Как проверить емкость, исправность гелевого аккумулятора | Voltmarket
Автор:
Сергей Куртов
Время прочтения: 5 мин
Дата публикации: 19-10-2022
Рейтинг статьи: (1182)
Содержание
Аккумуляторная батарея в процессе эксплуатации изнашивается, теряя изначальные характеристики. В определенный момент, когда характеристики перестают удовлетворять требованиям потребителя, АКБ считается неисправной. Дожидаться, пока аккумулятор подведет — не самый лучший вариант. Куда предпочтительнее провести проверку, чтобы оценить состояние батареи и ее потенциальный ресурс.
Гелевые АКБ являются свинцово-кислотными, однако это не значит, что для их тестирования подойдут все методы, применяемые для традиционного автомобильного аккумулятора. Рассмотрим, как проверить емкость гелевого аккумулятора в домашних условиях, не навредив ему.
Что происходит с гелевой АКБ в процессе эксплуатации
Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея накапливает и отдает энергию за счет химического процесса между свинцовыми электродами и электролитом на основе серной кислоты.
Каждый цикл разряда и заряда сопровождается образованием на пластинах мелкокристаллического сульфата свинца и его растворения соответственно.
В процессе старения пластины так или иначе сульфатируются. При неправильной эксплуатации (глубокий разряд с последующим хранением в таком состоянии) образование крупнокристаллического сульфата свинца происходит куда активнее. Плотность электролита падает, растет концентрация воды. Засульфатированные участки свинцовых пластин в химической реакции участия не принимают, что соответствующим образом сказывается на характеристиках аккумулятора. Падает его токоотдача и емкость.
Сульфатация — это естественный процесс старения аккумулятора. Помимо нее пользователи часто сталкиваются с разрушением самих пластин. Обычно это происходит из-за эксплуатации при недопустимом температурном режиме. Осыпающиеся пластины могут замыкаться между собой, что является худшим исходом. Также частой причиной выхода АКБ из строя является неправильная зарядка.
Проверка гелевого аккумулятора
Аккумуляторы относятся к такому типу расходников, состояние которых можно проверить лишь по косвенным признакам.
Узнаем, как проверить исправность гелевого аккумулятора, не навредив ему.
Важно понимать, что популярные способы проверки обычных свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом не подходят для гелевых (AGM и GEL). Некоторые способы и вовсе не имеют смысла. Например, гелевая АКБ не нуждается в проверке уровня электролита, так как вода в процессе эксплуатации не испаряется благодаря процессу рекомбинации. Да, если неправильно заряжать AGM аккумулятор, избыточное давление будет выпускаться через предохранительный клапан и долив воды может быть необходим, однако из-за внутренней структуры проверить уровень не получится.
Другой неподходящий способ диагностики — это проверка плотности электролита. Для традиционных АКБ это довольно точный метод диагностики, позволяющий получить данные об “усталости” аккумулятора. Тем не менее, для гелевых батарей он непригоден из-за специфики забора электролита на пробу.
Так как проверить гелевый аккумулятор, если многие традиционные подходы неприменимы? Существует масса профессионального оборудования, которое позволяет определить характеристики аккумулятора и сделать вывод о его дальнейшей пригодности к эксплуатации.
Тем не менее, к такому методу рядовой пользователь почти никогда не прибегает, предпочитая “кустарный” способ, который, к слову, довольно хорош. Речь идет о тестировании фиксированной нагрузкой.
Так как напряжение на клеммах отражает степень заряда, но никак не связано с емкостью и токоотдачей, одного мультиметра не достаточно. Нужно проверить, как гелевый аккумулятор будет держать нагрузку. Вот что надо сделать для этого:
- Найти потребителя на 12В (при тестировании 12-вольтового гелевого аккумулятора или сборки на 12В) с подходящей мощностью. Так как нас мало интересует тестирование на ток холодной прокрутки и вообще пусковые токи в принципе (аккумулятор ведь тяговый для резервного питания), нагрузку надо подобрать так, чтобы ток составлял около 10% от номинальной емкости АКБ. Это связано с тем, что обычно емкость аккумулятора указана при нагрузке 10C или 20С;
- Полностью зарядить аккумулятор;
- Повесить нагрузку и контролировать напряжение на клеммах.
По достижению напряжения 11,7В нагрузку можно снимать. - Подсчитываем, сколько с данной нагрузкой аккумулятор должен держаться при своей номинальной емкости, сравниваем с полученными цифрами.
По достижению напряжения 11,7В нагрузку можно снимать.Подуставший гелевый аккумулятор разрядится значительно быстрее, чем при своих номинальных характеристиках. Подсчитав потенциальную емкость можно сделать вывод, пригодна АКБ к дальнейшей эксплуатации или нет.
Что делать, если результат оказался плохим
Если Вы решили проверить аккумулятор, значит он уже вызывает вопросы. Следовательно, с высокой долей вероятности его придется заменить. Восстанавливать гелевый аккумулятор не стоит. В отличие от традиционных WET аккумуляторов, восстановление гелевых АКБ многими традиционными способами недопустимо. Вы просто добьете аккумулятор.
Лучше всего просто сделать выводы и не повторять ошибок в дальнейшем. Если аккумулятор по итогам проверки потерял емкость значительно раньше ожидаемого окончания срока службы, значит в процессе эксплуатации были нарушения тех или иных требований.
Стоит задуматься, что могло стать причиной деградации батареи. Это может быть недопустимая температура окружающей среды, неправильный заряд кустарными устройствами, глубокие разряды и многое другое. Поэтому лучший результат тестирования АКБ — это выводы над причиной выхода из строя и их устранение.
Используйте только автоматические зарядные устройства с подходящим для гелевых аккумуляторов режимом, регулярно производите обслуживание АКБ при ее хранении (раз в несколько месяцев замерять напряжение и подзаряжать при необходимости), обеспечивайте эксплуатацию в прохладных условиях, близких к комнатной температуре.
Как проверить емкость гелевого аккумулятора 5 из 5 на основе 1 оценок.
Рекомендации по зарядке/разрядке Ni-MH аккумуляторов
Каталог
- Рекомендации по зарядке/разрядке Ni-MH аккумуляторов
org/ListItem»>
Для нормальной работы любого аккумулятора нужно всегда помнить «Правило «Трёх П»:
— Не перегревать!
— Не перезаряжать!
— Не переразряжать!
Для вычисления времени зарядки никель-металл-гидридного аккумулятора или батареи из нескольких элементов можно использовать следующую формулу:
Время зарядки (ч) = Емкость аккумулятора (мАч) / Сила тока зарядного устройства (мА)
Пример:
Мы имеем аккумулятор с ёмкостью 2000mAh. Ток заряда в нашем зарядном устройстве — 500mA. Делим ёмкость аккумулятора на ток заряда и получаем 2000/500=4.
А теперь более подробно про правила, которые нужно стараться соблюдать, для нормальной работы никель-металл-гидридного (Ni-MH) аккумулятора:
Храните Ni-MH аккумуляторы с небольшим количеством заряда (30 — 50% от его номинальной ёмкости).
Никель-металлогидридные аккумуляторы более чувствительны к нагреву, чем никель-кадмиевые (Ni-Cd), поэтому не перегружайте их. Перегрузка может отрицательно сказаться на токоотдаче аккумулятора (способности аккумулятора держать и выдавать накопленный заряд). Если у вас есть интелектуальное зарядное устройство с технологией «Delta Peak» (прерывание заряда аккумулятора по достижению пика напряжения), то вы можете заряжать аккумуляторы практически без риска перезарядки и разрушения оных.
4-6 циклов заряда/разряда для аккумуляторов в качественном зарядном устройстве позволяет достичь придела ёмкости, которая была растеряна в процессе перевозки и хранения аккумуляторов в сомнительных условиях после выхода с конвейера завода-производителя. Количество подобных циклов может быть совершенно разным для аккумуляторов от разных производителей. Качественные аккумуляторы достигают предела ёмкости уже после 1-2 циклов, а аккумуляторы сомнительного качества с искусственно завышенной ёмкостью не могут достигнуть своего предела и после 50-100 циклов заряда/разряда.После разряда или заряда старайтесь дать остыть аккумулятору до комнатной температуры (~20o C). Заряд аккумуляторов при температурах ниже 5oC или выше 50oC может значительно отразиться на сроке службы батареи.
Если хотите разрядить Ni-MH аккумулятор, то не разряжайте его менее, чем до 0.9В для каждого элемента. Когда напряжение никелевых аккумуляторов падает ниже 0.9В на элемент, большинство зарядных устройств, обладающих «минимальным интеллектом», не могут активировать режим заряда.
Если Ваше зарядное устройство не может опознать глубоко разряженный элемент (разряженный менее 0.9В), то стоит прибегнуть к помощи более «тупого» зарядника или подключить аккумулятор на короткое время к источнику питания с током 100-150мА до достижения напряжения на аккумуляторе 0.9В.Если вы постоянно используете одну и ту же сборку из аккумуляторов в электронном устройстве в режиме дозаряда, то иногда стоит разряжать каждый аккумулятор из сборки до напряжения 0,9В и производить его полный заряд во внешнем зарядном устройстве. Подобную процедуру полного циклирования стоит производить один раз на 5-10 циклов дозаряда аккумуляторов.
батареи — Уровень заряда батареи — как проверить
спросил
Изменено 12 лет, 4 месяца назад
Просмотрено 33 тысячи раз
\$\начало группы\$
Как проверить уровень заряда батареи?
- батареи
- измеритель мощности
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Две вещи происходят с батареями, когда они разряжаются.
В зависимости от технологии батареи напряжение может постепенно снижаться с течением времени, или оно может упасть всего на пару десятых до того, как внезапно полностью исчезнет. Таким образом, обычно вы можете определить разницу между полностью заряженной батареей и почти разряженной, измерив напряжение, но это может быть трудно определить с частично разряженными батареями.
Внутреннее сопротивление в любом случае имеет значение. Вы не можете измерить его, прикрепив омметр к батарее, но вы можете сделать вывод, измерив напряжение батареи, когда она находится под нагрузкой. Вам нужна нагрузка, соответствующая напряжению и току батареи, поэтому вы можете использовать автомобильную лампу накаливания для небольшой 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи или светодиод для плоской монеты. Просто то, что вы обычно ожидаете от батареи.
\$\конечная группа\$
0
\$\начало группы\$
Я думаю, что многие коммерческие устройства делают это с измерением тока, выходящего из батареи с течением времени, известным как «кулоновский счет». Если ваша батарея держит 1000 мАч, и вы измеряете 300 мА, которые используются в течение часа, то вы знаете, что в батарее осталось 700 мАч, или 70%. Вот страница, на которой рассказывается об этом методе (наряду с менее точным методом, основанным на напряжении)
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Если у вас есть мультиметр, установите его в режим «напряжение», повернув ручку, пока она не покажет что-то вроде «V» для напряжения.
(Если у вас есть более одного режима с буквой «V» в названии, просто попробуйте их все.) Затем подключите черный провод мультиметра к отрицательной клемме аккумулятора, а красную запись мультиметра — к положительной клемме. аккумулятора. Мультиметр должен показать вам напряжение. Затем вы можете сравнить это с ожидаемым уровнем напряжения полностью заряженной батареи.
Если у вас есть микроконтроллер с АЦП, вы должны сделать простую схему делителя напряжения, используя несколько резисторов в диапазоне 10-100 кОм, и соединить выход делителя напряжения с выводом АЦП на вашем микроконтроллере.
Задача делителя напряжения состоит в том, чтобы разделить напряжение вашей батареи до уровня, который может прочитать ваш микроконтроллер (обычно 0-3,3 В или 0-5 В). Если вы используете аккумулятор, напряжение которого всегда находится в этом диапазоне, вам не нужно использовать делитель напряжения. Вот объяснение схем делителя напряжения:
http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider
\$\конечная группа\$
3
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
аккумуляторов — Определение уровня заряда свинцово-кислотного аккумулятора под нагрузкой
Типичный профиль аккумулятора показан ниже:
Как видите, скажем, от 10% до 90% состояния заряда (SOC) , напряжение холостого хода, \$V_{oc}\$, в значительной степени ведет себя линейно. Обратите внимание, что профиль зависит от того, заряжаете вы или разряжаете, но поведение примерно одинаковое.
Допустим, емкость вашей батареи равна \$C_{nom}\$ в ампер-часах. Тогда состояние заряда (\$soc\$) (безразмерная величина) равно:
$$soc=\frac{Q}{C_{nom}}$$
Где \$Q\$ — заряд батареи в момент времени \$t\$. Теперь, если вы знаете ток, потребляемый батареей, вы можете определить \$Q\$, поскольку
$$\frac{dQ}{dt}=-i_{bat}(t) $$ или эквивалентно,
$$Q(t)=-\int{i_{bat}(t)dt} $$
Отрицательный знак, так как батарея разряжается. Если вы заряжали аккумулятор, этот знак положительный.
Теперь вы можете переписать состояние заряда следующим образом:
$$soc=-\frac{1}{C_{nom}}\int{i_{bat}(t)dt} $$
Если присмотреться, то состояние заряда остается безразмерной величиной, как и должно быть, так как \$C_{nom}\$ выражено в Ач и поэтому будет интегралом тока (Конечно, Ампер умножить на какую-то единицу время).
Чтобы лучше показать, что я здесь моделирую, посмотрите на следующую схему:
смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab добавил типичный резистор потерь последовательно с \$V_{oc}(soc)\$, который, как я предполагаю, вы хотите опустить.
Как вы видите, \$V_{oc}\$ является функцией \$soc\$, как и ожидалось. Одно предостережение, однако, заключается в том, что вам нужно угадать начальное состояние. Скажем, вы подозреваете, что батарея изначально была заряжена на 100%, и измеряете это напряжение. Затем вы можете найти \$soc\$ с помощью приведенного выше уравнения.
Вам нужна оценка начального заряда из-за константы интегрирования, которую вы получите при интегрировании тока.
То есть
$$soc=-\frac{1}{C_{nom}}\int{i_{bat}(t)dt} + soc(0) $$
Я просто явно показываю константу интегрирования, которую вам нужно будет угадать в начале эксперимента. Я бы начал с точки, в которой я предполагаю, что батарея заряжена на 100%, и измерил \$V_{oc}\$, а также необходимо знать \$V_{oc}\$, когда предполагается, что батарея разряжена. . Вы можете не получить точных результатов, потому что оба конца графика \$V_{oc}\$ и \$soc\$ (менее 10% \$soc\$ и более 90% \$soc\$) очень нелинейны. .
Но поскольку у вас уже есть значения для \$V_F\$ и \$V_E\$, вы можете просто сопоставить значение \$soc\$, которое вы найдете с помощью приведенного мной уравнения, со значением для \$V_{ ок}\$.
Таким образом, вы можете оценить состояние заряда, если знаете потребляемый ток, путем интегрирования. И состояние заряда будет линейно сопоставлено со значением \$V_{oc}\$ \$\in[V_E,V_F]\$, которые являются значениями, которые у вас уже есть для концов спектра состояния заряда.