Алгоритм зарядки аккумулятора автомобильного: Как зарядить аккумулятор автомобиля — читайте в разделе Учебник в Журнале Авто.ру

Содержание

Этапы работы интеллектуального зарядного устройства для авто ― 130.com.ua

Для восстановления современных автомобильных аккумуляторов можно использовать несколько типов зарядных устройств. Одними из самых эффективных и простых в работе являются интеллектуальные зарядные устройства. В данном случае, определение «интеллектуальные» означает, что прибор может не только восстановить заряд, но и автоматически подобрать для конкретного источника питания оптимальные параметры работы, а также выполнить диагностику АКБ, определить начальное значение заряда и т.д. Управляет всеми процессами работы подобных устройств встроенный микропроцессор.

Особенности интеллектуальных зарядок для автомобиля

Популярность интеллектуальных микропроцессорных ЗУ состоит в том, что они не требуют от человека специальных знаний о принципе и циклах восстановления аккумуляторных батарей, замеров времени и непрерывного контроля за снижением напряжения и изменением уровня зарядного тока.

Главная особенность этих устройств в том, что водителю достаточно знать емкость заряжаемой стартерной батареи. Импульсные зарядки имеют похожий принцип работы, однако они не могут следить за состоянием АКБ и оценивать его. Именно поэтому интеллектуальные устройства считаются наиболее удобными и эффективными. Можно не беспокоиться и не тратит время на изучение особенностей зарядки разных типов батарей, все равно прибор все сделает самостоятельно в лучшем виде.

Если брать стандартный импульсный прибор, то процесс зарядки будет следующим: сначала батарея заряжается до номинального уровня, после включается этап разрядки. На полную зарядку может потребоваться до двух дней. Тут важно помнить, что устройство надо контролировать, чтобы оно не превысило зарядный ток, и в батарее не снижался уровень электролита. С интеллектуальным все проще.

Принцип и этапы работы интеллектуального зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

Интеллектуальные зарядки работают совсем по иному принципу. Основной цикл зарядки батареи у них проходит за 5 часов. После чего, с учетом емкости и состояния АКБ, устройство может добавить заряда, чтобы подстроить параметры тока под реальное состояние источника питания. Это может занять еще около 2-3 часов. Большинство микропроцессорных устройств имеет режим адаптивного автоматического заряда АКБ, в этом случае полная зарядка может достигаться еще быстрее — от 50 минут до 1,5 часов. Естественно, что конечное значение времени напрямую зависит от состояния и емкости восстанавливаемой автомобильной батареи.

Каждое интеллектуальное ЗУ придерживается следующего алгоритма работы, который состоит из 8 этапов:

1. Тест.

Это первый этап, на котором сначала устройство проверяет соблюдение полярности подключения, а затем оценка технического состояния источника питания — его работоспособности и исправности. Устройство замеряет напряжение на клеммах и с учетом полученных данных подбирает оптимальные параметры зарядки и рассчитывает необходимое до полного завершения процесса время.

2. Десульфатация.

Этот режим позволяет восстановить старые батареи и вернуть им возможность накапливания и удержания внутри электроэнергии. Прибор подает импульсные токи на батарею, это позволяет разрушить налет сульфатов и удалить их с поверхности аккумуляторных пластин. Именно наличие этого режима позволяет ЗУ эффективно работать со старыми АКБ и возвращать им работоспособность.

3. Начальный заряд.

На этом этапе зарядное подает на батарею ток небольшой силы с постепенным повышением его уровня до необходимого показателя. Этот режим позволяет обеспечить успешное восстановление аккумуляторов, которые подверглись глубоким разрядам.

4. Основной заряд.

На этом этапе прибор подает максимально необходимый зарядный ток, пока напряжение на выводах аккумуляторной батареи не достигнет установленного номинального показателя. Этот режим позволяет восстановить основные рабочие параметры АКБ примерно на 75-80%.

5. Абсорбция.

Этот этап характеризуется плавным снижением зарядного тока на выводах, а показатель напряжения при этом остается неизменным.

6. Восстановление.

Этот режим необходим для того, чтобы обеспечить реакцию активного вещества для восстановления глубоко разряженных автомобильных аккумуляторов для восстановления их номинального уровня емкости.

7. Анализ.

Проверка работоспособности стартерной батареи, а также ее способности удерживать внутри себя необходимый заряд.

8. Хранение.

Это финальный этап, если устройство перешло в этот режим, значит АКБ полностью заряжена и готова к дальнейшей эксплуатации. Этот режим позволяет поддерживать в течение длительного времени уровень напряжения в 13,6 В благодаря тому, что постоянно на выводы батареи подается низкого напряжение.

Несмотря на то, что каждый прибор имеет все эти этапы, с учетом типа подключаемой батареи, степени разряженности и наличия сульфатации, некоторые из этапов могут быть пропущены, или наоборот, некоторые этапы затягиваются по времени. При этом зарядное оценивает состояние батареи при подключении и затем полностью самостоятельно контролирует весь процесс.

Преимущества микропроцессорных зарядных устройств для АКБ

Все интеллектуальные зарядки — это современные устройства с микропроцессорным управлением. Это необходимая вещь для каждого автомобилиста, так как даже исправная аккумуляторная батарея не может обойтись без периодического проведения профилактического заряда. Связано это с тем, что несмотря на то, что АКБ восстанавливается во время езды автомобиля от генератора, который поддерживает ее рабочее состояние длительное время, стабильность должно качество зарядного тока он гарантировать не может. Поэтому зарядка с помощью специального прибора необходима. И тут микропроцессорные устройства имеют целый ряд преимуществ перед своими аналогами, среди которых основными можно считать:

  • сокращение расходов на обслуживание аккумуляторной батареи;
  • повышение удобства эксплуатации за счет автоматизации процесса заряда;
  • возможность восстановления рабочих качеств засульфатированных источников питания;
  • замедление старения пластин, что приводит к увеличению общего срока службы аккумулятора;
  • увеличение и стабилизация тока отдачи стартерной батареи.
  • системы защиты от неправильного подключения к клеммам, короткого замыкания, перегрузки, скачков напряжения в сети, перегрева.

Выбирая для себя интеллектуальное зарядное устройство, автовладелец значительно облегчает себе жизнь. Ему не придется изучать все нюансы работы разных приборов и особенности батарей разных конструкций. Устройство все сделает за человека, автолюбителю даже не придется контролировать процесс и регулировать рабочие параметры прибора.

В интернет-магазине 130.com.ua вы можете подобрать и купить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора любого типа. У нас в каталоге представлен большой выбор качественных и эффективных интеллектуальных устройств от ведущих производителей.

ТОП-3 автомобильных зарядных устройства

 

Материалы по теме

Как долго заряжать аккумулятор автомобиля ~ VESKO-TRANS.RU

Во время процедуры обязательно нужно правильно выбрать зарядное устройство, соблюсти основные алгоритмы процедуры, только в таком случае в домашних условиях это будет достаточно продуктивно. Также не забывайте про плотность электролита в аккумуляторе.

  • Необходимо выкрутить пробки или же прочитать детально инструкцию, если они не выкручиваются.
  • Подключить красный к плюсу провод, а черный к минусу.
  • После этого включить устройство в сеть.

Правильный подход заключается в том, чтобы подзарядка происходила медленно, и было выбрано качественное устройство. Идеальным вариантом будет вариант на 12В, лучше если модель будет автоматическая. Она покажет уровень заряда и отметит, когда можно отключать от сети.

Можно ли

заряжать аккумулятор на машине

Заряд аккумулятора может сесть неожиданно, в таком случае может понадобиться заряжать непосредственно на машине. Процесс это вредный для батареи и достаточно опасный. Иногда, просто нет других вариантов.

Суть заключается в том, что другой водитель подключает с помощью специальных проводов севший аккумулятор к заряженному. Подобная подзарядка происходит оперативно, важно контролировать состояние обеих машин. В большинстве случаев достаточно нескольких минут. После этого стоит добраться до автосервиса и полноценно восстановить батарею. Такой вариант можно считать экстренным, когда нужно лишь перезарядить АКБ на короткое время, чтобы пользоваться им в дороге.

Как зарядить кальциевый

аккумулятор

Зарядка аккумулятор должна производиться только лишь качественным устройством, на котором можно выставить напряжение. Оно должно быть 16,1В. В дальнейшем нужно следовать конкретному алгоритму:

  • Режим поддерживается до зарядки автомобильного аккумулятора на 10%.
  • После этого устанавливается верхний режим на 16,1В и 3А, а нижний на 13,2В и 0А. Это плавные качели позволяющие восстановить емкость.
  • Переключения производятся автоматически, постепенно промежутки уменьшаются.

Такая система отлично подходит для кальциевого аккумулятора.

Как зарядить гибридный аккумулятор

Частый вопрос в том, как должным образом зарядить гибридный аккумулятор. Есть несколько полезных советов, которые помогут произвести процесс эффективно и правильно.

  • Изначально ток следует выставлять на 1/10 часть от номинального.
  • Начальное напряжение около 13,8, а затем оно увеличивается максимум до 14,4.
  • Лучше всего использовать малые токи около 3А.

С помощью подобного бережного подхода к зарядке легко продлить жизнь АКБ и обеспечить его стабильную работу.

Как заряжать amg

аккумулятор

В данном случае алгоритм очень простой, его необходимо придерживаться, если планируется пользоваться АКБ долго и не портить его зарядником:

  • Изначально аккумуляторный ток выбирается в размере 10% от емкости всего аккумулятора согласно руководству.
  • Подзаряжаться таким образом нужно до того, как на клеммах будет напряжение около 14,3В.
  • После этого необходимо устанавливать ток в 2 раза меньше.

Подобная процедура занимает около 10 часов, но она является наиболее эффективной и качественной для аккумулятора.

Блог для автолюбителей

Введение Начинающего автолюбителя, столкнувшегося с разряженным АКБ, встает актуальный вопрос: сколько времени заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством? Различных по конструктивной особенности аккумуляторов много: есть обслуживаемые и необслуживаемые модели: сурьмянистые и малосурьмянистые АКБ, кальциевые, гибридные, AGM и гелевые АКБ, щелочные и даже аналогичные батареям на телефонах литий-ионные АКБ. Рядовое зарядное устройство не подойдет: для каждого типа аккумуляторных батарей свое ЗУ, а также свой способ зарядки. Кроме того, не последнюю роль играют такие параметры, как емкость, изношенность, уровень зарядки АКБ, от которых зависит время заряда. Разберем подробно все важные моменты.

Характеристики параметров заряда Основными параметрами, рассматриваемыми при подзарядке аккумуляторов, является характеристика напряжения АКБ. Она измеряется в вольтах и при полной подзарядке аккумулятора составляет от 12,6 до 12,7 Вольт (некоторые модели имеют большее напряжение). Соответственно, при меньшем напряжении, например, 12 Вольт уровень емкости автомобильного аккумулятора будет ниже, примерно на отметке 40-50% от его емкости. Так, при напряжении АКБ в 11-11,5 Вольт автомобильный аккумулятор будет в состоянии глубокого разряда, а емкость АКБ упадет. Емкостью аккумулятора называется его способность питать подключенную к нему нагрузку, и измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах. То есть, АКБ 50 Ач означает, что при нагрузке сети автомобиля 50 Ампер батарея будет работать 1 час, а если та же нагрузка составит 10 Ампер – то время работы до полного разряда увеличится до 5 часов. Чтобы научиться заряжать автомобильный аккумулятор, непременным условием будет разобраться, какие есть возможные методы подзарядки и что для этого потребуется. Условно выделяют три типа подзаряда: постоянным током – актуален при нахождении аккумулятора в состоянии глубокой разрядки, он восстанавливает емкостную величину, однако времени отнимает достаточно много; постоянным напряжением – простой способ. Отнимает не так много времени, актуален для работающих в автоматическом режиме зарядных устройств. ускоренная. Метод экстренной зарядки АКБ для увеличения его емкости и запуска электродвигателя автотранспортного средства. Специальные инструменты для контроля уровня заряженности автомобильных аккумуляторов, которые могут понадобиться: подходящее зарядное устройство, авометр (он же тестер, он же мультиметр), прибор для определения плотности жидких веществ. ареометр.

Различия в зарядке разных типов батарей Вся прелесть заключается в необслуживаемых аккумуляторах – нахождение электролита в запаянном корпусе избавляет от необходимости совершать сложные операции контроля за его плотностью, расчета параметров зарядки. Достаточно подключения автоматического зарядного устройства. Обслуживаемый тип требует ухода за аккумулятором: долива электролита, контроля его плотности, своевременного заряда. Поэтому разберем детально, сколько времени потребуется для его заряда. Основы безопасности выполнения работ при зарядке батарей Взаимодействие с обслуживаемыми аккумуляторами требует соблюдения правил техники безопасности: в состав электролита входит раствор серной кислоты. Вам потребуются плотные прорезиненные перчатки и защитные очки. Помещение должно быть хорошо вентилируемым. Запрещается сварка, резка и открытый огонь.

Одним из мероприятий, позволяющих определить, какую емкость заряда имеет автомобильный аккумулятор, является измерение плотности электролитической жидкости. Операция проводится на этапе подготовительных работ перед тем, как зарядное устройство будет подключено. Заряжать аккумуляторные батареи следует с учетом уровня заряда, используя технические средства и устройство, которое будет максимально эффективным для этого типа АКБ. Таблица значений показаний электролита в банках аккумулятора при использовании зарядного устройства ручного управления.

Уровень плотности электролитической жидкости в банках аккумуляторов, г/см3 при температуре 15 градусов Цельсия

Напряжение, Вольт (без рабочего напряжения)

Пороговое значение температуры замерзания электролитической жидкости, градусов Цельсия

Правила безопасности при зарядке аккумулятора

При зарядке аккумулятора нужно соблюдать требования техники безопасности:

  • не рекомендуется заряжать в непроветриваемом помещении по причине выделения смеси водорода и кислорода, образующихся при электролизе;
  • рядом с заряжающимся аккумулятором нельзя курить и выполнять работы с открытым огнем и искрообразованием;
  • сначала подключают клеммы, а потом включают в сеть;
  • отключение в обратном порядке – сначала отключают от сети, потом отключают клеммы;
  • в обслуживаемых аккумуляторах выкручивают пробки.

Как использовать ЗУ

Работоспособность ЗУ проверяется увеличением ключевых показателей тока. сульфат свинца стал распадаться под действием электрического тока, движение ионов активизировалось.

Советуем приобрести зарядное устройство для самостоятельной контроля заряда аккумуляторной батареи вашего автомобиля. Вы в любом случае сможете подзарядить аккумуляторную батарею, не обращаясь в специализированный сервис. В конечном итоге за 4-5 лет это позволит вам сэкономить ощутимую сумму.

В данном статье мы рассмотрели основные аспекты вопроса правильной зарядки аккумулятора для автомобиля. На данный момент производители стараются делать высококачественные устройства надежными и безопасными. Поэтому стоит лишь следить за зарядом АКБ и не допускать критически низких значений. Тем самым вы предотвратите износ свинцовых пластин и не получите неприятных сюрпризов при запуске двигателя в холодное время года.

Правила зарядки

Итак, каким образом и сколько времени должен заряжаться аккумулятор автомобиля? Общие правила зарядки любых аккумуляторных батарей следующие:

  • в помещении, где заряжается аккумулятор автомобиля, должна быть хорошая вентиляция;
  • рядом не должно быть открытого огня;
  • АКБ необходимо тщательно очистить от грязи, и прочистить при помощи иглы или подобного инструмента вентиляционные каналы в ее корпусе.

Заряжать аккумулятор автомобиля можно двумя способами: с поддержанием постоянного напряжения или с поддержанием постоянной силы тока. Постоянным током можно заряжать обслуживаемые и малообслуживаемые батареи, в которые при необходимости можно долить дистиллированную воду. Так сколько же ампер можно подать на клеммы, чтобы не причинить вреда?

Обслуживаемая

Чтобы безопасно выполнить эту процедуру, необходимо соблюдать следующее условие: значение силы тока не должно превышать 10 % от емкости АКБ. Иными словами, батарею емкостью 60 А/часов можно заряжать током не более 6 Ампер.

О том, что она полностью заряжена, просигнализирует закипевший электролит. В среднем на то, чтобы зарядить автомобильный аккумулятор, требуется 10-12 часов. Если повысить ампераж, время зарядки на несколько часов уменьшится, но это отрицательно скажется на состоянии свинцовых пластин, и, следовательно, на сроке службы АКБ. Особенно это касается свинцово-сурьмяных батарей.

При глубоком разряде ампераж необходимо уменьшить до 5 % от емкости, напряжение зарядки необходимо также установить пониженное, порядка 12-13 В. Через некоторое время сила тока начнет расти, необходимо следить, чтобы она не превысила 10 % от емкости, напряжение при этом нужно поднять до 14,4 В. Времени на зарядку потребуется порядка 20 часов.

Необслуживаемая

Необслуживаемый автомобильный аккумулятор, т.е. не имеющий прямого доступа к банкам с электролитом и исключающий его долив, заряжается постоянным напряжением при помощи автоматического зарядного устройства. Такие устройства автоматически понижают силу тока по мере зарядки.

Изначально при помощи регулятора выставляется ток, равный 1/10 от его емкости. Через несколько часов это значение начнет автоматически снижаться, чтобы не допустить кипения электролита. Когда автомобильный аккумулятор полностью зарядится, на его клеммы будет подаваться всего 200 мА (значение тока саморазряда). В таком состоянии АКБ с подключенным «зарядником» может находиться сколько угодно долго совершенно без ущерба для себя.

Глубокий разряд в 90 % случаев означает выход необслуживаемой АКБ из строя, автоматическое зарядное устройство не в состоянии реанимировать его. Стоит отметить, что при помощи автоматического зарядного устройства можно заряжать не только необслуживаемый автомобильный аккумулятор, но и любой другой при условии, что он не глубоко разряжен.

Сколько заряжать

аккумулятор автомобиля по времени? Подробная инструкция

Конечно, эта зима нас радует отсутствием морозов и сильных понижений температур, но ситуация, при которой АКБ (аккумуляторная батарея) села, случается зачастую. Кто-то часто меняет аккумуляторные батареи на новые, а кто-то ездит на одном устройстве с момента покупки автомобиля. В любом случае, подзарядка АКБ довольно насущный вопрос, который позволяет продлить срок службы батареи и сохранить нервы! Давайте разберемся в вопросе зарядки АКБ подробнее.

Можно ли зарядить АКБ неправильно?

Конечно, и при этом мы убьем батарею гораздо раньше указанного по ТО времени жизни. Стандарт срока службы АКБ 5 лет, но каждый производитель указывает конкретный срок к конкретной модели в гарантийном талоне.

Чем заряжаем?

Зарядное устройство для АКБ сейчас доступно каждому при этом аппарат сам все сделает, как нужно вам останется только присоединить клеммы и включить его.

Числовые значения в АКБ

Итак, мы знаем, что внутри аккумуляторная батарея состоит из свинцовых батарей в специальном растворе.

Какие же основные характеристики нам нужно знать?

  • емкость батареи измеряется в ампер/часах, соответственно батарея объемом 90 ампер/часов (Ач) отдает 90 ампер в течении часа, если нагрузка на АКБ уменьшается до 45 ампер, то батарея отдает уже 2 часа и т.д.
  • напряжение стандартно 12 вольт, однако, максимально АКБ заряжен полностью на 12.7 вольт, иногда и более.

Когда напряжение стоит на отметке в 12В, то батарея разряжена на 40-50%, но это не мешает эксплуатации автомобиля в стандартном режиме, если генератор дает подзарядку.

Глубоким разрядом АКБ считается 11.5В, что может сказаться на жизни батареи. Внутри страдают свинцовые пластины, емкость АКБ уменьшается и автомобилю не всегда хватает заряда на запуск.

Какие бывают аккумуляторные батареи в авто?

Итак, мы разобрались с основными показателями жизни АКБ. Теперь подробнее по типам батарей, они могут быть:

Корпус такой АКБ не герметично закрыт, электролит внутри может испаряться, поэтому подготовка к зарядке такой батареи требуется более тщательная и сложная.

Тряпочкой протираются все контакты, проверить уровень электролита, при необходимости долить дистиллированной воды. Затем контрольно замерить плотность электролита нормальные показатели 1,26 – 1,30 г/см3.

Наиболее современный и простой в зарядке тип АКБ. Доступ к электролиту закрыт, доливать ничего не нужно. Подсоединил зарядку для аккумуляторной батареи и готово!

При зарядке постоянным током:

Итак, АКБ готов к зарядке, нам остается подсоединить клеммы зарядки минус на минус, плюс на плюс. Оптимальным считается напряжение в 10% от общей емкости батареи, то есть если у вас 60 Ач, то заряжать нужно с током в 6.0 А. Напряжение должно быть чуть выше в пределах 13.8-14.0В.

Важно! Если ваша батарея полностью разряжена (напряжение менее 11,7В), то она должна зарядиться за 10 часов! Однако время может сократиться от уровня разряда.

При зарядке переменным током:

Схема работы зарядного устройства довольно проста. Напряжение находится в пределах от 13,8 до 14,5В, чем больше напряжение тем быстрее идет заряд.

ЗА : СКОЛЬКО нужно ЗАРЯЖАТЬ АККУМУЛЯТОР автомобиля?

За первый час батарея может впитать в себя от 50 до 60% от номинальной емкости, т.е. если она 60А, то 60Х60%=36А, за второй час напряжение зарядное устройство дает мен ьше, и заряд происходит медленнее, около 15 – 20%. Третий час – еще ниже, около 7 – 8%. Четвертый – почти полная емкость в 90 – 96%. Далее заряжать АКБ нет смысла.

Подведем итоги. Мы должны понять, насколько у нас сел АКБ, от этого зависит время зарядки. В случае с силой тока в 10% от номинала — нам понадобится 10 часов до полного заряда. В случае, когда напряжение будет регулироваться – 4 – 5 часов, до 90 – 95% (что вполне достаточно).

Сколько времени заряжается аккумулятор автомобиля при постоянном напряжении

Постоянное напряжение — это основной принцип заряда батареи автомобиля. Система поддерживает его автоматически. Кроме того, специальный индикатор указывает уровень заряда. Это обеспечивает плавный заряд АКБ, исключая резкие скачки.

Сколько времени заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством при постоянном напряжении? Такие устройства отличаются системой автоматической регулировки напряжения клеммы. При его использовании внутреннее сопротивление в батарее автомобиля падает пропорционально снижению силы тока и росту заряда емкости. При заряде в 200 миллиампер устройство выключается. Это полностью автоматизированный процесс, и собственнику АКБ не нужно контролировать заряд.

Как долго необходимо заряжать аккумулятор автомобиля, чтобы достичь 100 % емкости? До напряжения 14,4 В понадобится не менее суток. А в процентном соотношении величина емкостного заряда достигнет 80 %. Если вы заряжаете аккумулятор при 15 В, то сутки будут нужны для достижения 90 % заряда. Следовательно, чтобы батарея вашего автомобиля получила 100 % заряд, необходимо не менее 24 часов при напряжении 16 В.

Это очень простой способ, соответственно, и очень популярный. Он отлично подходит для не слишком разбирающихся в устройстве автомобиля новичков, так как требует минимальной подготовки.

Любой автомобильный аккумулятор (только купленный либо снятый с автомобиля) нужно подготовить к зарядке. В новый заливают электролит необходимой плотности до предусмотренного уровня.

Аккумулятор, снятый с автомобиля, подготавливают следующим образом. Сначала нужно тщательно очистить его выводные контакты от грязи и окислов. Затем автомобильный аккумулятор желательно протереть мягкой чистой ветошью, увлажненной в растворе соды (лучше кальцинированной) или нашатырном спирте. На этом подготовка необслуживаемой батареи заканчивается. Если АКБ обслуживаемая (с пробками на банках для заливания электролита), то верхнюю крышку вместе с вкрученными пробками обязательно надо тщательно очистить – иначе при открывании банок или во время зарядки в электролит может попасть грязь, что приведет к скорому выходу батареи из строя. Только после этого вывертывают пробки. Затем проверяют уровень электролита, а также его плотность. Если надо, то уровень доводят до требуемого. Добавляют дистиллированную воду или электролит с такой плотностью, чтобы получить в банках плотность нужной величины. После этой операции пробки оставляют открытыми, чтобы автомобильный аккумулятор во время зарядки «дышал». Если их закрыть, то батарею может разорвать газами, которые будут выделяться в процессе зарядки. К тому же надо будет периодически контролировать температурный режим электролита, чтобы не дать ему перегреться и закипеть.

Теперь к клеммам автомобильного аккумулятора можно подключать зарядное устройство (ЗУ). При этом обязательно надо соблюдать полярность (не перепутать «минус» и «плюс») и следующую последовательность: сначала подсоединяем к клеммам «крокодилы» проводов ЗУ и только потом подключаем его сетевой шнур к электросети и включаем зарядное устройство. По окончании зарядки все делаем наоборот: сначала отключаем ЗУ, а потом отсоединяем его от автомобильного аккумулятора. Это нужно, чтобы избежать взрыва или возгорания кислородно-водородной смеси от искр, образующихся при подсоединении и отсоединении «крокодилов». Все химические реакции в растворе электролите сопровождаются выделением водорода, банки АКБ открыты, а в воздухе присутствует кислород.

Перед зарядкой АКБ

Перед зарядкой аккумулятора нужно выполнить ряд действий. Для начала открутите клеммы и снимите батарею с автомобиля. В интернете можно встретить ряд советов по зарядке АКБ прямо на автомобиле, даже не снимая клемм. Помните, что делать этого не следует. Аккумулятор, конечно, штука нелёгкая, но лучше потрудиться и снять его с машины для зарядки.

Что понадобится для грамотной зарядки аккумулятора:

Чтобы понять, сколько заряжать автомобильный аккумулятор, вам нужно знать об основных способах зарядки АКБ. Условно можно выделить три метода:

  • заряд постоянным током. Этот способ хорошо подходит при глубоких разрядах батареи. Он позволяет по максимуму восстановить ёмкость аккумулятора. Время зарядки при этом достаточно длительное;
  • заряд с постоянным напряжением. Большинство зарядных устройств используют такой способ в режиме автоматической зарядки. Проще и быстрее первого способа;
  • ускоренная зарядка. Этот режим может понадобиться в ситуации, когда на полную зарядку АКБ времени нет. С помощью этого метода аккумулятор быстро набирает ёмкость, необходимую для запуска двигателя.

Внимание! При работе с аккумулятором не забывайте о технике безопасности. Электролит – это разбавленная серная кислота. Поскольку это едкое вещество, с ним нужно работать в перчатках и защитных очках. Заряжать АКБ следует в хорошо проветриваемом помещении из-за выделения водорода. Рядом с местом зарядки запрещается проводить сварку, резку и прочие работы связанные с открытым пламенем и искрами.

схемы доработки кислотной батареи, время, когда подключить зарядное устройство, и как правильно заряжать током?

Многие считают, что для того, чтобы зарядить кислотно-свинцовый аккумулятор, достаточно обратиться к заводским инструкциям. Но на самом деле ни один документ не сможет предложить достаточную и полную информацию для осуществления зарядки: условия, применяемые средства и время. Для того, чтобы решить этот вопрос, необходимо использовать дополнительные источники информации.

Тип и режим работы кислотной АКБ с напряжением 12 В

Для начала необходимо определить класс батареи, работа которой строится на реакции свинца и серной кислоты между собой. Это делается для того, чтобы выявить алгоритм зарядки для конкретной АКБ. По теории каждый свинцовый аккумулятор имеет два режима зарядки:

  • Буферный. Заряжается от сети, редко производит самостоятельную зарядку.
  • Циклический. Зарядка происходит сменой циклов, состоящих из разрядки-подзарядки.

К SLA-аккумуляторам преимущественно относятся автомобильные аккумуляторы классического типа. Среди АКБ, которые используются в велобайках и другом индивидуальном электротранспорте, числятся гелевые, буферные, герметичные и необслуживаемые свинцово-кислотные источники тока.

Как правильно заряжать свинцовую аккумуляторную батарею?

Для того, чтобы восстановить затраченную ёмкость, необходимо зарядить свинцовый аккумулятор. Заряженная свинцовая аккумуляторная батарея всегда будет исправно работать, если в автомобиле исправен генератор и машина постоянно используется, если же мощность для источника энергии потеряна, то ее можно вернуть, если воспользоваться специальным устройством для зарядки кислотной АКБ при номинальном напряжении в 12 В.

Правила зарядки аккумуляторной батареи автомобиля

Для того, чтобы зарядить АКБ, необходимо следовать простым правилам:

  • устройство должно быть установлено только на ровную поверхность;
  • без строгого соблюдения полярности зарядка производиться не будет, поэтому проверьте правильность подключения «крокодильчиков» к клеммам батареи;
  • зарядный ток необходимо выставить.

Если электролитная жидкость имеет слишком высокую или слишком низкую температуру, то приступать к зарядке нельзя. Дождитесь, когда жидкость станет комнатной температуры.

Постоянным током

Разновидность аккумуляторов определяет основные параметры зарядки:

  1. Если брать классическую АКБ, которая заполнена жидким электролитом, то величина заряда в этом случае не должна превышать показатель в 10% от ёмкости, указанной фирмой-производителем.
  2. Показатель в 10-30% характерен для AGM-аккумуляторов.
  3. Для АКБ с гелеобразным наполнителем эта цифра варьирует от 20 до 30%.

Постоянным напряжением

Для того, чтобы время зарядки кислотного аккумулятора не превышало допустимое, нельзя допускать полной потери емкости. Помните, что время зарядки напрямую зависит от количества остаточной ёмкости.

У аккумуляторной батареи, которая полностью разряжена, напряжение находится в пределах 12.7-13 В. Если включить мотор, то эти показатели увеличатся на 1.5 В. Стоит помнить, что оптимальная зарядка требует того, чтобы цифровые показатели напряжения не превышали 14,6 В. Если этот показатель превысить, то электронная жидкость закипит, произойдет перезарядка аккумулятора, а сам прибор придет в негодность.

Когда это нужно делать?

Необходимость в зарядке возникает тогда, когда:

  • у генератора и аккумуляторной батареи выявлена неисправность цепи;
  • при редком использовании автомобиля, либо при эксплуатации машины на небольшие расстояния;
  • если запустить мотор на морозе.

Как влияет температура на процесс?

  1. Если температура составляет ниже — 15 градусов, то не рекомендуют производить зарядку аккумулятора, т.к. низкая температура может спровоцировать остановку работы механизма рекомбинации газов в герметичной ёмкости свинцового аккумулятора, при этом потеряется вода в электролите. Чтобы исправить недозаряд, необходимо подключать температурную компенсацию, равную – 3мВ /° С.
  2. При температуре более 40 градусов напряжение заряда уменьшается и может произойти перезарядка.

Обязательно ли снимать АКБ с машины, прежде чем подключить к устройству?

Многие автомобилисты стараются не снимать аккумулятор с машины для зарядки, мотивируя это тем, что после полной зарядки и установки АКБ на прежнее место возникают проблемы с электроникой. Такие опасения имеют под собой почву, поэтому если вы все же решили заряжать аккумулятор на машине, то постарайтесь придерживаться следующих правил:

  1. верхнюю поверхность следует хорошо очистить и включить выводы, предварительно сняв защитную крышку и выкрутив металлические болты;
  2. уровень электролита должен быть достаточным, при нехватке долейте дистиллированную воду, иначе вы не получите 100%-го заряда АКБ;
  3. подключать устройство в сеть следует только после того, как будет соблюдена полярность.

Какие есть особенности у зарядного устройства?

От правильной зарядки аккумулятора зависит очень многое. В исправной машине АКБ служит 2-3 года при пробеге 70-100 тыс км. Если батарея будет в заряженном состоянии, то ее срок службы значительно повысится. Рекомендуют заряжать аккумулятор в том случае, когда он станет разряжен наполовину, но при этом не стоит делать это слишком часто.

Схема доработки

Для того, чтобы АКБ не выходила из строя и прослужила долгое время, необходимо ее доработать. Для тех, кто в этом разбирается, можно найти в интернете различные схемы и пошаговые инструкции, как это сделать с наименьшими затратами.

Выбор выходного напряжения

Чтобы стабилизировать выходное напряжение, необходимо использовать TL431. Для делителя R2 напряжение всегда выдает 2.5 между R1 и R2. Это значит, что с такими показателями аккумулятор должен быть разряжен. Чтобы увеличить напряжение до 14.2 В при блоке питания 12 В необходимо изменить показатели R1 и R2: первый увеличить, а второй уменьшить. При этом блок питания выдаст 14.1. Этого достаточно для того, чтобы больше не менять данные делителя.

Схема зарядного устройства для свинцового аккумулятора с использованием TL431:

Добавление светодиода зеленого цвета и резистора r4 параллельно оптрону

Для стабилизации напряжения током в светодиоде оптрона управляет TL431.

При низком напряжении TL431 закрывается, останавливая ток в оптроне. Чтобы получать информацию о заряде аккумулятора необходимо поставить зеленый светодиод.

Ток оптрона при нормальном функционировании аккумулятора равен 0.5 мА – получаем слабое свечение зеленого светодиода. Для большей яркости необходимо подсоединить резистор R4 с номиналом в 220 Ом параллельно оптрону. Ток в зеленом диоде при этом увеличится до 5 мА.

Схема зарядного устройства свинцово кислотных аккумуляторов с добавлением светодиода зеленого цвета и резистора r4 параллельно оптрону:

Добавление петли гистерезиса ограничения тока

При большой перегрузке, такой, например, как короткое замыкание, необходимо сделать так, чтобы контроллер смог запустить БП. Для этого понадобится резистор мощности R5 и R6, красный светодиод и транзистор Т1. Переключатель включается параллельно с резисторами, при этом ток получает постоянное значение в 3.5 А. Недостаток такого соединение – сильное нагревание резисторов. Заменить одиночный резистор можно токовым зеркалом или операционным усилителем.

Схема зарядного устройства свинцово кислотных аккумуляторов с ограничением тока:

Алгоритмы управления батареями | Исследование транспорта и мобильности

Алгоритмы управления и схемы обнаружения и срабатывания ячеек могут продлить срок службы и повысить производительность аккумуляторных систем. Исследование NREL по управлению батареями фокусируется в областях:

  • Продление срока службы при управлении температурой, зарядкой и электрическими рабочими циклами до оптимизировать срок службы
  • Повышение производительности, снижение консерватизма в рабочих пределах с использованием знаний в реальном времени внутренней электрохимической динамики
  • Повышение безопасности при обнаружении и активном устранении внутренних коротких замыканий аккумуляторной батареи.

Исследователи оценивают, демонстрируют и проверяют стратегии управления с помощью аппаратных средств в контуре стратегии на уровне клетки и стаи. Как наиболее заслуживающий доверия и полный информационный центр для проверенных и актуальных статистических данных об энергоэффективности транспорта, анализ данных и инструменты, NREL предоставляет точную информацию о состоянии батареи здоровья, необходимого для облегчения управления парком электромобилей (EDV) и их внедрения.

Алгоритмы

NREL уникальны тем, что в них применяются физические модели аккумуляторов. контроль и оценка. По сравнению с алгоритмами, основанными на правилах, эталонные физические модели упростить разработку средств контроля и обеспечить их применимость для всего спектра возможных условий эксплуатации и окружающей среды. Это позволяет повторное использование алгоритмов в аккумуляторных технологиях и снижает риск инцидентов из-за к небезопасной эксплуатации батареи.

Контроль заряда электромобиля

NREL сотрудничает с Университетом Колорадо в Боулдере для разработки оптимального контроля стратегия для зарядных устройств для полностью электрических транспортных средств (EV), которая сводит к минимуму основные факторы, время снижения календарного срока службы батареи, затраченное на высокие уровни заряда и пиковые температуры вызвано высокой зарядкой С-скорости. Моделирование продемонстрировало потенциал для оптимального контроль заряда для продления срока службы батареи.Эта технология также позволяет зарядным устройствам для электромобилей разумно реагировать на изменяющиеся цены на электроэнергию, поставляемую из сети, автоматически регулируя время зарядки в менее затратные непиковые периоды.

Электрохимический контроль

NREL сотрудничает с Вашингтонским университетом для разработки быстродействующих моделей процессы переноса заряда и ионов, определяющие электрохимическую динамику батареи.Эти модели были скомпилированы и реализованы на контроллерах реального времени. В сочетании с алгоритмы оценивания и модельного предиктивного управления, алгоритмы электрохимического управления сделать возможным, например, интеллектуальное управление зарядкой в ​​течение максимально длительного времени срок службы батареи. Эти алгоритмы также обеспечивают более широкий диапазон операций заряда/разряда, особенно при низких температурах, когда производительность батареи часто снижается.

Прогностический контроль

Этот основанный на модели метод позволяет диспетчерскому контроллеру динамически регулировать управление. ограничений в течение срока службы батареи, предоставляя владельцу наилучшие возможные производительность от долговечной батареи. Прогностический контроль позволяет дифференцированные пути старения батареи, которые зависят от окружающей среды и поведения водителя.Версии алгоритмов на уровне ячеек и пакетов анализируются NREL в партнерстве. с корпорацией Eaton.

Активная балансировка ячеек

NREL работает с Университетом штата Юта, Фордом и Университетом Колорадо над разработкой активная система управления электроэнергией ячейки, обеспечивающая дифференциальное управление ячейкой. Этот технологии:

  • Обеспечивает доступ ко всей энергии стаи, а не ограничивается самыми слабыми ячейка в строке серии
  • Продлевает срок службы батареи за счет дифференциального контроля сильных и слабых элементов
  • Снижает рост дисбаланса клеток в течение всего срока службы, который может быть вызван такими факторами, как упаковка температурные градиенты и небольшие производственные различия между ячейками
  • Разрешает частичную упаковку с неисправной ячейкой.

Эта технология может увеличить срок службы автомобильного рюкзака до 1015 лет. в том числе в среде вторичного использования. Ожидается, что активное управление ячейками система снизит стоимость сегодняшних аккумуляторных батарей EDV, заменив сегодняшние централизованные Преобразователи постоянного тока с преобразователями на уровне ячеек.

Управление автопарком

NREL создала инструменты анализа для управления «большими данными» от автопарков, включая алгоритмы, определяющие состояние батареи. изменяется с течением времени, используя необработанные измерения тока, напряжения и температуры от батареи пакеты в поле.Набор инструментов позволяет руководителям автопарков определять влияние Такие факторы, как зарядка и выбор маршрута, влияют на состояние и срок службы батареи. Эти алгоритмы были подтверждены контролируемыми измерениями действий по оценке батареи.

Партнеры

  • Колорадский университет в Боулдере
  • Вашингтонский университет
  • Университет штата Юта
  • Форд Мотор Компани
  • Корпорация Итон
  • Электромобили Смита
  • БАЕ Системы
  • АРПА-Э AMPED
  • Университет Колорадо в Колорадо-Спрингс

Публикации

Узнайте больше об исследованиях NREL в области контроля батарей в этих публикациях.

Контакт

Ин Ши

Электронная почта
303-275-4240

 

Кузовные мастерские Autocraft | Обслуживание аккумулятора вашей Tesla

  • Монтгомери Миллер
  • 15 сентября 2020 г.

Обслуживание аккумулятора Tesla

Ассортимент аккумуляторов Tesla меняет правила игры в индустрии электромобилей, и важно знать, как лучше всего с ними обращаться.Tesla рекомендует привозить свой автомобиль Tesla в ближайший сервисный центр для технического обслуживания каждые 12 500 миль или один раз в год, в зависимости от того, что наступит раньше. На 50 000 они заменят охлаждающую жидкость аккумулятора, но в остальном это автомобиль с низким уровнем обслуживания.

Аккумуляторы — это большой бизнес, особенно для Tesla, которая растет феноменальными темпами. Фактически, их новая Tesla Gigafactory 1 представляет собой завод по производству литий-ионных аккумуляторов в Неваде и станет самым большим зданием в мире на момент завершения строительства, первоначально запланированного на конец 2020 года.

Несколько других гигафабрик Tesla либо строятся, либо планируются. К ним относятся:

  • Giga New York (Gigafactory 2) в Буффало, Нью-Йорк, США
  • Giga Shanghai (Gigafactory 3), в Китае
  • Giga Berlin (Gigafactory 4) в Бранденбурге, Германия
  • Giga Texas (Gigafactory 5), строится в Остине, штат Техас, США

Интересные факты (с сайта Visual Capitalist): Аккумуляторная батарея Tesla весит 1200–1400 фунтов (в зависимости от модели), что составляет около 26% от общего веса автомобиля.Благодаря этому центр тяжести автомобиля смещается на 44,5 сантиметра над землей, что придает автомобилю беспрецедентную устойчивость. Сам аккумулятор содержит 7104 литий-ионных аккумуляторных элемента.
В настоящее время Tesla заявляет, что ее предложение с самым большим запасом хода — Model S — может проехать до 402 миль без подзарядки. Это изменится в ближайшем будущем, когда Тесла будет основывать свой будущий парк на новой ячейке, которую она называет 4680, которая обеспечит на 16 процентов больший радиус действия, а также выходную мощность и энергию, которые в несколько раз превышают возможности сегодняшних батарей. , по данным компании.

Аккумуляторы Tesla рассчитаны на десятилетие и более, и есть способы поддерживать максимальную эффективность аккумулятора на протяжении всего срока его службы. Например, Бьорн Нюланд и Морган Торволт установили рекорд в Дании, проделав так называемый «гипермиллинг», то есть используя специальные методы для управления автомобилем с максимальной эффективностью. Это включает в себя вождение с постоянной малой скоростью, избегание торможения и полной остановки, а также, среди прочего, выключенный кондиционер. Нюланд и Торволт проехали 452 автомобиля.На прохождение 8 миль ушло почти 20 часов, включая один час на отдых, потому что они двигались со средней скоростью 25 миль в час.

Не твоя чашка чая? Возможно, эти идеи могут оказаться более полезными. Согласно сайту Teslarati, есть несколько ключевых методов, позволяющих поддерживать аккумулятор в наилучшем состоянии.

  1. Не оставляйте аккумулятор на 100 % заряженным . По возможности не позволяйте заряду батареи подниматься выше 90% или ниже 20%.Согласно форумам Tesla, зарядка на 100 % — это нормально, если батарея не остается на 100 % более нескольких часов. Это означает, что полная зарядка в Supercharger — это нормально, потому что владельцы продолжат движение в течение нескольких минут после выхода из Supercharger. (Совет Tesla Model S: для ночной зарядки, требующей максимального заряда (перед поездкой), установите «время начала зарядки» на время, которое приведет к полной зарядке примерно за 60 минут до отъезда.)
  2. По словам Теслы, поддерживайте регулярную ежедневную зарядку с помощью низковольтного зарядного устройства.Лучше полагаться на высоковольтную зарядку (т. е. суперзарядку) только в случае необходимости.
  3. Установите для рекуперативного торможения значение «Стандарт», чтобы максимизировать энергию, которую вы возвращаете при замедлении.
  4. Избегайте глубокой разрядки аккумуляторной батареи . Хотя держать автомобиль заряженным на 100% не рекомендуется более пары часов, также считается плохой идеей оставлять аккумулятор в разряженном состоянии на длительный период времени.Менее 30%, как правило, считается низким. Кроме того, при длительном отсутствии на Tesla обратите внимание, что электромобили потребляют энергию, даже просто стоя в гараже. Model S теряет около 1% заряда в день.
  5. Слишком жарко, слишком холодно = низкая производительность батареи. По возможности храните Tesla в более теплом месте. Tesla Model S имеет собственную встроенную систему управления температурным режимом, которая выполняет предварительное кондиционирование аккумулятора (согревает аккумулятор, когда он слишком холодный, и наоборот), но общее практическое правило для аккумуляторов с литий-ионным составом заключается в том, чтобы сохранить аккумуляторный блок. между 20F и 85F.Живя в Техасе, маловероятно, что погода будет очень часто опускаться до низких значений, но мы, безусловно, регулярно наблюдаем высокие диапазоны в период с мая по октябрь. Тепло может со временем увеличить износ батареи, а сильный холод может повлиять на производительность батареи и снизить ее разрядную емкость.
  6. Планируйте заранее, когда вы и ваш Тесла на какое-то время расстанетесь. Если вы уезжаете за город без своей Tesla, не забудьте установить уровень заряда на 50% и оставить ее подключенной к сети.Если вы оставляете свою Tesla где-то, где вы не можете оставить ее подключенной к сети, имейте в виду, что вы будете терять часть заряда в день. Зарядитесь до уровня, при котором вы можете добраться до пункта назначения, оставить его на время поездки, а затем еще иметь достаточно заряда, чтобы вернуться домой. Тесларати говорит: «По возможности не оставляйте его отключенным от сети в аэропорту в течение нескольких дней при уровне заряда 90%. Тем не менее, оставить его на 90% лучше для батареи (и для вас), чем оставить его на 10% и вернуться, чтобы обнаружить, что батарея полностью разряжена.
  7. Периодически полностью заряжайте и «балансируйте» аккумулятор (возможно). Балансировка аккумулятора предназначена для максимального увеличения емкости аккумулятора и равномерного распределения заряда. Хотя вам может никогда не понадобиться максимальная дальность действия, которую может обеспечить ваша батарея, и вы никогда не сможете совершать длительные поездки, периодический диапазон или максимальная зарядка полезны для системы управления вашей батареей. Однако мнения о «балансировке» аккумулятора расходятся. Тесла сделал заявление на сайте Teslarati:

«Единственный точный способ измерить количество энергии, которое может хранить батарея, — это полностью зарядить батарею, затем полностью разрядить батарею до нуля, а затем измерить количество выделившейся энергии.Хотя это дало бы точное измерение, это не было бы хорошо для батареи. Поэтому Model S использует алгоритмы для оценки количества энергии, которое может хранить батарея.

Когда батарея полностью заряжена, алгоритм может «узнать» «верхний предел» для батареи. Но поскольку вы не часто полностью заряжаете аккумулятор (что хорошо), алгоритм для вашего автомобиля может больше не иметь точного значения «верхнего предела», что приводит к тому, что ваш расчет расчетного диапазона немного отличается.При полной зарядке батареи несколько раз ваш алгоритм может повторно изучить «верхний предел» вашей батареи, поэтому он может начать показывать другое / большее число для вашего расчетного диапазона. Однако важно понимать, что полная зарядка аккумулятора несколько раз на самом деле не поможет. На самом деле, частая полная зарядка аккумулятора может ускорить его износ».

Быстрая зарядка повреждает аккумуляторы электромобилей

Коммерческие станции быстрой зарядки подвергают аккумуляторы электромобилей воздействию высоких температур и высокого сопротивления, что может привести к их растрескиванию, протечке и потере емкости, пишут инженеры Калифорнийского университета в Риверсайде в новое исследование, опубликованное в журнале Energy Storage.Чтобы исправить это, исследователи разработали метод зарядки при более низких температурах с меньшим риском катастрофических повреждений и потери емкости.

Аккумулятор электромобиля до и после стандартной быстрой зарядки. (Ozkan Lab/UCR)

Михри Озкан, профессор электротехники и вычислительной техники, и Ченгиз Озкан, профессор машиностроения в Инженерном колледже Марлана и Розмари Борнс, возглавили группу, которая зарядила один комплект разряженных цилиндрических литиевых аккумуляторов Panasonic NCR 18650B. -ионные батареи, установленные в автомобилях Tesla, используют тот же отраслевой метод быстрой зарядки, что и устройства для быстрой зарядки, встречающиеся на автострадах.

Они также зарядили комплект, используя новый алгоритм быстрой зарядки, основанный на внутреннем сопротивлении батареи, что мешает потоку электронов. Внутреннее сопротивление батареи колеблется в зависимости от температуры, состояния заряда, возраста батареи и других факторов. Высокое внутреннее сопротивление может вызвать проблемы во время зарядки.

Метод зарядки UC Riverside Battery Team — это адаптивная система, которая учится у батареи, проверяя ее внутреннее сопротивление во время зарядки.Он отдыхает, когда срабатывает внутреннее сопротивление, чтобы исключить потерю емкости заряда.

В течение первых 13 циклов зарядки емкость аккумулятора для обоих методов зарядки оставалась одинаковой. Однако после этого промышленная технология быстрой зарядки привела к тому, что емкость уменьшилась гораздо быстрее — после 40 циклов зарядки батареи сохранили только 60% своей емкости. Аккумуляторы, заряженные методом зарядки с внутренним сопротивлением, сохраняли более 80% емкости после 40-го цикла.

При заряде 80 % литий-ионные аккумуляторы достигли конца своего срока службы для большинства целей. Аккумуляторы, заряженные с использованием промышленного метода быстрой зарядки, достигли этой точки после 25 циклов зарядки, в то время как батареи с методом внутреннего сопротивления были хороши в течение 36 циклов.

Разница в зарядной емкости промышленных аккумуляторов по сравнению с батареями электромобилей, заряжаемыми от внутреннего сопротивления. (Себастьян и др.)

«Промышленная быстрая зарядка отрицательно влияет на срок службы литий-ионных аккумуляторов из-за увеличения внутреннего сопротивления аккумуляторов, что, в свою очередь, приводит к выделению тепла», — докторант и соавтор Таннер. — сказал Зеррин.

Хуже того, после 60 циклов зарядки корпуса аккумуляторов, изготовленных по промышленному методу, треснули, что привело к контакту электродов и электролита с воздухом и повышению риска возгорания или взрыва. Высокие температуры в 60 градусов по Цельсию/140 градусов по Фаренгейту ускорили как повреждение, так и риск.

Аккумулятор электромобиля с химическим повреждением после стандартной быстрой зарядки. (Ozkan Lab/UCR)

«Потеря емкости, внутреннее химическое и механическое повреждение и высокая температура для каждой батареи являются серьезными проблемами безопасности, особенно учитывая, что в Tesla Model S установлено 7 104 литий-ионных батареи, а в Tesla Model 3 — 4 416. «, — сказала Михри Озкан.

Зарядка внутреннего сопротивления привела к значительному снижению температуры и отсутствию повреждений.

«Наш альтернативный адаптивный алгоритм быстрой зарядки уменьшил потерю емкости и устранил трещины и изменения в составе коммерческих аккумуляторных элементов», — сказал Дженгиз Озкан.

«Предлагаемая адаптивная быстрая зарядка открывает новую перспективу для разработки технологии быстрой зарядки для электромобилей с более высокими показателями безопасности и более длительным сроком службы батареи», — сказал Бо Донг, докторант и соавтор статьи.

Исследователи подали заявку на патент на алгоритм быстрой зарядки с адаптивным внутренним сопротивлением, который может быть лицензирован производителями аккумуляторов и автомобилей. В то же время группа аккумуляторных батарей UCR рекомендует свести к минимуму использование коммерческих устройств быстрой зарядки, перезаряжать аккумулятор до полного разряда аккумулятора и предотвращать перезарядку.

Что означает STD, AGM и гель для зарядного устройства

Старые зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов были простыми, прочными и надежными и выполняли свою работу более или менее хорошо.Внутри у них был только трансформатор, несколько диодов и конденсаторов, аналоговый амперметр и больше ничего.

Современные интеллектуальные зарядные устройства для аккумуляторов — это устройства с микропроцессорным управлением, которые имеют гораздо больше функций и опций, чем зарядные устройства всего несколько лет назад, и все эти функции и опции могут привести к путанице, включая такие этикетки, как STD, AGM, Gel, Lithium, ENHC, кальций и т. д.

Опубликовано: 3 августа 2021 г.

Характеристики и технические характеристики усовершенствованных зарядных устройств

Для увеличения срока службы аккумуляторов используются интеллектуальные зарядные устройства с микропроцессорным управлением.

Прежде чем начать процесс зарядки, такие зарядные устройства должны быть правильно настроены пользователем, чтобы зарядить аккумулятор наиболее эффективным способом с учетом типа аккумулятора, состояния аккумулятора, температуры и т. д.

После правильной настройки передовые зарядные устройства анализируют аккумулятор и заряжают его в соответствии с параметрами, установленными пользователем, и по результатам собственного анализа.

Наиболее распространенные варианты зарядных устройств включают:

— STD означает стандартную свинцово-кислотную аккумуляторную батарею с жидкостным или залитым электролитом ,

— Средства AGM Absorbent Glass Mat Свинцово-кислотная батарея,

— Гель означает Гелевая свинцово-кислотная батарея.

Несмотря на то, что аккумуляторы AGM и Gel-Cell влажные/залитые, все они являются свинцово-кислотными аккумуляторами на основе одного и того же химического состава, их конечные зарядные напряжения немного различаются.

Установив тип свинцово-кислотного аккумулятора, усовершенствованные зарядные устройства заряжают эти свинцово-кислотные аккумуляторы до 100% емкости, избегая перезаряда или недозаряда.

Другие распространенные варианты включают в себя:

Lithium означает, что зарядное устройство может быть настроено для зарядки литиевых аккумуляторов — такие аккумуляторы заряжаются с использованием другого алгоритма зарядки, чем свинцово-кислотные аккумуляторы.Этот алгоритм зарядки обычно описывается как алгоритм зарядки постоянного тока/постоянного напряжения (CC/CV) и оптимизирован для зарядки литиевых аккумуляторов.

Кальций означает режим зарядки для свинцово-кислотных аккумуляторов с пластинами из кальциево-свинцового сплава. Свинцово-кислотные кальциевые аккумуляторы могут быть влажными/залитыми, AGM или Gel-Cell, поэтому настоятельно рекомендуется ознакомиться с документацией на аккумулятор, чтобы узнать рекомендуемый режим зарядки.

— Плавающий означает режим зарядки, оптимизированный для аккумуляторов, используемых в плавающих/резервных приложениях.

— Цикл означает режим зарядки , оптимизированный для аккумуляторов, используемых в приложениях глубокого цикла.

Обратите внимание, что многие усовершенствованные зарядные устройства для аккумуляторов имеют определенные маркировки, функции и опции.

Например, расширенное зарядное устройство для аккумуляторов Solar PL2320 6 В/12 В (ссылка на Amazon, ссылка открывается в новом окне). Опции панели управления включают:

— PWR Supply присутствует или нет,

— 6В/12В: напряжение заряженной батареи,

— GEL, AGM, STD: тип свинцово-кислотного аккумулятора,

— % заряда: процент заряда заряженной батареи,

— Напряжение: текущее напряжение зарядки.

Кроме того, Solar PL2330 поставляется с несколькими не требующими пояснений дополнительными индикаторами состояния, позволяющими пользователю контролировать процесс зарядки аккумулятора.

Аналогично, панель управления NOCO Genius G26000 12 В/24 В, 26 А, зарядное устройство и устройство для обслуживания аккумуляторов серии Pro (ссылка на Amazon, ссылка открывается в новом окне):

— Jump Charge — это режим быстрой зарядки аккумулятора, когда аккумулятор быстро заряжается, чтобы дать возможность провернуть аккумулятор благодаря повышенному «поверхностному заряду» аккумулятора.

— Стандартный режим 12 В: для зарядки аккумуляторов 12 В с жидким/залитым электролитом, гелевых элементов, улучшенных залитых, необслуживаемых и кальциевых аккумуляторов.

— 12V Cold/AGM Mode: для зарядки аккумуляторов 12V при низких температурах ниже 50ºF (10ºC) или аккумуляторов AGM.

— Стандартный режим 24 В: для зарядки 24 В жидких/залитых, гелевых, усовершенствованных залитых, необслуживаемых и кальциевых батарей.

— 24V Cold/AGM Mode: для зарядки аккумуляторов 24V при низких температурах ниже 50ºF (10ºC) или аккумуляторов AGM.

— Режим ремонта 12 В: расширенный режим ремонта/восстановления аккумулятора.

— Режим питания 13,6 В: зарядное устройство действует как источник питания.

— 16V AGM Racing Mode: для зарядки аккумуляторов 16V AGM (которые обычно используются в гонках).

— 16V Lithium Racing Mode: для зарядки литиевых аккумуляторов 16V (которые обычно используются в гонках).

— 12V AGM+ Mode: для зарядки 12-вольтовых AGM-аккумуляторов Advanced (для которых требуется немного более высокое зарядное напряжение, чем обычно).

— 12V Lithium Mode: для зарядки литиевых батарей 12V.

Кроме того, NOCO Genius G26000 оснащен индикатором заряда батареи, позволяющим пользователю видеть фактический заряд батареи.


Коротко: Как видите, передовые зарядные устройства могут иметь множество, часто очень специфических функций и маркировок.

Поэтому, когда Вы покупаете новое зарядное устройство, настоятельно рекомендуется внимательно прочитать Руководство по эксплуатации и привыкнуть к своему новому устройству.

Зарядные устройства для аккумуляторов и особенно аккумуляторы, которые они заряжают, способны создавать огромные токи, которые могут повредить вещи, привести к травмам или похуже. Так что, что бы Ты ни делал, оставайся в безопасности.

Быстрая зарядка может повредить батареи электромобилей всего за 25 циклов

Стоковое изображение (Источник: Shutterstock)

Исследователи заявили, что быстрая зарядка электрических батарей может разрушить их емкость уже после 25 зарядок после того, как они провели эксперименты с батареями, используемыми в некоторых популярных электромобилях.

Высокие температуры и сопротивление от быстрой зарядки на коммерческих станциях могут привести к трещинам и утечкам, заявили инженеры из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Группа зарядила один комплект разряженных литий-ионных аккумуляторов, используя тот же промышленный метод быстрой зарядки, что и на автозаправочных станциях.

Исследователи также зарядили устройство, используя новый алгоритм быстрой зарядки, основанный на внутреннем сопротивлении батареи, которое мешает потоку электронов.Внутреннее сопротивление батареи колеблется в зависимости от температуры, состояния заряда, возраста батареи и других факторов. Высокое внутреннее сопротивление может вызвать проблемы во время зарядки.

Алгоритмический метод зарядки, известный как зарядка по внутреннему сопротивлению, является адаптивным, учится у батареи, проверяя ее внутреннее сопротивление во время зарядки. Он отдыхает, когда срабатывает внутреннее сопротивление, чтобы предотвратить потерю емкости заряда.

Сообщается, что в течение первых 13 циклов зарядки емкость аккумулятора для обоих методов зарядки оставалась одинаковой.Однако после этого промышленная технология быстрой зарядки привела к тому, что емкость стала снижаться намного быстрее — после 40 зарядок батареи имели только 60% своей емкости.

При заряде 80 % перезаряжаемые литий-ионные батареи достигли конца «срока использования» для большинства целей. Батареи, заряженные промышленным методом, достигли этой точки после 25 циклов зарядки, в то время как батареи, заряженные зарядкой с внутренним сопротивлением, были хороши в течение 36 циклов.

«Промышленная быстрая зарядка отрицательно влияет на срок службы литий-ионных аккумуляторов из-за увеличения внутреннего сопротивления аккумуляторов, что, в свою очередь, приводит к выделению тепла», — сказал докторант и соавтор Таннер Зеррин.

Еще худшие результаты проявились после 60 циклов зарядки с использованием быстрой промышленной зарядки. Электроды и электролиты подвергались воздействию воздуха, что увеличивало риск возгорания или взрыва. Высокие температуры 60ºC ускорили повреждение и риск.

«Потеря емкости, внутреннее химическое и механическое повреждение, а также высокая температура каждой батареи являются серьезными проблемами безопасности», — сказала исследователь Михри Озкан.

Сообщается, что зарядка внутреннего сопротивления привела к значительному снижению температуры и отсутствию повреждений.

«Наш альтернативный, адаптивный, быстрый алгоритм зарядки уменьшил потерю емкости и устранил поломки и изменения состава в коммерческих аккумуляторных элементах», — сказал исследователь Дженгиз Озкан.

Этот метод можно использовать для повышения безопасности и увеличения срока службы автомобильных аккумуляторов.

Исследователи подали заявку на патент на алгоритм, который может быть лицензирован производителями аккумуляторов и автомобилей. Тем временем команда рекомендовала свести к минимуму использование коммерческих быстрых зарядных устройств, перезарядить аккумулятор до полного разряда аккумулятора и предотвратить перезарядку.

Исследование было опубликовано в Energy Storage .

Хотите получать лучшие инженерные истории прямо на почту? Информационный бюллетень Professional Engineering информирует вас о самых передовых разработках и интересных новых вакансиях. Чтобы зарегистрироваться, нажмите здесь.

Контент, опубликованный Professional Engineering, не обязательно отражает точку зрения Института инженеров-механиков.

[WIRED] Зарядить автомобильный аккумулятор за 5 минут? Это план

Несколько компаний создали литий-ионные аккумуляторы, которые можно полностью зарядить за считанные минуты.Их следующая цель: внедрить их в электромобили.

КОНЕЦ ПРОШЛОГО ГОДА,  Официальные лица Формулы E объявили технические характеристики третьего поколения полностью электрических гоночных автомобилей, которые дебютируют на автомагистралях в 2022 году. мощность, чтобы полностью зарядить аккумулятор Tesla Model S примерно за 10 минут. Хотя гонщики будут использовать зарядные станции только для коротких пит-стопов, они позволят заглянуть в будущее за пределами гоночной трассы: батареи электромобилей, которые заряжаются за то же время, что и бензобак.

Безусловно, быстрые зарядные устройства для электромобилей уже существуют. Tesla и Porsche недавно развернули общественные зарядные станции мощностью 250 киловатт, которые могут зарядить некоторые аккумуляторные батареи электромобилей почти до полной зарядки примерно за 40 минут. Это лучше, чем оставлять машину заряжаться на ночь в гараже, но все же это намного дольше, чем заправлять бак пожирателя бензина. Кроме того, они доступны только для нескольких новых высококлассных электромобилей. Если мы хотим электрифицировать наши дороги, нам нужны доступные аккумуляторы для электромобилей, которые можно заряжать еще быстрее.

«Более 50 процентов населения США живет в квартирах, многоквартирных домах или домах, в которых нет доступа к зарядке», — говорит Мэтью Кейзер, руководитель группы по хранению электрохимической энергии в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. «Чтобы увеличить внедрение электромобилей, нам нужно предоставить средства быстрой зарядки для этого сегмента нашего общества».

Повышение скорости заряда литий-ионного аккумулятора требует компромиссов. Во время зарядки ионы лития перетекают от катода элемента к его аноду, который обычно изготавливается из графита, разновидности углерода.Анод похож на ведро, которое собирает и хранит ионы во время зарядки аккумулятора. Более толстые аноды — большие ковши — могут удерживать больше энергии в виде ионов лития, что позволяет электромобилям двигаться дальше на одном заряде.

Но более толстые аноды также затрудняют быструю зарядку, поскольку ионы должны перемещаться дальше по извилистым траекториям в аноде. Если ионы не могут достаточно быстро проникнуть в анод во время заряда, это вызывает молекулярную пробку, и литий скапливается на поверхности.Это явление, известное как литиевое покрытие, может снизить производительность аккумулятора. И если на поверхности анода накапливается достаточное количество ионов, они могут образовывать веретена, разрушающие барьер между анодом батареи и ее электролитом. Эти так называемые литиевые «дендриты» могут вызвать короткое замыкание в ячейке.

Анна Томашевска, инженер-химик из Имперского колледжа Лондона, которая недавно стала соавтором обзорной статьи о быстрозаряжаемых литий-ионных батареях, говорит, что одним из возможных решений для литиевого покрытия является добавление кремния к аноду.Кремний дешев, распространен и может изменить кристаллическую структуру анода таким образом, что литиевое покрытие станет менее вероятным. «Кремний был особенно популярен среди производителей, потому что он также может улучшить энергоемкость батареи», — добавляет Томашевска.

Действительно, многие компании, в том числе Tesla, добавили кремний или оксид кремния в графитовые аноды, чтобы выжать больше энергии из своих литий-ионных элементов. Но Enevate, компания по хранению энергии, базирующаяся в Южной Калифорнии, хочет исключить графит из общей картины.В течение последних 15 лет компания совершенствовала XFC — литий-ионную батарею с чрезвычайно быстрой зарядкой и анодом из чистого кремния.

Ранее в этом году исследователи компании объявили, что их батареи последнего поколения можно заряжать до 75 процентов всего за пять минут — без ущерба для плотности энергии. «У нас может быть быстрая зарядка без потери плотности энергии, потому что мы используем недорогой подход с использованием чистого кремния», — говорит Бен Парк, основатель и главный технический директор Enevate.

Аккумуляторные компании хорошо известны тем, что объявляют о прорывах в производительности экспериментальных элементов, которые так и не поступили на рынок. Но что отличает технологию Enevate, по словам Джарвиса Тоу, исполнительного вице-президента компании, так это то, что ее анодный материал можно легко интегрировать в существующие процессы производства аккумуляторов. Тоу говорит, что Enevate уже ведет переговоры с производителями литий-ионных батарей, чтобы начать интегрировать анод Enevate в коммерческие аккумуляторы. Первые приложения для аккумуляторов с быстрой зарядкой будут для электроинструментов, но Enevate работает с производителями автомобилей, чтобы включить их в электромобили уже в 2024 году.

Другие компании также спешат вывести на рынок реактивы для быстрого заряда анодов. StoreDot, израильская компания по хранению энергии, разрабатывает аккумулятор для электромобилей, который, по их расчетам, будет заряжаться менее чем за 10 минут. А в прошлом месяце исследователи из английского стартапа по производству аккумуляторов Echion заявили, что построили литий-ионный аккумулятор, который может заряжаться всего за шесть минут с использованием анода, изготовленного из смешанного оксида ниобия, созданного с помощью нанотехнологий для эффективной транспортировки ионов лития. «Мы разработали материал с определенной кристаллической структурой», — говорит Жан де ла Верпильер, генеральный директор и основатель Echion.«Вы можете думать об этом как об этих маленьких туннелях на молекулярном уровне, которые позволяют ионам лития очень быстро проникать в анод».

Эти изготовленные на заказ батареи XFC еще не вышли из лаборатории и не попали в реальный мир. Производство литий-ионных аккумуляторов в больших масштабах является сложной задачей, и производителей необходимо убеждать добавлять новые материалы на свои сборочные линии. Вот почему такие компании, как Echion и Enevate, уделяют приоритетное внимание разработке анодных материалов, которые можно «добавлять» в существующие процессы производства аккумуляторов.Оба говорят, что ведут переговоры с производителями аккумуляторов об интеграции их анодного материала в коммерческие элементы. «Мы не пытаемся изобретать велосипед», — добавляет де ла Верпильер. «Перейти от лабораторных открытий к продукту сложно, но это не черная магия».

Но для создания дешевой батареи XFC может вообще не потребоваться новый химический состав анода. В NREL Кейзер и его коллеги сосредоточены на оптимизации графитовых анодов, которые уже широко используются в электромобилях. Кейзер говорит, что команда использует компьютерные модели для оптимизации путей, по которым ионы лития проходят через анод, и для влияния на этот путь, манипулируя размером и формой частиц графита.

Анодные структуры

сложно внедрить в масштабе, но команда Кейзера также изучает решения для батарей XFC, которые вообще не предполагают изменения структуры или химического состава анода батареи. Например, интеллектуальные алгоритмы могут быть реализованы на зарядных станциях, чтобы гарантировать, что батарея никогда не будет перегружена энергией во время зарядки, что может привести к покрытию литием. Тесла уже делает это в какой-то степени. Его зарядные станции и автомобили взаимодействуют друг с другом таким образом, что зарядная станция обеспечивает нужное количество энергии для возраста и марки заряжаемого автомобиля.

Аккумуляторы

XFC помогут преодолеть ограниченный запас хода и длительное время зарядки, которые часто называют двумя самыми большими препятствиями на пути массового внедрения электромобилей. Но они также могут ускорить электрификацию других транспортных средств, таких как транзитные автобусы и грузовики дальнего следования. Обе отрасли нуждаются в транспортных средствах, которые могут работать большую часть дня, оставаясь при этом в сжатые сроки. В случае с автобусами они могли бы использовать стратегически расположенные станции быстрой зарядки для подзарядки, пока они ждут на остановке.Дальнемагистральным дальнобойщикам не пришлось бы выделять дополнительное время на подзарядку, если бы она занимала столько же времени, сколько заправка бака дизельным топливом.

Автобусы, 18-колесные транспортные средства и пригородные транспортные средства точно не известны своей скоростью, но с появлением аккумуляторов XFC это может скоро измениться, даже если они никогда не попадут на гоночную трассу Формулы E.

5 лучших стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов, влияющих на энергетику

Наши аналитики по инновациям недавно изучили новые технологии и многообещающие стартапы, работающие над решениями для энергетического сектора.Поскольку существует большое количество стартапов, работающих над самыми разными решениями, мы хотим поделиться с вами своими мыслями. На этот раз мы рассмотрим 5 многообещающих стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов.

Тепловая карта: 5 лучших стартапов с быстрой зарядкой аккумуляторов

Для наших 5 лучших вариантов мы использовали подход к поиску стартапов на основе данных, чтобы определить наиболее подходящие решения во всем мире. На приведенной ниже глобальной тепловой карте стартапов показаны 5 интересных примеров из 175 соответствующих решений. В зависимости от ваших конкретных потребностей ваши лучшие варианты могут выглядеть совершенно по-разному.

Нажмите, чтобы увеличить

Какие стартапы разрабатывают остальные 170 решений?

 

Addionics – трехмерные наноструктурные катоды

Постоянно растущее использование бытовой электроники, более широкое внедрение электромобилей (EV) и достижения в области возобновляемых источников энергии подталкивают к необходимости хранения энергии. Трехмерная (3D) наноструктура катодов аккумуляторов обеспечивает более быструю зарядку и разрядку без потери емкости накопления энергии. В дополнение к возможностям быстрой зарядки он увеличивает срок службы существующих литий-ионных аккумуляторов.Аккумуляторы с катодами из трехмерной наноструктуры сочетают в себе мощность, подобную конденсатору, и энергию, подобную батарее, для достижения большой емкости и большого тока.

Addionics — это британский стартап, который производит перезаряжаемые аккумуляторы большой емкости с трехмерными металлическими коллекторами с низким сопротивлением. Их запатентованный метод трехмерного изготовления металла повышает производительность, пробег, безопасность, стоимость и время зарядки аккумуляторов. Он вдвое сокращает время зарядки и увеличивает запас хода на высокой скорости для электромобилей.

StoreDot – Органические соединения

Аккумуляторы нового поколения отличаются более высокой плотностью энергии, лучшей емкостью и использованием более дешевых, безопасных и экологически чистых материалов. В новых типах батарей используется та же технология зарядки и разрядки «кресло-качалка», что и в литиевых батареях, где ионы лития заменены ионами других металлов, таких как натрий, магний или алюминий. Органические соединения не содержат вредных и дорогостоящих тяжелых металлов. Однако они растворяются в жидких электролитах, что делает органические электроды нестабильными по своей природе.

Стартап StoreDot из США разрабатывает аккумуляторы с быстрой зарядкой как для мобильных устройств, так и для электромобилей. Их технология объединяет нанотехнологии с запатентованным органическим синтезом для производства аккумуляторов с низким внутренним сопротивлением (ESR) и высокой плотностью энергии. Их решения полностью заряжают мобильный телефон или электромобиль за 5 минут.

GBatteries — Адаптивная импульсная зарядка

Два общих недостатка технологий быстрой зарядки — быстрое ухудшение характеристик аккумулятора и сокращение срока службы.Адаптивный импульсный метод зарядки и разрядки литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов определяет перезаряженные, недозаряженные, нормальные и ухудшенные условия эксплуатации. Он регулирует часть емкости перезарядки для емкости разрядки, чтобы увеличить срок службы батареи, поддерживая при этом элементы батареи в состоянии высокого заряда. Эта технология устраняет барьер длительного времени зарядки и ускоряет внедрение электромобилей.

GBatteries — канадский стартап, разрабатывающий технологию на основе искусственного интеллекта (ИИ) для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов без ущерба для срока службы.Их алгоритм адаптивной импульсной зарядки работает в периоды с более низким импедансом. В результате аккумуляторы не нагреваются при сверхбыстрой зарядке. Они используют готовое аппаратное обеспечение и запатентованную архитектуру для генерации точно спроектированных импульсов на высоких частотах.

Аккумуляторы Geyser – водная электрохимия

В современных высокоэнергетических литий-ионных аккумуляторах используются графитовые аноды и катоды из оксидов переходных металлов в жидких электролитах. Быстрая зарядка этих батарей снижает их электрохимические характеристики и безопасность.Однако альтернативы, основанные на водной электрохимии, демонстрируют емкостные характеристики двойного электрического слоя и способствуют быстрой зарядке.

Финский стартап Geyser Batteries предлагает мощные решения для хранения энергии в тяжелых условиях, основанные на запатентованной водной электрохимии. Они обеспечивают устойчивую мощность в течение циклов глубокого разряда при сверхвысокой мощности в экстремальных условиях окружающей среды. В их продуктах используются широко доступные химические материалы и вода в качестве растворителя, чтобы объединить накопление энергии аккумуляторов с долговечностью и мощностью суперконденсаторов в единой электрохимической системе.

InvertedPower – быстрая зарядка постоянным током

Быстрая зарядка постоянным током (DC) преобразует переменный ток (AC) в постоянный, что значительно сокращает время зарядки. Технология обходит бортовое зарядное устройство электромобилей и посылает этот постоянный ток непосредственно на аккумулятор. Поэтому зарядка не ограничивается производительностью бортового зарядного устройства и происходит гораздо быстрее.

InvertedPower, стартап из Австралии, разрабатывает и лицензирует мультимодальные технологии преобразования энергии для зарядных станций для электромобилей.Их встроенное зарядное устройство представляет собой недорогое решение для быстрой зарядки постоянным током.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.