Чем отличаются зарядки «уравнительная», «ускоренная» и «быстрая зарядка»?
Каждый из этих терминов описывает одну и ту же функцию зарядного устройства, при которой зарядное устройство временно повышает напряжение аккумулятора выше уровня плавающего уровня. Существуют различные варианты использования повышенного зарядного напряжения, как показано ниже:
Общепринятое значение термина
Выравнивание – периодическое «пополнение» емкости аккумулятора и корректировка разницы в емкости ячеек.
Повышение — может относиться к «выравниванию», «быстрой зарядке», а иногда и к тому и другому.
Быстрая зарядка – более быстрая перезарядка разряженной батареи.
Что делает «уравнительная» зарядка и зачем она нужна?
Все батареи, даже собранные в унифицированные блоки, состоят из отдельных аккумуляторных ячеек, соединенных последовательно для получения необходимого напряжения постоянного тока. Как и во всех промышленных продуктах, емкость каждой ячейки батареи различается. По мере старения батареи это изменение увеличивается. Поскольку батарея представляет собой цепочку ячеек, прочность которой зависит от самого слабого звена, необходима некоторая схема, гарантирующая, что все ячейки сохраняют максимальную емкость.
Схема, называемая «уравнительная», обычно используется как в свинцово-кислотных, так и в никель-кадмиевых аккумуляторах. Выравнивание временно повышает зарядное напряжение всего комплекта батарей выше нормального «плавающего» напряжения. Повышенное зарядное напряжение позволяет всем элементам, включая слабые, принимать больший ток от зарядного устройства, чем при плавающем напряжении. Следствием повышенного уравнивающего напряжения является перезарядка всех ячеек батареи. Это допустимо в течение коротких периодов времени при условии, что в аккумуляторе достаточно электролита.
Перезаряд значительно увеличивает скорость электролиза воды в электролите аккумулятора с образованием кислорода и водорода. Поскольку низкий уровень электролита приведет к необратимому повреждению аккумулятора, важно ограничить время и продолжительность зарядки аккумулятора при уравнивающем напряжении.
Что такое «быстрая зарядка»?
Батареи, как и все электрические проводники, страдают от сопротивления проводящих металлов. Закон Ома гласит, что сопротивление увеличивается пропорционально току, протекающему через батарею (или любой другой несовершенный проводник). Это означает, что чем больше ампер заряда мы пытаемся подать на батарею, тем больше будет потеряно из-за внутреннего нагрева.
«Быстрая зарядка» временно увеличивает выходное напряжение зарядного устройства, чтобы компенсировать внутреннее сопротивление аккумулятора. Это позволяет батарее продолжать принимать максимальный ток от зарядного устройства в течение более длительного времени – вместо преждевременного снижения приема заряда, как это было бы при зарядке при нормальном плавающем напряжении.
Каково правильное напряжение зарядки?
Величина как плавающего, так и выравнивающего/повышающего/высокоскоростного напряжения определяется производителем батареи и зависит от химического состава и конструкции батареи. Отклонение от рекомендуемых значений, за исключением случаев, когда необходимо отрегулировать температуру, приведет к недостаточной или чрезмерной зарядке аккумулятора, что приведет к сокращению срока службы и производительности аккумулятора.
Как узнать, когда зарядное устройство должно работать в плавающем или выравнивающем режиме?
Независимо от предполагаемой цели повышения напряжения зарядного устройства должен быть способ начать и завершить зарядку при напряжении выше, чем плавающее.
Ниже приведены наиболее распространенные методы управления.
Метод управления: Ручной переключатель
· Преимущество: Просто, дешево.
· Недостаток: Высокий риск забыть, что устройство работает при повышенном зарядном напряжении.
· Комментарий: Не рекомендуется
Метод управления: Таймер, запускаемый вручную.
· Преимущество: простота и автоматическое прекращение оплаты.
· Недостаток: Требуется вмешательство пользователя.
· Комментарий: Невозможно узнать, когда аккумулятору будет полезен заряд при повышенном напряжении. Невозможно узнать, какое правильное время установлено.
Метод управления: автоматически запускаемый таймер.
· Преимущество: подходит для удаленных объектов, которые пользователи посещают нечасто.
· Недостаток: время должно быть заранее запрограммировано.
· Комментарий: невозможно предсказать правильное заранее запрограммированное время, поскольку глубина разряда может меняться.
Метод управления: автоматическое инициирование с окончанием, определяемым батареей.
· Преимущество: прекращение повышенного зарядного напряжения основано на потребностях батареи, а не на программе.
· Недостаток: высокий постоянный ток может заставить систему слишком долго оставаться под повышенным напряжением.
Когда необходима температурная компенсация батареи? Насколько это важно?
Общеизвестно, что все аккумуляторные батареи – свинцово-кислотные вентилируемые или VRLA или никель-кадмиевые – требуют разного зарядного напряжения при разных температурах. В холодном состоянии аккумулятору требуется более высокое, чем обычно, зарядное напряжение, чтобы обеспечить максимально возможную производительность. В теплом состоянии зарядное напряжение необходимо уменьшить, чтобы предотвратить перезаряд и последующую потерю электролита.
Когда аккумулятор находится в хорошо контролируемой среде, температурная компенсация не имеет большого значения. Напротив, температурная компенсация абсолютно необходима, когда батареи расположены в уличных шкафах или других местах, подверженных экстремальным температурам. Эти факты иллюстрируют ценность температурной компенсации:
· Когда аккумулятор с температурой 90 градусов по Фаренгейту заряжается при правильном напряжении для 50 градусов по Фаренгейту, он выкипит досуха за три месяца.
· Когда аккумулятор при температуре 20 градусов по Фаренгейту заряжается при правильном напряжении для температуры 50 градусов по Фаренгейту, он не сможет заряжаться и, следовательно, не сможет обеспечить заявленную производительность.
Использование зарядного устройства с автоматической температурной компенсацией может предотвратить обе эти проблемы.
Я подумываю об отключении функции температурной компенсации, поскольку зарядное устройство и аккумулятор не находятся в одном месте, и я опасаюсь перезарядки аккумулятора.
Температурную компенсацию следует отключать только в том случае, если можно гарантировать, что батареи всегда будут иметь комнатную температуру (25C или 77F).
Дистанционное измерение температуры (RTS) — это правильный способ обеспечить зарядку с температурной компенсацией, когда аккумулятор и зарядное устройство находятся в разных условиях окружающей среды. Всегда предпочтительнее как некомпенсированная, так и местнокомпенсированная зарядка. Использование датчика, прикрепленного непосредственно к аккумулятору, исключает все переменные температуры зарядного устройства и различных температур в помещении. У использования RTS нет недостатков. По сравнению с отключением или температурной компенсацией в зарядном устройстве, RTS абсолютно положительно увеличит производительность батареи до максимально возможного уровня. Независимо от условий, RTS заставляет зарядное устройство подавать именно то напряжение, которое необходимо аккумулятору.
EVEREXCEED предусмотрел возможность отключения температурной компенсации главным образом для приемочных испытаний заказчиком – чтобы продемонстрировать, что настройка напряжения соответствует фактическому выходному напряжению. Это может быть трудно определить в зарядном устройстве с температурной компенсацией.
Компания EVEREXCEED разработала свою систему RTS таким образом, что в случае повреждения или отключения дистанционного датчика зарядное устройство возвращается в режим без компенсации. Это изменение указано на передней панели зарядного устройства.
Почему никель-кадмиевые аккумуляторы необходимо заряжать «форсированно»?
Никель-кадмиевые аккумуляторы обеспечивают высочайшую надежность среди всех аккумуляторов и более устойчивы к механическим воздействиям и воздействиям окружающей среды, чем свинцово-кислотные аккумуляторы. Однако для обеспечения максимальной производительности им требуется специальная зарядка.
Если никель-кадмиевый аккумулятор заряжается только с плавающей скоростью, он обычно обеспечивает только около 70% своей номинальной емкости. Это более серьезная проблема для приложений с высокой скоростью, таких как запуск двигателя, где даже небольшое снижение мощности оказывает значительное влияние на производительность.
Самый эффективный способ обеспечить полную емкость никель-кадмиевого аккумулятора – это периодически заряжать его при повышенном напряжении. Это можно запустить вручную или автоматически, в зависимости от зарядного устройства. Автоматическое выравнивание проще в использовании и снижает риск забыть переключиться обратно на плавающее напряжение.
