В Лаврус - Батарейки и аккумуляторы
Заряд аккумулятора ведут до тех пор, пока не наступит обильное газовыделение (кипение) во всех банках, а напряжение и плотность электролита будут постоянными в течение двух часов подряд. Это является признаком окончания заряда. Затем следует произвести уравнивание плотности электролита в секциях и продолжить заряд еще 30 минут для лучшего перемешивания.
Во время заряда аккумулятора следует периодически проверять температуру электролита, чтобы не допустить ее повышения выше 45oC в холодных и умеренных климатических зонах и выше 50oC в жарких и теплых влажных.
Так как при заряде кислотных аккумуляторов выделяется водород, следует проводить заряд аккумулятора в хорошо проветриваемом помещении, при этом не следует курить и пользоваться открытым пламенем. Образовавшаяся гремучая смесь обладает большой разрушительной силой.
2.2. ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Широко распространенные кислотные аккумуляторы, выполненные по классической технологии, доставляют много хлопот и оказывают вредное влияние на людей и аппаратуру. Они наиболее дешевы, но требуют дополнительных затрат на их обслуживание, специальных помещений и персонал.
Группа "CEAC", объединяющая европейских производителей аккумуляторов и занимающая первое место в Европе по производству свинцовых аккумуляторов, обеспечивает значительную долю рынка.
Значительный объем производимых аккумуляторов составляют герметичные, выполненные по технологии "dryfit" и AGM (абсорбированный электролит). Они характеризуются отсутствием эксплуатационных затрат и перекрывают диапазон емкостей от 1 до 12000 Ач, что позволяет удовлетворить требования любого потребителя.
2.2.1. АККУМУЛЯТОРЫ, ТЕХНОЛОГИЯ "DRYFIT"
Наиболее удобными и безопасными из кислотных аккумуляторов являются абсолютно необслуживаемые герметичные аккумуляторы VRLA (Valve Regulated Lead Acid) произведенные по технологии "dryfit". Внешний вид показан на рис. 2.8. Электролит в этих аккумуляторах находится в желеобразном состоянии. Это гарантирует надежность аккумуляторов и безопасность их эксплуатации.
Технические характеристики аккумуляторов "DRYFIT"
В зависимости от предполагаемого режима работы рекомендуются два типа аккумуляторов: "dryfit" А400 -- для буферного режима и А500 -- для режима буфер + цикл. Эти аккумуляторы выпускаются немецкой фирмой Sonnenschein, входящей в группу европейских производителей "CEAC", и характеризуются следующими преимуществами:
абсолютно необслуживаемые в течение всего срока службы;
продолжительный срок службы (с сохранением остаточной емкости 80%);
классификация Евробат -- высокая работоспособность (High Performance);
технология "dryfit": электролит зафиксирован в желеобразном состоянии;
намазные пластины в блочном исполнении;
очень малое газовыделение за счет системы внутренней рекомбинации;
способность быстрого восстановления емкости;
аккумуляторы "dryfit" не являются опасным грузом для авиа-, авто- и железнодорожного транспорта (согласно IATA);
очень малый саморазряд: даже после 2 лет хранения (при 20oС) не требуется подзаряд перед вводом в эксплуатацию;
допускается перезаряд;
устойчивы к глубокому разряду согласно DIN 43539 ч. 5;
диапазон емкости: от 5,5 до 180 Ач для А 400 и от 2,0 до 115 Ач для А500;
аккумуляторы принимаются на вторичную переработку фирмой Sonnenschein, т. к. содержат много ценных материалов;
имеют сертификат Немецкой Федеральной почты, TL 6140-3003;
соответствуют VDE 0108 ч.1 для аварийного энергоснабжения.
Аккумуляторы А500 более универсальны и являются последовательной разработкой и предназначены для смешанного режима -- "буфер+цикл". В них намного улучшены характеристики саморазряда за счет изменения конструкции банок и состава электролита. Соответствуют следующим нормам: DIN, BS, IES, а также имеют допуск по VdS.
Типы выводов аккумуляторов А400 и А500 приведены на рис. 2.9. Технические характеристики -- в табл. 2.13 и 2.14 соответственно.
Условное обозначение аккумуляторов "dryfit" содержит:
первая буква и три следующие за ней цифры -- тип аккумулятора;
последующие цифры -- номинальная емкость, Ач;
последние буквы -- тип вывода аккумулятора (согласно DIN 72311, предельные токи разряда достигаются только при использовании штатного контакта).
Техника заряда аккумуляторов "DRYFIT"
Заряд аккумулятора происходит, если к нему приложен потенциал, превышающий его рабочее напряжение. Ток заряда аккумулятора пропорционален разности приложенного напряжения и напряжения холостого хода. Напряжение аккумулятора возрастает по мере заряда до тех пор, пока не начинается электролиз. Одновременно с этим уменьшается эффективность заряда, а напряжение на зажимах аккумулятора увеличивается по мере уменьшения скорости заряда.
Скорость заряда аккумулятора может быть определена в терминах емкости. Если емкость аккумулятора С заряжается за время t, то скорость заряда определяется отношением С/t. Аккумулятор емкостью 100 Ач при разряде со скоростью С/5 полностью разрядится за 5 часов, при этом ток разряда составит 100/5, или 20 А. Если аккумулятор заряжается со скоростью C/10,то ток его заряда будет равен 100/10, или 10 А. Скорость заряда можно оценить в длительностях цикла. Так, если аккумулятор заряжается за 5 часов, то говорят, что он имеет цикл 5ч.
После полного заряда аккумулятора дальнейшее продолжение заряда вызывает выделение газов (происходит "перезаряд"). В классических аккумуляторах в процессе перезаряда удаляется вода и происходит распыление электролита с выделением газов. Часть электролита разбрызгивается через вентиляционные отверстия, т.е. теряется. При добавлении воды в электролит уменьшается его концентрация и ухудшаются характеристики аккумулятора.
В аккумуляторах, произведенных по технологии "dryfit", реакции электродов происходят с участием электролита. Композиция электролита не изменяется по мере заряда или разряда. Поэтому электролит сконструирован так, что генерация кислорода в процессе заряда компенсируется другими химическими реакциями, поддерживающими условия равновесия, в которых батарея может длительно заряжаться без потерь воды. Это принципиально важно для герметичных аккумуляторов.
Напряжение заряда аккумуляторов А400 для режима плавающего заряда должно находиться в пределах от 2,3 В до 2,23 В/элемент. При заряде 12 В аккумуляторов, состоящих из 6-ти элементов (банок), эта цифра умножается на 6, т.е. напряжение заряда для 12 В аккумулятора должно находиться в пределах от 13,8 В до 13,38 В. Для 6-ти вольтовых аккумуляторов число элементов 3, для 4-х -- 2, а для 2-х вольтовых -- 1.
Кривые заряда для аккумуляторов "dryfit" A400 (буферный режим) показаны на рис. 2.10, а для аккумуляторов "dryfit" A500 (буферный режим -- область 1 и циклический режим -- область 2) показаны на рис. 2.11. Эти кривые справедливы для режима длительного подзаряда.
При изменяющейся температуре зарядное напряжение следует корректировать согласно графиков. При этом напряжение заряда может изменяться в пределах от 2,15 В/элемент до 2,55 В/элемент при изменении температуры в пределах от -30oС до +50oС.
При буферном режиме напряжение заряда при 20oС должно находиться в пределах 2,3-2,35 В/элемент. Колебание напряжения не должно превышать +30 мВ/элемент.
При зарядном напряжении большем 2,4 В следует ограничивать ток заряда до 0,5 А на каждый Ач для двух режимов.
Для компенсационного режима заряда приведены зависимости времени заряда от величины зарядного тока аккумулятора на рис. 2.12 для аккумуляторов А400 и рис. 2.13 для А500. Компенсационный заряд возможен для циклического и буферного режимов работы. На обоих графиках показаны три кривые, соответствующие 50%, 70% и 90% заряду. Для аккумуляторов А400 максимальное напряжение заряда составляет 2,3 В/элемент, а для А500 -- 2,4 В/элемент.
Для аккумуляторов А500 возможны два режима буферный и циклический. При циклическом режиме заряда зарядное напряжение должно быть выше, чем при буферном для того, чтобы увеличить время между циклами заряда.
Техника разряда аккумуляторов "DRYFIT"
Аккумуляторы, изготовленные по технологии "dryfit" оказываются мало чувствительными к условиям разряда. Кроме того, емкость также нечувствительна к разрядам со скоростью ниже С/10.
При более интенсивных разрядах емкость уменьшается по мере увеличения скорости разряда, но не так "драматично", как в случае аккумуляторов, выполненных по традиционной технологии. Поэтому, изготовителю достаточно привести относительно ограниченное число типовых кривых разряда. При оговоренной емкости аккумулятора скорость разряда выбирается невысокой (например С/10),чтобы максимально реализовать емкость элемента. Зависимость процентного соотношения емкости от максимального тока разряда аккумуляторов, произведенных по технологии "dryfit", приведены на рис. 2.14.
При высокой скорости разряд реально оказывается ограниченным, поскольку из-за наличия внутреннего сопротивления аккумулятора напряжение уменьшается ниже напряжения отсечки (напряжением отсечки называется минимальное напряжение, при котором аккумулятор способен отдавать полезную энергию при определенных условиях). Это происходит до начала "истощения" электрохимической энергии. Однако снижение тока разряда уменьшает падение напряжения IхR внутри элемента, при этом напряжение элемента повышается по сравнению с напряжением отсечки, и разряд продолжается.
