Spis treści:
- 1 Prawidłowe ładowanie ma znaczenie
- 2 Współczesna technologia ładowania baterii i akumulatorów
- 3 Jak długo ładować akumulator żelowy?
- 4 Proces ładowania akumulatorów żelowych z wykorzystaniem zaawansowanych ładowarek elektronicznych
- 5 Sposoby łączenia wielu akumulatorów w procesie ładowania
- 6 Jak ładować akumulator żelowy – FAQ
Jak ładować akumulator żelowy – Producenci zalecają ładowanie akumulatorów żelowych metodą stałonapięciową z ograniczeniem prądu (np. za pomocą ładowarek automatycznych EST). Początkowy prąd ładowania nie powinien przekraczać 0,3 pojemności akumulatora, najlepiej wynosząc 0,1 tej pojemności.
Prawidłowe ładowanie ma znaczenie
Dzisiejszy artykuł to poradnik dotyczący prawidłowego wykonywania procesu ładowania akumulatorów ołowiowo-żelowych.Współczesna technologia ładowania baterii i akumulatorów
Podobnie jak baterie i akumulatory, również ładowarki są obiektem podlegającym rozwojowi technologicznemu. Współczesne konstrukcje ładowarek są oparte o mikroprocesory lub mikrokontrolery, które skrupulatnie nadzorują proces ładowania w czasie rzeczywistym tak, aby zapewnić jak najlepszy efekt końcowy. W przeciwieństwie do klasycznych prostowników transformatorowych, w których prąd wyjściowy maleje wykładniczo w czasie, ładowarki elektroniczne dostarczają prąd ładowania w sposób sekwencyjny – sam proces ładowania jest podzielony najczęściej na kilka etapów, tj. odsiarczanie, soft start, ładowanie maksymalną mocą, absorpcję i podtrzymanie napięcia po naładowaniu. Technologia inteligentnego ładowania ma na celu wykonywanie dokładnych pomiarów parametrów akumulatorów, aby zapewnić ich jak najdłuższą żywotność. Niektóre akumulatory żelowe i AGM mogą wymagać specjalnych warunków ładowania. Ładując akumulatory żelowe, należy mieć na uwadze, żeby nie przekraczać napięcia ładowania powyżej 14,4V, ponieważ przekroczenie tego napięcia może spowodować powstawania pęcherzyków powietrza w strukturze elektrolitu żelowego, prowadząc do nieodwracalnego uszkodzenia akumulatora.Jak długo ładować akumulator żelowy?
Większość producentów baterii i akumulatorów żelowych zaleca, aby liczba oznaczająca prąd ładowania (wyrażany w amperach) wynosiła nie więcej niż 25% liczby oznaczającej pojemność baterii (wyrażoną w amperogodzinach). Przykładowo, bateria żelowa o pojemności 20Ah, aby miała zapewnioną jak najdłuższą żywotność, powinna być ładowana prądem ciągłym nie wyższym niż 5A. Natomiast w przypadku starszych konstrukcji akumulatorów, tj. kwasowo-ołowiowych z elektrolitem ciekłym, zaleca się, aby wartość prądu ładowania była o jeden rząd wielkości mniejsza od wartości pojemności. Z tego wynika, że dla akumulatora o pojemności 20Ah z elektrolitem ciekłym, nie należy przekraczać prądu ładowania powyżej 2A.
Proces ładowania akumulatorów żelowych z wykorzystaniem zaawansowanych ładowarek elektronicznych
Proces ładowania akumulatorów żelowych realizowany przy pomocy ładowarek mikroprocesorowych ma kilka faz.
Pierwsza faza to jego odsiarczanie poprzedzone pomiarem napięcia i pojemności. Im głębsze rozładowanie akumulatora, tym wyższy poziom jego zasiarczenia. W tym procesie, następuje odzyskiwanie utraconej pojemności akumulatora poprzez impulsowe podawanie prądu. Następnie jest wykonywany soft-start – w tej fazie, prąd ładowania jest równy ok. połowie maksymalnego prądu ładowania dla akumulatora o określonej pojemności, aby móc sprawdzić, czy akumulator jest na pewno zdolny do przyjmowania ładunku elektrycznego. Jeśli akumulator jest już mocno zużyty lub poważnie uszkodzony w nieodwracalny sposób, wówczas proces ładowania zostanie przerwany.
Kolejnym etapem jest ładowanie maksymalnym prądem dla określonej pojemności akumulatora (np. 5A dla pojemności 20Ah), do chwili uzyskania 80% pełnego naładowania, zapobiegając przy tym przekroczeniu dopuszczalnej temperatury akumulatora (dla żelowych ok. 38°C).
Po fazie ładowania głównego następuje faza absorpcji, która kończy ładowanie akumulatora, ładując pozostałe 20% pojemności i utrzymując na jego zaciskach napięcie z przedziału ok. 14,1V – 14,4V (w zależności od ustawień programu w mikroprocesorze ładowarki). Sukcesywnie obniża się wówczas prąd ładowania aż do momentu, kiedy akumulator będzie prawie całkowicie naładowany.
Problemy związane z dokończeniem fazy absorpcji mogą wynikać z częściowego, trwałego zasiarczenia akumulatora. Ponieważ wskutek obecności wewnętrznej rezystancji akumulator samoczynnie rozładowywuje się (bardzo powoli), to po pełnym naładowaniu ładowarka przechodzi w tryb podtrzymania napięcia akumulatora i utrzymuje na jego zaciskach napięcie na poziomie ok. 13V.
Pamiętajmy, że całkowity czas ładowania akumulatora zależy od jego stopnia rozładowania. Uwzględniając ładowanie prądem z 90% wydajnością ładowarki – jeśli przykładowo bateria żelowa o pojemności 20Ah będzie rozładowana do 50% swojej pojemności, a maksymalna wydajność prądowa ładowarki wynosi 5A – to wówczas czas ładowania do pełnej pojemności będzie wynosić w przybliżeniu ok. 2,5h. To może się wydłużyć w zależności od stopnia zasiarczenia akumulatora.
Sposoby łączenia wielu akumulatorów w procesie ładowania
Prąd i napięcie ładowania zależą nie tylko od parametrów akumulatora, ale także ilości akumulatorów i sposobu połączenia. W przypadku połączenia równoległego łączymy razem ze sobą bieguny jednoimienne (np. biegun “+” baterii nr “n” z biegunem “+” baterii nr “n+1” i analogicznie – biegun “-” baterii nr “n” z biegunem “-” baterii nr “n+1”). Wówczas baterie są ładowane napięciem o takiej samej wartości, a wypadkowa pojemność jest sumą pojemności wszystkich baterii podłączonych do tej samej ładowarki.
Przykładowo, jeśli połączymy ze sobą równolegle trzy akumulatory o pojemności 20Ah i napięciu znamionowym 12V każdy i podłączymy je do zacisków wyjściowych ładowarki, to układ sterowania procesem ładowania rozpozna to jako akumulator o napięciu znamionowym 12V i pojemności 60Ah. Bardziej rozbudowane ładowarki mogą zawierać kilka par zacisków wyjściowych i w tej sytuacji, łączny prąd ładowania będzie sumą prądów pobieranych przez poszczególne akumulatory podłączone do ładowarki. Natomiast w połączeniu szeregowym, akumulatory łączymy ze sobą biegunami różnoimiennymi (np. biegun “-” baterii nr “n” z biegunem “+” baterii nr “n+1” i biegun “-” baterii nr “n+1” z biegunem “+” baterii nr “n+2”), pamiętając o tym, że w dalszym ciągu biegun pierwszego akumulatora o wyższym potencjale (“+”) należy połączyć z plusem zasilania od strony ładowarki, a biegun o niższym potencjale ostatniego akumulatora (“-”) łączymy z minusem (masą) ładowarki. W takim połączeniu, napięcia akumulatorów się sumują, ale ich sumaryczna pojemność nie ulega zmianie. Jeśli połączymy te same, uprzednio omówione baterie w sposób szeregowy, to wypadkowe napięcie zmierzone przez ładowarkę wyniesie ok. 36V. Należy wybrać taki sposób połączenia, aby był on zgodny z możliwościami sprzętowymi ładowarki.
