До какого напряжения можно разряжать автомобильный аккумулятор: Сколько циклов заряд-разряд выдержит автомобильный аккумулятор? | Статьи, новости, обзоры | Магазин автомобильных аккумуляторов

Как правильно заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы

02.02.2020

Герметизированные тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes серии 6DZM  предназначены для использования в лёгком электротранспорте. Свинцово-кислотные аккумуляторы устанавливаются почти во всех моделях электроскутеров и электроквадроциклов, некоторых моделях электровелосипедов и электросамокатов.  Это  неприхотливый и надёжный источник постоянного тока, не требующий какого-либо обслуживания на протяжении всего срока службы, который к тому же, стоит дешевле литий ионных аккумуляторов аналогичной ёмкости.

Обычно, тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes, при правильной эксплуатации, служат от 3-х до 4-х лет. В условиях постоянных полных разрядов, срок службы может сократиться до 2 лет. При эксплуатации с небольшим уровнем разряда, аккумуляторы могут работать до 5 – 7 лет. Соблюдая несложные правила, можно максимально  увеличить  ресурс тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов.

В начале эксплуатации, определите максимальное расчётное время заряда своей свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, разделив ёмкость батареи в ампер часах на силу тока зарядного устройства в амперах. Например, полностью разряженная (до 10.5v) аккумуляторная батарея 24v14Ah при температуре + 25 градусов Цельсия будет заряжаться  зарядным устройством с силой тока 1.8А  примерно 7.8 часа. (7 час. 50 мин. + / — 30 минут).

Свинцово — кислотные аккумуляторы – химический источник тока. При подаче тока от зарядного устройства, в аккумуляторе происходят одни химические реакции, при разряде аккумулятора – другие. Подробнее об этом можно прочесть здесь. На скорость протекания химических реакций влияет температура электролита. Оптимальная температура электролита +25 градусов Цельсия. Именно для этой температуры указана номинальная ёмкость аккумуляторов. При повышении температуры электролита, – их ёмкость увеличивается, при понижении – уменьшается.

Если температура аккумуляторов  ниже рекомендуемой для зарядки (18 – 25 градусов Цельсия), то  время их зарядки увеличится пропорционально снижению температуры. При температуре ниже +10 градусов Цельсия, эффективность зарядки  сильно  снижается. При отрицательных температурах электролита, полноценно зарядить свинцово-кислотный аккумулятор, — практически невозможно.  Поэтому, перед зарядкой,  аккумуляторы рекомендуется прогреть, поместив в помещение с комнатной температурой воздуха на несколько часов.

 

10 правил правильной зарядки и продления ресурса тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов от Вольта байкс

1. Заряжайте аккумуляторную батарею сразу после каждого использования, даже если уровень разряда незначительный.

Комментарий (в дальнейшем — К): Это самое важное правило для увеличения  ресурса свинцово-кислотных аккумуляторов, так как сульфатация пластин аккумулятора, начинается при напряжении ниже 12.6v. Постоянно поддерживая напряжение  выше 12.6v, количество циклов заряд-разряд тяговых аккумуляторов Volta bikes, может превысить 1000 и практически сравняться с большинством литий ионных аккумуляторов. Расстояние пробега при этом, естественно, уменьшится по сравнению с полным разрядом аккумуляторов.

Вывод: использование аккумуляторов большей ёмкости, чем требуется, положительно влияет на их ресурс.

2. Не превышайте максимально допустимый ток заряда 20% от ёмкости  свинцово-кислотных аккумуляторов типа AGM.

К. Оптимальный ток заряда —  10% от ёмкости аккумулятора. Это значит, что свинцово-кислотную батарею  ёмкостью от 12 до 20Ah, лучше всего заряжать автоматическим зарядным устройством Volta bikes с требуемым номинальным напряжением (24 – 72v в зависимости от напряжения батареи) и током 1.6 — 1.8A. Чем больше сила тока при заряде, — тем больше нагрев аккумулятора и испарение воды из электролита.  Восполнить испарившуюся воду из электролита в герметизированных аккумуляторах, в зависимости от их конструкции — сложно, либо вообще невозможно.

 

Вывод: не стремитесь заряжать тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы быстро.

3. Не разряжайте каждый 12-и вольтовый аккумулятор, входящий в состав аккумуляторной батареи до напряжения ниже 10.5v

К. Для батареи на 24v, напряжение не должно быть ниже 21v; для батареи на 36v –  не  ниже 31.5v; для батареи на 48v – не   ниже 42v. При напряжении  ниже 10.5v, 12-и вольтовый аккумулятор начинает само-разрушаться!

Вывод: чем быстрее вы поставите на зарядку полностью разряженный аккумулятор – тем лучше.

4. Если автоматическое зарядное устройство не отключилось (продолжает гореть красный светодиод), после работы в течении  времени, превышающего на 1 — 2 часа расчётное время, достаточное для полной зарядки вашей батареи (см. начало статьи),  то его необходимо отключить от сети, так как аккумуляторная батарея уже заряжена.

К.Причиной продолжения зарядки в этом случае, скорее всего, является то, что аккумуляторная батарея по каким-то причинам не может набрать максимального напряжения, на которое запрограммировано зарядное устройство, и потому оно не отключается автоматически. Если не отключить зарядное устройство в этом случае от сети, то аккумуляторная батарея, в зависимости от времени перезаряда, может перегреться и деформироваться (вздуться), вплоть до полного выхода из строя!

В подобных случаях, правильней всего,  контролировать уровень заряда -вольтметром. Проверять напряжение аккумулятора следует не менее, чем через пол часа  после окончания зарядки, так как во время зарядки и сразу после её окончания, из-за нагрева и остаточных химических реакций, напряжение аккумулятора будет выше реального. У новых, полностью заряженных тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов  AGM Volta bikes, напряжение  находится в пределах 13.3v – 13.7v. В процессе эксплуатации, с годами, максимальное напряжение заряженных аккумуляторов будет понемногу снижаться.

Напряжение 13.3 – 13.7v у тяговых аккумуляторов —  немного ниже, чем напряжение заряженных стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом, у которых оно достигает 14.2 — 14.5v. Фактически,  автоматические зарядные устройства Volta bikes, для тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов,  немного недозаряжают их — для того, чтобы вода из электролита не испарялась через клапан  газообмена и АКБ прослужила расчётный  срок.

Вывод:  не допускайте  перезаряд аккумуляторов, потому что  это приводит к уменьшению их срока службы.

Определить, что аккумулятор  полностью заряжен и начался перезаряд, можно и без приборов, — по температуре корпуса аккумулятора. В процессе заряда при комнатной температуре, корпус аккумулятора нагревается не более чем до 30 – 35 градусов Цельсия (зависит от мощности зарядного устройства). Если температура корпуса аккумулятора  выше температуры человеческого тела, — уже идёт перезаряд аккумулятора и зарядное устройство нужно отключить.

Из этого следует правило:

5. Не оставляйте автоматическое зарядное устройство в процессе заряда без присмотра.

 

К. Всегда необходимо принимать разумные меры противопожарной безопасности при использовании любых электроприборов. Несмотря на то, что нам неизвестны случаи самовоспламенения свинцово-кислотных аккумуляторов и зарядных устройств Вольта байкс, лучше, если аккумуляторная батарея и зарядное устройство при зарядке будут находиться на негорючем основании (например, полу из керамической плитки) и вдали от отопительных приборов. Зарядка должна проводиться в проветриваемом помещении.

6. Не оставляйте летом аккумуляторы под прямыми лучами Солнца.

К. Свинцово-кислотные аккумуляторы эффективнее работают при повышении температуры, потому что скорость протекания химических реакций в этом случае увеличивается, но от этого быстрее всего стареют!

Из этого следует правило:

7. В зимний период храните свинцово-кислотные батареи в сухом, прохладном и даже холодном месте.

К.Электролит в полностью заряженных аккумуляторах не замерзает до — 60 градусов Цельсия;  наполовину заряженных  до –30 градусов Цельсия; в полностью разряженных до -7 градусов Цельсия. После нахождения на морозе зимой, работоспособность аккумуляторов полностью восстанавливается после прогрева до комнатной температуры.

Вывод:

8. Не реже, чем раз в 3-4 месяца, подзаряжайте свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, находящиеся на хранении.

К. Любой аккумулятор понемногу разряжается при хранении. Периодическая подзарядка  предотвратит сульфатацию пластин и сокращение ресурса аккумуляторов.

 

 

9. Раз в три — четыре месяца полезно (но необязательно) балансировать аккумуляторы в составе аккумуляторной батареи, выравнивая напряжения в них до одинакового уровня при помощи подзарядки тех аккумуляторов, напряжение которых ниже, или разряда тех аккумуляторов, напряжение которых выше.

К. Батарея в этом случае будет работать эффективнее, потому что её напряжение – это среднее напряжение от суммы напряжений аккумуляторов, входящих в её состав. Если даже один из аккумуляторов имеет более низкое напряжение, общее напряжение батареи будет ниже, чем могло бы быть, если бы все аккумуляторы были заряжены максимально. А при заряде разбалансированной батареи, аккумуляторы с более высоким напряжением, склонны к небольшому перезаряду, что тоже отрицательно влияет на их срок службы.

Зарядку отдельных аккумуляторов с целью балансировки батареи, следует выполнять зарядным устройством для 12-и вольтовых аккумуляторов, с током, не превышающим 20% ёмкости аккумулятора. Разрядку отдельных аккумуляторов, можно производить  автомобильными  лампами накаливания c напряжением 12v и мощностью от 5 до 55 ватт (в зависимости от ёмкости аккумуляторов. Для аккумуляторов на 12-14Ah, можно использовать лампу на 5 — 21 ватт; для аккумуляторов 40 – 100 Ah можно использовать лампу на 50/55 ватт)

10. Для аккумуляторов  вреден как перезаряд, так и недозаряд. Если регулярно недозаряжать аккумуляторы, отключая зарядное устройство до окончания зарядки, то их ёмкость уменьшится, так как возникнет эффект памяти. Для того, чтобы этого не происходило, периодически, раз в два-три месяца, рекомендуем полностью разряжать аккумуляторы, но не опуская напряжение ниже 10.5 вольт в пересчете на каждый аккумулятор и сразу после этого  полностью заряжать. 

Allyur, ТМ Вольта байкс

Аккумуляторные батареи.

Ликбез • Ваш Солнечный Дом

• 1 Основные параметры АБ
• 2 Срок службы
• 3 О проблемах, влияющих на реальный срок эксплуатации свинцовых аккумуляторов
  • 3.1 О выравнивании заряда на каждом аккумуляторе

Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования.

Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что и обычные автомобильные стартерные батареи, однако они спроектированы специально для использования в системах автономного электроснабжения. Стартерные батареи рассчитаны на то, чтобы выдавать большие токи (сотни ампер) в течение очень короткого промежутка времени (несколько секунд) для того, чтобы запустить двигатель машины.

Они не подходят для использования в системах автономного электроснабжения, потому что рассчитаны на то, чтобы сразу заряжаться после разряда (после запуска двигателя начинает работать электрический генератор, который подзаряжает аккумуляторную батарею) и основное время работы быть постоянно полностью заряженными. Срок их службы будет очень маленьким, если эти батареи будут работать в режиме регулярного глубокого разряда (то есть, когда большая часть энергии АБ используется до того, как начнется заряд) — такие режимы называются «циклическими».

Специальные батареи для использования в системах автономного электроснабжения часто собираются из отдельных аккумуляторов с напряжением 2 вольта, соединённых вместе. АБ

меньшей емкости с напряжением 6 и 12 вольт также используются. Наиболее распространённым типом АБ являются свинцово-кислотные, как с жидким электролитом, так и герметичные (в последнее время становятся все более популярными вследствие снижения цены и эксплуатационного удобства). Иные типы батарей (щелочные, литиевые) рассматриваются в других статьях нашего сайта — см. раздел «Библиотека-про аккумуляторы» и «Основы-Аккумулирование энергии«.

Основные параметры

АБ

Основные параметры рассмотрены в статье «Характеристики аккумуляторов«. Здесь мы рассмотрим влияние режимов эксплуатации на срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов.

Срок службы

Зависимость количества рабочих циклов заряд-разряд от глубины разряда

Для увеличения срока службы АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом. Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АБ до ее заряда, такая батарея называется батареей «глубокого разряда».

Свинцово-кислотные АБ, спроектированные для использования в системах автономного электроснабжения, имеют срок службы от 500 до 5000 циклов. Количество рабочих циклов зависит от глубины разряда, эти зависимости приводятся в спецификациях на аккумуляторы. На рис. справа приведена типовая зависимость количества циклов от глубины разряда в цикле (DOD). Для обеспечения длительного срока службы, обычный цикл должен быть менее 20% емкости АБ, а глубокий разряд — не более 80% емкости.

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Это напряжение при нормальной температуре +20°С, его нужно увеличивать при заряда аккумулятора при низких температурах. 

О проблемах, влияющих на реальный срок эксплуатации свинцовых аккумуляторов

Несмотря на множество технологических решений, внедренных в свинцово-кислотные аккумуляторные батареи за 150 лет с момента изобретения технологии химической аккумуляции, срок службы АБ до сих пор во многом зависит от эксплуатационной нагрузки. Рассмотрим их по порядку:

Зависимость глубины разряда от напряжения и тока разряда для типичного свинцово-кислотного аккумулятора

1. Первым определяющим фактором является степень разряда аккумуляторов. Свинцовые аккумуляторы не терпят хранения в разряженном состоянии. Кроме того, при падении заряда ниже 20% активизируется процесс образования нерастворимых соединений серы, которые, в первую очередь, сказываются на емкости АБ. Помимо этого, реакция сульфатации способствует выделению влаги, которая обеспечивает постоянное снижение концентрации кислоты. Если же аккумулятор некоторое время будет находиться в состоянии глубокой разрядки, начнется необратимый процесс образования сульфатов и, соответственно, необратимого снижения реальной емкости АБ относительно паспортной.

Обратите внимание, что разряд малыми токами приводит к глубокому разряду аккумулятора даже при достижении относительно высокого напряжения. Например, разряжая АБ до 11,5 В можно разрядить его примерно на 80%. См. график зависимости глубины разряда, напряжения и тока разряда для типичного свинцово-кислотного аккумулятора.

Наоборот, при разряде большими токами допускается разряжать АБ до более низкого напряжения — 9,5-10В, при этом его разряд будет процентов 50-60.

Поэтому, чтобы гарантированно не разряжать АБ ниже, чем на 30%-40% надо установить отключение потребления при напряжении 11,5 В. Обычно такое напряжение и установлено по умолчанию в солнечных контроллерах.

Однако, помните, что если общая ёмкость АБ будет маленькой относительно нагрузки (например, в несколько кВт), то напряжение на АБ может в этом случае очень быстро просесть до 11,5 В и инвертор отключится. Чтобы такого не произошло, необходимо выбирать емкость АБ достаточно большой. Наши специалисты помогут вам подобрать оптимальную емкость АБ в зависимости от мощности вашей нагрузки.

Нахождение свинцово-кислотных аккумуляторов в разряженном состоянии (более чем на 80%) в течении более, чем 12 часов недопустимо и приводит к необратимой потере емкости аккумуляторов. Не боятся нахождения в разряженном состоянии литиевые и щелочные аккумуляторы, но они существенно дороже.

2. Другим определяющим фактором для времени жизни АБ, можно назвать температуру электролита. В случае обычных кислотных аккумуляторов, эксплуатация при повышенной на 10 градусов температуре ведет к сокращению срока службы вдвое (современные качественные АБ не столь чувствительны к этому параметру, но эффект снижения срока службы при повышении температуры всегда есть). Поэтому, нельзя располагать АБ на нагревающихся чердаках, нежелательно и в одном помещении с электрогенератором, т. е. там, где может быть температура сильно выше 25С. Идеальное место – подвал, техподполье, или подсобка/коридор с северной стороны здания.

3. Для долголетия аккумуляторов, необходим и регулярный 100% заряд, что затруднительно обеспечить, если сетевого электричества 220 В нет вообще и если для заряда использовать только мини электростанцию. Ниже приведен стандартный график заряда кислотного АБ (у разных типов АБ конкретные значения могут немного варьироваться, но достаточно близко).

Зона окрашенная жёлтым цветом, это 80% энергии необходимой для заряда. Она передаётся на первых ступенях заряда от миниэлектростанции, в течении первых 6 часов, и, заряжает АКБ, соответственно, на 80%.

Но чтобы зарядить АБ на все 100%, необходимо заряжать их ещё, как минимум, в течении 6-7 часов, причём при этом, в АБ передастся лишь 20% энергии (зона окрашенная розовым цветом).

Получается, что для 100% заряда АБ, надо чтобы электростанция работала как минимум 12–14 часов, причём последние 7 часов, если не нагружать её дополнительными нагрузками, практически вхолостую. Конечно, это возможно, — хоть и большинство миниэлектростанций имеют воздушное охлаждение и требуют перерыва после 6 часов работы, — можно сделать перерыв 1час и продолжить заряд. Но топливо, при этом, будет расходоваться не эффективно.

Лучший выход из положения для автономных систем – установить солнечные панели и/или ветрогенератор. Ведь почти всё необходимое для их эксплуатации уже имеется (АБ и инвертор и резервный электрогенератор). Солнечные панели и/или ветрогенератор позволят в определённые моменты времени (когда нагрузка мала, а солнце/ветроресурсы имеются) зарядить АБ на 100%. Пусть это будет даже не каждый день, но и раз в неделю подобный 100% заряд будет полезен. При достаточной их мощности, система сможет выдавать электричество практически вообще без включения генератора.

Другой, компромиссный вариант, — это хотя бы раз в 2 недели проводить 13 часовую, 100% зарядку от бензо/дизель/газо генератора (при необходимости понижая в инверторе зарядные токи), а в остальное время ограничиваться 80% зарядом.

Можно, конечно, поставить и два комплекта АБ, подзаряжая внешним зарядным устройством, подключённым к выходу 220 В от инвертора, отдыхающий комплект АБ. Однако, это решение по стоимости сопоставимо с первым вариантом, и менее разумно — дополнительные АБ, в отличие от солнечных панелей и ветрогенератора, не используются, а «отдыхают». При этом на заряд второго комплекта аккумуляторов расходуется энергия первого комплекта аккумуляторов, при этом есть потери как в зарядном устройстве (около 20-25%), так и в самом аккумуляторе (эффективность заряда свинцово-кислотных аккумуляторов составляет около 80%, что означает потери около 20%).

Аккумуляторам вреден и постоянный длительный перезаряд (заряд повышенными токами, и высокое напряжение конца заряда, и высокое напряжение буферного поддержания). Поэтому, эти параметры устанавливают в соответствии с паспортом АБ.

4. Спустя несколько лет после начала эксплуатации АКБ (а в зависимости от качества аккумуляторов, бывает и через год-другой), может возникнуть разбалансировка аккумуляторов. Это явление проявляется в том, что, допустим, в цепочке из двух последовательно соединённых АБ, на одном аккумуляторе устанавливается напряжение чуть ниже, а на другом – чуть выше среднего. В итоге, общее напряжение будет нормальным и инвертор проводит заряд до положенных значений напряжений. Тем не менее, одна АБ окажется недозаряжена, а другая перезаряжена.

Поэтому, раз в год желательно измерять цифровым тестером напряжения на каждой АБ. В случае их разбалансировки, проводят уравнительный заряд каждой АБ отдельно. Если же АБ герметизированные (в этом случае уравнительный заряд запрещён), то проводят восстановительный заряд/разряд (см. ниже, контрольно-тренировочный цикл) и полный заряд каждой АБ.

Для продления срока службы аккумуляторов и предотвращения их разбалансировка, последнее время все чаще применяются активные балансиры аккумуляторов. Они позволяют поддерживать напряжение на каждой АБ точно такой же, как и на остальных. Использование активных балансиров позволяет увеличить срок службы аккумуляторов в несколько раз. При этом следует различать активные и пассивные балансиры. Активные выравнивают напряжение как при заряде, так и при разряде аккумуляторов. Пассивные — только при заряде. Естественно, применение активных балансиров намного предпочтительнее.

О выравнивании заряда на каждом аккумуляторе

Уравнительный заряд применяют ТОЛЬКО для аккумуляторов с жидким электролитом.

Уравнительный заряд представляет собой избыточный заряд аккумулятора, выполняемый на аккумуляторах с жидким электролитом после их полного заряда, с возможной доливкой воды. Например, компания Trojan рекомендует проводить уравнительный заряд только в том случае, если у аккумуляторов низкая удельная плотность, менее 1.250, или удельная плотность колеблется в широком диапазоне, после полного заряда аккумулятора. Не следует проводить уравнительный заряд GEL или AGM аккумуляторов.

• Необходимо удостовериться, что аккумулятор является аккумулятором с жидким электролитом (есть пробки для доливки воды).
• Перед началом заряда проверить уровень электролита и убедиться, что пластины закрыты электролитом (при необходимости долить дистиллированной воды).
• Удостовериться, что все защитные колпачки плотно закреплены на аккумуляторе.
• Установить зарядное устройство в режим уравнительного заряда.
• В процессе уравнительного заряда в аккумуляторах будет выделяться газ (будут всплывать пузырьки).
• Измеряйте удельную плотность каждый час. Прекратить уравнительный заряд следует тогда, когда удельная плотность прекратит расти (обычно часа через 2, после достижения 15,5 В). При необходимости добавить дистиллированную воду.

ВНИМАНИЕ: Запрещается проводить уравнительный заряд на гелевых или AGM-аккумуляторах (т.к. используются повышенные напряжения и возможно частичное испарение воды и разложение ее на водород и кислород, и связанное с этим повышение давление и нарушение работы рекуперационных клапанов).

Ориентировочное время работы аккумуляторов на различные нагрузки:

Эта статья прочитана 12111 раз(а)!

• Эксплуатационный ресурс герметичных АБ

  80

  Эксплуатационный ресурс герметичных свинцовых аккумуляторных батарей в составе электронного оборудования Мерунко Александр Анатольевич Технический директор ООО «Диск», г. Томск В настоящее время на потребительском рынке вторичных источников тока лидирующее положения (вследствие относительно низкой стоимости) занимают герметичные свинцовые аккумуляторные батареи. Их применяют…

• Руководство покупателя АКБ для систем электроснабжения

  73

  Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…

• Типы аккумуляторов

  68

  Типы аккумуляторных батарей и области их применения В этой заметке содержатся общие советы по выбору аккумуляторов для систем с возобновляемыми источниками энергии. В заметке затронуты 3 основные технологии: литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные (AGM, или Gel).

  Мы постараемся избегать формул и…

• Характеристики аккумуляторов

  60

  Основные характеристики аккумуляторов Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре -…

• Сульфатация аккумуляторов

  60

  Что такое сульфатация свицово-кислотных аккумуляторов и как с ней бороться? Сульфатация происходит, когда свинцово-кислотный аккумулятор регулярно не заряжается полностью. Такой режим типичен как для стартерных батарей в автомобилях, так и в автономных системах электроснабжения, где полный заряд аккумуляторов может отсутствовать…

• Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов

  60

  Сравнение литий-ионных и свинцово-кислотных аккумуляторов при работе в стационарных системах хранения энергии Greg Albright, Jake Edie, Said Al-Hallaj | AllCell Technologies LLC Перевод «Ваш Солнечный Дом». При полном или частичном копировании ссылка на источник обязательна Введение Сегодня существует широкий выбор…

Аккумуляторы для машин для гольфа: все, что вам нужно знать

Аккумуляторы для машин для гольфа бывают разных размеров и типов и служат топливом для электрических машин для гольфа. И игроки в гольф не единственные, кто использует тележки для гольфа в наши дни.

Нередко можно увидеть людей, разъезжающих на электрических тележках для гольфа во многих пляжных городках и сообществах пенсионеров. Они также широко используются в качестве транспортных средств для обслуживания на курортах, в зоопарках и парках, где люди в отпуске не хотят чувствовать запах выхлопных газов или слышать громкие двигатели традиционных автомобилей с газовым двигателем.

Содержание

• Что такое аккумуляторы для гольф-каров?
• Можно ли использовать обычные автомобильные аккумуляторы в тележке для гольфа?
• Типы аккумуляторов для гольф-каров: литиевые против аккумуляторов. Свинцово-кислотные
  • Свинцово-кислотный
  • Общее собрание акционеров 
  • Литий-ионный
• Лучшие аккумуляторы для вашей тележки для гольфа: литий-ионные
• Могу ли я использовать аккумуляторы Battle Born в своей тележке для гольфа?
• Преимущества литиевых батарей перед свинцово-кислотными
  • Увеличенный срок службы и гарантия
  • Более энергоэффективный
  • Менее тяжелый
  • За вычетом общей стоимости
  • Безопаснее
• Обновите свой гольф-кар до литий-ионных аккумуляторов

Вы, вероятно, не тратите много времени на размышления об аккумуляторах в своей тележке для гольфа, но понимание того, как они работают, и их техническое обслуживание имеют решающее значение для производительности вашей тележки для гольфа. Скорость, ускорение и время работы электрических тележек для гольфа зависят от конфигурации аккумуляторной системы.

Лучшее понимание вашей аккумуляторной системы поможет вам получить максимальную отдачу от вашего электрического гольф-мобиля.

Давайте копать!

Что такое аккумуляторы для гольф-каров?

В среднем электрические двигатели для гольфа работают при напряжении 36 или 48 вольт и потребляют от 50 до 70 ампер тока при движении со скоростью около 15 миль в час. Имейте в виду, что потребление тока при разгоне или подъеме в гору намного выше. Чтобы вы не попали в затруднительное положение, батареи гольф-каров должны обеспечивать стабильный поток высокого тока в течение длительных периодов времени.

Кроме того, аккумуляторы тележек для гольфа обычно ежедневно проходят полный цикл зарядки и разрядки. Разрядка аккумуляторов ниже 50% тяжела для них и часто приводит к сокращению срока службы и снижению производительности.

Аккумуляторы для тележек для гольфа — это аккумуляторы глубокого разряда, разработанные и изготовленные с повышенной надежностью, способной выдерживать длительное потребление тока и частые глубокие разряды. Обычно они выпускаются в конфигурациях на 6, 8 и 12 вольт, которые могут быть подключены последовательно для обеспечения необходимого напряжения. Например, шесть 6-вольтовых батарей, соединенных последовательно, дадут 36 вольт, или четыре 12-вольтовые батареи дадут 48 вольт.

Аккумуляторы с более низким напряжением обычно имеют более высокую емкость в ампер-часах. Например, если вы хотите подать 48 вольт к двигателю тележки для гольфа, восемь 6-вольтовых аккумуляторов будут иметь большую емкость и работать дольше, чем шесть 8-вольтовых аккумуляторов. Это потому, что вы используете больше батарей в целом.

Можно ли использовать обычные автомобильные аккумуляторы в тележке для гольфа?

Если коротко, то да. Стандартные автомобильные аккумуляторы рассчитаны на 12 вольт, и вы можете соединить три или четыре из них последовательно, чтобы обеспечить необходимые 36 или 48 вольт для двигателя вашей тележки для гольфа.

Тем не менее, конструкция автомобильных аккумуляторов обеспечивает кратковременный резкий скачок тока. Целью аккумулятора в вашем автомобиле является обеспечение питания при запуске двигателя. После этого генератор берет на себя питание всей электроники вашего автомобиля. Многократная разрядка стандартного автомобильного аккумулятора ниже 50% приведет к его очень быстрому выходу из строя.

Итак, хотя технически вы можете использовать стандартные автомобильные аккумуляторы в своем гольф-мобиле, они, скорее всего, не прослужат долго.

В качестве альтернативы, аккумуляторы глубокого разряда специально оптимизированы для обеспечения стабильного выходного тока в течение длительных периодов времени и многократного глубокого разряда. Это делает их гораздо лучшим выбором для использования в гольф-карах.

Типы аккумуляторов для гольф-каров: литиевые и литиевые. Свинцово-кислотные

Свинцово-кислотные, абсорбированные стекломаты (AGM) и литий-ионные — это три основных типа аккумуляторов для тележек для гольфа с глубоким циклом. У каждого есть преимущества и недостатки.

Свинцово-кислотные

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенными и дешевыми аккумуляторами глубокого разряда для тележек для гольфа. Они состоят из свинцовых пластин, взвешенных в растворе серной кислоты, что вызывает химическую реакцию, позволяющую накапливать энергию.

Основное преимущество свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что они имеют самые низкие первоначальные затраты. Однако они имеют самый короткий срок службы по сравнению с другими типами аккумуляторов для гольф-каров, требуют наибольшего обслуживания и являются самыми тяжелыми.

AGM 

Аккумуляторы с абсорбированным стекловолокном (AGM) представляют собой герметичный вариант свинцово-кислотного аккумулятора. В аккумуляторе AGM свинцовые пластины располагаются между пропитанными электролитом матами из стекловолокна. Конструкция AGM устраняет необходимость пополнения жидкости в аккумуляторе и позволяет герметизировать их, предотвращая утечки.

Аккумуляторы AGM требуют меньше обслуживания, чем традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы. К сожалению, аккумуляторы AGM могут быть значительно дороже, не предлагая большой дополнительной емкости.

Литий-ионные

В тележках для гольфа используются литий-железо-фосфатные батареи глубокого цикла (LiFeO4). Не путайте их с литиевыми батареями в мелкой электронике. Аккумуляторы LiFeO4 безопаснее и являются одной из самых стабильных форм литий-ионных аккумуляторов. Они оптимизированы для обеспечения стабильного выходного тока.

Лучшие аккумуляторы для вашего гольф-мобиля: литий-ионные

Литиевые аккумуляторы обладают многими преимуществами по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами и аккумуляторами AGM, такими как более длительный срок службы, значительное снижение веса, повышенная эффективность и общее снижение стоимости.

Эти преимущества делают литиевые батареи лучшим вариантом для аккумуляторов гольфмобилей.

Переоборудование вашей тележки для гольфа для работы от литиевых батарей может потребовать некоторых дополнительных модификаций для достижения оптимальной производительности. При правильном зарядном устройстве литиевые батареи могут заряжаться намного быстрее, чем свинцово-кислотные. В зависимости от того, какое зарядное устройство установлено в вашей тележке для гольфа, вам может потребоваться заменить его зарядным устройством, оптимизированным для литиевых аккумуляторов.

При разрядке литиевых батарей их напряжение не падает. Как мы вскоре обсудим, это главное преимущество. Единственным недостатком здесь является то, что, поскольку напряжение не падает, нет предупреждения о том, что ваша батарея умирает, пока она не разрядится.

Имея это в виду, мы рекомендуем еще одно дополнение — монитор батареи, такой как Victron BMV-700. Монитор заряда батареи позволяет вам видеть, сколько у вас осталось заряда, и помогает вам не оказаться в затруднительном положении.

Могу ли я использовать батареи Battle Born в своей тележке для гольфа?

Да, вы можете использовать аккумуляторы Battle Born в своей тележке для гольфа! Им требуется тележка для гольфа с установленным регулятором. Губернаторы ограничивают скорость тележки для гольфа, что, в свою очередь, ограничивает текущий розыгрыш. Аккумуляторы Battle Born имеют предел тока непрерывной разрядки 100 ампер и могут разряжаться до 200 ампер в течение 30 секунд. Превышение этих пределов приведет к отключению батареи.

Батареи

Battle Born рассчитаны на 12 вольт. Вам нужно будет соединить три из них последовательно для 36-вольтовой системы или четыре последовательно для 48-вольтовой системы. При необходимости параллельное подключение дополнительных батарей обеспечит дополнительное время работы.

Преимущества литиевых батарей по сравнению со свинцово-кислотными

Литиевые батареи имеют много преимуществ по сравнению со свинцово-кислотными для использования в тележках для гольфа. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.

Увеличенный срок службы и гарантия

Поскольку свинцово-кислотные аккумуляторы проходят циклы зарядки и разрядки, они никогда не могут быть полностью заряжены до исходной емкости. Со временем они медленно изнашиваются, пока упомянутое выше падение напряжения не станет слишком большим. Когда это происходит, аккумулятор больше не может питать вашу тележку для гольфа, даже при полной зарядке. Это не относится к литиевым батареям.

Литиевые батареи обычно служат в пять-десять раз дольше, чем свинцово-кислотные батареи. Литиевые батареи — это настоящие батареи глубокого цикла с минимальным влиянием на их срок службы, поскольку они проходят повторяющиеся циклы зарядки и разрядки.

На литиевые батареи Battle Born обычно распространяется 10-летняя гарантия. Сравните это со свинцово-кислотными батареями, которые обычно имеют ограниченную гарантию на 1-2 года.

Более энергоэффективный

Как упоминалось выше, литиевые батареи имеют более пологую кривую напряжения, чем свинцово-кислотные батареи. Свинцово-кислотные батареи, как правило, могут быть разряжены только примерно до 50% своей емкости, прежде чем падение напряжения станет слишком значительным и ваша тележка для гольфа выйдет из строя.

И наоборот, литиевые батареи могут почти полностью разряжаться при минимальном падении напряжения. Это означает, что вы можете использовать почти всю емкость литиевой батареи при каждой зарядке.

Кроме того, литиевые батареи для тележек для гольфа могут полностью заряжаться с помощью подходящего зарядного устройства примерно за два часа, что значительно быстрее, чем их свинцово-кислотные аналоги.

Менее тяжелые

Литиевые батареи примерно вдвое легче свинцово-кислотных батарей глубокого цикла. Уменьшение веса тележки для гольфа увеличивает время работы, позволяя проводить больше времени за рулем и меньше времени на зарядку.

Меньшая общая стоимость

Литиевые аккумуляторы для гольф-каров имеют более высокую начальную стоимость, но часто обеспечивают общую экономию средств с течением времени, поскольку они служат в 5-10 раз дольше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы.

Безопаснее

Одним из серьезных рисков для всех типов аккумуляторов является тепловой выход из строя. Термический разгон приводит к повреждению аккумулятора и может даже привести к пожару, если его быстро не остановить.

Свинцово-кислотные батареи не обеспечивают защиты от теплового разгона. С другой стороны, литиевые батареи имеют встроенную систему управления батареями (BMS), которая помогает регулировать температуру батареи, отслеживает внутренние короткие замыкания и отключает батарею при обнаружении теплового разгона.

Достижения в технологии литиевых аккумуляторов помогли им стать намного безопаснее, чем их свинцово-кислотные аналоги.

Обновите свой гольф-кар до литий-ионных аккумуляторов

Если вы собираетесь сыграть партию в гольф или отправиться на прогулку по пляжу, наличие надежного аккумулятора для гольф-кара имеет решающее значение. Никто не хочет оказаться в затруднительном положении!

Литиевые аккумуляторы — отличный вариант для продления срока службы тележки, а также минимизации затрат на техническое обслуживание и экономии денег в долгосрочной перспективе.

Оцените наши 12-вольтовые LiFePO4 аккумуляторы американской сборки уже сегодня! Если вам нужна помощь в поиске того, что вы ищете, позвоните в нашу компетентную службу поддержки клиентов из Невады.

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наш отдел продаж и обслуживания клиентов из Рено, штат Невада, готов ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Кроме того, присоединяйтесь к нам на Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут обеспечить ваш образ жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления на ваш почтовый ящик.

Поделиться

Оптимизация срока службы батареи

Срок службы герметичных свинцово-кислотных батарей (SLA) определяется рядом следующих факторов: 

Дизайн/Конструкция: внутренняя конструкция аккумуляторов влияет на то, как они работают в каждом приложении. Важно, чтобы батарея соответствовала области применения, чтобы обеспечить максимальный срок службы. Например, конструкция автомобильного аккумулятора оптимизирована таким образом, чтобы производить тысячи 1-2-секундных пусковых разрядов, но если полностью разряжаться медленно, например, когда фары остаются включенными, автомобильный аккумулятор сможет дать такой тип медленного длительного разряда только несколько раз. прежде чем произойдет непоправимый ущерб. Это также относится к батареям SLA, поскольку они предназначены для продления срока службы только в режиме ожидания, многоцелевого использования, высокой цикличности, высокой скорости разряда и приложений с колебаниями температуры.

Номинальная емкость: Номинальная емкость выражается в ампер-часах (Ач) при 20-часовом расходе при 25 °C до 1,75 В/ч. Это означает, что батарея SLA 12 В, рассчитанная на 18 Ач, будет производить не менее 0,9 А в течение 20 часов, прежде чем достигнет 10,5 В. Напряжение батареи SLA указывает на степень заряда батареи. Ниже приведена диаграмма состояния заряда, показывающая эту взаимосвязь:

Напряжение заряда

% от оставшейся емкости

15″> Зарядка и разрядка. Два критических процесса, которым подвергается аккумулятор в течение своей жизни, — это разрядка и зарядка. Зарядка восстанавливает измененный электрохимический процесс, возвращая активный материал в исходное состояние полного заряда.

Химически это выглядит так: 

 

Обратите внимание, что полностью заряженный аккумулятор состоит из двух химически разнородных химических пластин, погруженных в разбавленный раствор серной кислоты. После разрядки батарея заменяется двумя химически подобными пластинами из сульфата свинца, погруженными в воду. Процесс зарядки должен обратить вспять прикрепление сульфатов к пластинам после разряда. Если сульфаты остаются на пластинах слишком долго, сульфаты будут кристаллизоваться в так называемое сульфатирование, что приведет к необратимой потере емкости. Цель всех зарядных устройств — вернуть аккумулятор в полностью заряженное состояние, при котором все сульфаты возвращаются в электролит в правильных пропорциях. Это делается путем подачи постоянного тока и заряда напряжения на батарею в необходимых количествах. Наиболее эффективный способ перезарядки батареи — это подача тока и напряжения с помощью регулируемого зарядного устройства постоянного напряжения/тока с регулируемым током на уровне, достаточном для возврата от 105 % до 107 % количества ампер-часов (А-ч), удаленного во время разряда. а затем остановите процесс зарядки. Регулировка напряжения зарядного устройства должна находиться в следующих диапазонах:

Приложения для циклического использования

2,40–2,50 В на элемент

Плавающие или резервные приложения

2,25–2,30 В на элемент

 

12 В SLA Напряжение зарядки при 20°C (68°F):

 

Приложения для циклического использования	14,4–15,0 В
Плавающие или резервные приложения	13,5–13,8 В

 

6 В SLA Напряжение зарядки при 20 °C (68 °F): 

 

Циклическое использование приложений	7,2–7,5 В
Плавающие или резервные приложения	6,75–6,90 В на элемент

 

К сожалению, сумма, снятая во время выписки, может быть неизвестна, поэтому точный возврат точной суммы не может быть рассчитан. В этом случае зарядное устройство должно воспринимать обратную связь от батареи, чтобы определить, когда следует замедлить и остановить процесс зарядки. Конечный или конечный ток – это один из способов измерения и определения заряженности аккумулятора. Это значение отличается для каждой батареи, поскольку оно связано со значением внутреннего сопротивления батареи.

Многоступенчатые зарядные устройства обеспечивают микропроцессорное управление, поэтому зарядка может быть быстрой и безопасной. Некоторые из них начинают с большого значения постоянного тока до тех пор, пока не будет достигнуто заданное напряжение, а затем переключаются на заряд постоянным напряжением, когда противоЭДС батарей подавляет ток в возрастающей степени, пока ток не достигнет самого низкого конечного уровня заряда. В этой конечной точке зарядное устройство переключается на плавающий или поддерживающий заряд, который достаточно низок, чтобы компенсировать только саморазряд и внутреннее сопротивление.

Ограничения зарядного тока указаны на отдельных листах спецификаций, поскольку они различны для каждой батареи. Вообще говоря, уровень заряда C/5 (C = номинальное значение А·ч) безопасно использовать для типов батарей SLA при зарядке с помощью стандартного зарядного устройства с постоянным током постоянного напряжения.

Когда используется многоступенчатое зарядное устройство с микропроцессором, начальная ступень постоянного тока может достигать C/3, поскольку зарядное устройство позволяет этой ступени постоянного тока оставаться только до тех пор, пока не превышаются уровни напряжения, упомянутые выше для циклирования. Второй этап – это этап постепенного снижения тока, при котором ток постепенно снижается, а напряжение поддерживается постоянным. Последний этап представляет собой режим подзарядки или поддерживающего заряда, при котором ток снижается до допустимого диапазона батареи, а постоянное напряжение снижается до вышеуказанных диапазонов напряжения подзарядки. См. таблицу ниже: 

Разрядка изменяет химический состав пластин аккумулятора, как указано в химической формуле выше, а также имеет решающее значение для срока службы аккумулятора.

Глубина разряда и количество разрядов, на которое рассчитана батарея, должны учитываться для оптимизации срока службы батареи. Все аккумуляторы SLA должны быть полностью заряжены после каждого разряда, чтобы не допустить сульфатации до следующего разряда. Длительные разряды (20 часов) следует прекращать, когда напряжение нагрузки батареи достигает 1,75 В на элемент (VPC). Аккумулятор можно разрядить до более низкого напряжения (например, 1,67 В на постоянный ток), если время разряда очень короткое (15 минут). Следует избегать разрядки батареи ниже рекомендуемого конечного напряжения, так как это может привести к повреждению пластин, и батарея не сможет восстановиться до состояния полного заряда. Цикл — это один заряд и один разряд. Глубина циклов разрядки выражается в процентах от номинальной емкости. Глубина разряда 100 % (DOD) представляет собой всю емкость, заложенную в батарею. Батареи могут быть оптимизированы для более частого цикла до разной глубины разряда. Обратите внимание, что глубина разряда 20 % увеличивает количество доступных циклов разрядки в геометрической прогрессии больше, чем более глубокий разряд с глубиной разряда 80 %. Таким образом, при планировании более мелких циклов разрядки следует учитывать увеличение размера батареи (емкость Ач), когда это возможно, для оптимизации срока службы. На приведенной ниже диаграмме показаны различные значения разряда при разных уровнях разряда (т. е. ток 3C = 3-кратная номинальная емкость А·ч) 

Время разрядки для различных значений разрядки

Время до конечного напряжения

Температура

Температура влияет на каждый аспект батареи и ее срок службы. Это влияет как на зарядку, так и на разрядку, поскольку тепло ускоряет химическую реакцию, а холод замедляет ее. Таким образом, тепло увеличивает номинальную емкость, но также ускоряет прогрессирование внутренней деградации и сокращает срок службы. Холод уменьшает количество доступной емкости, но может продлить срок хранения без усиления.

В резервном или плавающем режиме при повышении температуры на каждые 15° F выше 77° срок службы сокращается на 50 % от расчетного срока службы батареи SLA. Например, если расчетный срок службы составляет 5 лет в поплавковом приложении, батарея будет работать только 2,5 года при температуре 92 ° F и только 1,25 года при 107 ° F. Температура в равной степени влияет на емкость аккумулятора и срок его службы при езде на велосипеде и других приложениях. Однако в приложениях для езды на велосипеде срок службы в равной степени зависит от числа и глубины циклов в дополнение к температуре.

Влияние температуры на емкость

Температура также влияет на зарядку. В условиях более высокой температуры напряжение заряда следует уменьшить, а при зарядке при более низких температурах напряжение заряда необходимо увеличить. В противном случае необходимо изменить время зарядки, чтобы компенсировать колебания температуры. При больших перепадах температуры запланированного времени зарядки может оказаться недостаточно для полной зарядки аккумулятора, если только напряжение не компенсируется температурой. См. значения температурной компенсации напряжения заряда C° на графике ниже:

  

Перезарядка приводит к дополнительному нагреву, так как батарея не способна поглотить избыточную емкость в подаваемых вольтах и ​​амперах. Поскольку высокая температура ускоряет химическую реакцию, процесс перезарядки будет продолжать увеличивать нагрев, и батарея может в конечном итоге перейти в режим теплового разгона, при котором более высокая температура ускоряется экспоненциально, пока не произойдет необратимое повреждение батареи.

На саморазряд батареи также сильно влияет температура. Сохранение емкости аккумулятора (срок годности) значительно меньше, если аккумулятор хранится при температуре 85°F, чем при хранении при 65°F. Аккумуляторы, хранящиеся при температуре 85 ° F, необходимо чаще повышать, чтобы обеспечить сохранение емкости. Производственные процессы Oracle Battery оптимизированы для уменьшения саморазряда. Аккумуляторы SLA следует усиливать, когда оставшаяся емкость падает до 75-80% от номинальной емкости, чтобы не произошло сокращения срока службы батареи. На приведенной ниже диаграмме показаны некоторые интервалы перезарядки в зависимости от средней температуры хранения.

Температура Потери при хранении:

Средняя температура хранения	Интервал перезарядки
	Каждые 9 месяцев
	Каждые 6 месяцев
	Каждые 3 месяца

 

Соединения 

Аккумуляторы Oracle SLA могут быть подключены параллельно (положительный к положительному, отрицательный к отрицательному) для увеличения номинальной емкости А·ч или последовательно (положительный к отрицательному, к положительному к отрицательному) для увеличения напряжения аккумуляторной батареи. . Окончательное соединение с цепочкой батарей должно быть подключено к противоположным углам цепочки, чтобы обеспечить хороший ток от всей цепочки, помогая уменьшить колебания напряжения батареи с течением времени. Все аккумуляторы должны быть как можно ближе друг к другу по возрасту и емкости. Также убедитесь, что все клеммы одинаково затянуты и очищены, чтобы уменьшить колебания сопротивления соединения.

Техническое обслуживание

Аккумуляторы SLA обычно считаются необслуживаемыми, так как они регулируются клапаном для внешнего воздействия. Тем не менее, необходимо обеспечить безопасность клеммных соединений и проверить внешний вид батареи, чтобы обеспечить хорошее протекание тока через батарею. Это особенно важно для цепочек батарей, соединенных последовательно или параллельно. Некоторая миграция тока была измерена на крышке аккумулятора, где жир или другие загрязнения могут скапливаться между клеммами аккумулятора, что приводит к дополнительному разряду аккумулятора.