Ключ к долговечности аккумулятора: правильное зарядное устройство

Хорошее зарядное устройство обеспечивает основу для производительных и долговечных аккумуляторов. На рынке с конкурентной ценой зарядным устройствам часто придается низкий приоритет. Аккумулятор и зарядное устройство должны работать вместе, как лошадь и повозка, но это не всегда так. Инженеры часто не в полной мере осознают сложные требования к питанию портативного устройства и необходимость зарядки в неблагоприятных условиях.

Рисунок 1: Аккумулятор и зарядное устройство должны идти вместе, как лошадь и повозка.
Одна сторона не выполняет свою работу без другой.

Типы и особенности зарядных устройств

Зарядные устройства делятся на персональные и промышленные, «умные» и «глупые», медленные, быстрые и сверхбыстрые. Потребительские товары поставляются с недорогим персональным зарядным устройством, которое хорошо работает при использовании по назначению. Промышленное зарядное устройство часто производится сторонним производителем и имеет специальные функции, такие как зарядка при неблагоприятных температурах. Хотя аккумуляторы работают при температуре ниже нуля, не все химические составы можно заряжать при низких температурах, и большинство литий-ионных аккумуляторов попадают в эту категорию. Свинцовые и никелевые аккумуляторы принимают заряд, но с меньшей скоростью.

Зарядные устройства Victron Energy

Высококачественные зарядные устройства для долговечной службы и надежной работы

Зарядное устройство Victron Blue Smart IP22 Charger 12/30 (1)

Идеально подходит для использования в мастерских, а также для зарядки аккумуляторов автомобилей, мотоциклов, лодок и кемперов.

Купить

Зарядное устройство Blue Smart IP65 Charger 12/15

Благодаря классу защиты IP65, устройство устойчиво к пыли и воде, что делает его идеальным для использования в жестких условиях.

Купить

Зарядное устройство Victron Phoenix Smart IP43 Charger 12/30 (3) 120/240V

Оснащено Bluetooth-интерфейсом для простого настройки и мониторинга через приложение VictronConnect. Высокая эффективность и надежность делают его идеальным решением для коммерческих, промышленных и морских применений.

Купить

Посмотреть больше

Функция «пробуждения» для Li-ion

Некоторые литий-ионные зарядные устройства (Cadex) имеют функцию пробуждения или «усиления», которая позволяет перезаряжать литий-ионный аккумулятор, если он перешел в спящий режим из-за чрезмерного разряда. Состояние сна может возникнуть при хранении аккумулятора в разряженном состоянии, и саморазряд доводит напряжение до точки отсечки. Обычное зарядное устройство считает такой аккумулятор непригодным для эксплуатации. Функция «усиления» применяет небольшой ток заряда, чтобы повысить напряжение до 2,20-2,90 В/элемент и активировать схему защиты, после чего начинается обычная зарядка. Будьте осторожны, если напряжение литий-ионного аккумулятора остается ниже 1,5 В/элемент в течение недели или дольше.

Сравнение методов зарядки

Зарядные устройства на основе свинца и лития работают по методу постоянного тока и постоянного напряжения (CCCV), при котором напряжение ограничивается при достижении установленного предела. В этот момент цикла зарядки аккумулятор начинает насыщаться, а ток падает. Полный заряд происходит, когда ток падает до установленного уровня. Никелевые аккумуляторы заряжаются постоянным током, а напряжение может свободно колебаться. Это можно сравнить с поднятием груза с помощью резинки, когда рука движется впереди нагрузки. Определение полного заряда происходит, когда наблюдается небольшое падение напряжения после постоянного роста. Этот метод известен как дельта-напряжение-дельта-температура (DVDT) и хорошо работает с быстрой зарядкой. Чтобы предотвратить аномалии, такие как короткое замыкание или несоответствие элементов, зарядное устройство должно иметь таймер плато для прекращения зарядки, если дельта-напряжение не измеряется, а также датчики температуры.

Повышение температуры является нормальным явлением для никелевых аккумуляторов, особенно при достижении 70-процентного уровня заряда. Причиной этого является снижение эффективности зарядки, и ток зарядки следует уменьшить, чтобы ограничить нагрузку. Когда аккумулятор «готов», он должен остыть. Если температура остается выше комнатной, то зарядное устройство работает неправильно, и аккумулятор следует извлечь. Длительная медленная зарядка никелевых аккумуляторов наносит им вред. NiCd и NiMH не следует оставлять в зарядном устройстве без присмотра на недели и месяцы. Если в этом нет необходимости, храните их в прохладном месте и заряжайте перед использованием.

Литиевые аккумуляторы всегда должны оставаться холодными во время зарядки. Прекратите использование аккумулятора и/или зарядного устройства, если он нагревается во время зарядки. Литий-ионный аккумулятор не может поглощать перезаряд и поэтому не получает капельной подзарядки, когда полностью заряжен. Нет необходимости вынимать литий-ионный аккумулятор из зарядного устройства, однако, если он не используется в течение недели или дольше, всегда лучше поместить его в прохладное место и зарядить перед использованием.

Самое простое зарядное устройство – это ночное зарядное устройство, также известное как медленное зарядное устройство. Это уходит корнями в старые времена никель-кадмиевых аккумуляторов, когда простое зарядное устройство применяло фиксированный заряд примерно 0,1 C (одна десятая от номинальной емкости), пока аккумулятор был подключен. Медленные зарядные устройства не имеют функции определения полного заряда; зарядка остается активной, и полный заряд разряженного аккумулятора занимает 14–16 часов. После полной зарядки медленное зарядное устройство сохраняет NiCd теплым на ощупь. Из-за пониженной способности поглощать перезаряд, NiMH не следует заряжать на медленном зарядном устройстве. Недорогие потребительские зарядные устройства для зарядки элементов типа C, AA и AAA часто используют этот метод зарядки, как и некоторые детские игрушки.

Скорость зарядки: от медленной до быстрой

Быстрое зарядное устройство (Rapid charger) находится между медленным и самым быстрым зарядным устройством и используется в потребительских товарах. Время зарядки пустого аккумулятора составляет 3–6 часов. Когда аккумулятор полностью заряжен, устройство переключается в режим «готовности». Большинство быстрых зарядных устройств оснащены датчиками температуры для безопасной зарядки неисправного аккумулятора.

Аккумуляторы LiFePO4

Надежные литий-железо-фосфатные аккумуляторы для солнечных и резервных систем.

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Ач)

Компактный аккумулятор с встроенным BMS для безопасной работы в солнечных и резервных системах.

Купить

 LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Современная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO4) со встроенным BMS и защитой от перегрузки

Купить

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah 

Высококачественный источник энергии с длительным сроком службы, высокой безопасностью и совместимостью с экосистемой Victron Energy

Купить

Посмотреть больше

Самое быстрое зарядное устройство (Fast charger) предлагает несколько преимуществ, очевидным из которых является более короткое время зарядки. Короткое время зарядки требует более тесной связи между зарядным устройством и аккумулятором. При скорости зарядки 1C, которую обычно использует быстрое зарядное устройство, разряженный NiCd и NiMH аккумулятор заряжается чуть более чем за час. Когда аккумулятор приближается к полному заряду, некоторые зарядные устройства на основе никеля уменьшают ток, чтобы адаптироваться к более низкой допустимой мощности заряда. Полностью заряженный аккумулятор переключается на поддерживающую зарядку, также известную как зарядка для обслуживания. Большинство современных зарядных устройств на основе никеля имеют уменьшенную поддерживающую зарядку, чтобы также поддерживать заряд NiMH.

Последние советы по зарядке

Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее эффективными и заряжаются до 70 процентов менее чем за час. Дополнительное время посвящено длительному заряду насыщения, который не является обязательным. На самом деле, лучше не заряжать литий-ионный аккумулятор полностью, так как он прослужит дольше. Если он не используется в течение недели или дольше, всегда лучше поместить его в прохладное место.

Свинцово-кислотные аккумуляторы нельзя быстро заряжать. Большинство свинцово-кислотных зарядных устройств заряжают аккумулятор за 14–16 часов. Их можно зарядить до 70 процентов примерно за восемь часов; остальное время занимает чрезвычайно важный насыщающий заряд. Частичная зарядка разрешена при условии, что свинцово-кислотные аккумуляторы периодически получают полностью насыщающий заряд, чтобы предотвратить сульфатацию.

Свинцово-кислотные аккумуляторы AGM/GEL

Надежные свинцово-кислотные аккумуляторы для максимальной эффективности работы

Аккумулятор Victron 12V/110Ah GEL Deep Cycle

Является идеальным выбором для применений, требующих надежного, долговечного и глубоко разрядного источника питания

Купить

Аккумулятор Victron AGM Super Cycle 12V 125Ah (M8)

Благодаря технологиям электрохимии, этот аккумулятор выдерживает до 300 циклов разряда до 100%, что делает его отличным решением для автономных электрических систем

Купить

AGM аккумулятор BB Battery MPL55-12 (12В 55Ач)

AGM VRLA батарея с высоким током разряда, специально разработанная для критических нагрузок в системах ИБП, телекоммуникациях и энергетике

Купить

Посмотреть больше