile de tip SK și timp de 2 ore pentru bateriile de tip SN.

Bateriile de marcă sunt încărcate la o tensiune constantă de 2,6-2,8 V/celulă. și densitatea electrolitului 1,24 ± 0,010 g/cm3 (redusă la o temperatură de 20 °C) timp de 2 ore.

Când încărcați bateriile de marcă folosind o metodă de scădere treptată a curentului, până când se atinge o tensiune de 2,4 V/celulă. curentul de încărcare nu este limitat. La o tensiune de 2,40 V/celula. curentul de încărcare nu trebuie să depășească 0,15C10 și la o tensiune de 2,65 V/celulă. - 0,035С10.

Încărcarea la o tensiune constantă trebuie efectuată în unul sau două grade.

Încărcarea într-o etapă se realizează la o tensiune constantă de 2,15-2,35 V pe AE de tipuri convenționale SK și SN. În acest caz, curentul inițial de încărcare poate depăși valoarea de 0,25C10, dar apoi scade automat la nivelul de 0,05C10.

Bateriile de marcă sunt încărcate la o tensiune constantă de 2,25-2,30 V/celulă, curentul inițial de încărcare fiind (0,1-0,3)C10.

Încărcarea în două etape de tipuri convenționale se realizează în prima etapă cu un curent care nu depășește 0,25C10, până la o tensiune de 2,15-2,35 V pe AE, iar apoi la o tensiune constantă - de la 2,15 la 2,35 V/ celulă.

Bateriile de marcă la prima etapă sunt încărcate cu un curent de (0,1-0,15)C10 până la atingerea unei tensiuni de 2,35 V/celulă, iar la a doua etapă se menține o tensiune de încărcare constantă de 2,23 V ± 1%, în timp ce încărcarea. curentul scade automat treptat. Încărcarea se termină atunci când tensiunea și densitatea electrolitului pe AE ating valori constante timp de 2 ore.

Încărcarea bateriilor reîncărcabile cu un comutator elementar trebuie efectuată în conformitate cu instrucțiunile întreprinderii.

În timpul încărcării, tensiunea de la sfârșitul încărcării poate ajunge la 2,60-2,70 V/celulă; încărcarea este însoțită de „fierberea” puternică a electrolitului bateriei, ceea ce va determina o uzură crescută a electrozilor și o reducere a duratei de viață, în special pentru bateriile de marcă.

Pentru toate încărcările, bateriile trebuie să aibă cel puțin 115% din capacitate îndepărtată de la descărcarea anterioară.

În timpul încărcării, este necesar să se măsoare tensiunea, temperatura și densitatea electrolitului bateriei în conformitate cu Tabelul 8.

Înainte de pornire, la 10 minute de la pornire și după terminarea încărcării, înainte de a opri unitatea de încărcare, este necesar să se măsoare și să înregistreze parametrii fiecărei baterii, iar în timpul încărcării - ai bateriilor de control. De asemenea, sunt înregistrate curentul de încărcare, capacitatea cumulată și data de încărcare.

Temperatura electrolitului în timpul încărcării bateriilor de tip SK nu trebuie să depășească 40°C. La o temperatura de 40°C, curentul de incarcare trebuie redus la o valoare care sa asigure temperatura specificata.
Temperatura electrolitului în timpul încărcării bateriilor de tip CH nu trebuie să depășească 35°C. La temperaturi peste 35°C, încărcarea se realizează cu un curent care nu depășește 0,05C10, iar la temperaturi peste 45°C - cu un curent de 0,025C10.

În baterii de marcă precum Vb VARTA, OPzS, GroE etc. În conformitate cu cerințele specificațiilor și ale documentației tehnice, în timpul încărcării, temperatura electrolitului nu este permisă să crească peste 55 °C.
La încărcarea bateriilor de tip CH (precum și a bateriilor de marcă care folosesc filtre speciale și căptușeli controlate de supape) cu un curent constant sau în scădere treptat, este necesar să scoateți dopurile filtrului de ventilație.

8.3. Taxa de egalizare.

Același curent de încărcare, chiar și la tensiunea optimă de încărcare a bateriei, din cauza diferenței de autodescărcare a bateriilor individuale, poate fi insuficient pentru a menține toate bateriile într-o stare complet încărcată.

Pentru a aduce toate bateriile de tip SK la o stare complet încărcată și pentru a preveni sulfatarea electrozilor, este necesar să se efectueze o încărcare de egalizare cu o tensiune de 2,30-2,35 V/celulă. până când densitatea electrolitului din toate bateriile atinge o valoare constantă de 1,20-1,21 g/cm3 la o temperatură de 20 °C.

Frecvența încărcărilor de egalizare a bateriei și durata acestora depind de starea bateriei. O încărcare de egalizare trebuie efectuată cel puțin o dată pe an timp de cel puțin 6 ore.

Pentru acele baterii la care, din cauza conditiilor de functionare ale instalatiei electrice, tensiunea de incarcare poate fi mentinuta doar la un nivel de 2,15 V per baterie, trebuie efectuata o incarcare de egalizare trimestrial.

Pentru bateriile de marcă, necesitatea, frecvența și condițiile de încărcare de egalizare sunt determinate (acordate) în conformitate cu documentația tehnică a companiilor furnizori pentru anumite tipuri de baterii.

Când nivelul electrolitului scade la 20 mm deasupra scutului de protecție al bateriilor de tip SN, adăugați apă și efectuați o încărcare de egalizare pentru a amesteca complet electrolitul și a aduce toate bateriile într-o stare complet încărcată.

Sarcina de egalizare se realizează la o tensiune de 2,25-2,40 V/celulă. până când densitatea electrolitului din toate bateriile atinge o valoare constantă de 1,240 ± 0,005 g/cm3 la o temperatură de 20°C și nivelul acestuia este la 35-40 mm deasupra scutului de siguranță.

Durata încărcăturii de egalizare este de aproximativ:

1. la o tensiune de 2,25 V - 30 de zile;
2. la o tensiune de 2,40 V - 5 zile.

Dacă, la monitorizarea tensiunii pe AE, abaterea acesteia depășește valoarea medie cu ± 0,05 V, este necesar să se monitorizeze suplimentar densitatea electrolitului din acest AE (și să o corecteze dacă este necesar).

Dacă bateria are baterii unice cu tensiune redusă și densitate redusă a electroliților (baterii întârziate), atunci se efectuează o încărcare suplimentară de egalizare pentru acestea de la un dispozitiv de redresor separat.

8.4. Descărcare baterie.

Bateriile care funcționează în modul de reîncărcare constantă practic nu sunt descărcate în condiții normale. Se descarcă numai în cazul unei defecțiuni sau deconectare a dispozitivului de reîncărcare, în condiții de urgență sau în timpul descărcărilor de control.

Bateriile individuale sau grupurile de baterii se pot descărca în timpul reparațiilor sau depanării.

Pentru o baterie pe o substație, durata estimată a descărcării de urgență este setată la cel puțin 1 oră Pentru a asigura durata specificată, curentul de descărcare nu trebuie să depășească valorile de 18,50 x No. A și 25 x No. A, respectiv.

Pentru bateriile de marcă, curentul de descărcare calculat este determinat conform documentației tehnice pentru un anumit tip de baterie.

La descărcarea bateriilor cu curenți mai mici decât modul de descărcare de 10 ore, nu este permisă determinarea sfârșitului descărcării numai prin tensiune. Sfârșitul evacuării este determinat de următoarele condiții:

1. reducerea densității electrolitului la o valoare de 1,15 g/cm3 (cu 0,03-0,06 g/cm3 comparativ cu densitatea electrolitului la începutul descărcării);
2. reducerea tensiunii la 1,80 V;
3. scoaterea recipientului după 10 ore.

8.5. Cifra de control.

Descărcările de control ale unuia dintre cele mai întârziate AE sau verificarea performanței AE cu un curent de jog trebuie efectuate conform unui program aprobat în mod corespunzător.

Descărcările de control trebuie efectuate pentru a determina capacitatea reală a bateriei și efectuate într-un mod de descărcare de 10 ore sau 3 ore.

Valoarea curentului de descărcare ar trebui să fie aceeași de fiecare dată, dar nu mai mare decât maximul permis pentru un anumit tip de baterie.

Pentru bateriile (AE), care sunt utilizate în industrie, tensiunea finală a descărcărilor de control este de 1,80 V/celulă. la descărcări cu curent de descărcare de 10, 5, trei ore și 1,75 V/el. — în timpul descărcărilor cu curent de descărcare de o oră și 0,5 ore.

Bateriile de marcă permit descărcări mai profunde la tensiunile finale, totuși, pentru a unifica cerințele pentru perioada de stăpânire și de dobândire a experienței operaționale, tensiunea finală a descărcării de control de 10 ore este setată la 1,80 V/celulă.

La PS se efectuează descărcări de control dacă este necesar. In cazurile in care numarul bateriilor este insuficient pentru a asigura tensiunea pe barele la finalul descarcarii in limitele specificate, este permisa descarcarea unei portiuni din bateriile principale.

Controlați descărcările bateriilor de marcă tip Vb VARTA, OPzS etc. se efectuează în conformitate cu cerințele documentației tehnice (TS) ale companiilor furnizoare, dar cel puțin o dată la cinci ani. Dacă se detectează o tendință de scădere a capacității reale a bateriei sub valoarea nominală, se pot efectua descărcări de control la fiecare șase luni.

Înainte de descărcarea controlului, este necesară egalizarea bateriilor.

Rezultatele măsurătorilor debitului de control trebuie comparate cu rezultatele măsurătorilor debitelor anterioare. Pentru o evaluare mai corectă a stării bateriei, este necesar ca toate descărcările de control ale unei anumite baterii să fie efectuate în același mod și introduse în jurnalul bateriei.

Înainte de a începe descărcarea, este necesar să se înregistreze data de descărcare, tensiunea, densitatea electrolitului fiecărei baterii și temperatura în două sau trei baterii de control.

În timpul descărcării bateriilor de control și întârziate, tensiunea, temperatura și densitatea electroliților trebuie măsurate în conformitate cu Tabelul 9.

Tabelul nr. 9

În ultima oră de descărcare, tensiunea bateriei trebuie măsurată la fiecare 15 minute.

Descărcarea de test trebuie efectuată la o tensiune de 1,8 V pe cel puțin o baterie. Pentru unele tipuri de baterii de marcă, instrucțiunile companiei pot prevedea că descărcarea de control trebuie oprită după ce tensiunea finală de descărcare n x 1,8 V este atinsă la bornele polilor bateriei sau după ce a trecut timpul corespunzător (10 ore).

La sfârșitul descărcării, este necesar să se preleveze probe de electroliți din bateriile de control pentru analiza chimică și verificarea conținutului de impurități în conformitate cu GOST 667-73, GOST 6709-72, PUE sau în conformitate cu cerințele companiilor furnizor.

După primul an de funcționare a bateriilor de tip SK, SN, analiza electroliților trebuie efectuată de la toate bateriile.

La sfârșitul descărcării, tensiunea, temperatura și densitatea electrolitului, precum și tensiunea dintre polii bateriei și între polii bateriei și pământ, trebuie măsurate și înregistrate pentru toate AE.
Dacă temperatura medie a electrolitului în timpul descărcării diferă de 20 °C, atunci capacitatea reală rezultată trebuie redusă la capacitatea la o temperatură de 20 °C conform formulei:

C20 = SF/1+ α(t-20), unde

C20 - capacitate redusă la o temperatură de 20°C, A x oră;
SF - capacitate efectiv eliberată în timpul descărcării, A x oră;
α - coeficient de temperatură, conform tabelului 10;
t este temperatura medie a electrolitului în timpul descărcării, °C.

Tabelul nr. 10.

8.6. Încărcarea bateriilor.

Electrozii din AE trebuie să fie întotdeauna complet îngropați în electrolit.

Nivelul electrolitului în bateriile de tip SK trebuie menținut la 10-15 mm deasupra marginii superioare a electrozilor. Dacă nivelul electrolitului scade, trebuie să completați bateriile cu apă distilată, testată pentru a nu conține clor și fier. Este permisă utilizarea condensului de abur în conformitate cu GOST 6709-72. Apa poate fi furnizată în partea de jos a rezervorului printr-un tub sau în partea superioară a acestuia. În acest din urmă caz, se recomandă reîncărcarea bateriei cu „fierbe” pentru a egaliza densitatea electrolitului.

Bateriile cu o densitate a electrolitului sub 1,20 g/cm3 pot fi completate cu un electrolit cu o densitate de 1,18 g/cm3 numai dacă sunt identificate motivele scăderii densității.

Nivelul electrolitului în bateriile de tip SN trebuie să fie între 20 și 40 mm deasupra scutului de siguranță. Dacă completarea are loc când nivelul scade la limita minimă, este necesar să se efectueze o încărcare de egalizare.

În condiții normale de funcționare, unele baterii (cum ar fi Monolith, SMG etc.), în special cele cu reglare cu supapă (cum ar fi VRLA etc.), nu trebuie să fie completate cu electrolit pe toată durata de viață. Pentru unele tipuri de baterii (VARTA etc.), intervalele de reîncărcare pot fi mai mari de trei ani.

Trebuie avut în vedere că cel mai adesea, la un nivel de electrolit mai scăzut, densitatea electrolitului crește, așa că trebuie adăugată apă distilată de calitate adecvată (GOST 6709-72). Este necesar să adăugați apă nu mai târziu de când nivelul electrolitului scade la nivelul inferior admis. În bateriile de marcă, electrolitul este adăugat la un nivel care este cu 5-10 mm sub nivelul maxim admisibil aplicat „max”.

Pentru a obține omogenitatea electrolitului, este necesar să se efectueze o sarcină de egalizare.