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
Od czasu pracy baterii zależy nie tylko jej pojemność, ale także właściwa technika ładowania!
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.
