Аккумуляторы в буферном режиме

[ALEX__A]

По поводу бортовой сети авто - там аналогичная картина- разница внутр сопротивлений позволяет включать в параллель.а режим непрерывного заряда- разряда обеспечивает относительную долговечность.

По поводу работы и включения свинцово-кислотных АКБ в буферном режиме krian прав. Причина этого факта лежит в возможности заряда свинцово-кислотных АКБ в режиме постоянного напряжения.

Существенная разница внутренних сопротивлений источника напряжения и приемника эл.тока существует всегда, иначе использование источника напряжения внутреннее сопротивление которого выше сопротивления нагрузки не будет иметь практической значимости.

Чтоже касается режимов эксплуатации автомобильных АКБ, то они приближены к экстримальным. В частности, ток их заряда ничем не ограничивается (ограничен только параметрами генератора на фиксированной частоте вращения), это приводит к тому, что ток заряда АКБ зависит не только от физических процессов происходящих в батарее, но и от частоты вращения ротора генератора. Особым режимом является режим пуска двигателя. Безусловно производители АКБ идут на различные технологические ухищрения, но при этом средний срок эксплуатации автомобильной АКБ редко превышает три года.

Наиболее долговечными для буферных режимов явл
именно NiCd батареи. В частности 19НКГ 27В эксплуатируются в среднем более 10 лет в режиме пост. подзаряда 100мА источником тока с тренировочными режимами(но кто их делает?)
Я грешным делом за 19 лет так и не удосужился...
По поводу др. видов АБ можно рассуждать только при ясной картине использования

Боюсь, что за 19 лет практически небыло аварийных продолжительных вводов в эксплуатацию обслуживаемых Вами АКБ. Именно в этих режимах выявляются все возможные погрешности в системах подзаряда, в частности отсутствие тренировок.

С уважением, Алексей.

[AlexK77]

Для spilberg: хозяин в Краснодаре

Да Здравствуют теоретики!!!
Найдите другого ведущего инженера со своим личным брендом и с 19 летним опытом работы от Н. Уренгоя и
Надыма до Голубого потока в Краснодарск. крае(не считая У. и Молдавии)
Удачи

[krian]

Для spilberg: хозяин в Краснодаре

Да Здравствуют теоретики!!!
Найдите другого ведущего инженера со своим личным брендом и с 19 летним опытом работы от Н. Уренгоя и
Надыма до Голубого потока в Краснодарск. крае(не считая У. и Молдавии)
Удачи

Вот это я не понял для чего сказано. Тут, видимо, не один ведущий инженер. у некоторых стаж больше 19 лет. Так что это главное достижение?
Ну, это к теме не относится. А имеющийся опыт позволяет четко ответить на главный вопрос?

Конечно, NiCd аккумулятор очень надежная и долговечная штука. В родной инструкции к батарее 10НК-28КТ за 77год было сказано буквально следующее.
(мой пересказ по памяти) "Если вы нашли на складе завалявшийся аккумулятор, который хранится для отчетности, как негодный, то если на нем нет механических повреждений он может быть подвергнут восстановлению.
Отмойте его от грязи и залив дистилированной воды поставьте на нормальный заряд. Если через 3 минуты напряжение будет больше 0,2В, то в нем нет короткого замыкания и его можно восстановить.
Залейте новый составной электролит и начинайте его тренировать. На первых циклах емкость достигает 25-30% от первоначальной, а потом постепенно возрастает до 50-80%."
Вот так.

Заряд током или напряжением можно применять к любым типам аккумуляторов, учитывая их особенности. Но, по-моему, буферный режим должен всегда предполагать постоянное напряжение и ограничение тока. Ведь основное питание осуществляется от источника напряжения, а не тока.
Напряжение для кислотных 12 вольтовых АБ известно - 13,6В, а для других какие? Потому что постоянный подзаряд малым током - это не буберный режим, а компенсация тока утечки.
В буферном режиме, если АБ разрядилась на 50 % из-за отключения основного источника, то при его включении она должна быстро набрать заряд и сначала ток будет ограничен только этим источником, пока батарея не достигнет буферного напряжения. Потом, по моему предположению, ток заряда начнет падать, как и у кислотного. А малым компенсирующим током ее можно заряжать вечно и эти потраченные 50% никогда не наберуться снова.
Кроме того, у кислотного аккумулятора есть известная зависимость буферного напряжения от температуры, причем нелинейная, особенно при низких температурах. А какие температурные зависимости у других типов?
И все таки, как быть с "эффектом памяти" при эксплуатации NiCd АБ в буферном режиме.

[NemoCut32]

1) Современные NiCd и NiMH заряжаются 0.05-0.1C бесконечно долго без проблем. Это по рекомендациям из их-же даташитов.
2) В автомобиле есть регулятор напряжения и напряжение генератора почти независит от оборотов (1 об в сек. от "кривого стартёра" не в счёт). Напряжение там держится на уровне 13.7-14.5В, это напряжение зарядки 12В кислотного аккумулятора, а вот ток не ограничиваеться, т.к. считается что кислотники не любят глубокого разряда и ниже 11 В на нём быть не может.
3) NiMH почти не имеют "эффекта памяти", но более чувствительны к перезарядке. Однако какой "эффект памяти" в буферном режиме?
4) Я не видел NiMH на 100 А*ч, но стоит посмотреть у "электромобилистов". Один раз читал про аккумуляторные батареи для автобусов (электробусов вернее).
5) Не подойдут ли щелочные аккумуляторы от электрокаров или тролейбусов (я правда не знаю какие там батареи, но думаю щелочные).
Режим работы АКБ и схемотехнику надо смотреть в зависимости от конкретного применения и типичных режимов работы. Напишите пожалуйста это.
Не стоит подсмеиваться над человеком с опытом, это в теории мы всё знаем, а как дело до практики доходит, так где наша спесь? У меня у самого оказались проблемы с зарядкой NiMH и очень жаль, что не нашлось опытного и компетентного специалиста в этой сфере, потому как не понятно что виновато то-ли схема, то-ли аккумуляторы, то-ли программный алгоритм.

[krian]

Не стоит подсмеиваться над человеком с опытом, это в теории мы всё знаем, а как дело до практики доходит, так где наша спесь?

Я не посмеиваюсь. Но раз человек посмеивается над теорией и считает, что его практический опыт выше теорий, то мог бы привести хоть одну конкретную цифру, кроме временных интервалов своего опыта. Иначе возникает подозрение, что опыт основывается на своеобразном шаманизме. Попробовал - получилось, а чего оно так, то ли случайно, то ли закономерно, никто не разбирается. И потом случается видеть в технической литературе рекомендации похожие на кулинарные рецепты, которые перекочевывают из книжки в книжку, называясь популяризацией.

Насчет тока 0,1С бесконечной продолжительности я не согласен, т.к. в рекомендациях, в разной литературе и даже на корпусе аккумулятора радом с этой цифрой стоит время заряда. Может для заливных можно, но при этом интенсивно кипит электролит, выделяя водород, а герметичные заметно греются и могут просто раздуться и потерять герметичность. По крайней мере в моей практике именно так и было, поэтому пришлось меры принимать.
А причем "эффект памяти" к буферному заряду написано в моих предыдущих посланиях, это мои соображения. Если Вы считаете, что они неправильные, то объясните почему.

2) В автомобиле есть регулятор напряжения и напряжение генератора почти независит от оборотов (1 об в сек. от "кривого стартёра" не в счёт). Напряжение там держится на уровне 13.7-14.5В, это напряжение зарядки 12В кислотного аккумулятора, а вот ток не ограничиваеться, т.к. считается что кислотники не любят глубокого разряда и ниже 11 В на нём быть не может.

А это совершенно не так. Это из типичных разговоров водителей. Напряжение буферного заряда для кослотного аккумулятора 2,275+/-0,025В на элемент, т.е. 13,65В. Если регулятор напряжения термокомпенсированный, то оно меняется в зависимости от температуры. Но даже на лютом морозе -20 оно не должно превысить 14,6В. 14,7В - это напряжение циклического или полного режима заряда при комнатной температуре. И держать его под таким напряжением можно не более 5 часов после того, как ток заряда перестанет падать. Так вот именно от того, что регуляторы напряжения в автомобилях в большинстве, по вашей терминологии, кривые, приведенные условия не соблюдаются. При такой эксплуатации аккумуляторы, как правило больше 3-х лет не выдеживают. Я когда-то сделал на автомобиль правильный регулятор, да еще снимал АБ для профилактических тренировок. Так обычный черный акумулятор, купленный на базаре, служил больше 5 лет. Да и то, я сам виноват. Оставил надолго незаряженным в тепле.

Ток заряда в бортовой сети ограничен за счет конструкции самого генератора. Кто-то тут путано писал насчет внутренних сопротивлений. Так дело в том, что именно из-за совершенно конкретного внутреннего сопротивления, генератор при большой нагрузке переходит из режима источника напряжения в режим источника тока. А разряженный аккумулятор может без вреда для себя принимать гораздо больший ток, чем 0,1С.

[NemoCut32]

По 2 пункту совершенно с Вами согласен. Я специально не писал ничего про качество автосистем. Я имел ввиду стабилизацию напряженния от оборотов, она пусть и не 100%, но в общем случае существует. А то что Вы написали совершенно справедливо для любых систем - более правильный режим зарядки/разрядки == больший срок службы аккумулятора.
По п.1. Я до сих пор не вижу конкретных цифр в ТЗ и это ещё более походит на шаманство. Дело в том, что "конкретных" цифр нет - т.е. они вроде есть и даже есть некии формулы, но их Вам никто не назовёт, потому как они сильно зависят от множества параметров: типа и конкретного аккумулятора, рабочих рараметров, схемотехники, окружающей среды и времени эксплуатации системы. Вот например я искал величину падения напряжения -dV на банке NiMH по окончанию зарядки и разные "источники" дают разные цифры от 5-15 мВ до 15-30мВ на банку. Когда я пишу 5-15 это значит отличие в 3 раза! в одном источнике и к тому же эти цифры отличаются в разной документации. Единого чёткого алгоритма зарядки нет и формул по сути тоже. Я подбирал параметры экспериментальным путём и всё равно происходят ложные срабатывания окончания зарядки. Литературы перелопатил неменренно. Вот поэтому я и писал про опыт, а не теорию. Вот приведите мне пожалуста пример хорошего описания зарядки NiMH аккумуляторов?! Если бы Вы нашли такое описание, то вряд ли заглянули бы в эту тему на форуме. Поэтому не надо обижаться на такие заявления и считать людей с опытом голословными.
Теперь по поводу 0.1С. В большинстве описаний сказано, что подзаряжать аккумуляторы током 0.03-0.1C в течении длительного временисовершенно безопасно и даже полезно, т.к. такой ток компенсирует саморазряд и при этом внутри аккумулятора устанавливается стационарный процесс рекомбинации водорода и кислорода, который не приводит к порче аккумуляторра. Но это касается только температур аккумулятора от +5 до +30 цельсия. Выше +30 такой заряд не рекомендуется, а выше +45 аккумулятор не стоит нагревать ни в коем случае. При зарядке температура не должна превышать +40 цельсия. Эти данные совпадают в разной литературе.
По поводу эфекта памяти. Как я понял, он возникает у NiCd аккумуляторов вследствии образования крупных кристаллов на пластинах при частичном цикле заряда разряда и уменьшении рабочей поверхности электродов. Кристалы эти растут на неких центрах при чистичном зарядном цикле, т.е. при частичном разряде не весь материал "рассосался" и крупные образования при последующем заряде становятся ещё крупнее. Материал заключённый внутри них не работает, т.к ток зависит не от объёма, а от площади поверхности электродов. Если Вы постоянно заряжаете аккумулятор, то такие кристалы не образуются, нужны несколько циклов частичного разряда 20-50% ёмкости. Меньший разряд и короткий по времени таких последствий не вызывает. Например фирма Cadex использует в своих зарядках метод, когда в 200 мс. цикле происходит разряд в течении 20 мс. таким же током. Это улучшает рекомбинацию газов и помогает устранить "эффект памяти"! Вот так!
В общем если найдёте хорошую литературу, то поделитесь пожалуйста, а если найдёте хорошего опытного спеца, то радуйтесь и не потеряйте его!
Желаю удачи!

[NemoCut32]

Кстати по поводу "цифирь" на аккумуляторе. Похоже ерунда полнейшая. Каждый пишет чё хочет. Мы вот с GP так попали в режиме "ускоренной" зарядки. Кстати и терминология по поводу "быстрой" и "ускоренной" зарядок в разной литературе отличается!

[AlexK77]

Со всем уважением к окружающим и без желания проскочить на
халяву - по жизни-
может теоретикам и не известно,
но существует разница ...
применения АБ в пусковом и буферном режимах

согласен с NemoCut32
а krian
учится никогда не поэдно

[krian]

может теоретикам и не известно,
но существует разница ...
применения АБ в пусковом и буферном режимах

а krian
учится никогда не поэдно

Уважаемый AlexK77!
Учиться надо всем. Особенно, когда возникает уверенность, что уже все знаешь.
Вообще-то поставленный вопрос касался исключительно режима буферного ЗАряда (читайте внимательнее), причем применительно к щелочным аккумуляторам. То, что заговорили о кислотных – это для лучшего понимания и сопоставления. А вы постоянно хотите подчеркнуть свою осведомленность, но при этом путаете грешное с праведным.
Для ЗАряда аккумулятора термина «пусковой режим» - нет. Есть «ток пускового режима», который определяется электрической нагрузкой, а не батареей. Так это для режима РАЗряда, а не ЗАряда. Это к теме не относится и, как говорят англичане: «Часы уместно показывать тогда, когда спрашивают время».
То, что написано дальше, можете не читать. Вам это все равно неинтересно, а мне неинтересно вести с Вами бесполезную беседу. Я буду здесь обмениваться полезными знаниями с другими заинтересованными участниками. И все Ваши послания я буду игнорировать. Ваш опыт меня врядли заинтересует. Откройте свою тему - там и делитесь.
Всего Вам доброго AlexK77!
************************************************** *

А зарядных режимов существует в основном четыре: буферный, циклический (полный), форсированный, компенсационный. Встречается термин «тренировочный заряд», но это скорее не режим, а алгоритм заряда, сюда же можно отнести и «выравнивающий». Причем, количество накопленной энергии при буферном и циклическом заряде различно. Это есть следствие из закона сохранения энергии. Хотя во многих источниках на этом внимание не заостряют, поэтому сразу можно и не догадаться. Форсированный может иметь несколько разновидностей, но здесь я его не рассматриваю.
Компенсационный как раз используется не при работе, а при хранении или в резерве, он компенсирует ток саморазряда и поддерживает батарею всё время в «боевой готовности». Там ток совсем небольшой и определять его через емкость аккумулятора неправильно, т.к. он зависит от многих сопутствующих факторов и общего состояния батареи. Он должен быть таким, чтобы поддерживалось напряжение холостого хода полностью заряженной батареи. Причем он не обязательно должен быть непрерывным. Тогда с ней точно ничего не произойдет. А ток 0,03С и, тем более, 0,1С явно больше и опять таки по закону сохранения эта энергия должна куда-то деваться, т.к. сам аккумулятор уже не может ее принимать. Для аккумулятора это не полезно. А то, что в каких-то руководствах пишут, что так можно, так они руководствуются больше соображениями безопасности (американцы особенно поведены на безопасности), чем сохранностью аккумулятора. Можно! Не взорвется! Нужно только учитывать, что производителям и продавцам выгодно, чтобы потребитель поскорее пришел за новым аккумулятором. И если его всякими уловками не подталкивать к его порче, так много людей останется без работы. К у р и т ь - т о ж е - м о ж н о …..

Мне непонятно причем тут конкретные схемы или условия или еще что-то подобное. Если природа аккумуляторов одинакова, так и происходящие в них процессы должны быть одинаковы. Так можно размышлять о падении напряжения на p-n переходе. Да, как-то зависит от тока. Да, в разных источниках эти цифры гуляют, но физический смысл, по которому они определяются, остается. Известно, что это напряжение определяется шириной запрещенной зоны. Для кремния - 0,6В, для германия - 0, 2В и никогда оно не будет 0,6В. Для большей точности смотрим на график. Поэтому я всегда могу правильно рассчитать режимы постоянного тока, независимо от типов транзисторов.

Но вернемся к щелочным аккумуляторам. Я хотел бы разобраться с ними, как и с транзисторами.
Аккумуляторы NiCd и FeNi используются в трамваях и троллейбусах. Казалось бы, что в данном случае можно было бы применять буферный режим, когда троллейбус ездит. Но у них на хозяйстве огромные аккумуляторные помещения, где их разряжают и заряжают, снимая с троллейбуса.
Почему-то буферный режим для NiCd и FeNi батарей в чистом виде нигде не используется. Так может, для щелочных батарей буферный режим вообще невозможен из-за их каких-то физико-химических особенностей, например, того же эффекта памяти? У щелочного, в отличие от кислотного, плотность электролита от температуры почти не зависит. Так может ему и температурная компенсация не обязательна?
Я буду благодарен тому, кто объяснит именно это.

Для NemoCut32
Я посмотрю насчет падения напряжения по окончании заряда, у меня где-то это есть. Кстати, существуют м/сх-мы, которые очень четко определяют окончание заряда по этому признаку.

[krian]

Вот например я искал величину падения напряжения -dV на банке NiMH по окончанию зарядки и разные "источники" дают разные цифры от 5-15 мВ до 15-30мВ на банку. Когда я пишу 5-15 это значит отличие в 3 раза! в одном источнике и к тому же эти цифры отличаются в разной документации.

По моим данным в конце заряда напряжение должно уменьшаться на 15…20мВ/эл для NiCd и 5…10мВ/эл для NiMH. Эти напряжения зависят от тока заряда. Может поэтому в разных источниках разные цифры. Причем такое же кратковременное уменьшение напряжения наблюдается и вначале заряда большим током, поэтому автоматика отключения не должна на него реагировать в течение первых 5…10 минут посте включения тока заряда. А собственно, зачем Вам точные цифры? Важно поймать отрицательное приращение и дождаться минимума или выдержать определенное время. При этом эффект дублируется, как пишут, резким повышением температуры аккумулятора По моему всего этого будет вполне достаточно для определения окончания заряда.