Особенности зарядки различных типов аккумуляторов для поломоечных машин
- Зарядка свинцово-кислотных АКБ с жидким электролитом
- Зарядка гелевых батарей
- Пошаговый алгоритм
- Типы зарядных устройств
- Зарядка литиевых батарей
- Описание алгоритма
- Выводы
Для автономного питания подметальных и поломоечных машин, как и в целом для оснащения клининговой и складской техники, используют тяговые аккумуляторные батареи. В зависимости от технологии производства, они бывают 3 типов: свинцово-кислотные с жидким электролитом на основе серной кислоты, гелевые (свинцово-кислотные с гелеобразным электролитом) и литий-железо-фосфатные.
Батареи каждого типа заряжаются по определенному алгоритму специальными, предназначенными для них зарядными устройствами. От соблюдения правил зарядки зависит не только эффективность восполнения энергии, но и работоспособность АКБ, и срок их службы. Рассмотрим подробнее, как нужно заряжать аккумуляторные батареи разных типов, используемые в уборочной технике.
Зарядка свинцово-кислотных АКБ с жидким электролитом
Обслуживаемые свинцово-кислотные батареи – самые сложные в эксплуатации. Даже при их непосредственном использовании нужно соблюдать строгие правила, например, о вертикальном положении аккумуляторного блока. При крене батареи возникает риск протечки электролита, который может нанести вред технике или напольному покрытию. Такие АКБ могут иметь пластиковый корпус (блочное исполнение) или металлический ящик, внутри которого находятся трубчатые электроды.
Эта технология до сих пор используется из-за доступности аккумуляторов, но экономию компенсирует непростое обслуживание:
- Заряжать такие накопители энергии нужно в отдельном помещении с мощной принудительной вентиляцией. Это необходимо для отвода паров водорода – взрывоопасных газов, выделяющихся при зарядке.
- Электрохимическая система таких аккумуляторов медленная, поэтому на их зарядку уходит 12–16 часов и более.
- Процесс зарядки включает 3 стадии: зарядка постоянным током (занимает 50% времени, восполняет 70% заряда, длится 5–8 часов), насыщение (подзарядка меньшим током для окончательного набора емкости и профилактики сульфатации, происходит с плавным снижением зарядного тока, длится 7–10 часов) и поддержание заряда (для компенсации потерь из-за саморазряда, не более 48 часов). Заряжать АКБ можно при температуре не выше 49 °С. При температуре воздуха выше 29 °С нужно уменьшить напряжение режима поддержания заряда.
- Зарядное напряжение выбирают из диапазона 2,3–2,45 В на элемент, с учетом рекомендаций производителя.
- Зарядный ток зависит от емкости и должен составлять 0,1С.
- На конечной стадии зарядки электролит закипает и из него частично испаряется вода. Поэтому приходится хотя бы раз в неделю измерять уровень электролита и по необходимости доливать в аккумуляторы дистиллированную воду (после зарядки). Пластины должны полностью погружаться в электролит. Иначе происходитих окисление, стремительное снижение емкости, и батарея преждевременно выходит из строя.
- Образование пузырьков в заряжаемой свинцово-кислотной батарее означает, что она полностью заряжена. В таком состоянии на ее аноде образуется водород, а на катоде – кислород.
- Хранить такие АКБ нужно заряженными. Важно следить, чтобы напряжение не падало ниже 2,05 В на элемент, иначе происходит сульфатация.
- Нельзя допускать замерзания АКБ.
- Нельзя заряжать замерзшие батареи.
Зарядка гелевых батарей
Гелевые свинцово-кислотные АКБ содержат электролит в виде геля, который с равномерным распределением плотно прилегает к пластинам, обеспечивая высокую рекомбинацию газов – до 97%. Такие накопители энергии не склонны к протечке электролита, могут устанавливаться под наклоном и сохраняют работоспособность при низких температурах. К тому же, они более устойчивы к глубоким разрядам, имеют ресурс до 700 циклов и обеспечивают хорошую токоотдачу даже при снижении остаточной емкости до 30%.
Заряжать такие источники энергии нужно специальными зарядными устройствами, предназначенными для гелевых аккумуляторов, с широкими возможностями рабочих настроек. При превышении допустимого напряжения происходит активное газообразование, отслаивание геля от пластин и выход АКБ из строя.
В описании технических характеристик аккумуляторных батарей есть параметр «cycle use». Он обозначает допустимое напряжение заряда и обычно для 12-вольтных моделей составляет 14,3–14,4 В. Еще один параметр – «max initial current»– указывает максимально допустимый зарядный ток. Его значение можно рассчитать самостоятельно в зависимости от емкости – 0,1С. Например, для батареи емкостью 10 А·ч ток заряда не должен превышать 1 А.
Пошаговый алгоритм
Зарядка гелевых аккумуляторов сводится к таким действиям:
- Возьмите ЗУ с большим диапазоном настроек, предназначенное для АКБ данного типа.
- Заряжайте батарею при температуре от +20 до +25 °С (оптимально) или от +5 до +40 °С. Чем ниже температура, тем дольше будет заряжаться батарея, а при значениях ниже +5 °С вообще не зарядится.
- Выставьте на зарядном устройстве нулевой ток и максимально допустимое напряжение заряда.
- С соблюдением полярности подсоедините клеммы ЗУ к АКБ.
- Введите значение зарядного тока, равное 0,1С.
- Запустите процесс и наблюдайте за изменениями напряжения. Восстановление емкости включает 3 стадии, переход между которыми происходит автоматически. Вначале АКБ заряжается постоянным током, затем, когда достигнуто напряжение заряда – ток плавно снижается, а на последнем этапе поддерживается достигнутый уровень заряда.
Типы зарядных устройств
В продаже есть классические (трансформаторные) зарядные устройства и современные модели инверторного (импульсного) типа. В устройствах 1 типа выполняется подзарядка постоянным током с помощью трансформатора и выпрямителя. Такие модели достаточно крупные и тяжелые, но обеспечивают полный заряд батарей. Инверторные ЗУ полностью автоматизированы, умеют контролировать зарядные токи и допустимое напряжение заряда.
Зарядка литиевых батарей
Литиевые АКБ – самые удобные в эксплуатации. Собранные по определенной схеме из одинаковых элементов питания цилиндрической или призматической формы, они абсолютно герметичны и не нуждаются в сложном обслуживании. У каждой литиевой батареи есть BMS плата, которая контролирует напряжение, токовые нагрузки, температуру и другие параметры, не допуская опасных состояний. При полном заряде батареи, когда напряжение достигает верхнего допустимого предела, БМС плата отключает АКБ от зарядного устройства, а при чрезмерном разряде – от двигателя поломоечной машины или другой нагрузки.
Заряжать такие батареи нужно:
- после каждого цикла разряда, независимо от уровня остаточной емкости;
- предназначенными для них зарядными устройствами – работающими в режиме CC/CV, с подходящими значениями зарядного тока (до 5С, в режиме быстрой зарядки – до 10С) и верхней границы напряжения (3,65 В на элемент);
- при температуре от +5 до +20 °С, в крайнем случае – от +1 до +40 °С;
- перед использованием – полностью, перед хранением – примерно наполовину (на 40–80%);
- по возможности – проводя полный цикл заряда (хотя бы 1 раз из 5), хотя допускается и частичная, и дробная подзарядка;
- полное прохождение всех стадий заряда особенно важно для АКБ с пассивными балансирами, которые включаются в работу и выравнивают напряжение ячеек на последней стадии;
- не накрывая АКБ и ЗУ;
- для холодной батареи (после пребывания на морозе) – с предварительным отогревом при комнатной температуре.
Аккумуляторные батареи с типом химии LiFePO4 устойчивы к глубоким разрядам, но для максимально сохранения рабочих характеристик желательно не разряжать их в ноль, не хранить в разряженном состоянии и заряжать оптимальными токами (до 5С). Если систематически нарушать эти правила, в структуре АКБ постепенно произойдут необратимые изменения, а на практике это проявится снижением емкости.
Описание алгоритма
Для восполнения запаса энергии в литий-железо-фосфатной батарее нужно:
Взять зарядное устройство подходящего типа, с правильным током заряда и напряжением отсечки.- Если батарея холодная, выдержать ее несколько часов в помещении с температурой около +20 °С.
- Подключить ЗУ к розетке бытовой сети 220 В – на его корпусе должна зажечься зеленая лампочка индикатора.
- Подключить зарядник к батарее – на его корпусе должна зажечься красная лампочка.
- Оставить АКБ заряжаться, пока цвет лампочки не сменится с красного на зеленый. Следить, не происходит ли перегрев батареи или зарядного устройства, не появляется ли запас горелого и другие симптомы неполадок. При их возникновении – отключить зарядник от сети и обратиться в сервисный центр для диагностики батареи.
- Если все хорошо, дождаться окончания процесса или выждать хотя бы час для частичного восполнения емкости. Затем извлечь вилку зарядного устройства из розетки и отсоединить ЗУ от АКБ.
Выводы
Заряжать аккумуляторы поломоечных машин нужно в четком соответствии с инструкцией производителя и изложенными в ней рекомендациями. Батареи бывают разных типов, с разными значениями емкости и диапазонами рабочего напряжения, и эти особенности необходимо учитывать при их эксплуатации и зарядке.
Самые сложные в обслуживании – свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом, самые удобные в применении и эффективные в работе – литий-железо-фосфатные (LiFePO4). Главное – не забывать заряжать их после каждого рабочего цикла, использовать подходящие зарядные устройства и исправные розетки.
Читайте в предыдущей статье блога VirtusTec.ru о типах аккумуляторов для электрокардиографов и их характеристиках.
