Для поддержания аккумуляторных батарей в рабочем состоянии кроме доскональных зарядных устройств, необходимы приборы контроля их внутреннего сопротивления и емкости. Схему и конструкцию такого прибора смотрите по ссылке "Измеритель параметров аккумуляторных батарей".

    На базе описанного в этой статье алгоритма зарядки аккумуляторных батарей, в 2010 году было разработано легкое и компактное зарядное устройство на базе компьютерных блоков питания. В этой разработке, к доработанному компьютерному блоку питания был добавлен микропроцессорный модуль контроля и управления, работающий по заложенной программе. В результате получился управляемый по отработанному алгоритму мощный стабилизатор тока, неограниченное время работающий при короткозамкнутых клеммах с релейным отключением выхода при появлении в зарядной цепи напряжения больше установленного. Вывести из строя такое зарядное устройство практически не возможно.

Аккумуляторы - Продлеваем жизнь аккумуляторных батарей.

    Все что можно написать об аккумуляторах, уже давно написано. Теперь идет составление "новых" статей из уже существующего материала. По этому, напишу про то, что еще не попадалось мне на глаза.

    В смутные времена, а они смутные начиная с распада СССР, когда по всей Украине больше года ежедневно отключали подачу электроэнергии населению, большинство людей у которых были деньги, кроме массового воровства электроэнергии, так сказать, - назло врагам, приобретали всевозможные вторичные источники напряжения. Чаще покупали электронные преобразователи напряжения аккумуляторной батареи на 12 Вольт, потому что они были дешевле, и заряжались от тех же 220 Вольт из розетки, а кто имел свой автомобиль, у тех аккумулятор уже был в хозяйстве. Реже приобретали бензиновые генераторы напряжения.

    При таком интенсивном использовании аккумуляторов на первом плане была задача продления строка их эксплуатации. Для этого нужно было найти оптимальный режим зарядки, при чем для разных типов аккумуляторных батарей, ведь люди использовали все, что попадало в руки, особенно если оно где-то неправильно лежало.

    После определенного времени, из подробного анализа происходящих процессов возникающих при эксплуатации аккумуляторов, был сделан вывод, что самыми лучшими условиями для глубокого проникновения заряда в поры пластин есть динамический процесс многоуровневого импульсного изменения стабилизированного тока на клеммах батареи, чередующийся на протяжении всего времени заряда и состоящий из нескольких этапов.

    Энергия заряда, при однородности зарядного процесса, имеет свойство поверхностной локализации в материале электродов. В наружных его слоях.

    Если мы на зарядном устройстве выставили максимальное напряжение соответственно с паспортными данными и оставили аккумулятор на ночь, то он, конечно, зарядиться до этого напряжения, но заряд проникнет на 1/3 глубины пористых пластин, заряд как бы застынет на одном месте. Чтобы заряд равномерно распределился по пластинам и проникал на большую глубину, необходимо периодически изменять статический режим его накопления. Сдвигать с места застойные процессы.

    Это можно делать следующими способами.

    1. Кратковременными скачками стабилизированного зарядного тока разной амплитуды.

    2. Изменением направления тока, путем кратковременных подключений нагрузки к клеммам батареи.

    И первый, и второй способ действует на аккумулятор с ОДИНАКОВЫМ ЭФФЕКТОМ, проверено на практике.

    При периодических скачках амплитуды стабилизированного зарядного тока на незначительное время уменьшается процесс зарядки и не нужно моделировать или коммутировать нагрузку для процесса разряда. По этому в зарядных устройствах выгоднее применять первый способ зарядки.

    Очень хороший эффект дает разделение процесса зарядки на три периода, каждый с периодическими скачками амплитуды стабилизированного тока.

    Один из вариантов такого разделения зарядного процесса можно представить так.

    · Начальный период малых токов. Величина тока 1/10 емкости. Длительность 10% емкости.

    · Период больших токов. Величина тока 2/10 - 3/10 емкости. Длительность 80% емкости. ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОЛНОСТЬЮ ВЫЕРНУТЬ ВСЕ ЗАГЛУШКИ!

    · Период малых токов дозаряда. Величина тока 1/20 - 1/30 емкости. Длительность от 0,5 часа, до 10 часов. Чем дольше будет дозаряд, тем глубже проникнет заряд в структуру электродов, но зарядные токи, при длительном дозаряде, должны быть незначительные.

    Еще больший эффект на глубину проникновения заряда дает введение пауз между чередующимися режимами зарядки путем кратковременного отключения аккумулятора от зарядного устройства. Эта пауза необходима для отдыха пластин электродов.

    При наличии пауз между зарядными импульсами, очень удобно измерять остаточное напряжение на клеммах аккумулятора. Контроль напряжения в паузах между импульсами, является наиболее правильным способом измерения, потому что на показания не влияет процесс зарядки. Что осталось на клеммах, то и имеем. В качестве бонуса, сравнивая напряжение в паузах через каждые 5-10 импульсов, можно довольно точно судить о степени заряда батареи.

    Второе преимущество импульсного заряда. При скачках тока частично разрыхляется оседающий на пластины слой сульфатов, паразитное образование переходных химических процессов.

    Для разрыхления сульфатных отложений в зарядный процесс можно ввести дополнительные кратковременные выбросы тока большой амплитуды установкой электролитического конденсатора достаточной емкости на выходе зарядного устройства. При этом, в момент пауз электролит заряжается до большего напряжения, а в момент подключения аккумулятора происходит дополнительный короткий скачок тока. Емкость конденсатора должна соответствовать габаритам аккумулятора. Чтобы при импульсе тока в момент включении не отгорели электроды внутри элемента, а то заряжать будет нечего.

    Для продления строка службы батареи, очень полезно регулярно контролировать каждую банку аккумуляторной батареи. В процессе эксплуатации нужно проверять равномерность разряда каждой банки, в процессе зарядки проверять равномерность заряда каждой банки. Для выделяющихся банок необходимо создавать индивидуальные режимы зарядки, компенсирующие эти отклонения.

    Герметичные аккумуляторы.

    К герметичным аккумуляторам можно применять такую же схему зарядки, но максимальные токи как импульсные, так и постоянные, должны быть не выше рекомендованных предприятием изготовителем или соответствовать типам заряжаемых аккумуляторов.

    Главное, при зарядке всех типов герметичных аккумуляторов, необходимо все время контролировать температуру их корпусов, датчик температуры должен быть плотно, без зазоров, прижат к середине корпуса батареи. Чем раньше будет зафиксирован резкий рост температуры, тем больше циклов регенерации выдержит аккумулятор.

    Почему нужно контролировать температуру корпусов герметичных аккумуляторов.

    Температуру корпусов герметичных аккумуляторов необходимо контролировать потому, что при определенной температуре электролита, идет интенсивное выделение газов внутри герметичного корпуса. При критическом внутреннем давлении корпус аккумулятора взрывается, забрызгивая электролитом внутренность устройств. При таких случаях часто бывает, что устройство не ремонтопригодно.

    Почему датчик температуры нужно ставить плотно на стенку посредине корпуса заряжаемого герметичного аккумулятора.

    Температура электролита в аккумуляторе при зарядке в большинстве случаев повышается очень резко и даже при снятии приложенного тока, еще некоторое время продолжает расти, создавая опасность интенсивного выделения газов. Особенно резко идет повышение температуры при

    · зарядке большими токами,

    и при

    · достижении максимального заряда батареи.

    Самое горячее место в аккумуляторе, находится по средине корпуса. Поэтому температурный датчик нужно крепить к середине корпуса. Чем плотнее датчик температуры будет закреплен на корпусе батареи, тем будет меньше температурное сопротивление, тем быстрее будет реакция зарядного устройства, а значит, целее будет аккумулятор.

    На базе проделанного анализа был составлен наиболее подходящий алгоритм зарядного процесса c несколькими уровнями стабилизированного тока зарядки. Процесс зарядки подробно представлен на графике. Для возможности применения алгоритма, приведенного на графике, к любым аккумуляторным батареям, независимо от типов и величин емкостей, значения параметров всех процессов зарядки привязаны к внутренней емкости регенерируемых химических элементов. Кроме того, такое представление зарядного процесса является более подходящим для понимания, и восприятия.

    Стабилизация зарядного тока и длительности импульсов дала возможность реализовать в зарядном устройстве следующие параметры.

    · Точно дозировать количество отдаваемой энергии на всех стадиях зарядного процесса, не боясь перезаряда или недозаряда аккумуляторной батареи.

    · Полностью контролировать рабочий процесс.

    · Длительно работать зарядному устройству с закороченными клемами, что на порядок повысило его надежность.

    Параллельно приведенному на графике алгоритму зарядки, батареи заряжались еще несколькими способами.

    · Постоянным током, определенным вначале зарядки установкой зарядного напряжения равного 13,6 Вольтам.

    · Постоянным током, определенным вначале зарядки установкой зарядного напряжения равного 13,6 Вольтам, но с дополнительным циклическим процессом по схеме, заряд - разряд, в соотношении 10/1. Разряд определялся фиксированным током на нагрузочном сопротивлении в 10 раз меньшим, чем ток заряда.

    И так, об эксперименте.

    Три одинаковые батареи подвергались ежедневной зарядке в течении года тремя алгоритмами зарядного процесса. Через год все три батареи были разрезаны и детально изучены. Пластины как внешне, так и их поперечные срезы рассматривались под микроскопом.

    Как и предполагалось в самом начале эксперимента, все пластины, что заряжались постоянным током, выставленным вначале зарядки имели намного большие разрушения и слой сульфата. Поверхность срезов имела структурные кольца, приблизительно, как на срезе дерева, большинство колец было ближе к наружному краю среза.

    Пластины аккумулятора, заряжаемого по алгоритму, представленному на графике, сохранились в два раза лучше. Осадочных отслоений было заметно меньше. Состояние пластин было более однородным. Состояние всех банок батареи было одинаковым. Образование колец в структуре электродов начиналось ближе к центру. Это значит, что заряд при таком способе зарядки проникал глубже в пористую структуру электродов, чем при зарядке одинаковым током. Особенно большая разница структурного изменения была при сравнении с первым вариантом зарядного процесса, когда батарея просто заряжалась один раз выставленным зарядным током.

    Надеюсь, что этот материал поможет Вам в создании универсального зарядного устройства.

    Спасибо за внимание.

    Удачи.

    С ув. Белецкий А. И.