Меню

Зарядка аккумулятора двумя зарядными устройствами

Зарядка аккумулятора двумя зарядными устройствами

Если два аккумулятора необходимо зарядить от одного генератора, у владельцев часто возникают сомнения как сделать, чтобы во время работы двигателя аккумуляторы были соединены параллельно, а после того как двигатель заглушен, изолированы друг от друга.

С задачей справляется одно из следующих устройств: ручной переключатель аккумуляторов, дистанционный переключатель, диодный изолятор, зарядное реле, устройства развязки аккумуляторов

Батарейный переключатель

Четырехпозиционный переключатель Blue Sea и схема его подключения для зарядки двух аккумуляторовЧетырехпозиционный переключатель Blue Sea и схема его подключения для зарядки двух аккумуляторов

Четырехпозиционный переключатель Blue Sea и схема его подключения для зарядки двух аккумуляторов

Четырехпозиционный переключатель (OFF, 1, BOTH и 2) соединяет аккумуляторы параллельно во время зарядки и изолирует стартовый аккумулятор после ее окончания.

Если установлены два поочередно подключаемых аккумулятора, соединение выполняют как показано на рисунке

Со стороны аккумулятора через предохранители или автоматы с переключателем соединяют только устройства 24-часовой готовности — трюмный насос, зарядное устройство, дополнительный генератор или устройства безопасности.

Схема подключения генератора к четырехпозиционному переключателю

Схема подключения генератора к четырехпозиционному переключателю. На рисунке слева генератор подключен со стороны нагрузки. На правом — генератор подключен к аккумулятору

Генератор двигателя подключают одним из двух способов – со стороны нагрузки или к одной из аккумуляторных батарей. Если генератор подключен со стороны нагрузки, то аккумуляторы можно заряжать одновременно или независимо друг от друга. Но для генератора потребуется дополнительная защита, которая предохранит диоды выпрямителя, если при работающем двигателе переключатель установят в положение OFF. Защитой может служить функция разрыва цепи возбуждения в переключателе или ясная предостерегающая надпись: «Никогда не выключать во время работы двигателя»

Чтобы не повредить генератор во время переключения при работающем двигателе переключатель сначала соединяет аккумуляторы параллельно, а затем отключает один из них (функция make-before brake). Но даже в этом случае грязные или коррозировавшие контакты на переключателе случайно могут привести к поломке генератора.

Если генератор подключен ко второму аккумулятору, то стартовая батарея будет заряжаться только одновременно с дополнительной (положение BOTH переключателя). Но случайно повредить генератор нельзя.

Переключатель аккумуляторов – это простой и экономичный способ зарядить два аккумулятора одновременно. Однако, аккумуляторы разного типа будут заряжаться неравномерно — один будет перезаряжаться, а другой недозаряжаться. Кроме того, если аккумуляторы не соединили параллельно, один из них не зарядится, а если заглушили двигатель и переключатель оставили в положении BOTH, оба аккумулятора разрядятся.

Батарейный переключатель часто устанавливают в доступном месте на расстоянии от аккумуляторов и генератора. В системе с мощными генератором и аккумуляторной батарей для этого приходится тянуть дорогие кабеля большого сечения, и чтобы этого избежать лучше использовать другие способы зарядки двух аккумуляторов.

Дистанционный переключатель

Использование дистанционного переключателя и реле вместо ручного для зарядки двух аккумуляторов.

Использование дистанционного переключателя и реле вместо ручного переключателя для зарядки двух аккумуляторов.

Дистанционный переключатель аккумуляторов – это силовое реле, которое устанавливают рядом с аккумуляторной батареей, а кнопку его включения размещают в месте удобном для пользователя. Такая схема уменьшает длину кабелей, их стоимость, вес и падение напряжения и часто выгоднее механического переключателя аккумуляторов.

Критерии для выбора дистанционного переключателя:

  • Кратковременная и непрерывная нагрузка должна соответствовать мощности источника тока
  • Индикаторы состояния на корпусе и на кнопке включения/выключения
  • В качестве исполнительного устройства используются бистабильное реле, которое потребляет ток только в момент переключения, но не в замкнутом состоянии
  • Пожаробезопасное исполнение для установки в отсеках бензиновых двигателей
  • Класс защиты IP66-IP68

Диодный изолятор

Диодный изолятор – это распространенный способ одновременной зарядки двух и более аккумуляторных батарей. Выходной ток генератора подается на диоды, которые пропускают его только в одном направлении и блокируют его протекание между аккумуляторами.

Каждой аккумуляторной батарее присваивается собственный диод, с помощью которых любое количество батарей можно заряжать одновременно. Во время работы аккумуляторы изолированы друг от друга и бортовое оборудование не может случайно разрядить стартовый аккумулятор.

Не смотря на то, что диодные изоляторы выглядят идеальными устройствами для зарядки двух аккумуляторов, у них имеется существенный недостаток, который часто не принимают во внимание.

Проблемы при использовании диодного изолятора аккумуляторов.

Проблемы при использовании диодного изолятора аккумуляторов. Схема 1 — Напряжение на дополнительных аккумуляторах 12,8 вольт. Они никогда не зарядятся. Схема 2 — Внешний регулятор повышает напряжение генератора. Напряжение на стартовом аккумуляторе — 15,2 Вольт. Он перезаряжается. Напряжение на дополнительных акб — 14,2 В. Они недозаряжаются. Схема 3 — Внешний регулятор еще больше повысил напряжение генератора. Стартовый аккумулятор закипит.

Диод можно сравнить с клапаном, который установлен в водопроводной трубе. Если клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной, то чтобы его открыть давление воды должно преодолеть усилие пружины. Для открытия диода так же необходимо совершить дополнительную работу, которая приводит к падению напряжения между его входом и выходом.

В зависимости от типа диода и отношения его номинала к протекающему в цепи зарядки току, падение напряжения на диоде составляет 0,6-1,0 вольт. Поскольку разница в десятые доли вольта оказывает существенное влияния на скорость и качество зарядки аккумуляторной батареи, падение напряжения на диодах делает систему зарядки не работоспособной.

Стандартный регулятор напряжения, установленный внутри генератора, измеряет напряжение аккумулятора на выходной клемме генератора, а не на самом аккумуляторе. Если в зарядной цепи появляется диод, то регулятор «думает», что напряжение аккумулятора 14,2 вольта, хотя фактически оно — 13,6 вольт.

Если не компенсировать это падение напряжения, регулятор отключит генератор задолго до того, как аккумуляторы полностью зарядятся. Продолжительность зарядки возрастет в несколько раз, аккумуляторы будут хронически недозаряжаться и страдать от сульфатации.

Почти всегда лучшее решение для уже установленных диодных изоляторов выбросить их и заменить на реле зарядки. Если этого делать не хочется, можно установить выносной регулятор напряжения или Alternator to Battery Charger компании Sterling Power.

Эти устройства перехватывают у встроенного регулятора напряжения контроль над работой генератора, отслеживают напряжение на аккумуляторах и повышают его с учетом падения на диодах. Кроме того, они заряжают аккумуляторы по четырехступенчатому алгоритму, который гораздо эффективнее, чем зарядка напрямую от генератора.

Зарядные реле

Использование зарядного реле для зарядки двух аккумуляторных батарей.

Использование зарядного реле для зарядки двух аккумуляторных батарей. На рисунке слева аккумуляторы равной емкости используются по очереди. На рисунке справа установлены стартовый аккумулятор и дополнительная батарея большой емкости

Реле развязки аккумуляторов исключает вмешательство пользователя и падение напряжения в цепи зарядки. В некоторых моделях управляющая цепь реле подключается к ключу зажигания и реле соединяет аккумуляторы параллельно после того как двигатель начинает работать. Как только контрольное напряжение исчезает, реле размыкается и изолирует аккумуляторы. Более совершенные модели автоматически определяют напряжение на одном из концов подключенной цепи и срабатывают, когда оно достигает предустановленного значения (обычно 13,3 вольта).

Если кабели соединяющие аккумуляторы и реле выбраны правильно, падения напряжения в них не будет, а поскольку длина кабелей невелика, зарядное реле обойдется не дороже диодного изолятора.

Некоторые реле потребляют ток в замкнутом состоянии, другие только во время срабатывания. Если реле используется с маломощными источниками зарядки такими как солнечные панели, лучше использовать бистабильные реле и исключить паразитные потери.

Зарядные реле Sterling Power

Зарядные реле Sterling Power. Слева — водонепроницаемое реле с регулируемым напряжением срабатывания. Автоматически соединяет аккумуляторы для зарядки, если напряжение превышает установленный порог. Справа — реле срабатывает, когда к нему подводится контрольное напряжение

Реле не подходят для зарядки дополнительного аккумулятора на автомобилях, соответствующих нормам EURO 5/ EURO 6.

Умные устройства развязки

Устройство развязки с нулевым падением напряжения Sterling Power Pro Split R и схема его подключения

Устройство развязки аккумуляторов с нулевым падением напряжения Sterling Power Pro Split R и схема его подключения для зарядки трех аккумуляторных батарей

Зарядные реле постоянно совершенствуются. Одна из последних моделей Sterling Power Pro Split R обладает падением напряжения 0,01 Вольт и следующими возможностями:

  • В первую очередь заряжает стартовый аккумулятор до тех пор, пока напряжение на нем не достигнет предустановленного значения
  • Когда стартовый аккумулятор заряжен, изолирует его и доводит напряжения на следующем аккумуляторе до того же значения. Возвращается к зарядке стартового аккумулятора, если обнаруживает, что его напряжение снизилось.
  • Повторяет этот процесс для всех подключенных аккумуляторов.
  • После того как все аккумуляторы заряжены до одного и того же напряжения, соединяет их все параллельно.
  • Если напряжение на каком-либо аккумуляторе падает, например, из-за подключенной мощной нагрузки, Pro Split R изолирует все аккумуляторы и заряжает только тот, чье напряжение понизилось.
  • Чтобы точно определить момент переключения, контролирует скорость изменения напряжения, а не просто срабатывает при достижении определенного порога.
  • Модель номиналом 180 А допускает перегрузку по току до 2000 А

Зарядные устройства

DC-DC зарядное устройство Sterling Power и схема его подключения для зарядки двух аккумуляторов

DC-DC зарядное устройство Sterling Power и схема его подключения для зарядки двух аккумуляторов

Общий недостаток описанных устройств – зарядка параллельно соединенных аккумуляторов по одному и тому же алгоритму. Но поскольку стартовый и тяговый аккумуляторы принимают зарядку по-разному, один из них будет регулярно перезаряжаться, а другой недозаряжаться. Отличие возрастет, если тяговый аккумулятор большой емкости соединен с относительно небольшим стартовым аккумулятором. Единственный способ решить эту проблему – установить собственный регулятор напряжения для каждой аккумуляторной батареи и настроить его на тип используемого аккумулятора. Это легко сделать, если установлено два генератора.

Читайте также:  Каким цветом провод плюс на зарядном устройстве от телефона

В электросистемах с одним генератором потребуется специальное устройство зарядки, которое подключают между стартовым и тяговым аккумуляторами. Устройство включается и заряжает второй аккумулятор по четырехступенчатому алгоритму, как только генератор начинает работать. Благодаря этому различные типы аккумуляторов можно использовать одновременно. Некоторые модели позволяют работать с двумя разными напряжениями – получать на вход 12 вольт и отдавать на выходе 24 или 36 вольт.

В отличии от внешних регуляторов DC-DС зарядные устройства не повышают напряжение на генераторе, и их можно использовать на двигателях с ECU и на автомобилях с генераторами переменного напряжения, соответствующих стандартам EURO5 / EURO6

Задайте вопрос,

и получите консультацию по электрооборудованию для катера, яхты, автодома или кемпера

Источник



Как правильно заряжать аккумулятор — полезные советы «За рулем»

Наполнять банку электричеством – выражение из словаря В. И. Даля: так он пояснил значение слова «заряжать». К современным автомобильным батареям из шести банок оно подходит идеально. Правда, банки на поверку оказываются разными – как по конструкции, так и по состоянию. Как же заполнять их ­электричеством?

Все АКБ условно можно разбить на малообслуживаемые, необслуживаемые и полностью необслуживаемые. Самые древние из них – малообслуживаемые, с решетками из свинцово‑сурьмянистого сплава, самые крутые – полностью необслуживаемые, с решетками из максимально чистого свинца. Надо отметить, что под «необслуживаемостью» понимаются увеличенные интервалы доливки воды или полное отсутствие этой процедуры в течение всего срока службы. Но любая необслуживаемая батарея требует периодического контроля наравне с другими компонентами автомобиля. Вопреки распространенному заблуждению, особой разницы в зарядке батарей этих трех типов нет.

Надо заряжать или не надо?

Существует простой объективный способ оценить состояние батареи. Нужно измерить вольтметром напряжение на клеммах аккумулятора, при этом отключать его от бортсети автомобиля не нужно. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) должно составлять 12,6–12,7 В. Важно, чтобы между остановкой двигателя и замером напряжения прошло несколько часов (в идеале – не менее десяти), иначе показания могут оказаться завышенными.
В малообслуживаемых и необслуживаемых батареях с пробками или блоком пробок в крышке можно проверить еще и плотность электролита – понадобится ареометр (он же денсиметр). Это позволит оценить заряженность батареи «побаночно». Плотность электролита в полностью заряженном аккумуляторе должна быть 1,27 г/см³. Это значение идеально с точки зрения эффективности работы активных материалов и внутреннего сопротивления аккумулятора. Плотность меньше 1,25 г/см³ используют в жарких странах, где характеристики коротких разрядов не так важны. Кстати, при такой плотности снижается скорость коррозии, что продлевает срок службы. Плотность выше 1,29–1,30 г/см³ используют на Крайнем Севере, где недозаряженная батарея подвергается опасности замерзнуть.

Возможен ли заряд на морозе?

Чем ниже температура окружающего воздуха, тем хуже батарея принимает заряд. Нормальный температурный ди­апазон для заряда – 0…+ 25 °C. ­Поэтому зимой вероятность, что аккумуляторы успеют восстановиться за время поездки, зависит от скорости прогрева электролита. А на нее сильно влияет расположение батареи на автомобиле – под капотом, в багажнике или вообще снаружи. С этой точки зрения в наихудшем положении ­оказываются развозные грузовички с наружным расположением АКБ.

Как заряжать при нечастых поездках?

Многие автомобили чаще стоят на приколе, чем ездят. Их владельцы нередко применяют так называемые подзарядки – зарядные устройства, постоянно подпитывающие аккумуляторы малыми токами для поддержания 100‑процентной заряженности. Такой режим нельзя назвать полезным: он увеличивает скорость коррозии решеток пластин и сокращает срок службы батареи. Поэтому, если машина находится без движения более трех недель, лучше подзарядить батарею привычным способом – от зарядного устройства или от генератора после пуска мотора. А перед очередной постановкой «на хранение» батарею следует полностью зарядить, иначе высока вероятность столкнуться с глубоким разрядом, отказом автомобиля нормально пускаться и необходимостью покупать новую батарею.

Зарядное устройство или генератор – что лучше заряжает?

При нормальных условиях эксплуатации зарядное устройство не нужно. Батарея должна заряжаться от генератора. И заряд при постоянном напряжении исправного автомобиля – самый правильный и полезный для АКБ.

Задача стационарного зарядного устройства – восстановить батарею пусть не полностью, но достаточно для того, чтобы генератор уже дозарядил на 100%. При заряде постоянным током во избежание перезаряда и «выкипания», то есть расхода воды из электролита, стационарное зарядное устройство прерывает работу на уровне 14,4 В, переходя в режим подзаряда минимальным током при хранении. Это обычно не позволяет зарядить батарею полностью. А генератор заряжает ее в режиме постоянного напряжения.

В зависимости от настроек системы электроснабжения автомобиля ди­апазон регулирования напряжения составляет 13,8–14,5 В. Ток заряда определяется внутренним сопротивлением батареи, которое характеризует ее состояние в данный момент, и снижается по мере приближения значения напряжения на клеммах батареи к напряжению генератора. То есть стационарное зарядное устройство выдает конкретный ток в соответствии со своим алгоритмом, а от генератора батарея забирает ток, который ей нужен. Вот почему зарядное устройство не может зарядить так же, как генератор.

Какой должен быть режим заряда?

При напряжении разомкнутой цепи менее 12,3 В батарея имеет право покапризничать при пуске мотора, особенно зимой. И если она пребывает в таком состоянии уже долго, то полностью восстановить ее сможет заряд при постоянном напряжении, но малым током – около 1 А. После того как батарея сможет принимать бóльшие значения, ток увеличится. В любом случае такую «реанимацию» желательно проводить в специализированном сервисе. Не запускайте ситуацию и контролируйте заряженность батареи, особенно перед длительным хранением – например, если улетаете в отпуск.

Когда НРЦ падает ниже 10,5 В, это уже сверхглубокий разряд. Если батарею посадили за короткое время, ее можно быстро зарядить большим током 10–20 А (10% от значения номинальной емкости) от стационарного устройства в течение нескольких часов. Если же батарея испытывала хронический недозаряд и помирала медленно, заряд необходимо начинать минимальным током при постоянном напряжении. Для этого придется обратиться в специализированный сервис.

Снимать ли батарею с автомобиля для заряда?

Нет, это перестраховка. Хотя теоретически газовыделение действительно может стать причиной взрыва батареи. Правила поведения очень простые: не курить рядом с батареей во время заряда и не закорачивать клеммы.

Можно «прикуривать» от другой машины?

Мнения на этот счет часто расходятся, но споры идут лишь о сохранности электрооборудования автомобиля и соответствии его инструкции по эксплуатации. Неоспоримо одно: аккумулятор при этом точно не пострадает! По нашему мнению, «прикуривание» безопасно, если соблюдается нехитрая схема: положительные клеммы донора и акцептора соединяем между собой, а отрицательный вывод донора сажаем на кузов «прикуриваемого» авто­мобиля.

Редакция благодарит эксперта Национальной ассоциации производителей источников тока Дмитрия Тищенко за помощь в подготовке материала.

  • В ассортименте интернет-магазина «За рулем» есть недорогие и проверенные временем зарядные устройства Тамбовского завода. Отличный подарок и себе, и товарищу-автолюбителю!

Источник

Как зарядить два аккумулятора одновременно

Приходится ли вам использовать энергию стартового аккумулятора иначе чем для запуска двигателя? Если да, то вы подвергаете себя опасности. Пропустите момент, когда напряжение аккумулятора опустится ниже критического уровня и окажетесь обездвиженным посреди водоема. Останется звонить с просьбой о помощи на берег или уповать на проходящее мимо судно.

Гораздо разумнее установить дополнительный аккумулятор, подключить к нему бортовое оборудование и без опасений пользоваться отопителем, холодильником, эхолотом или музыкальным центром как на ходу, так и на стоянках. Но прежде чем это делать необходимо решить, как заряжать обе аккумуляторные батареи

Последовательно соединенные аккумуляторы

У последовательно соединенных аккумуляторов напряжение увеличивается, а емкость остается прежней.

Зарядка двух последовательных АКБ

Два последовательно соединенных 12-вольтовых аккумулятора заряжают 24-вольтовым зарядным устройством

При последовательном соединенные аккумуляторы должны быть одного типа и возраста. Емкость и производитель так же должны быть одинаковыми. Если один из аккумуляторов до этого использовался, то скорее всего его емкость уже меньше номинальной и во время зарядки он зарядится первым. Но зарядное устройство может не «заметить» этого и попытается полностью зарядить оставшиеся. Температура и давление в корпусе старого аккумулятора возрастут. Начнет выделяться газ, а активный материал пластин станет разрушаться.

Под нагрузкой износ старого аккумулятора усилится. После того как слабые ячейки израсходуют заряд, хорошие еще продолжать давать ток. Напряжение на разряженных ячейках упадет до нуля, а затем их полярность поменяется на противоположную (чаще всего это происходит в больших батареях). Последует неконтролируемы рост давления и температуры и наступит катастрофа.

Заменять батарею последовательно соединенных аккумуляторов рекомендуется целиком. Если меняете только один, состояние заряда всех аккумуляторов должно остаться одинаковым. Небольшую разницу устранит зарядное устройство на этапе абсорбции. При больших отличиях сильнее заряженный аккумулятор будет перезаряжаться, а в не дозаряженном начнется сульфатация.

Читайте также:  Зарядное устройство для ноутбуков lenovo g575

Два последовательно соединенных 12-вольтовых аккумулятора заряжают 24-вольтовым зарядным устройством. Три – 36-вольтовым.

Параллельно соединенные аккумуляторы

Зарядка параллельно соединенных аккумуляторов

Параллельно соединенные 12-вольтовые аккумуляторы заряжают 12-вольтовым зарядным устройством

При параллельном соединении аккумуляторов увеличивается емкость, а напряжение не меняется. Аккумуляторы в батарее должны быть одного типа и возраста, а соединяющие их кабели, короткими и толстыми, чтобы уменьшить падение напряжения.

Несколько параллельно соединенных 12-вольтовых аккумуляторов заряжают 12-вольтовым зарядным устройством. Время зарядки батареи при этом будет больше, чем отдельно взятого аккумулятора

Устройства зарядки нескольких аккумуляторов

Для одновременной зарядки нескольких групп аккумуляторов используют следующие устройства

Переключатели аккумуляторов

Переключатель для одновременной зарядки двух аккумуляторов

Два аккумулятора поочередно используются как сервисные. Не используемый остается в резерве для запуска двигателя. Переключатель соединяет оба аккумулятора параллельно для зарядки. Аккумуляторы можно заряжать одновременно или отдельно, меняя положение переключателя.

Проще всего два разных по назначению аккумулятора подключить к устройству зарядки с помощью ручного переключателя. Как правило используют рассчитанные на высокий ток четырехпозиционные модели. В положении 1 + 2 переключатель соединяет аккумуляторы параллельно, в остальных разъединяет их. Четырехпозиционный переключатель устанавливают на катерах и яхтах с двумя аккумуляторами, попеременно используемыми и для запуска двигателя, и для питания бортовой нагрузки

К переключателю не рекомендуется подсоединять дополнительную нагрузку со стороны аккумуляторов, чтобы не нарушать его изолирующие функции. Однако на практике для устройств 24-часой готовности (помпа, зарядное устройство и т.д.) делают исключение.

Генератор двигателя соединяют с переключателем или со стороны нагрузки, или со стороны сервисной батареи. В первом случае аккумуляторы можно заряжать вместе или по отдельности, но генератору нужна защита. Перевод ручки переключателя во время работы двигателя в положении OFF приведет к скачку напряжения, который может вывести диоды выпрямителя из строя. При втором способе опасности для генератора нет, но аккумуляторы будут заряжаться только одновременно.

Характеристики переключателей АКБ:

Переключатель аккумуляторов Blue Sea 6006

Переключатель аккумуляторов Blue Sea 6007

Переключатель аккумуляторов Blue Sea 6011

Система с ручным переключателем не застрахована от человеческих ошибок. Если во время работы генератора аккумуляторы разъединены, один из них не зарядится. Если соединены при заглушенном двигателе, оба разрядятся и в следующий раз двигатель не запустится.

Четырехпозиционный переключатель, попеременно подключающий стартовый и сервисный аккумуляторы встречается на катерах очень часто. Однако, если аккумуляторы разного типа, например, гелевый и с жидким электролитом, то один из них будет постоянно перезаряжен, а другой недозаряжен и оба раньше времени выйдут из строя.

Диодные изоляторы

Схема подключения разделителя аккумуляторов

Разделитель аккумуляторов используется для одновременной зарядки двух аккумуляторных групп

Изоляторы аккумуляторов используют свойство диодов пропускать ток только в одном направлении. Ток идет от источника зарядки к обоим аккумуляторам, а изолятор не дает ему проходить между аккумуляторами и предохраняет батареи от разряда.

Самый большой недостаток изоляторов на диодах – падение напряжения. Разница между полностью заряженным и разряженным 12-вольтовым аккумулятором — 0,8-1 вольт, поэтому потеря 0,6-1 вольт на диодах означает, что напряжение на сервисных аккумуляторах всегда будет меньше, чем необходимого для нормальной зарядки

Стандартный регулятор получает данные о напряжении в электрической системе с выхода генератора, а не с клемм аккумулятора. Если в цепи есть диоды, то регулятор «не знает», что на аккумуляторах 13,6-13,8 вольт, а не 14,2 как на генераторе. Если потери напряжения не компенсировать, генератор прекратить зарядку задолго до того, как аккумуляторы зарядятся до 100%. В результате — хроническая недозарядка, сульфатация и уменьшение емкости.

Развязывающее реле

Схема установки реле для заряда двух аккумуляторов

Развязывающее реле устанавливают между аккумуляторами. Реле срабатывает при повышении напряжения на одном из них

В отличии от диодного изолятора реле развязки не делит ток между аккумуляторами, а соединяет их параллельно. Реле срабатывает, и подключает второй аккумулятор, когда напряжение на первом превышает установленный порог. После того как напряжение снижается, реле размыкается и изолирует батареи. Развязывающее реле лишено недостатков диодного изолятора — падение напряжения на нем не превышает сотых долей вольта

Моделей реле развязки множество. Самое простое активируется контрольным напряжением, например, от замка зажигания. Аналоговые реле соединяют и разъединяют аккумуляторы автоматически, но имеют фиксированное напряжение срабатывания. Цифровые модели позволяют регулировать напряжение срабатывания с шагом 0,1-0,2 вольта. Такие устройства отслеживают тренд напряжения и «принимают решение» о переключении только когда он длится определенное время. Благодаря этому удается избежать «дребезга» реле при кратковременных колебания напряжения.

Отдельная группа — бистабильные развязывающие реле. Они не потребляют ток в замкнутом состоянии и их удобно использовать для одновременной зарядки нескольких аккумуляторов от маломощных источников электрической энергии – солнечных панелей или ветрогенераторов.

Контроллеры аккумуляторов

К этой группе относят управляемые микроконтроллером устройства на MOSFET транзисторах, падение напряжения на которых даже при максимальном токе не превышает 0,03-0,01 вольт.

В отличии от батарейных изоляторов и реле, пытающихся одновременно зарядить два разных аккумулятора микропроцессорный разделитель изолирует аккумуляторы. Источник зарядки получает реальное представление о состоянии заряжаемой батареи и скорость зарядки возрастает. После того как первый аккумулятор заряжен, подключается второй, и зарядка продолжается. Подробнее о современных зарядных изоляторах аккумуляторов.

Сравнительные характеристики переключателя, реле и делителя аккумуляторов:

Источник

Схемы соединения аккумуляторов, учитываем все тонкости и нюансы

Итак, казалось бы, что проще соединять между собой аккумуляторы, ведь существуют всего два способа: это параллельный и последовательный, но на самом деле даже в таком, казалось бы, простом деле есть свои тонкости, не учтя которые можно даже новые аккумуляторы вывести из строя. В этой статье я расскажу, как соединить аккумуляторы по всем правилам. Итак, начнем.

Параллельное соединение

И начнем с параллельного соединения. При параллельном соединении происходит соединение всех плюсовых клемм в один плюс, а всех минусовых клемм в один минус.

При таком способе соединения вне зависимости от того, какое количество будет соединено суммарное напряжение, будет равняться напряжению одного элемента. Но при этом сила разрядного тока пропорционально возрастет во столько раз, сколько элементов мы объединим в цепочку при условии, что соединяемые аккумуляторы однотипные.

Последовательное соединение

При такой сборке общая емкость остается равной емкости одного элемента цепочки, а вот напряжение возрастает и будет равно суммарному напряжению всех соединенных элементов.

При этом сила тока от сформированной батареи таким образом будет равняться силе тока одного элемента.

С какой целью аккумуляторы объединяют в батареи

Давайте пару слов скажем о причинах таких манипуляций. Все потому, что наши системы далеки от идеала, и в них присутствуют потери на нагрев проводников. И гораздо выгоднее передавать мощность при более высоком напряжении, например, при 220 Вольтах, чем при 12 Вольтах. Ведь при более высоком напряжении протекающий ток меньше и следовательно потери тоже меньше.

Именно поэтому достаточно мощные ИБП собираются из аккумуляторов, соединенных в последовательную цепочку рассчитанных на 12 Вольт. В этом случае верно утверждение: чем более высокий показатель напряжения источника, тем более высоким КПД он обладает.

Если же нужно увеличение тока отдачи, то гораздо выгоднее поставить в параллель еще один аккумулятор (для увеличения суммарной емкости источника), чем покупать новый аккумулятор повышенной емкости.

Нюансы, которые нужно учитывать при объединении аккумуляторов

Теперь давайте разберемся в тонкостях и правилах соединения аккумуляторов.

Для всех аккумуляторов верно утверждение, что чем больше емкость самого аккумулятора, тем меньше его внутреннее сопротивление и в данном случае зависимость тут почти обратно пропорциональная.

Итак, если мы возьмем изделия различной емкости, но выполненные по идентичной технологии, и соединим их в последовательную цепочку, (а после этого замкнем цепочку), то ток в этой цепи будет течь одинаковый. А вот падение напряжения будет на каждом элементе различными.

И вполне вероятно, что на одном из элементов цепи во время зарядки напряжение будет существенно выше номинала, что крайне нежелательно, а при разрядке существенно меньше нижнего предела, что так же нежелательно для аккумулятора. Для лучшего понимания давайте рассмотрим такой пример:

Представим, что аккумуляторная батарея состоит из 10 элементов на номинальное напряжение в 12 Вольт. И 9 из 10 будут иметь емкость в 20 А*ч, а один в 10 А*ч.

И давайте соединим нашу батарею последовательным образом и поставим заряжаться устройством током в 2 Ампера. При этом ЗУ отрегулировано таким образом, что при достижении напряжения в 138 U произойдет отключение зарядного устройства (отталкиваясь от среднего значения в 13,8 U на отдельный аккумулятор в цепи). Так что произойдет во время зарядки?

А вот что. Вполне логично, что аккумулятор маленькой емкостью будет заряжаться так же как и остальные аккумуляторы, вот только напряжение на его обкладках будет увеличиваться в три раза быстрее, чем у остальных элементов.

Читайте также:  Что такое mfi зарядное устройство

И когда аккумулятор с емкостью в 10 А*ч уже будет полностью заряжен и его уже необходимо переводить в режим стабилизации напряжения, этого не случится. А все потому, что оставшиеся элементы составной аккумуляторной батареи необходимо заряжать несколько часов.

В течении этого времени напряжение на малом аккумуляторе превысит предел и система рекомбинации газов просто напросто не выдержит. Будут сорваны клапаны, что приведет к потере влаги, уменьшению емкости.

Из этого следует, что заряжать последовательно соединенные аккумуляторы допустимо, только если их емкости одинаковы, выполнены по единой технологии и находятся в одинаковой стадии разряда.

Теперь давайте рассмотрим такую ситуацию. Будем разряжать эту же аккумуляторную батарею, у которой на каждом элементе напряжение имеет величину в 13,8 Вольт, при этом разрядный ток равен 2 Амперам.

Защита от глубокого разряда сработает когда элементы разрядятся до суммарного напряжения в 72 U ( на одном элементе 7,2 U). Но в нашей цепи есть малый аккумулятор, и при данном разрядном токе он полностью разрядится спустя 4 часа, а на остальных аккумуляторах еще будет 12U. Защита от разряда будет молчать, а малый аккумулятор неизбежно потеряет свою изначальную емкость.

Поэтому в последовательную цепь лучше всего соединять аккумуляторы из одной партии и перед соединением обязательно проверить их емкости тестером АКБ.

Теперь давайте поговорим о параллельном соединении

В параллель соединять аккумуляторы различной емкости вполне можно. Ведь при таком виде соединения емкость не играет никакой роли, ведь максимальный ток разряда и заряда для каждого элемента свой. В этом случае гораздо важнее, чтобы при соединении напряжение всех элементов было одинаково.

Ведь если во время соединения двух аккумуляторов, существенно различающихся по емкости, будут различны и напряжения, то неизбежно возникнет кратковременная перегрузка по току одного аккумулятора.

Если высоким напряжением будет обладать аккумулятор с меньшей емкостью, то при соединении внутри него будет протекать ток короткого замыкания, что может разрушить элемент.

Если же повышенным напряжением будет обладать аккумулятор большой емкостью, то пострадает все равно аккумулятор с маленькой емкостью, так как в этом случае он будет принимать заряд в режиме перегрузки.

Поэтому главным правилом при параллельном соединении является предварительное выравнивание их напряжений.

Если статья оказалась познавательной или полезной, то оцените ее лайком и спасибо за ваше внимание!

Источник

ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650, на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно — собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ?

ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - простая схема

Теория

Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя — нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием «лишнего» электричества.

Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd — это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры — так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.

У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.

Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.

ЗАРЯДКА Блока литиевых АККУМУЛЯТОРОВ

Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое «балансиром». Простейший тип балансира — это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.

Упрощённая схема балансира для АКБ

Структурная схема балансира для АКБ

Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.

ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - балансир

Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A — все они ведут себя одинаково.

ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - транзисторы

Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:

  • R1 + R2 = Vo
  • 22K + 33K = 4,166 В
  • 15К + 22K = 4,204 В
  • 47K + 68K = 4,227 В
  • 27K + 39K = 4,230 В
  • 39K + 56K = 4,241 В
  • 33K + 47K = 4,255 В

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2. D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания — смотрите далее.

Схема устройства для балансировки аккумуляторов литиевых

Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора — надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.

Испытания

Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. Элементы видны на фото ниже.

одновременная зарядка нескольких аккумуляторов 18650

Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения — зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения.

Форум по обсуждению материала ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Простая транзисторная схема робота следующего по нарисованной линии. Без микроконтроллеров и дорогих деталей.

Теория работы импульсных источников питания и варианты схемотехники.

Умный аварийный резервный светодиодный источник света — простая схема автоматически включающейся LED подсветки.

Источник

Зарядка аккумулятора двумя зарядными устройствами

Зарядка аккумулятора двумя зарядными устройствами

В последнее время мне часто задают подобный вопрос и многих путают как форумы, так и продавцы при продаже оборудования, либо информация доступна размытой. Итак, для примера имеем аккумулятор 100 а/ч 12, чтобы разобраться как заряжается аккумулятор заглянем в его паспорт. Зачастую, в большинстве аккумуляторов написан ток заряда равным 10% от емкости аккумулятора, для 100 а/ч ток заряда составит 10А в час. Это значит 100 Амперный аккумулятор будет заряжаться по времени 10 часов при рекомендованном токе 10А.

Если вы не знаете или не уверены в том, каким, или в каком процентном соотношении заряжается аккумулятор, рекомендую по модели вашего аккумулятора найти паспорт воспользовавшись поисковиком в интернете именно на ту модель аккумулятора, который вас интересует, и пролистав его найти рекомендации по заряду.

Процентное соотношение у разных типов аккумуляторов может отличатся. Но, при зарядке аккумуляторов в большинстве случаев оно не может перешагнуть максимальный порог процентного соотношения по заряду аккумулятора. А если при максимальном токе заряда в 10А, на примере 100 А/ч аккумулятора, весь ток, что будет идти сверх этого порога будет аккумулятором не востребованным.

Вернемся к главному вопросу, а можно ли заряжать разными зарядными устройствами подобные аккумуляторы. Ответ можно, ток будет разделятся по приоритету, чем зарядное устройство мощнее, тем с него будет идти больше ток заряда, чем с того зарядного, которое слабее.

Как пример, 3 зарядных устройства подключенных на 100 А аккумулятор, первое 30А, второе 20А, и первое 5А, ток с 5А зарядного устройства будет самым маленьким, по сравнению с двумя другими и будет около 1-3А, со второго около 2-5А и с третьего 4-6А. Но в сумме опять же ток не станет превышать максимальный ток заряда аккумулятора. Токи дал для примера в таком диапазоне, так как данные для разных условий могут отличатся.

Как видим сложного нечего нет. Но все же хочу предостеречь, что аккумуляторов существует великое множество. И существуют аккумуляторы. у которых в паспорте написано ограничение по процентному соотношению,но на практике ток заряда может достигать в два раза выше от этого процента. Отсюда, если вы не уверены или увидели, что аккумулятор берет более 10 процентного разрешенного заряда, как вариант можно использовать контроллер заряда в качестве барьера с регулировкой по току. Обычные контроллеры при таком варианте подключения ток не ограничат.

Или более дешевый вариант просто поставить дополнительный аккумулятор в пару или в тройку.

Незабываем выставлять при заряде и порог по напряжению, который так же берется в паспорте аккумулятора.

Так же может кому пригодится, допустим у нас есть аккумулятор 200 Ач, при заряде он стал нагреваться, при этом ток заряда упал, это показатель износа или сульфатации пластин аккумулятора. А значит, срок жизни аккумулятора подходит к концу.

Источник



Как правильно заряжать аккумулятор — полезные советы «За рулем»

Наполнять банку электричеством – выражение из словаря В. И. Даля: так он пояснил значение слова «заряжать». К современным автомобильным батареям из шести банок оно подходит идеально. Правда, банки на поверку оказываются разными – как по конструкции, так и по состоянию. Как же заполнять их ­электричеством?

Все АКБ условно можно разбить на малообслуживаемые, необслуживаемые и полностью необслуживаемые. Самые древние из них – малообслуживаемые, с решетками из свинцово‑сурьмянистого сплава, самые крутые – полностью необслуживаемые, с решетками из максимально чистого свинца. Надо отметить, что под «необслуживаемостью» понимаются увеличенные интервалы доливки воды или полное отсутствие этой процедуры в течение всего срока службы. Но любая необслуживаемая батарея требует периодического контроля наравне с другими компонентами автомобиля. Вопреки распространенному заблуждению, особой разницы в зарядке батарей этих трех типов нет.

Надо заряжать или не надо?

Существует простой объективный способ оценить состояние батареи. Нужно измерить вольтметром напряжение на клеммах аккумулятора, при этом отключать его от бортсети автомобиля не нужно. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) должно составлять 12,6–12,7 В. Важно, чтобы между остановкой двигателя и замером напряжения прошло несколько часов (в идеале – не менее десяти), иначе показания могут оказаться завышенными.
В малообслуживаемых и необслуживаемых батареях с пробками или блоком пробок в крышке можно проверить еще и плотность электролита – понадобится ареометр (он же денсиметр). Это позволит оценить заряженность батареи «побаночно». Плотность электролита в полностью заряженном аккумуляторе должна быть 1,27 г/см³. Это значение идеально с точки зрения эффективности работы активных материалов и внутреннего сопротивления аккумулятора. Плотность меньше 1,25 г/см³ используют в жарких странах, где характеристики коротких разрядов не так важны. Кстати, при такой плотности снижается скорость коррозии, что продлевает срок службы. Плотность выше 1,29–1,30 г/см³ используют на Крайнем Севере, где недозаряженная батарея подвергается опасности замерзнуть.

Возможен ли заряд на морозе?

Чем ниже температура окружающего воздуха, тем хуже батарея принимает заряд. Нормальный температурный ди­апазон для заряда – 0…+ 25 °C. ­Поэтому зимой вероятность, что аккумуляторы успеют восстановиться за время поездки, зависит от скорости прогрева электролита. А на нее сильно влияет расположение батареи на автомобиле – под капотом, в багажнике или вообще снаружи. С этой точки зрения в наихудшем положении ­оказываются развозные грузовички с наружным расположением АКБ.

Как заряжать при нечастых поездках?

Многие автомобили чаще стоят на приколе, чем ездят. Их владельцы нередко применяют так называемые подзарядки – зарядные устройства, постоянно подпитывающие аккумуляторы малыми токами для поддержания 100‑процентной заряженности. Такой режим нельзя назвать полезным: он увеличивает скорость коррозии решеток пластин и сокращает срок службы батареи. Поэтому, если машина находится без движения более трех недель, лучше подзарядить батарею привычным способом – от зарядного устройства или от генератора после пуска мотора. А перед очередной постановкой «на хранение» батарею следует полностью зарядить, иначе высока вероятность столкнуться с глубоким разрядом, отказом автомобиля нормально пускаться и необходимостью покупать новую батарею.

Читайте также:  Зарядное устройство для ноутбука владивосток

Зарядное устройство или генератор – что лучше заряжает?

При нормальных условиях эксплуатации зарядное устройство не нужно. Батарея должна заряжаться от генератора. И заряд при постоянном напряжении исправного автомобиля – самый правильный и полезный для АКБ.

Задача стационарного зарядного устройства – восстановить батарею пусть не полностью, но достаточно для того, чтобы генератор уже дозарядил на 100%. При заряде постоянным током во избежание перезаряда и «выкипания», то есть расхода воды из электролита, стационарное зарядное устройство прерывает работу на уровне 14,4 В, переходя в режим подзаряда минимальным током при хранении. Это обычно не позволяет зарядить батарею полностью. А генератор заряжает ее в режиме постоянного напряжения.

В зависимости от настроек системы электроснабжения автомобиля ди­апазон регулирования напряжения составляет 13,8–14,5 В. Ток заряда определяется внутренним сопротивлением батареи, которое характеризует ее состояние в данный момент, и снижается по мере приближения значения напряжения на клеммах батареи к напряжению генератора. То есть стационарное зарядное устройство выдает конкретный ток в соответствии со своим алгоритмом, а от генератора батарея забирает ток, который ей нужен. Вот почему зарядное устройство не может зарядить так же, как генератор.

Какой должен быть режим заряда?

При напряжении разомкнутой цепи менее 12,3 В батарея имеет право покапризничать при пуске мотора, особенно зимой. И если она пребывает в таком состоянии уже долго, то полностью восстановить ее сможет заряд при постоянном напряжении, но малым током – около 1 А. После того как батарея сможет принимать бóльшие значения, ток увеличится. В любом случае такую «реанимацию» желательно проводить в специализированном сервисе. Не запускайте ситуацию и контролируйте заряженность батареи, особенно перед длительным хранением – например, если улетаете в отпуск.

Когда НРЦ падает ниже 10,5 В, это уже сверхглубокий разряд. Если батарею посадили за короткое время, ее можно быстро зарядить большим током 10–20 А (10% от значения номинальной емкости) от стационарного устройства в течение нескольких часов. Если же батарея испытывала хронический недозаряд и помирала медленно, заряд необходимо начинать минимальным током при постоянном напряжении. Для этого придется обратиться в специализированный сервис.

Снимать ли батарею с автомобиля для заряда?

Нет, это перестраховка. Хотя теоретически газовыделение действительно может стать причиной взрыва батареи. Правила поведения очень простые: не курить рядом с батареей во время заряда и не закорачивать клеммы.

Можно «прикуривать» от другой машины?

Мнения на этот счет часто расходятся, но споры идут лишь о сохранности электрооборудования автомобиля и соответствии его инструкции по эксплуатации. Неоспоримо одно: аккумулятор при этом точно не пострадает! По нашему мнению, «прикуривание» безопасно, если соблюдается нехитрая схема: положительные клеммы донора и акцептора соединяем между собой, а отрицательный вывод донора сажаем на кузов «прикуриваемого» авто­мобиля.

Редакция благодарит эксперта Национальной ассоциации производителей источников тока Дмитрия Тищенко за помощь в подготовке материала.

  • В ассортименте интернет-магазина «За рулем» есть недорогие и проверенные временем зарядные устройства Тамбовского завода. Отличный подарок и себе, и товарищу-автолюбителю!

Источник

Схемы соединения аккумуляторов, учитываем все тонкости и нюансы

Итак, казалось бы, что проще соединять между собой аккумуляторы, ведь существуют всего два способа: это параллельный и последовательный, но на самом деле даже в таком, казалось бы, простом деле есть свои тонкости, не учтя которые можно даже новые аккумуляторы вывести из строя. В этой статье я расскажу, как соединить аккумуляторы по всем правилам. Итак, начнем.

Параллельное соединение

И начнем с параллельного соединения. При параллельном соединении происходит соединение всех плюсовых клемм в один плюс, а всех минусовых клемм в один минус.

При таком способе соединения вне зависимости от того, какое количество будет соединено суммарное напряжение, будет равняться напряжению одного элемента. Но при этом сила разрядного тока пропорционально возрастет во столько раз, сколько элементов мы объединим в цепочку при условии, что соединяемые аккумуляторы однотипные.

Последовательное соединение

При такой сборке общая емкость остается равной емкости одного элемента цепочки, а вот напряжение возрастает и будет равно суммарному напряжению всех соединенных элементов.

При этом сила тока от сформированной батареи таким образом будет равняться силе тока одного элемента.

С какой целью аккумуляторы объединяют в батареи

Давайте пару слов скажем о причинах таких манипуляций. Все потому, что наши системы далеки от идеала, и в них присутствуют потери на нагрев проводников. И гораздо выгоднее передавать мощность при более высоком напряжении, например, при 220 Вольтах, чем при 12 Вольтах. Ведь при более высоком напряжении протекающий ток меньше и следовательно потери тоже меньше.

Именно поэтому достаточно мощные ИБП собираются из аккумуляторов, соединенных в последовательную цепочку рассчитанных на 12 Вольт. В этом случае верно утверждение: чем более высокий показатель напряжения источника, тем более высоким КПД он обладает.

Если же нужно увеличение тока отдачи, то гораздо выгоднее поставить в параллель еще один аккумулятор (для увеличения суммарной емкости источника), чем покупать новый аккумулятор повышенной емкости.

Нюансы, которые нужно учитывать при объединении аккумуляторов

Теперь давайте разберемся в тонкостях и правилах соединения аккумуляторов.

Для всех аккумуляторов верно утверждение, что чем больше емкость самого аккумулятора, тем меньше его внутреннее сопротивление и в данном случае зависимость тут почти обратно пропорциональная.

Итак, если мы возьмем изделия различной емкости, но выполненные по идентичной технологии, и соединим их в последовательную цепочку, (а после этого замкнем цепочку), то ток в этой цепи будет течь одинаковый. А вот падение напряжения будет на каждом элементе различными.

Читайте также:  Что такое mfi зарядное устройство

И вполне вероятно, что на одном из элементов цепи во время зарядки напряжение будет существенно выше номинала, что крайне нежелательно, а при разрядке существенно меньше нижнего предела, что так же нежелательно для аккумулятора. Для лучшего понимания давайте рассмотрим такой пример:

Представим, что аккумуляторная батарея состоит из 10 элементов на номинальное напряжение в 12 Вольт. И 9 из 10 будут иметь емкость в 20 А*ч, а один в 10 А*ч.

И давайте соединим нашу батарею последовательным образом и поставим заряжаться устройством током в 2 Ампера. При этом ЗУ отрегулировано таким образом, что при достижении напряжения в 138 U произойдет отключение зарядного устройства (отталкиваясь от среднего значения в 13,8 U на отдельный аккумулятор в цепи). Так что произойдет во время зарядки?

А вот что. Вполне логично, что аккумулятор маленькой емкостью будет заряжаться так же как и остальные аккумуляторы, вот только напряжение на его обкладках будет увеличиваться в три раза быстрее, чем у остальных элементов.

И когда аккумулятор с емкостью в 10 А*ч уже будет полностью заряжен и его уже необходимо переводить в режим стабилизации напряжения, этого не случится. А все потому, что оставшиеся элементы составной аккумуляторной батареи необходимо заряжать несколько часов.

В течении этого времени напряжение на малом аккумуляторе превысит предел и система рекомбинации газов просто напросто не выдержит. Будут сорваны клапаны, что приведет к потере влаги, уменьшению емкости.

Из этого следует, что заряжать последовательно соединенные аккумуляторы допустимо, только если их емкости одинаковы, выполнены по единой технологии и находятся в одинаковой стадии разряда.

Теперь давайте рассмотрим такую ситуацию. Будем разряжать эту же аккумуляторную батарею, у которой на каждом элементе напряжение имеет величину в 13,8 Вольт, при этом разрядный ток равен 2 Амперам.

Защита от глубокого разряда сработает когда элементы разрядятся до суммарного напряжения в 72 U ( на одном элементе 7,2 U). Но в нашей цепи есть малый аккумулятор, и при данном разрядном токе он полностью разрядится спустя 4 часа, а на остальных аккумуляторах еще будет 12U. Защита от разряда будет молчать, а малый аккумулятор неизбежно потеряет свою изначальную емкость.

Поэтому в последовательную цепь лучше всего соединять аккумуляторы из одной партии и перед соединением обязательно проверить их емкости тестером АКБ.

Теперь давайте поговорим о параллельном соединении

В параллель соединять аккумуляторы различной емкости вполне можно. Ведь при таком виде соединения емкость не играет никакой роли, ведь максимальный ток разряда и заряда для каждого элемента свой. В этом случае гораздо важнее, чтобы при соединении напряжение всех элементов было одинаково.

Ведь если во время соединения двух аккумуляторов, существенно различающихся по емкости, будут различны и напряжения, то неизбежно возникнет кратковременная перегрузка по току одного аккумулятора.

Если высоким напряжением будет обладать аккумулятор с меньшей емкостью, то при соединении внутри него будет протекать ток короткого замыкания, что может разрушить элемент.

Если же повышенным напряжением будет обладать аккумулятор большой емкостью, то пострадает все равно аккумулятор с маленькой емкостью, так как в этом случае он будет принимать заряд в режиме перегрузки.

Поэтому главным правилом при параллельном соединении является предварительное выравнивание их напряжений.

Если статья оказалась познавательной или полезной, то оцените ее лайком и спасибо за ваше внимание!

Источник

ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650, на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно — собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ?

ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - простая схема

Теория

Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя — нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием «лишнего» электричества.

Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd — это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры — так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.

У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.

Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.

Читайте также:  Каким цветом провод плюс на зарядном устройстве от телефона

ЗАРЯДКА Блока литиевых АККУМУЛЯТОРОВ

Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое «балансиром». Простейший тип балансира — это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.

Упрощённая схема балансира для АКБ

Структурная схема балансира для АКБ

Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.

ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - балансир

Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A — все они ведут себя одинаково.

ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - транзисторы

Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:

  • R1 + R2 = Vo
  • 22K + 33K = 4,166 В
  • 15К + 22K = 4,204 В
  • 47K + 68K = 4,227 В
  • 27K + 39K = 4,230 В
  • 39K + 56K = 4,241 В
  • 33K + 47K = 4,255 В

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2. D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания — смотрите далее.

Схема устройства для балансировки аккумуляторов литиевых

Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора — надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.

Испытания

Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. Элементы видны на фото ниже.

одновременная зарядка нескольких аккумуляторов 18650

Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения — зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения.

Форум по обсуждению материала ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Теория работы импульсных источников питания и варианты схемотехники.

Кодовая кнопка для ограничения доступа к объектам, простая схема с реле на МК Attiny13.

Что означают термины переключатель, тумблер и кнопка — в чём главные различия и особенности применения каждого из них.

Источник

Можно ли зарядить два разных Li-ion аккумулятора одним контроллером?

Есть литий-ион из повербанка с родной платой заряда/разряда на 4000mAh при 3,7v и есть литий-ион батарейка без контроллера так же на 4000mAh от 3,8v до 4,35v. Если нужны будут фото, пишите, пришлю как смогу.

Автор вопроса считает этот ответ лучшим

Можно. Зачастую модели повербанков отличаются лишь количеством элементов, подключенных параллельно (плюс к плюсу, минус к минусу). При параллельном подключении литиевые аккумуляторы балансируют друг друга и защищают от перезаряда/переразряда. Максимальное напряжение заряда у аккумуляторов в вашем случае ограничено контроллером и будет одинаковое (4,2В). LIHV будет немного недозаряжаться, но это не критично и на срок службы влияет положительно.

3,7 и 3,8 это не минимальное напряжение, а номинальное. Теоретически, у LIHV должно быть немного выше минимальное напряжение, (2,65 против 2,5 вольт), но на практике я не знаю контроллеров повербанков, разряжающих аккумуляторы ниже 2,7В, так что переразряда тоже не должно быть. Учтите, что я не знаю марку и модель конкретно ваших аккумуляторов и модель контроллера, поэтому обобщаю. Можно найти сочетание аккумуляторов и контроллера, для которых мой совет не будет верным на 100% (если контроллер таки разряжает аккумуляторы до 2,5В). Но даже это на практике снизит ресурс LIHV лишь процентов на 15, если вы будете соблюдать стандартные советы по пользованию литиевыми аккумуляторами: не разряжать до отключения, а если уж разрядили — зарядить при первой же возможности, ни в коем случае не хранить в разряженном состоянии. Если вы соблюдаете эти правила, быстрей устройство развалится, чем вы заметите существенную деградацию аккумулятора.

Источник