Vyrovnání napětí v bateriových bankách. Co je vyrovnávací nabíjení baterie? Metoda pasivního vyvažování

Stejný nabíjecí proud, dokonce i při optimálním nabíjecím napětí baterie, nemusí být dostatečný k udržení všech článků baterie v plně nabitém stavu. To je způsobeno rozdíly v samovybíjení jednotlivých prvků.

Pro uvedení všech bateriových článků do plně nabitého stavu a zabránění sulfataci elektrod je nutné provést vyrovnávací nabíjení napětím 2,30-2,35 V na článek až do ustálené hustoty elektrolytu ve všech článcích 1,20-1,21 g/cm3 se dosahuje při teplotě 20 °C. Vyrovnávací nabíjení se provádí podle programu. Vyrovnávací nabíjení baterie musí provést pracovník odpovědný za obsluhu baterie.

U značkových baterií je potřeba, četnost a podmínky provádění vyrovnávacích nabíjení stanoveny v souladu s technickou dokumentací dodavatelských firem nebo výrobních závodů.

Frekvence vyrovnávacích nabíjení a jejich délka závisí na stavu baterie a měla by být alespoň jednou ročně s dobou trvání alespoň 6 hodin. U těch baterií, kde lze vzhledem k provozním podmínkám elektroinstalace udržet nabíjecí napětí pouze na úrovni 2,15 V na článek, je nutné čtvrtletně provádět vyrovnávací nabíjení

Pokud při sledování odchylka napětí na AE překročí průměrnou hodnotu o ±0,05 V, pak je nutné dodatečně sledovat hustotu elektrolytu v tomto prvku (a případně korigovat). Pokud baterie obsahuje jednotlivé články se sníženým napětím a sníženou hustotou elektrolytu (zaostávající baterie), musí být opatřeny dodatečným vyrovnávacím nabíjením ze samostatného usměrňovacího zařízení.

Vyrovnávací nabíjení se provádí bez vyřazení baterie z provozu. Nabíječka se zapíná podle nabíjecího obvodu pro všechny prvky (hlavní a koncový). Jmenovité napětí na stejnosměrných sběrnicích se udržuje přepnutím řídicích sběrnic do polohy 100. člen. Pro vyrovnání nabíjecího proudu je nutné připojit další vybíjecí odpor mezi 100m a posledním článkem (RN1).

Pokud má baterie přídavné prvky, pak je nutné paralelně s těmito prvky zapojit přídavný vybíjecí odpor (Rн2). Je možné použít jeden nastavitelný odpor, v normálním režimu zapojený mezi 108-120 el., který se při vyrovnání nabíjí. je připojen na 100 - 120 el.

Ovládací číslice AB

Kontrolní vybíjení baterie v rozvodně se provádí za účelem zjištění její skutečné kapacity proudem v režimu 10 nebo 3 hodin vybíjení. Rozhodnutí o provedení kontrolního výboje je učiněno po analýze jeho stavu a výkonu na základě výsledků kontrol, testování spínacího proudu, přítomnosti značného počtu zpožďujících prvků a přítomnosti nejasných důvodů pro selhání při zapnutí olejových spínačů. Kontrolní vybíjení provádí osoba odpovědná za provoz baterie na základě autorizované aplikace a v souladu s programem schváleným hlavním inženýrem MES.

Před kontrolním vybitím baterie je nutné provést vyrovnávací nabití baterie. Před zahájením vybíjení je nutné do ovládacích prvků zaznamenat datum vybití, napětí, hustotu elektrolytu každého AE a teplotu.

Hloubka vybití musí být přísně kontrolována dvěma parametry: napětím a hustotou elektrolytu. Pokud se kontrolní vybíjení provádí proudem 3 nebo 10 hodinového vybíjecího režimu, pak by se v tomto případě mělo vybíjení zastavit, když alespoň jeden prvek dosáhne napětí 1,8 V. Při vybíjení nízkými proudy by se vybíjení mělo zastavit:

· když napětí klesne na 1,8 V alespoň na jednom prvku;

· když hustota elektrolytu klesne na hodnotu c = 1,15 g/cm3 (o 0,03 h 0,05 g/cm3 oproti počáteční hustotě na začátku výboje)

· při odebírání jmenovité kapacity 10hodinového režimu vybíjení.

Při vybíjení není dovoleno odebírat baterii větší kapacitu, než je garantovaná pro daný režim vybíjení. Během vybíjení na řídicích a zpožděných AE by měla být měřena teplota a hustota elektrolytu podle tabulky č. 2.

Tabulka č. 2 Rozsah požadovaných měření při vybíjení baterií

Na konci vybíjení je nutné změřit a zaznamenat napětí, teplotu a hustotu elektrolytu na všech prvcích baterie a také napětí mezi póly baterie a mezi každým pólem a zemí. Odeberte vzorky elektrolytu z kontrolních cel pro chemickou analýzu a kontrolu obsahu nečistot v elektrolytu. Po prvním roce provozu je nutné provést analýzu elektrolytu na všech článcích baterie.

Hodnota vybíjecího proudu musí být pokaždé stejná Výsledky měření při kontrolních výbojích musí být porovnány s výsledky měření předchozích výbojů. Jejich hodnoty by se neměly lišit o více než 10 %.

Pokud se při zkušebním vybíjení ukáže, že se kapacita baterie výrazně liší od jmenovité, je nutné zkontrolovat kapacitu elektrod pomocí kadmiové elektrody a podle výsledků zkoušky navrhnout opatření k obnovení kapacity baterie.

Typy olověných baterií

V současné době jsou nejběžnější typy baterií na trhu baterií:

- SLA (Sealed Lead Acid) Utěsněná olověná kyselina nebo VRLA (Valve Regulated Lead Acid) ventilem regulovaná olověná kyselina. Vyrobeno standardní technologií. Vzhledem ke konstrukci a použitým materiálům není potřeba kontrolovat hladinu elektrolytu ani doplňovat vodu. Mají nízký cyklický odpor, omezené schopnosti nízkého vybíjení, standardní zapínací proud a rychlé vybíjení.

- EFB (Enhanced Flooded Battery) Technologie byla vyvinuta společností Bosch. Jedná se o přechodnou technologii mezi standardními a AGM technologiemi. Takové baterie se od standardních odlišují vyšší odolností vůči cyklování a lepší akceptací nabití. Mají vyšší startovací proud. Stejně jako SLA\VRLA existují omezení pro provoz při nízké úrovni nabití.

- AGM (absorbovaná skleněná rohož) Aktuálně nejlepší technologie (v poměru cena/výkon). Odolnost při cyklování je 3-4x vyšší, rychlé nabíjení. Díky nízkému vnitřnímu odporu má vysoký náběhový proud při nízkém stavu nabití. Spotřeba vody se blíží nule, odolná vůči separaci elektrolytu díky absorpci v AGM separátoru.

- GEL (Gel Electrolite) Technologie, ve které je elektrolyt ve formě gelu. Oproti AGM mají lepší odolnost proti cyklování a větší odolnost proti separaci elektrolytu. Mezi nevýhody patří vysoká cena a vysoké požadavky na režim nabíjení.

Existuje několik dalších technologií výroby baterií, které souvisí se změnou tvaru desek a specifických provozních podmínek. Navzdory rozdílům v technologii jsou fyzikální a chemické procesy, ke kterým dochází při nabíjení a vybíjení baterie, stejné. Proto jsou nabíjecí algoritmy pro různé typy baterií téměř totožné. Rozdíly se týkají především hodnoty maximálního nabíjecího proudu a koncového nabíjecího napětí.

Například při nabíjení 12voltové baterie pomocí technologie:

Zjištění stavu nabití baterie

Existují dva hlavní způsoby, jak určit stav nabití baterie, měření hustoty elektrolytu a měření napětí naprázdno (OCV).

NRC je napětí na baterii bez připojené zátěže. U uzavřených (bezúdržbových) baterií lze stupeň nabití určit pouze měřením NRC. NRC je nutné měřit nejdříve 8 hodin po zastavení motoru (odpojení od nabíječky), a to voltmetrem s třídou přesnosti minimálně 1,0. Při teplotě baterie 20-25°C (podle doporučení Bosch). Hodnoty NRP jsou uvedeny v tabulce.

(u některých výrobců se hodnoty mohou lišit od uvedených) Pokud je úroveň nabití baterie nižší než 80 %, doporučujeme ji nabít.

Algoritmy nabíjení baterie

Existuje několik nejběžnějších algoritmů nabíjení baterií. V současné době většina výrobců baterií doporučuje nabíjecí algoritmus CC\CV (Constant Current\Constant Voltage).

Tento algoritmus poskytuje poměrně rychlý a „šetrný“ režim nabíjení baterie. Aby baterie na konci procesu nabíjení dlouho nezůstávala, přechází většina nabíječek do režimu udržování (kompenzace samovybíjecího proudu) napětí na baterii. Tento algoritmus se nazývá třístupňový. Graf takového nabíjecího algoritmu je znázorněn na obrázku.

Uvedené hodnoty napětí (14,5V a 13,2V) platí při nabíjení baterií typu SLA\VRLA,AGM. Při nabíjení baterií typu GEL by hodnoty napětí měly být nastaveny na 14,1V a 13,2V.

Další algoritmy pro nabíjení baterií

Přednabití Silně vybitá baterie (NRC méně než 10V) má zvýšený vnitřní odpor, což vede ke zhoršení její schopnosti přijímat náboj. Algoritmus předběžného nabíjení je navržen tak, aby „posiloval“ takové baterie.

Asymetrický náboj Chcete-li snížit sulfataci desek baterie, můžete nabíjet asymetrickým proudem. U tohoto algoritmu se nabíjení střídá s vybíjením, což vede k částečnému rozpuštění síranů a obnovení kapacity baterie.

Vyrovnávací náboj Během provozu baterií se mění vnitřní odpor jednotlivých „plechovek“, což vede k nerovnoměrnému nabíjení během procesu nabíjení. Pro omezení šíření vnitřního odporu se doporučuje provést vyrovnávací nabíjení. V tomto případě se baterie nabíjí proudem 0,05...0,1C při napětí 15,6...16,4V. Nabíjení probíhá po dobu 2...6 hodin za stálého sledování teploty baterie. Utěsněné baterie nelze vyrovnat, zejména pomocí technologie GEL. Někteří výrobci takové nabíjení u baterií VRLA\AGM umožňují.

Určení kapacity baterie

S používáním baterie se její kapacita snižuje. Pokud je kapacita 80 % jmenovité, pak se doporučuje vyměnit baterii. Pro zjištění kapacity je baterie plně nabitá. Nechte stát 1...5 hodin a poté vybijte proudem 1\20C na napětí 10,8V (pro 12V baterii). Počet ampérhodin dodávaných baterií je její skutečná kapacita. Někteří výrobci používají pro určení kapacity jiné hodnoty vybíjecího proudu a napětí, na které se baterie vybíjí.

Kontrolní tréninkový cyklus

Ke snížení sulfatace bateriových desek je jednou z metod provádění kontrolních tréninkových cyklů (CTC). CTC se skládají z několika po sobě jdoucích nabíjecích cyklů následovaných vybíjením proudem 0,01...0,05C. Při provádění takových cyklů se síran rozpustí a kapacita baterie může být částečně obnovena.

• Proveďte vnější kontrolu baterie. Horní povrch baterie a koncových spojů musí být čistý a suchý, zbavený nečistot a koroze.
• Pokud je na horním povrchu/zaplavených bateriích tekutina, může to znamenat, že je v baterii příliš mnoho tekutiny. Pokud je na povrchu GEL nebo AGM baterie kapalina, baterie je přebitá a její výkon a životnost se sníží.
• Zkontrolujte kabely a připojení baterie. Vyměňte poškozené kabely. Utáhněte uvolněné spoje.

Čištění

• Ujistěte se, že jsou všechny ochranné kryty bezpečně připevněny k baterii.
• Očistěte horní povrch baterie, kontakty a spoje pomocí hadru nebo kartáče a roztoku jedlé sody a vody. Nedovolte, aby se čisticí roztok dostal do baterie.
• Opláchněte vodou a osušte čistým hadříkem.
• Naneste tenkou vrstvu vazelíny nebo ochranného prostředku na svorky, který získáte od místního dodavatele baterií.
• Udržujte oblast kolem baterií v čistotě a suchu.

Doplnění vody (POUZE baterie s tekutým elektrolytem)

Je zakázáno přidávat vodu do gelových nebo AGM baterií, protože ji během provozu neztrácejí. Do zaplavených baterií je třeba pravidelně doplňovat vodu. Frekvence doplňování závisí na povaze použití baterie a provozní teplotě. Nové baterie by měly být kontrolovány každých několik týdnů k určení frekvence doplňování vody pro konkrétní aplikaci. Baterie obvykle vyžadují častější doplňování, jak stárnou.

• Před přidáním vody plně nabijte baterii. Do vybitých nebo částečně nabitých baterií přidávejte vodu pouze v případě, že jsou destičky viditelné. V tomto případě přidejte jen tolik vody, aby zakryla talíře, poté nabijte baterii a pokračujte v procesu doplňování vody popsaném níže.
• Odstraňte ochranné kryty a otočte je, aby se na vnitřní povrch nedostaly nečistoty. Zkontrolujte hladinu elektrolytu.
• Pokud je hladina elektrolytu výrazně vyšší než desky, není nutné přidávat vodu.
• Pokud hladina elektrolytu sotva pokrývá desky, přidejte destilovanou nebo deionizovanou vodu do úrovně 3 mm pod odvzdušňovací otvor.
• Po přidání vody nainstalujte ochranné krytky zpět na baterii.
• Vodu z vodovodu lze použít, pokud je úroveň znečištění v přijatelných mezích.

Nabíjení a vyrovnávací nabíjení

Účtovat

Správné nabíjení je nesmírně důležité, abyste z baterie vytěžili maximum. Podbíjení i přebíjení baterie může výrazně zkrátit její životnost. Pro správné nabíjení si přečtěte pokyny dodané se zařízením. Většina nabíječek je automatických a předprogramovaných. Některé nabíječky umožňují uživateli nastavit hodnoty napětí a proudu. Viz doporučení pro nabíjení v tabulce.

• Ujistěte se, že je nabíječka nastavena na správný program pro mokré, gelové nebo AGM baterie, v závislosti na typu baterie, kterou používáte.
• Baterie musí být po každém použití plně nabitá.
• Olověné baterie (mokré, gelové a AGM) nemají paměťový efekt, a proto nevyžadují úplné vybití před dobitím.
• Nabíjení by mělo být prováděno pouze v dobře větraných prostorách.
• Před nabíjením zkontrolujte hladinu elektrolytu a ujistěte se, že jsou desky pokryty vodou (pouze mokré baterie).
• Před nabíjením se ujistěte, že jsou všechny ochranné kryty bezpečně připevněny k baterii.
• Baterie s tekutým elektrolytem uvolní plyn (bubliny) před dokončením procesu nabíjení, aby se zajistilo správné promíchání elektrolytu.
• Nenabíjejte zamrzlou baterii.
• Je třeba se vyhnout nabíjení při teplotách nad 49 °C.

Schéma 4

Schéma 4 a 5

Vyrovnávací nabíjení (POUZE pro mokré baterie)

Vyrovnávací nabíjení je přebití akumulátoru prováděné na vlhkých akumulátorech po jejich úplném nabití. Společnost Trojan doporučuje provádět vyrovnávací nabíjení pouze v případě, že baterie mají nízkou měrnou hmotnost, menší než 1,250, nebo měrnou hmotnost, která po úplném nabití baterie kolísá v širokém rozsahu, 0,030. GEL nebo AGM baterie nevyrovnávejte.

• Musíte se ujistit, že baterie je vlhká.
• Před zahájením nabíjení zkontrolujte hladinu elektrolytu a ujistěte se, že jsou desky pokryty vodou.
• Ujistěte se, že všechny ochranné kryty jsou pevně připevněny k baterii.
• Nastavte nabíječku do režimu vyrovnávacího nabíjení.
• Během procesu vyrovnávacího nabíjení se v bateriích uvolňuje plyn (bubliny vyplavou na povrch).
• Měřte měrnou hmotnost každou hodinu. Vyrovnávací nabíjení by mělo být zastaveno, když se měrná hmotnost přestane zvyšovat.

POZOR! Je zakázáno provádět vyrovnávací nabíjení gelových nebo AGM baterií.

Kategorie: Podpora nabíječky Zveřejněno 5. 4. 2016 12:06

Většina stacionárních baterií používá olověný elektrochemický systém, který vyžaduje určitou údržbu, včetně vyrovnávacího nabíjení. Pravidelná aplikace vyrovnávacího nabíjení umožňuje vyrovnat charakteristiky všech článků na stejnou úroveň aplikací nabíjecího napětí 2,50 V na článek, což je asi o 10 procent vyšší než normální hodnota.

Vyrovnávací náboj není nic jiného než záměrné přebití za účelem odstranění krystalů síranu olovnatého z desek, které se nahromadily v průběhu času. Pokud nekontrolujete stav baterie, procesy sulfataci může snížit celkovou kapacitu nebo dokonce poškodit baterii. Vyrovnávací náboj také bojuje kyselé stratifikace- stav, kdy je koncentrace kyseliny ve spodní části baterie vyšší než v horní části.

Odborníci doporučují provádět jednou až dvakrát ročně udržovací vyrovnávací nabíjení. Nejlepší způsob, jak zjistit jeho potřebu, je použít plné nabití v režimu saturace s dalším srovnáním měrná hmotnost každý článek zaplavené olověné baterie pomocí hustoměru. Pokud je rozdíl mezi měrnými hustotami různých prvků větší než 0,030, pak to ukazuje na nutnost použít vyrovnávací náboj.

Během vyrovnávacího nabíjení každou hodinu kontrolujte měrnou hmotnost článků a nepřestávejte nabíjení, dokud se hustota nepřestane zvyšovat. Zastavení nárůstu hustoty bude znamenat, že není možné žádné další vylepšení baterie a další nabíjení může jen ublížit.

Nabíjená baterie musí být uchovávána na chladném místě a pod stálou pozorností - hrozí nadměrné zahřívání a tvorba plynu. Střední tvorba plynu je normální, ale v každém případě musí být baterie nabíjena ve větraném prostoru, protože pouze 4% koncentrace vodíku ve vzduchu je výbušná.

Neexistuje obecná shoda o vhodnosti použití vyrovnávacího nabíjení u VRLA a jiných uzavřených baterií. Někteří výrobci doporučují vyrovnat nabíjení takových baterií měsíčně po dobu 2-16 hodin. Je však třeba mít na paměti, že přebíjení utěsněných baterií vede k nadměrné tvorbě plynu a aktivaci 34 kPa ventilu, což může mít za následek vyčerpání elektrolytu.

Ne všechny nabíječky mají funkci vyrovnávacího nabíjení. Takové nabíjení by nemělo být prováděno se zařízením, které není pro tento účel určeno.

Nádherné nabíječky, desulfátory, ekvalizéry a vy víte, že to, co jim mnozí připisují z neznalosti, se nazývá jednoduchým slovem, nabíjecí algoritmus. Mluvil jsem o tom už dlouho, a přesto slýchám stále více úžasných zařízení a úžasných příběhů o takových zařízeních. Je zvláštní, proč se já, obyčejný inženýr, po pouhém měsíci pozorování vyjadřuji a mluvím o těchto algoritmech, a ukázalo se, že se mohou shodovat s jinými typy zařízení. To znamená, že algoritmus ekvalizéru a například algoritmus nabíjení nebo algoritmus nabíjení střídače s efektem vyrovnání náboje se mohou vzájemně shodovat.

Pozor: zde nemám na mysli a netvrdím, že jsou totožné, protože ve většině případů si to může každý samostatně od základu doplnit nebo zapsat na tělo mikroprogramu MP. Tvary pulsů a časování pulsů a puls změn napětí a proudu se mohou lišit a mít různý časový rozsah. Často ale v 50 % případů mohou být podobné. Když ne podle času, tak podle tvarů signálu, když ne podle tvaru signálu, ale blízko k němu.

Aby se každý výrobce spoléhal na svá vlastní pozorování a data.

Takže tato metoda sama o sobě funguje pro paměť, ekvalizér a paměť měniče. Velmi užitečný mikroprogram, který umožňuje baterii vydržet minimálně o 50 % déle, ale je zde 10% šance na zvýšení jejich životnosti.

Obecně platí, že pokud selže baterie, mnoho lidí stále vypráví a věří v pohádky. Kupují zařízení jako výše popsaná a čekají na zázrak. Ale bohužel toto zařízení nic nevzkřísí a nic neobnoví. Jeho úkolem je provádět prevenci baterie v reálném čase. Právě kvůli této prevenci se baterie začnou chovat stabilněji, neodcházejí, například při sériovém zapojení se jedna přebíjí a druhá není plně nabitá.

Jak se říká, je lepší dělat prevenci včas, než se později snažit odstraňovat následky.

Ano, o těchto zázračných zařízeních jsem slyšel dost pohádek, sbíral jsem své statistiky 4 roky a nakonec se vše sešlo. Samozřejmě, že rozebrání zařízení určitě teče po I a přítomnost tlumivky nebo wattového odporu bude znamenat, že dochází k nahromadění. To ale neznamená, že by se jedna baterie měla vybíjet při nabíjení druhé, to je naprostý nesmysl :)

Protože úkolem těchto zařízení je vyrovnat napětí bateriových bank, kterých je 6 pro 12voltovou baterii, 10 pro alkalickou baterii a odpovídajícím způsobem dvakrát tolik pro 24voltovou baterii a tak dále.

Upřímně, nejdřív jsem si myslel, že toto zařízení vybíjí nabitou baterii, ale po zhlédnutí výsledků ve druhém roce jsem od toho upustil. Princip je podobný jako u desulfátoru, ale algoritmy jsou odlišné. Obecně to v budoucnu vykopu a udělám úplný test. Zařízení mi nikdo nedal a bylo zakoupeno z osobních prostředků a toto je můj názor. Více informací, stále přesnější údaje. Faktem však je, že se již neshodují s názorem většiny - to je jisté.