Что такое буферный аккумулятор
Как правильно заряжать аккумулятор
Правильная зарядка аккумулятора
Одним из наиболее важных условий корректной работы, хорошей отдачи и длительного срока службы аккумуляторной батареи является её правильный заряд. Это касается абсолютно всех аккумуляторов: будь то мощные промышленные большой емкости, либо же крошечные батарейки в Ваших мобильных. К сожалению, далеко не все пользователи знают, что есть правильная зарядка аккумулятора. Данная статья призвана помочь людям в этом вопросе и быть «руководством пользователя» при столкновении с задачей должным образом зарядить АКБ (аккумуляторную батарею).
Существует множество различных видов электрических аккумуляторов – для каждого из них характерны свои правила и особенности заряда. Все они подробно описаны в инструкциях по эксплуатации, обязательным образом поставляемых продавцом (по крайней мере мы так делаем всегда) вместе с аккумуляторной продукцией. Однако, бороздить инструкцию в поиске нужной информации не всегда удобно, да и не всегда, согласитесь, есть к тому желание. Посему, в данной статье мы обрисуем общие правила по правильной зарядке наиболее популярных и часто используемых в бытовых условиях аккумуляторов – свинцово-кислотных необслуживаемых герметичных АКБ (чаще всего это аккумуляторы для ИБП, аккумуляторы для электромобилей, электромоторов, для лодок, эхолотов, для сигнализации и связи и проч.) – AGM и гелевых аккумуляторов. Эти правила кое в чем справедливы и для автомобильных стартерных (обслуживаемых) АКБ, хоть процесс заряда таких аккумуляторов и имеет некоторые особенности.
Как заряжать аккумулятор?
Здесь надо учитывать также эффект памяти некоторых аккумуляторных батарей — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток только до «запомненной границы». Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый аккумулятор.
Переходим ближе к делу. Чтобы правильно заряжать аккумулятор нужно понимать, в каком режиме он у Вас эксплуатируется.
Что такое буферный режим работы
Самый яркий пример буферного режима работы аккумулятора – ИБП (источник бесперебойного питания, он же UPS). В ИБП аккумуляторная батарея находится на постоянной подзарядке и отдает энергию лишь тогда, когда пропадает электричество в сети, а как только оно появляется, аккумулятор тут же подзаряжается. Это самый щадящий режим работы и именно в буферном режиме, как мы уже говорили, аккумуляторы служат дольше всего (например, наши батареи EverExceed серии ST, производимые по технологии AGM нового поколения, имеют срок службы в буферном режиме при Т=20 о С – 12 лет).
Что такое циклический режим работы
Пример циклического режима использования АКБ – поломоечная машина, детский электромобиль в парке аттракционов, либо же система автономного электропитания с использованием альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветряков и т.д.). Аккумуляторы в этих приложениях разряжают-заряжают как минимум 1 раз в сутки. Такой режим является наиболее суровым, и срок службы АКБ тут уже исчисляется не годами, а количеством циклов разряд-заряда (ну и их глубины, естественно). Упомянутые ранее аккумуляторы EverExceed серии ST могут обеспечить до 600 циклов глубокого 100% разряда (обычные же AGM-аккумуляторы – не более 280). Всегда очень удивляет, когда в приложениях с явно циклическим характером работы (те же системы электропитания на солнечных батареях, либо мобильные кофемашины) некоторые «умельцы» предлагают использование стартерных автомобильных аккумуляторов (аргумент – их дешевизна!). Уведомляем всех, кто столкнулся с подобным предложением : стартерные АКБ имеют тонкие пластины, они рассчитаны лишь на запуск двигателя и дальнейшую подзарядку от генератора, в циклическом же режиме с глубокими разрядами они не прослужат и пары месяцев – их пластины «посыпятся» и на этом эксперемент с «дешевым аналогом» будет завершен.
Как правильно заряжать аккумулятор в буферном режиме:
Всем известно, что номинальное напряжение одного элемента в свинцово-кислотных АКБ = 2 Вольта (отметим, что на практике оно обычно никогда не равняется строго 2 В, но для простоты применяется именно такое число). В быту наиболее часто используются аккумуляторные батареи напряжением 6 Вольт (3 элемента) и 12 Вольт (6 элементов).
В буферном режиме напряжение заряда следует выставить на уровне 2,27 – 2,30 Вольт на элемент (то есть для 12-вольтового аккумулятора это 13,6 – 13,8 В, а для 6-вольтового – 6,8 – 6,9 В). Это подходит как для AGM, так и для гелевых батарей.
Ток заряда должен быть ограничен в величину, равную 30% от номинальной 10-часовой емкости аккумулятора, выраженную в Амперах (для гелевых аккумуляторов – 20%). Например, для батареи с емкостью С10=100 Ач ограничение тока заряда должно составлять 30 А (для гелевых АКБ – 20 А).
Как правильно заряжать аккумулятор в циклическом режиме:
Напряжение заряда:
2,4 – 2,45 В/эл. (14,4 – 14,7 В на 12-вольтовую батарею или 7,2 – 7,35 В на 6-вольтовую) – для AGM-аккумуляторов;
2,35 В/эл (14,1 В на 12-вольтовую батарею или 7,05 В на 6-вольтовую) – для гелевых аккумуляторов.
Ток заряда:
20% от С10 (для батареи емкостью 100 Ач – это 20 А).
Сколько должен длиться заряд батареи
Продолжительность заряда зависит от изначальной заряженности (разряженности) батареи. Поначалу идет быстрый заряд (бустерный), но по мере насыщения потребляемый ток снижается, доходя до минимума при достижении полной заряженности АКБ. Критерий полной заряженности – падение тока, который принимает аккумулятор, до 2 – 3 мА на каждый Ач емкости батареи (при буферном заряде). Например, для той же С10=100 Ач батареи падение тока зарядки до 200 – 300 мА будет означать, что батарея почти полностью заряжена. Чтобы довести уровень заряда АКБ до 100%, следует продолжать зарядку таким милли-током еще около 1 часа. Обычно, полностью разряженная батарея заряжается за 10 часов в циклическом режиме или за 30-48 часов в буферном.
Следует учесть, что для полной зарядки аккумуляторной батареи ей следует сообщить примерно на 20% энергии больше, чем следует из понятия “номинальная емкость”. Это, как говорится, законы природы, и они едины для всех свинцово-кислотных да и других батарей, независимо от вида и производителя. Образно говоря, если батарею не «перенасытить», в ней не завершатся должные электрохимические процессы и дальнейшая отдача будет меньше.
Производить зарядку аккумуляторных батарей желательно при температуре окружающей среды 20 – 25 о С.
При меньшей температуре заряжать необходимо более длительное время. Зарядка аккумулятора при температуре менее 0 о С становится крайне нежелательной (ибо почти безрезультатна). Желательно также наличие функции термокомпенсации (изменения напряжения заряда в зависимости от температуры окружающей среды) на Вашем зарядном устройстве.
БУФЕРНАЯ БАТАРЕЯ
аккумуляторная батарея, включённая параллельно с генератором пост. тока или выпрямит. устройством для питания потребителей при уменьшении мощности генератора, а также с целью снижения колебаний напряжения и тока в цепи. Названа по аналогии с механич. буфером, т. к. первоначально Б. б. предназначалась для частичной компенсации мощности, отдаваемой электрич. станцией в периоды Макс. нагрузок. Б. б. часто используют в качестве резерва (в режиме непрерывной буферной работы с пост. подзарядом) при прекращении работы осн. источников питания, например в устройствах связи, на КА в сочетании с солнечными батареями. В режиме Б. б. работают также аккумуляторные батареи, применяемые на авто- и ж.-д. транспорте, когда при снижении скорости движения ниже определ. предела генератор автоматически от
Смотреть что такое «БУФЕРНАЯ БАТАРЕЯ» в других словарях:
буферная батарея — Аккумуляторная батарея, включенная параллельно с основным источником постоянного тока с целью уменьшения отклонения значения напряжения и тока в цепи потребителя. [ГОСТ 15596 82] буферная батарея Батарея, соединенная параллельно с источником… … Справочник технического переводчика
БУФЕРНАЯ БАТАРЕЯ — электр. батарея, присоединяемая параллельно к основному источнику электр. тока и состоящая обычно из аккумуляторов. Б. б. служит для сглаживания пульсаций тока, к рые дает основной источник (динамомашина или сеть переменного тока, включенная… … Технический железнодорожный словарь
Буферная батарея — 87. Буферная батарея Аккумуляторная батарея, включенная параллельно с основным источником постоянного тока с целью уменьшения отклонения значения напряжения и тока в цепи потребителя Источник: ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
буферная батарея — tarpinė baterija statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. buffer battery; spacing battery vok. Pufferbatterie, f rus. буферная батарея, f pranc. batterie tampon, f … Radioelektronikos terminų žodynas
Буферная батарея — аккумуляторная батарея, включенная параллельно с генератором постоянного тока или выпрямительным устройством для совместного питания нагрузки. Названа по аналогии с механическим буфером, так как первоначально Б. б. предназначалась для… … Большая советская энциклопедия
буферная батарея с постоянным подзарядом — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN floating battery … Справочник технического переводчика
Батарея буферная — Буферная батарея (buffer battery) батарея, соединенная параллельно с источником постоянного тока, чтобы уменьшить влияние колебаний мощности источника. Источник: ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАЦИОНАРНЫХ СВИНЦОВО КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ… … Официальная терминология
буферная аккумуляторная батарея — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN floating battery … Справочник технического переводчика
буферная система питания — буферная установка питания Система [установка] питания, в состав резервной цепи которой входит батарея, выводы которой постоянно соединены с нагрузкой [ОСТ 45.55 99] Тематики источники и системы электропитания … Справочник технического переводчика
ГОСТ 15596-82: Источники тока химические. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и определения оригинал документа: 8. Аккумулятор Akkumulator Гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Что такое буферный аккумулятор
Режимы работы аккумуляторных батарей: буферный и циклический
Качественная и долговечная работа аккумуляторной батареи это не только положительный экономический эффект для владельца, но и приятная составляющая эксплуатации. Согласитесь, отказ в работе аккумуляторной батареи в первые 2-3 года эксплуатации и отказ работы батареи на 7-10 году эксплуатации вызывают противоположные эмоции.
Важными эксплуатационными характеристиками являются: температурный режим работы (+10..+25 град.Цельсия) и правильно выбранный режим эксплуатации и подобранный под этот режим работы метод заряда. Стоит отметить, что мы разберем варианты и режимы работы аккумуляторных батарей, которые применяются в ИБП, а в следующей статье разберем как правильно зарядить аккумуляторы в ИБП. Аккумуляторы для ИБП это, как правило, свинцово- кислотные необслуживаемые и герметичные, производятся по основным двум технологиям: AGM и GEL (гелевый аккумулятор для ИБП).
Чем определяется долговечность работы аккумуляторной батареи?
Общеизвестным фактом и логичным подтверждением является следующее: срок службы аккумулятора в основном определяется количеством процедур заряд-разряд и его глубина разряда. Другими словами: чем реже мы проводим процедуру разряда аккумулятора и чем менее глубоким этот разряд является – тем дольше прослужит аккумулятор.
Теперь рассмотрим два режима работы аккумуляторов – буферный и циклический, а также как правильно осуществлять зарядку аккумуляторов в этих режимах.
Работа аккумуляторных батарей в буферном режиме
Циклический режим работы аккумуляторной батареи
Циклический режим работы – режим, когда с четкой периодичностью аккумулятор подвергается полному заряду и полному разряду. Примерами такого режима работы являются: электротранспорт, поломоечные машины, электропогрузчики, альтернативная энергетика – все те отрасли, где аккумуляторные батареи имеют постоянную периодичность использования. Циклический режим использования аккумуляторных батарей является для них самым жестким испытанием на прочность. Поэтому перед тем как купить аккумуляторную батарею желательно узнать режим ее работы.
© Материал подготовлен специалистами компании НТС-групп (ТМ Электрокапризам-НЕТ!), 2019год
Приборы для контроля аккумуляторов
Последние изменения на сайте сделаны 31.10.2021 г.
Немного о герметичных свинцовых аккумуляторах
И спользование свинцово-кальциевых сплавов позволило уменьшить коррозию решеток. Сепараторы из стекломатов (или гелевый электролит) обеспечили полную внутреннюю рекомбинацию образующихся газов и исключили их выделение аккумулятором. В результате, старение аккумуляторов для UPS замедлилось, батареи UPS можно длительно эксплуатировать в буферном режиме, не подвергая тренировкам. Для аварийных ситуаций (несоблюдение режима зарядки) аккумуляторы для UPS оснащены предохранительным клапаном, открывающимся при повышении давления в аккумуляторе. Практически же (при соблюдении режимов эксплуатации) аккумуляторы герметичны.
П о этой причине аккумуляторы для UPS могут эксплуатироваться не только в вертикальном положении, но и на боку. Современные герметичные свинцовые кислотные аккумуляторы могут быть (хотя и ограниченное число раз) восстановлены после глубоких разрядов (падения напряжения на аккумуляторе ниже рекомендованного производителем).
Две технологии аккумуляторов для UPS
С точки зрения применения этих аккумуляторов для UPS, систем связи или других приложений, обе технологии герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов равноценны.
Два режима работы аккумуляторных батарей
О бычно рассматривают два режима работы аккумуляторных батарей: буферный и циклический.
Буферный режим работы аккумуляторных батарей
П ри буферном режиме работы батарея постоянно подключена к зарядному устройству и к нагрузке (при использовании аккумулятора для UPS нагрузкой является инвертор UPS). Если в электрической сети есть напряжение, то после зарядки, батарея в течение длительного времени находится под действием конечного напряжения зарядки. Слабый ток, протекающий через батареи, компенсирует саморазряд батареи и постоянно поддерживает батарею в полностью заряженном состоянии. В случае отключения напряжения в электрической сети, батарея разряжается на подключенную к ней нагрузку.
Циклический режим работы аккумуляторных батарей
П ри циклическом режиме работы батарею заряжают, а затем отключают от зарядного устройства. Разряд батареи производится по мере необходимости.
Ц иклический режим работы аккумуляторных батарей используется при работе различных переносных или перевозимых устройств: электрических фонарей, средств коммуникаций, измерительных приборов.
П роизводители аккумуляторов иногда указывают в перечне технических характеристик, для какого режима работы предназначен тот или иной аккумулятор. Но в последнее время, большинство герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов могут применяться и в буферном и в циклическом режимах.
Аккумуляторы для всех
HR аккумуляторы для UPS
Н екоторые аккумуляторы специально позиционируются производителем, как аккумуляторы для UPS. При той же массе (а иногда и тех же размерах) эти аккумуляторы во время коротких (10-30 минут) разрядов отдают большую емкость, чем обычные аккумуляторы. Прирост времени работы UPS может быть больше 50% (при временах разряда около 10 минут). При длительных разрядах эти «аккумуляторы для UPS» не имеют преимуществ по сравнению с обычными.
L аккумуляторы. Для UPS и не только.
Перед установкой аккумулятора в UPS.
П риобретая аккумулятор, убедитесь, что на его верхней поверхности 
. имеется такая наклейка. Она является свидетельством предпродажной проверки аккумулятора тестером аккумуляторов. Наклейка является гарантией того, что в момент продажи аккумулятор полностью исправен и при правильной эксплуатации прослужит многие годы.
Буферное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Буферный режим зарядки свинцовых аккумуляторных батарей широко используется в источниках бесперебойного питания. Опыт эксплуатации таких источников, а также рекомендации изготовителей аккумуляторов для них, говорят о том, что буферная зарядка весьма благотворно сказывается на сроке службы свинцовых аккумуляторов.
Буферная зарядка автомобильных аккумуляторов не получила широкого распространения по нескольким причинам. Полная зарядка от БЗУ сильно разряженного аккумулятора занимает больше времени, чем обычная зарядка. Существенные изменения зарядного тока, характерные для буферной зарядки, не соответствуют рекомендациям изготовителей аккумуляторов, которые обычно предлагают заряжать аккумулятор стабильным током, численно равным одной десятой ёмкости батареи. Главным препятствием на пути изготовления и использования БЗУ является то, что данное устройство должно работать постоянно, если автомобиль, на котором установлен заряжаемый аккумулятор, находится в гараже. Это требование накладывает на схемотехнику и конструкцию БЗУ повышенные требования по надёжности, а также электро и пожаробезопасности.
Вопросы, связанные с целесообразностью использования БЗУ с автомобильными аккумуляторами и зависимостью их срока службы от режима зарядки, выходят за рамки данной статьи. Отметим только, что режим БЗУ используется во многих фирменных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов. Они автоматически переходят в режим БЗУ по окончании зарядки аккумулятора стабильным током и находятся в этом режиме пока аккумулятор не будет отключен. Также, по мнению автора, производители аккумуляторов не слишком заинтересованы в продлении сроков эксплуатации их продукции. В связи с этим рекомендуемый ими режим зарядки не следует воспринимать как единственно возможный.
У автора аккумуляторная батарея 6СТ-55 Подольского аккумуляторного завода прослужила 13 лет. Автомобиль, на котором она была установлена, эксплуатировался круглый год и хранился в неотапливаемом гараже. В течении всего срока эксплуатации батарея была подключена к БЗУ, которое отключалось только на время поездок.
Внешний вид БЗУ представлен на фотографии.
На следующем рисунке представлена схема электрическая принципиальная БЗУ.
Диод VD8 защищает БЗУ в случае ошибки с полярностью подключенного аккумулятора. В этом случае сгорит предохранитель FU5, после замены которого работоспособность устройства восстановится. Если такая ошибка исключена, то данный диод можно не устанавливать.
Вспомогательный источник питания с выходным напряжением около 8 В, собранный на элементах VD3 и С3, служит для питания цифрового измерителя тока и напряжения, подключенного к выходу ЗУ. Также он формирует сигнал, открывающий ключ VT1 при наличии напряжения в питающей сети. Если сетевое напряжение отключается, то конденсатор C3 быстро разряжается до нуля благодаря резистору R4.
В качестве цифрового измерителя тока и напряжения автор использовал широко распространённое устройство, продающееся в интернет-магазинах под названием «100V 10A Voltmeter Amperemeter LED Dual Digital Volt Amp Meter». Поскольку изготовители не всегда приводят схему подключения и цветовая маркировка выводов может отличается от той, которая приводится в описании, предлагается подключить измеритель к БЗУ в соответствии с нумерацией выводов, приведенной на следующей фотографии.
Внешний вид устройства со снятой крышкой приведен на следующей фотографии.
Отладка устройства заключается в подборе резисторов R1 и R2, чтобы обеспечить одинаковую яркость светодиодов HL1 и HL2. Подбор этих резисторов может потребоваться если параметры трансформаторов Т1 и Т2 существенно отличаются. В этом случае напряжения между ними в режиме холостого хода могут распределяться неравномерно. С ростом нагрузки напряжения на трансформаторах выравниваются.
Обязательным условием безопасной эксплуатации БЗУ является надёжное заземление его корпуса.
Для подключения БЗУ к автомобильному аккумулятору удобно использовать разъём прикуривателя, если он не отключается при извлечении ключа зажигания. В противном случае потребуется установить специальный разъём для БЗУ. Конструкция разъёма должна исключать подключение с неправильной полярностью. В провод, соединяющий плюсовую клемму аккумулятора с разъёмом, следует установить плавкий предохранитель на ток 5 А.