Зарядните за тягови батерии – трансформаторни или импулсни?

           Електрокарите и повдигачите са промишлени съоръжения подложени на тежък експлоатационен режим. Ежедневният цикличен работен режим заряд-разряд на батерията  при широк работен диапазон от -20 до + 50 градуса поставя тежки изисквания към зарядните устройства по отношение тяхната надежност и дълговечност.

            Работният диапазон на мрежовото напрежение в промишлен експлоатационен режим също е много широк +- 15-20 % от Un.Токовите удари от тежки пускови режими,резките промени в натоварването,атмосферните влияния водят до големи динамични колебания и значителни пренапрежения в мрежовото захранване.Работните условия в зарядните станции са изключително тежки-висока влажност,наличие на прах и аерозоли,големи температурни разлики,вибрации,ниско квалифициран обслужващ персонал.

            Всички изброени фактори поставят надежността и експлоатационният ресурс на зарядните устройства като основен фактор в избора при закупуването им.

            Бурното развитие на съвременната електроника доведе до изключително намаляване теглото,габаритите и цената на масовите съоръжения- GSM,лаптопи;TV ; таблети, и т.н..Аналогична е тенденцията и при токозахранващите устройства.Появилите се на пазара монофазни импулсни зарядни с директно мрежово захранване са много привлекателни с ниското си тегло/7-8 кг./ и по-ниска цена/ с 15-20%/ спрямо класическите трансформаторни зарядни устройства.

            Защо все пак са за предпочитане зарядните с мрежов трансформатор ?                      

            Зарядните с мрежов разделителен трансформатор и управление във вторичната страна са с огромното предимство,че правят  галваничното  разделяне с мрежата без  участие на електролитни кондензатори и полупроводникови елементи в мрежовите вериги.Наличието на магнитопровод с насищане не допуска прехвърляне на високи пренапрежения и отскоци от първичната към вторичната страна където са полупроводниковите елементи и те са защитени надеждно от изгаряне по пренапрежение.

По-голямото тегло /30-40 кг./ и габарити /30х40х50 см./ не са от съществено значение поради стационарните условия за експлоатация. Малкото на брой електронни елементи –тиристори,диоди,кондензатори и дискретни полупроводници работят надеждно и продължително в облекчен режим,защитени от недопустими въздействия на околната среда.

            Относно импулсните устройства:Да те са прекрасни –за РС,таблет ,в пощата,в бита, но за промишлено приложение?

От години сме доставчици на НЕК,АЕЦ Козлодуй,ТЕЦ””Марица Изток”,ТЕЦ Варна,ТЕЦ Русе.

            За всички тези отговорни обекти техническите изисквания са за зарядни и токозахранващи устройства с мрежов трансформатор и тиристорно управление-Защо ли?

            Импулсните зарядни устройства за мощност над 100 VA са два типа:

Тип А: С директно изправяне и преобразуване на мрежата.

Тип В:  Индиректно през PFC  регулатор/т.е.филтър за синусоидален ток към мрежата.

           За САЩ и Европейският съюз експлоатацията на устройства тип А за по-големи мощности е забранено.Допуска се използването им в устройства с кратковременен режим на работа ,основно за битови електроуреди.

           Фактът е,че на пазара се промъкват китайски електрожени  „тип А”,преработени  в зарядни устройства.

           Подмамени от по-ниските цени /поради техническа нелоялност на доставчкика посредник/ търговците подлагат на риск преките потребители с ненадежни и с кратък експлоатационен живот зарядни устройства.

            Технически погледнато импулсното устройство „тип А” предназначено за електрожен е разчетено за повторно кратковременен режим на работа т.е. 1- 2минути работа /заваряване/ 3-4 минути почивка -време през което полупроводниковите елементи ,кондензатори и индуктивности се охлаждат.

            Важна особеност е,че поради битовото предназначение на токопреобразувателя той е в монофазно изпълнение.Режимът на работа се утежнява  от това ,че при директно изправяне на мрежовото напрежение без филтър „тип В” токът е с изключително висока ефективна стойност,налице са висши хармоници ,което  води до гранично претоварване на електролитните кондензатори и силови елементи превишавайки температурната им граница.Пораждат се  значителни електромагнитни смущения обратно в мрежата и в полето около устройството.

            Поради непрекъснатият режим на работа при заряд,силовите елементи не успяват да се охладят и се налага допълнително усилено принудително охлаждане.Гранично високата температура на силовите кондензатори скъсява изключително /в пъти/експлоатационният им срок ,а от тук и на цялото устройство.

„Безплатен обяд няма”-привидно ниската закупна цена ще се удвои поради факта,че за времето на живот на класическото зарядно с мрежов трансформатор ще се наложи да си купите 2-3 „евтини „импулсни.

             Не така стои въпросът със специално  проектираните за заряд импулсни устройства от” типа В” – производство на реномирани фирми като  напр.“Benning”и др.осигуряващи безопасна и надеждна експлоатация за време съизмеримо с трансформаторните ,но и с цена съизмерима и по-висока.

И все пак животът на „класиците” е най-дълъг –нали за това  са класици!

Перник

18.03.2014                                                                                      инж.Неделчо Деветаков

                                                                                                          Р-л”Иновации”

ВАШИТЕ ИДЕИ И МЕЧТИ ПРЕТВОРЯВАМЕ В РЕАЛНОСТ

Творческият труд е своего рода стремеж за изява,при която целта не са парите, а признанието .Смисълът на живота е в малката тухличка, която ако си дарен с това щастие можеш да вградиш в световното мирознание. На колко художници, поети, писатели, актьори, певци знаете името – десетки, стотици! А на колко научни работници,конструктори,технолози-на единици.Огледайте се около себе си – само преди 120 години в благородно състезание са се завземали земите на Оклахома от новите заселници. А къде е сега Америка, къде е техниката? – тухличка по тухличка знайни и незнайни творци на науката и техниката са изградили съвремения материален свят. Ето затова си позволявам да Ви опиша нашата тухличка: За да имате повече спокойствие, свободно време, време за размисъл, творчество и щастие да осмисляте живота с нещо полезно за другите, направихме така, че да не мислите за акумулаторите си. Тези акумулатори, които все повече завладяват живота ни: в автомобили, електрокари, електромобили,компютри,UPS-и ,GSM-и, часовници,играчки,  битови и медицински уреди , - в пъти повече отколкото сме ние хората.

Думата ни е за транспортната техника – много-много акумулатори – крехки души – искат внимание и време. Наше мото е: Вие да си почивате, а ние да поемем грижата за батериите Ви.

За 15 години доказахме, че го правим добре. Ще кажете – „думи, рекламни трикове!”  Тогава нека някой представи за същите пари друго зарядно, да го сложим до нашето и да го сравним – ето това е истинската оценка.

Каква е тайната ни? В техниката има постулати , против които никой не се изправя, защото са...постулати – казано е, че така не се прави. Ние не знаехме и взехме, че го направихме: адаптивен знакопроменлив ток за заряд, импулси над 3 пъти над допустимите, заряд за 45 минути, динамичен хистерезис, корелационно екстремална система за регулиране на зарядният процес... все забранени до сега похвати в заряда на акумулатори – но работят!Това с част от ключовите предимства на произвежданите от нас устройства “EPKar” и “Accutonic”,с които сме популярни и конкурентни.

Актуално във времената на криза е и новият дух  който вдъхваме на добрите стари зарядни от времето на БАЛКАНКАР. Произведените преди 20 – 30 години трансформаторни токоизправители с ново съвременно управление от “EPKar”   съчетават доказаната здравина и надеждност с прецизността и пълната автоматизация на съвременната силова електроника. С двойно по-ниска цена – печелят всички и най вече природата ни.

Пак ще речете:...ама кои сте вие  ВК”Конверт” та се перчите! – Световно непознати! Някаква си мижава фирмичка с 5 специалиста и то в Перник.Но и в „нахапаната ябълка” са били 2-3ма, ама сега се гордеете, ако имате iPhone…  И нашата сила е в това, че работим за едната чест и то с удоволствие, а зад нас сте Вие – хилядите потребители в гласовете на които се вслушваме и се опитваме да направим за Вас това, за което сте си мечтали.

Да, вашите мечти сега са нашите идеи за бъдещето . Това е  мисията ни- да ги   чуем, осмислим, обобщим и реализираме в нашата работилница за мечти. Потърсете ни, споделете и заедно да правим бъдещето в нашата област – зарядни за подемно-транспортната техника. Да не забравяме, че още ни помнят като най-големите в света – Балканкарци.

Зарядни устройства за подемно - транспортна техника на световно ниво

80% износ е добър атестат за всяка фирма производител. За повече от 15 години съществуване ВК „КОНВЕРТ“ е водеща фирма в проектирането и производството  на зарядни токоизправители в България. Това е постигнато благодарение на иновациите,  съответстващи на световните достижения в тази област.

Мога да кажа, че произвеждаме най-добрите зарядни за подемно-транспортна техника в тази ценова категория. Основание за това твърдение е 36 годишният ми опит като конструктор на зарядни устройства и 27 години мениджър по иновации (няма грешка – едното е призвание , а другото длъжност).

Произвеждайки гама зарядни за акумулаторни батерии, ВК „Конверт“ отговаря на потребностите на телекомуникациите, транспорта, енергетиката, отбраната, бита.

Специализирани за подемно - транспортни съоръжения са зарядните за тягови батерии от гамата „EPKar“,а за стартерни батерии – гамата „Акутоник“.

„EPKar“ са предназначени за всички видове електрокари и повдигачи, транспалетни колички, вишки, височинни платформи, голфкари, инвалидни колички  и електромобили.

Характерно за цялата гама „EPKar“ е новият функционален подход – максимално облекчаване труда на потребителя, пестене на време и пари при експлоатация. „EPKar“ позволяват бърз заряд, по всяко време, без контрол, без газоотделяне, загряване, кипене и презаряд на батерията.  Такъв режим на заряд гарантира ежедневна готовност с пълния капацитет на батерията. Стабилизираните зарядни характеристики и пулсиращият реверсивен ток удължават живота на батериите и ги десулфатизират.

Фирма ВК „Конверт“ грижейки се за съхраняване на природните ресурси, извършва модернизация и ъпгрейд на стари трансформаторни зарядни токоизправители на половин цена. Параметрите и гаранцията на обновените зарядни са същите, както на най-новата модификация.

Сервизът в България, Русия, Сърбия, Македония, Беларус е до 48 часа.

„Акутоник“ са гама различни по-мощност устройства за бърз заряд, автоматична десулфатизация, подзаряд или консервация на  стартерни акумулаторни батерии.

Дори да карате автомобила си ежедневно, особено през зимата батерията не се зарежда пълноценно. Тежък старт, задължително включени фарове, чистачки, аларма, климатик – все консумации, които генераторът на автомобила не успява да компенсира. Хронично недозаредената батерия бавно и необратимо започва да сулфатизира. Веднъж частично  сулфатизирала,  батерията вече не може да  възстанови капацитета си от зарядните агрегати на автомобила. Активната десулфатизация с „Акутоник“ и периодичният изравнителен заряд, възстановяват капацитета и стартовите качества на акумулатора.

”Акутоник” се произвежда в 4 разновидности:

1.    За мотоциклети и леки автомобили – 6 и 12V/1A;  12V/6A.

2.    За дизели, мотокари, бензинови камиони и дизелагрегати– 12V/10A.

3.    За сервизи, автокъщи и магазини за акумулаторни батерии – 12V/20A.

4.    За инвалидни колички, камиони и автобуси – 24V/16A.

Анализ на ключовите предимства на произвежданите и бъдещи технически нововъведения на проектираните от нас устройства ще Ви предлажим в 8-ми брой на списанието.

Инж. Неделчо Деветаков         00359 895 51 46 47

Нов век – нов подход към акумулаторите

             21 век – ново поколение автомобили, нови акумулатори. Какво налага да сменим и зарядните за тях? Защо е необходимо да ползваме зарядно след като редовно , ежедневно ползвам  автомобила и батерията се зарежда от него?

          Защо трябва да си сменям зарядното, ако имаме старо , което  е служило 20 г чудесно?

        

          21 век нов акумулатори система олово калций са затворен тип. По каталог – не се доливат, не газоотделят и са с по-голям стартерен ток и с по-високо напрежение за заряд – 14 – 14,5V.

          21 век - Колите станаха много, а от тук и задръствания. Горивата са скъпи и старт-стопната система на всеки светофар е наложителна, а пробегът се ограничава и е при ниска средна скорост. Чакайки на светофар или в задръстване,чистачките, вентилатора на парното, радиото ( 4х40W) работят,  фаровете светят. Всичко това води до ежедневен недозаряд-т.е. повече разряд от заряд. Капка по капка изтичат Ah на батерията , която особено в студено време  е с по-малък ефективен капацитет и по-тежък стартов режим , а идва зима!

    Този недозаряд води до постепенна сулфатизация намаляваща още повече ефективния капацитет на акумулатора. За съжаление системите на автомобила не само не смогват да компенсират повишеният разход на Ah , но и не могат да повлияят на сулфатизацията. Оставен дори за седмица без ползване акумулаторът прогресивно сулфатизира и се стига до необратим недостиг на капацитет, губи стартови качества и живот на батерията … до следващата зима.

       Всичко това налага периодично, поне на две седмици да правим десулфатизиращ изравнителен заряд/ особено през зимата/.

    Старите или евтините китайски зарядни са на принципа:  заряд с падаща W характеристика- т.е. ниско напрежение на батерията – голям ток; високо напрежение – малък ток. 80% от тези зарядни не са стабилизирани – трансформатор и диоди и параметрите им са силно зависими от мрежовото напрежение. Точно когато батерията е силно разредена и би поела голям ток – вечер като включим за заряд мрежата е най-натоварена и зарядният ток е в пъти по-слаб от номиналният. Индикаторът на зарядното показва зареденост , малък ток, свети „готов” заряда се прекратява и си мислим , че сме заредили батерията. За съжаление – не можем да проверим и достигнатата плътност на електролита (норма 1,28 най-малко 1,25) поради това, че новата  батерията е от затворен тип. Остава единствено „окото”- индикатор на батерията, но на повечето от тях го няма ( а и показанието му е вярно само, ако няма загуби на вода от електролита). За десулфатизация не може и да се говори -  за да се преодолее е необходим заряд с повишено напрежение – до 2,7V/ел. т.е. до 16 – 17V, а  мрежата е ниска, токоизправителят е евтин и не може да ги достигне, а индикира готовност.

       По-лошият случай е когато мрежовото напрежение е високо ( обикновено нощем) и батерията не е много разредена (нямаме вярна оценка поради това, че е затворена). Това повишено напрежение би довело до голям заряден ток, бурно газоотделяне ,повишаване на температурата  (температурна лавина) водещо до още по-голямо загряване , презаряд. Напрежението на батерията пада, токът на зарядното се повишава, а то не изключва защото дори добрите зарядни устройства изключват , когато напрежението се повиши, а токът падне. Батерията дори и затворен сребърно калциев тип не успява да рекомбинира отделените газове, изпуска  в атмосферата Н2 и О (т.е. губи вода) .Ако не изключим навреме от заряд, батерията се издува, разрушава и дори може и да се стигне до взрив от вътрешно късо при изкривени плочи.

     Че още със създаването на затворен тип батерии , учените в света потърсиха решение за да не се стига до апокалипсиса по-горе. Наскоро изтече 20 годишна давност на засекретени разработки относно заряд с импулсен реверсивен ток. Независимо от параметрите на технологията и практическото решение за достигането им , резултатът е положителен. Импулсният реверсивен ток осигурява сигурно зареждане, десулфатизация и изравнителен заряд на основните типове акумулаторни батерии - оловно киселинни, алкални и сребърно цинкови независимо дали са отворен или затворен тип. Липсва газоотделяне, загряване, презаряд и загуба на вода. Капацитетът след няколко цикъла се повишава над фабрично заложения.

       На прага на зимата фирма ВК „Конверт” Перник осигурява пълната гама  реверсивни зарядни устройства „Акутоник” доказани в практиката, с гаранция за качество и на добри цени.

  „Акутоник“ са гама различни по-мощност устройства за заряд, автоматична десулфатизация, подзаряд и консервация на АБ за продължително време – до 6 месеца, т.е. включвате „Акутоник“ към батерията и той се грижи за доброто й състояние до момента, когато влезе в употреба – заредена десулфатизирана, без презаряд.

”Акутоник” е на пазара в 6 разновидности:

1.    За мотоциклети и леки автомобили – 6 и 12V/1A;  12V/5A.

2.    За дизели и бензинови камиони – 12V/10A и дизелагрегати.

3.    За сервизи, автокъщи и магазини за акумулаторни батерии – 12V/20A.

4.    За автоборси, сервизи, магазини за акумулаторни батерии – 4х12V/20A.

5.    За инвалидни колички, камиони и автобуси – 24V/20A.

6.    Зарядни станции по-заявка  - 2, 6, 12, 24, 48, 80V/50A  и 100A с рекоперация, връщане на енергиятав мрежата- електромерът върти  обратно (само да има кой да купува).

  

За техническа консултация – инж. Н.Деветаков  тел.: 0895514647

За ценова информация и поръчки – инж.М.Александрова тел.: 0895514648

ЗАРЯДНИТЕ УСТРОЙСТВА ПЕЧЕЛЯТ или ГУБЯТ ВРЕМЕ И ПАРИ?

Настоящият обзор не е строго научен, а по скоро е споделяне на 30 годишен натрупан опит от изследвания на различни зарядни режими и зарядни устройства (ЗУ) за оловни тягови акумулаторни батерии (ТАБ) –с цел облекчена експлоатация и удължен живот.
Б.Р. Авторът 30 години работи като конструктор и ръководител иновации в завод за ЗУ „VC – CONVERT” и „Балканкар рекорд”.
Защо стационарните батерии в енергетиката и телекомуникациите или стартерните в автомобилите работят по-дълго време от тяговите в електрокарите ?
Ако пренебрегнем конструктивните различия , най съществената разлика е в режимите на експлоатация на акумулаторни батерии:

1 – Разряд ; 2 – Ускорен заряд ; 3 – Подзаряд ; 4 - Отдих

-При стационарните батерии и UPS системите 98% от живота на батериите преминава в режим на подзаряд с температурна компенсация.
-В автомобилите стартерните батерии са подложени на частичен кратък стартов разряд , ускорен заряд , реверсивен подзаряд и покой в заредено състояние.
-При карите има два варианта на режими на работа:
-Интензивен - По 2 цикъла заряд/разряд в денонощие , 6 дни седмично
Обичайно 1 ден седмично батерията може да се подложи на 24 часов изравнителен заряд.
-Нормален - По 1 цикъла заряд/разряд в денонощие , 5 дни седмично
Обичайно 2 дни седмично батерията не е в експлоатация и може да остане включена към зарядно устройство.

От направената съпоставка по-горе се вижда , че тяговите батерии са подложени на чести цикли пълен разряд-заряд . Производителите на ТАБ батерии им дават живот 1200 ÷ 1500 цикъла , който може да бъде достигнат при строго спазване ред изисквания за обслужване на батерията.Тук няма да обсъждаме безспорните предписания за съхранение , въвеждане в експлоатация и работа с кара, а принципните различия , предимства и недостатъци на различните зарядни режими и ЗУ .

За да бъдем точни в изложението , ще въведем някои термини и определения.

Режими	Параметри
	IсТ	U	ρ	С5	to
	Ток на батерията	Напрежение на клемите на елемент	Плътността на електролита	Капацитет %С5	Температура на електролита
	[ % от С5 ]	[ V/ел ]	[ kg/L ] 30oC	[ Ah ]	[ oC ]
1. Експлоатационни режими				Отдаден
1.1. Заредено състояние		2,12 ÷ 2,15	1,27 ÷ 1,28		0 до 40оС
1.2. Състояние след 5 часов разряд	Iс5 = 0,2С5	1,88 1,7	1,16 1,13	80% 100%	0 до 50оС
1.3. Дълбок разряд	I ≤ Iс5	< 1,7	< 1,12	100%	0 до 50оС
2. Зарядни режими				Върнат
2.1. Основен заряд	0,1 ÷ 0,3С5	до 2,4	под 1,2	над 80%С5	до 45оС
2.2. Дозаряд	0,1 ÷ 0,05С5	до 2,65	над 1,26	до 120% С5	до 50оС
2.3. Изравнителен заряд	= 0,05С5	до 2,75	над 1,27	над 120% С5	до 50оС

3. Аварийни режими	Характерни признаци	Причини за възникване	Начин на отстраняване
3.1. Сулфатизация	Рязко занижен   капацитет  Невъзможност за голям товарен ток  Малък начален заряден ток Io  Бързо достигане напрежение на газоотделяне 2,4V  Бурно газоотделяне и загряване на електролита при ускорен и изравнителен заряд  Липса на капацитет след признаци на пълна зареденост  Ниска плътност  ρ < 1,27g/sm3 в края на заряда  Излизане от строя на отделни елементи поради окъсяване между „+” и „-„ плочи	Системен непълен заряд Съхранение над 48часа при разреденост под 50% без последващ заряд Продължително (над 30дни)съхранение в заредено състояние 100% без изравнителен заряд. В резултат на това се получава защитен филм от трудно разтворим нетокопроводящ оловен сулфат който намалява рязко работната повърхност на акумулаторните пластини.	Заряд с нормиран реверсивен ток Неколкократна смяна на електролита с дестилирана вода , продължителен заряд (48-72часа) с ток 0,05 ÷ 0,02С5 Цикли заряд-разряд – 5 до 10 бр.
3.2. Презаряд	Намаляване на капацитета поради отпадане (излющване)на активната маса от плочите Намаляване на допустимият максимален ток поради изтъняване на тоководещите пръти(решетки) Излизане от строя на отделни елементи поради прекъсване тоководещата верига на цели плочи Излизане от строя на отделни елементи поради окъсяване от отпаднала активна маса	Продължителен заряд с голям ток над 2,4V/ел Продължителен заряд с ограничен ток над 2,7V/ел Периодичен заряд и изравнителен заряд при непълно разредена батерия без система за отчитане степента на зареденост /ЗУ нисък клас/	Капацитивен тест поотделно на всички елементи и подмяна на тези чиито капацитет е по-малък от 80%С5 Подмяна на ЗУ  с устройство висок клас
3.3. Прегряване	Бурно газоотделяне , загряване над 50оС и изкипявне на електролита	Неправилно подбрано зарядно устройство по напрежение (за високо Uo) Нерегулирано входно напрежение за W-характеристика Неправилно подбрано зарядно устройство по ток (за по-големи Ah на батерията) Неподходящ тип зарядно устройство – без нужната система за отчитане степента на начална зареденост , температура на околната среда и електролита , степента на сулфатизация и др.(„евтино устройство”)	Подмяна на зарядното устройство Подмяна на зарядното устройство с такова с по-висока степен на автоматизация и контрол
3.4. Недозаряд след 14 часов заряд	Батерията при 5 часов разряд с Ic5 неотдава нужният капацитет С5 < 0,8 С5nom Понижена мощност на кара	Сулфатизация и евтино ЗУ Повредени елементи от презаряд Липса на електролит (H2O) Ниска температура по време на заряда с неподходящо ЗУ в зимни условия Ранно изключване автоматиката на ЗУ поради неправилно избран критерий за зареденост от производителя на ЗУ Нерегулирано входно напрежение на ЗУ при W-характеристика Липса на добра връзка между ЗУ и батерия поради прекъснати нагорели или хлабави връзки	Проверка на батерията по елементи с тестер Доливане H2O Регулировка или подмяна на ЗУ с по-качествено Проверка качеството на връзките батерия-ЗУ

Забележка:

Iс_Т – Ток в ампери изразен чрез отношението Капацитет C5[Ah]= Ic_T

                                                                                                            _{Време Т [h]}

Пример: За ТАБ със С₅ = 100Ah       Ic5=100  =20A        Ic20=100=5A

                                                                       5                               20

Какво е необходимо за да се зареди батерията?

 Ако Вашата ТАБ е с капацитет С₅100Ah и е напълно разредена до 1,7V/ел т.е. от нея са изтеглени 100Ah, то изискването към ЗУ е да „върне” в батерията за време от 6 до 14 часа 120Ah

Времезарядни характеристики на ТАБ с примерен  капацитет С₅ = 100Ah

в зависимост от зарядния ток Ic_T

No	Основен заряд				Форсиран дозаряд				Общо		Крайна зареденост
Режим	I [A]	T [h]	U [V/ел]	Отдаден C [Ah]	I [A]	T [h]	U [V/ел]	Отдаден C [Ah]	Отдаден C [Ah]	T [h]	C5                [ % ] C5nom
1	≤ 100	>5	2,4	≤ 100	-	-	-	-	100	>5	85 незареден
2	40	2	2,4	80	10	4	2,65	40	120	6	100 зареден
3	20	4	2,4	80	10	4	2,7	40	120	8	100 зареден
4	10	9,5	2,4	95	5	5	2,75	25	120	14,5	100 зареден

Извод: Степента на зареденост не зависи от зарядния ток , а от режима на заряд

Теоретично това е лесно изпълнимо:

Ако напрежението U на ЗУ е стабилизирано  на 2,4V/ел (при 20^оС)  , то при заряд батерията поема толкова ток в А колкото Ah не и достигат.

Според характеристика „А” (Фиг.2) ако за 100Ah батерия зарядното устройство е 100А то би върнало100Ah за 5 часа, но за 100% са нужни 120 Ah.

Характерни особености и проблеми при заряд и поддръжка на оловни ТАБ:

Както посочихме по-горе зарядът до 2,4V/ел е безпроблемен независимо от типът зарядна характеристика А , Б, С или Д. До тук зарядния процес протича по електрохимични закони , характерни с високо КПД , без бурно газоотделяне и загряване на електролита . Начинът на преобразуване на мрежовото захранващо напрежение и  вида на тока са без значение. Но ТАБ няма да бъде заредена 100% защото необходимите и 120Ah не могат да бъдат върнати при 2,4V/ел.

             

Какво налага заряд до 120% С₅?

Всяка батерия е съставена от последователно свързани отделни клетки с нееднакъв капацитет. При цикличният режим на експлоатация – разряд-заряд някои клетки са подложени на  непълно зареждане - условие за сулфатизация. Това са  елементите с фабрично недобре формована активна маса или с по-ниска степен на начална зареденост. Колкото повече цикли , толкова по-голяма става разликата в клетките по зареденост. Незаредените клетки сулфатизират и при последващ заряд тези клетки бързо вдигат напрежение и кипят без да се зареждат с Ah. Те трябва да достигнат добре заредените елементи за да може батерията да отдаде  100% С₅ при добри товарни характеристики. Това налага заряд над 120% С₅ в рамките на 10-14h .

Едно от решенията е  форсиран дозаряд с нормиран ток. Този процес протича при напрежение над 2,4V .Освен електрохимичен процесът е и физичен –газоотделяне (разлагане на Н₂О на H₂ и О ) съпроводено с повишаване температурата на електролита поради екзотермичният му характер.

От тук идват и проблемите!

Тъй нареченият електрохимичен потенциал на отделяне на водорода при 20^оС е над 2,3V/ел. Той е силно зависим от температурата на електролита – колкото тя е по-висока , толкова по-нисък е електрохимичния потенциал , по-бурно се отделя водород , по-бързо и силно загрява елекктролита.

Образуваните газови мехурчета се наслояват плътно върху плочите на батерията , намалява работната им повърхност и се увеличава вътршното съпротивление на батерията. Това води до повишаване общото зарядно напрежение , по-големи загуби на мощност и загряване.

При ползване ЗУ нисък клас с нестабилизирани параметри , ТАБ достига тъй наречената „температурна лавина” при което цялата енергия вкарана от ЗУ се преобразува в топлина.  

Крайният резултат от неправилно управляваният процес на дозаряд може да бъде:

1. Разрушаване на батерията от:

-       Периодичен презаряд

-       Прегряване водещо до изкривяване на акумулаторните плочи и късо съединение помежду им

-       Изкипяване на електролита

-  Изпаряване на H₂O и повишаване  концентрацията на H₂So₄ водеща до сулфатизация и разрушаване плочите на батерията

-       Електрохимична корозия на тоководещите пръти в положителните плочи

2. Тежка експлоатация:

-       Отделяне на взривоопасни газове и агресивни аерозоли

-       Необходимост от квалифициран контрол на зарядния процес .

-       Необходимост от водене точен отчет за степента на зареденост на АБ

-       Често доливане H₂O

При ЗУ осигуряващи дозаряд със стабилизиран нормиран ток , двата  процеса са сходящи и в  даден момент (в зависимост от околната температура) те остават в равновесие . Общото напрежение спира  да се покачва.

Установяването на константно напрежение и плътност на електролита за определено време   се счита сигурен критерий за зареденост.

Това  е реализирано  при интелегентни зарядни устройства от висок клас  с процесорен контролер и стабилизирани параметри. Те осигуряват дълъг живот и комфортна експлоатация на ТАБ .

Пример за устройства от този клас намираме в продуктовата гама на  фирмите :

VC-CONVERT,  EXIDE, BENNING, CLORIDE, FULMEN, ZAPPI, и др.

За 30години научно изследователска и внедрителска работа аз и моят екип със съдействието на научни специалисти по АБ и ЗУ сме установили зарядни режими и създали устройства удовлетворяващи изискванията за оптимален заряд , дълъг живот и лека поддръжка състоянието на АБ – гамата „EPKar”

            Зареждани в тези режими батерии работят вече 11 години и са преминали двукратно указаните от производителя 1500 цикъла.   

Какво Ви струва правилния избор на зарядно устройство?

 Стойността на ЗУ е на порядък по-ниска от тази на ТАБ , а разликата в цените на висок и нисък клас ЗУ е минимална спрямо цената на батерията. Ниският клас ЗУ съкращава живота и с 20 ÷ 30%. За експлоатационният му период се налага закупуване на още една допълнителна батерия.

            Високият клас устройства удължават живота на батерията с минимум 10% с което стават безплатни и Ви спестяват разходите за допълнителна батерия.

            Те Ви осигуряват спокойствие и комфорт при експлоатация.

           

            В момента на пазара се предлагат три класа  зарядни устройства в зависимост от зарядните  характеристики.

           

            1. Зарядни устройства нисък клас с нестабилизирана характеристика            

            Токът посочен в означенията на токоизправителите е максималният който протича 30 – 40 минути в началото на заряда. Продължителният заряден ток е наполовина  от посоченият. Времето за заряд по правило е 12 – 14 часа. Зарядният процес е силно зависим от мрежовото напрежение . Когато то е ниско батериите остават недозаредени и сулфатизират , а когато е високо – газоотделят , кипят и се презареждат. Това води до значително скъсяване живота на ТАБ.

            Необходим е непрекъснат стриктен контрол за регулиране , пренастройка и обслужване от квалифициран персонал.

2.    Зарядни устройства среден клас със стабилизирана характеристика с гладък ток I .

            Параметрите ток и напрежение са стабилизирани , има режим на форсиран дозаряд с нормиран ток . Времето за заряд е от 6 до 10 часа. Изключването е по време или по друг относителен критерий за зареденост.

            Поради температурна зависимост на зарядните параметри , зимно време е възможно батериите да останат недозаредени , а през лятото да се презаредят .Животът на батериите е близък до предписания от производителя при условие , че  квалифициран персонал следи степента на разреденост и  ги включва на заряд.

2.    Зарядни устройства висок клас с оптимизирана характеристика с пулсиращ реверсивен ток .

            Типопредставител -  гама „EPKar” с мека зарядна характеристика осигуряваща  оптимален заряден процес според капацитета и режима на експлоатация на ТАБ. Допуска заряд по всяко време -ежедневно , без да се отчита степента на разреденост и без развиване капачките на елементите на батериите.

            Адаптивните свойства на зарядното устройство към състоянието на зареденост позволяват батерията да остане включена към ЗУ неограничено дълго време ( параметрите на подзаряда Uср и Iср са  както при стационарните батерии).

            Благодарение на микроциклите заряд/разряд се извършва активна десулфатизация и изравняване на клетките по капацитет и степен на зареденост без презаряд. Така зареждана , батерията поддържа максималния си капацитет и зареденост 100% .

            Диференцираният контрол на напрежителният градиент осигурява минимално газо-отделяне , не допуска презаряд и температурна лавина . Икономисва се електроенергия  и не се налага често доливане на вода .

            Еднаквостта на клетките гарантира пълното им симетрично натоварване и добри динамични характеристики на кара през целия разряден цикъл.

            Намаляват ремонтите поради липсата на сулфатизация .

Експлоатацията и поддръжката  са изключително облекчени.

Не се изисква квалифициран персонал и време за измерване , контрол и наблюдение.

Животът на батерията превишава предписания от производителя.

           

            Нядявам се с това изложение да съм Ви помогнал да спестите време и пари с правилния избор на ЗУ.

             Чакам Вашите отзиви и забележки на  vc_convert@abv.bg

             С уважение,

             Инженер Н. Деветаков