Ключ до довговічності акумулятора: правильний зарядний пристрій

Гарний зарядний пристрій забезпечує основу для добре продуктивних та довговічних акумуляторів. На ринку з конкурентною ціною зарядним пристроям часто надається низький пріоритет. Акумулятор та зарядний пристрій повинні працювати разом, як кінь та карета, але це не завжди так. Інженери часто не повністю усвідомлюють складні вимоги до живлення портативного пристрою та необхідність заряджання за несприятливих умов.

Рисунок 1: Акумулятор та зарядний пристрій мають йти разом, як кінь та карета.
Одна сторона не виконує свою роботу без іншої.

Типи та особливості зарядних пристроїв

Зарядні пристрої поділяються на персональні та промислові, «розумні» та «тупі», повільні, швидкі та надшвидкі. Споживчі товари постачаються з недорогим персональним зарядним пристроєм, який добре працює за умови використання за призначенням. Промисловий зарядний пристрій часто виготовляється стороннім виробником і має спеціальні функції, такі як заряджання за несприятливих температур. Хоча акумулятори працюють за температури нижче нуля, не всі хімічні речовини можна заряджати за низьких температур, і більшість літій-іонних акумуляторів потрапляють до цієї категорії. Свинцеві та нікелеві акумулятори приймають заряд, але з нижчою швидкістю.

Зарядні пристрої Victron Energy

Високоякісні зарядні пристрої для довговічної служби та надійності роботи

Зарядний пристрій Victron Blue Smart IP22 Charger 12/30 (1)

 Ідеально підходить для використання в майстернях, а також для заряджання акумуляторів автомобілів, мотоциклів, човнів та кемперів.

Купити

Зарядний пристрій Blue Smart IP65 Charger 12/15

Завдяки класу захисту IP65, пристрій стійкий до пилу та води, що робить його ідеальним для використання в суворих умовах.

Купити

Зарядний пристрій Victron Phoenix Smart IP43 Charger 12/30 (3) 120/240V

Оснащений Bluetooth-інтерфейсом для простого налаштування й моніторингу через додаток VictronConnect. Висока ефективність та надійність роблять його ідеальним рішенням для комерційних, промислових та морських застосувань.

Купити

Подивитися більше

Функція «пробудження» для Li-ion

Деякі літій-іонні зарядні пристрої (Cadex) мають функцію пробудження або «підсилення», яка дозволяє перезаряджати літій-іонний акумулятор, якщо він перейшов у режим сну через надмірний розряд. Стан сну може виникнути під час зберігання акумулятора в розрядженому стані, і саморозряд доводить напругу до точки відсікання. Звичайний зарядний пристрій вважає такий акумулятор непридатним для експлуатації. Функція «підсилення» застосовує невеликий струм заряду, щоб підвищити напругу до 2,20-2,90 В/елемент і активувати схему захисту, після чого починається звичайний заряд. Будьте обережні, якщо напруга літій-іонного акумулятора залишається нижче 1,5 В/елемент протягом тижня або довше.

Порівняння методів заряджання

Зарядні пристрої на основі свинцю та літію працюють на постійному струмі постійної напруги (CCCV), за допомогою якого напруга обмежується при досягненні встановленого ліміту. У цей момент циклу заряджання акумулятор починає насичуватися, а струм падає. Повний заряд відбувається, коли струм падає до встановленого рівня. Нікелеві акумулятори заряджаються постійним струмом, а напруга може вільно коливатися. Це можна порівняти з підняттям ваги за допомогою гумки, коли рука рухається попереду навантаження. Виявлення повного заряду відбувається, коли спостерігається невелике падіння напруги після постійного зростання. Цей метод відомий як дельта-напруга-дельта-температура (DVDT) і добре працює зі швидким зарядом. Щоб запобігти аномаліям, таким як коротке замикання або невідповідність елементів, зарядний пристрій повинен мати таймер плато для припинення заряджання, якщо не вимірюється дельта-напруга, а також датчики температури.

Підвищення температури є нормальним явищем для нікелевих акумуляторів, особливо при досягненні 70-відсоткового рівня заряду. Причиною цього є зниження ефективності заряджання, і струм заряджання слід зменшити, щоб обмежити навантаження. Коли акумулятор «готовий», він повинен охолонути. Якщо температура залишається вищою за кімнатну, то зарядний пристрій працює неправильно, і акумулятор слід вийняти. Тривала повільна зарядка нікелевих акумуляторів завдає їм шкоди. NiCd та NiMH не слід залишати в зарядному пристрої без нагляду протягом тижнів і місяців. Якщо в цьому немає потреби, зберігайте їх у прохолодному місці та заряджайте перед використанням.

Літієві акумулятори завжди повинні залишатися холодними під час заряджання. Припиніть використання акумулятора та/або зарядного пристрою, якщо він нагрівається під час заряджання. Літій-іонний акумулятор не може поглинати перезаряд і тому не отримує поступового заряду, коли повністю заряджений. Немає потреби виймати літій-іонний акумулятор із зарядного пристрою, однак, якщо він не використовується протягом тижня або довше, завжди краще помістити його в прохолодне місце та зарядити перед використанням.

Найпростіший зарядний пристрій – це нічний зарядний пристрій, також відомий як повільний зарядний пристрій. Це сягає корінням у старі часи нікель-кадмієвих акумуляторів, коли простий зарядний пристрій застосовував фіксований заряд приблизно 0,1 C (одна десята від номінальної ємності), поки акумулятор був підключений. Повільні зарядні пристрої не мають функції виявлення повного заряду, зарядка залишається активною, і повний заряд розрядженого акумулятора займає 14–16 годин. Після повного заряджання повільний зарядний пристрій зберігає NiCd теплим на дотик. Через знижену здатність поглинати перезаряд, NiMH не слід заряджати на повільному зарядному пристрої. Недорогі споживчі зарядні пристрої для заряджання елементів типу C AA та AAA часто використовують цей метод заряджання, як і деякі дитячі іграшки.

Швидкість заряджання: від повільного до швидкого

Швидкий зарядний пристрій знаходиться між повільним та швидким зарядним пристроєм і використовується у споживчих товарах. Час зарядки порожнього акумулятора становить 3–6 секунд. Коли зарядний пристрій повністю заряджений, він перемикається в режим «готовності». Більшість швидких зарядних пристроїв оснащені датчиками температури для безпечної зарядки несправного акумулятора.

Акумулятори LiFePO4

Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)

Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.

Купити

 LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження

Купити

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah 

 Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy

Купити

Подивитися більше

Швидкий зарядний пристрій пропонує кілька переваг, очевидною з яких є коротший час зарядки. Короткий час зарядки вимагає щільнішого зв'язку між зарядним пристроєм та акумулятором. При швидкості зарядки 1C, яку зазвичай використовує швидкий зарядний пристрій, розряджений NiCd та NiMH акумулятор заряджається трохи більше ніж за годину. Коли акумулятор наближається до повного заряду, деякі зарядні пристрої на основі нікелю зменшують струм, щоб адаптуватися до нижчої допустимої потужності заряду. Повністю заряджений акумулятор перемикається на підтримуючу зарядку, також відому як зарядка для обслуговування. Більшість сучасних зарядних пристроїв на основі нікелю мають зменшену підтримуючу зарядку, щоб також підтримувати заряд NiMH.

Останні поради щодо заряджання

Літій-іонні акумулятори є найефективнішими та заряджаються до 70 відсотків менш ніж за годину. Додатковий час присвячений тривалому заряду насичення, який не є обов'язковим. Насправді, краще не заряджати літій-іонний акумулятор повністю, оскільки він прослужить довше. Якщо він не використовується протягом тижня або довше, завжди краще помістити його в прохолодне місце.

Свинцево-кислотні акумулятори не можна швидко заряджати. Більшість свинцево-кислотних зарядних пристроїв заряджають акумулятор за 14–16 годин. Їх можна зарядити до 70 відсотків приблизно за вісім годин; решту часу займає надзвичайно важливий насичувальний заряд. Частковий заряд дозволений за умови, що свинцево-кислотні акумулятори періодично отримують повністю насичуваний заряд, щоб запобігти сульфатації.

Свинцево-кислотні акумулятори AGM/GEL

Надійні свинцево-кислотні акумулятори для максимальної ефективності роботи

Акумулятор Victron 12V/110Ah GEL Deep Cycle

 Є ідеальним вибором для застосувань, що вимагають надійного, довговічного і глибоко розрядного джерела живлення

Купити

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

Завдяки технологіям електрохімії, цей акумулятор витримує до 300 циклів розряду до 100%, що робить його відмінним для автономних електричних систем

Купити

AGM акумулятор BB Battery MPL55-12 (12В 55Аг)

 AGM VRLA батарея з високим струмом розряду, спеціально розроблена для критичних навантажень у системах ДБЖ, телекомунікаціях та енергетиці.

Купити

Подивитися більше