Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом » Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора
Количество просмотров: 42019
Комментарии к статье: 6


Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора


Чтобы рассчитать параметры зарядного устройства для конкретного аккумулятора, необходимо прежде всего принять в расчет тип и параметры аккумулятора, который вы собираетесь этим устройством заряжать. Важнейшие характеристики заряжаемого аккумулятора - это: емкость, напряжение полного заряда, максимально допустимый ток заряда, а также диапазон допустимых рабочих температур.

В зависимости от того, что это за аккумулятор, какого типа материалы в нем используются - параметры зарядного устройства должны подбираться индивидуально. Здесь мы рассмотрим свинцово-кислотный и литий-ионный аккумуляторы, а точнее особенности их зарядки.

Правда в том, что если аккумулятор всегда заряжать правильно, с соблюдением оптимальных величин напряжения и тока, то он сохранит свою емкость на протяжении многих циклов заряда-разряда. Разумеется при условии, что и разряжается он тоже с соблюдением ограничений, без перегрузок, без перегревов. Итак, как же рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора?

Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора

Литий-ионный аккумулятор

Главная заряженная частица, отвечающая за образование тока в литий-ионном аккумуляторе, - это положительно заряженный ион лития. Он способен внедряться в кристаллическую решетку материала на аноде, например в углерод в форме графита, а также образовывать соли или оксиды металлов (например с марганцем, кобальтом или с железом и фосфором).

В силу именно такого химического состава, максимальное конечное напряжение заряда между электродами литий-ионного аккумулятора не должно превышать 4,2 вольта, а лучше — 4,1 вольта, это продлит срок его службы, замедлит необратимые изменения.

Заряжать литий-ионный аккумулятор необходимо напряжением в 5 вольт, чтобы не ждать бесконечно долго. При этом оптимальный ток заряда должен составлять от 50 до 100% от значения емкости, то есть аккумулятор емкостью 2400мАч оптимально будет заряжать током от 2,4А до 1,2А.

Для недопущения перезаряда, качественные зарядные устройства заряжают такие аккумуляторы в 2 стадии: на первой стадии на электроды подается 5 вольт и заряд некоторое время идет с предельно разрешенным током до достижения порогового напряжения в районе 4,1 вольт, а потом начинается вторая стадия — с меньшим током, когда напряжение доводится до конечных 4,1-4,2 вольт.

Поэтому мощность зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора (для 1 ячейки) рассчитывается так: максимальное напряжение умножить на максимальный ток, допустим 5В*2,4А=1,2Вт — для нашего примера.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотный аккумулятор работает благодаря химическим реакциям свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты. Любой классический автомобильный аккумулятор устроен именно так. В процессе заряда сульфат свинца распадается на ионы (отрицательно заряженный SO4 и положительно заряженный H), на катоде образуется диоксид свинца, на аноде — чистый свинец. При разряде — металлический свинец окисляется до сульфата свинца, диоксид свинца восстанавливается на катоде, а на аноде окисляется свинец.

Если аккумулятор перезарядить (продержать на зарядке чрезмерно долго), то сульфат свинца закончится, останется только вода, и начнется ее электролиз: на аноде при этом будет выделяться кислорода, а на катоде (отрицательном электроде) — водород — в жидком электролите будет видно как пойдут пузырьки.

В силу именно такого химического состава, напряжение максимального заряда одной ячейки свинцово-кислотного аккумулятора составляет 2,17 вольта. В 12 вольтовом аккумуляторе таких последовательно соединенных секций 6, а в 6 вольтовом — 3 последовательно соединенные секции. Поэтому максимальное напряжение заряда 12 вольтного аккумулятора составляет 13,02 вольта. Для 6 вольтного — 6,51 вольт.

Таким образом, зарядное устройство в процессе зарядки должно подавать на электроды постоянное напряжение исходя из по крайней мере 2,45 вольт на элемент (чтобы зарядка не шла бесконечно долго) — для 12 вольтного это 14,7 вольт, а для 6 вольтного получается 7,35 вольт. Начальный ток заряда оптимально принять за 30% от емкости.

В итоге максимальная рабочая мощность зарядного устройства должна рассчитываться как максимальное напряжение умножить на максимальный ток, допустим 14,7В*30А=441Вт — для свинцово-кислотного аккумулятора номинальным напряжением 12 вольт, емкостью 100Ач.

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 

О сайте Электрик Инфо и авторах статей



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Свинцово-кислотный аккумулятор - устройство и принцип работы, разновидности
  • Что такое емкость аккумулятора и от чего она зависит
  • Признаки неисправности стартерной аккумуляторной батареи
  • Что такое саморазряд аккумулятора
  • Устройство и принцип работы аккумулятора
  • Что такое эффект памяти аккумулятора
  • Как измерить емкость аккумулятора и перевести фарады в ампер-часы
  • Литий-ионные батареи: устройство, принцип работы, виды и применение
  • Внутреннее сопротивление аккумулятора
  • Литий-полимерные аккумуляторы
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом

    Зарядка аккумулятора, Технические характеристики, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Станислав |

    5В*2,4А=1,2Вт???
    5В*2,4А=12Вт, или я что-то не понимаю???

      Комментарии:

    #2 написал: Влад |

    Я тоже не понял, почему там вдруг 1.2Вт. Думаю опечатка.

      Комментарии:

    #3 написал: Павел |

    Емкость аккумулятора указывается в ампер-часах. Это номинальная цифра. Нельзя ожидать, что аккумуляторы будут использовать свою полную емкость. Предполагаемые режимы использования батареи, способ разрядки и глубина разрядки являются конструктивными характеристиками батареи. При выборе емкости необходимо учитывать доступную глубину разряда, которая обычно указывается производителем, и учитывать влияние глубины разряда на количество циклов в течение срока службы батареи. 

      Комментарии:

    #4 написал: Михаил |

    Рассчитывая параметры зарядного устройства для аккумулятора, необходимо учитывать характеристики самого аккумулятора, такие как его емкость, напряжение, химический состав и другие параметры. Также важно учитывать требования по времени зарядки, чтобы не повредить аккумулятор и не уменьшить его срок службы. 

      Комментарии:

    #5 написал: Михаил |

    Для правильного расчета параметров зарядного устройства для аккумулятора необходимо учитывать следующие параметры:

    1. Тип аккумулятора: различные типы аккумуляторов требуют различных параметров зарядного устройства. Например, свинцово-кислотные (PB) аккумуляторы имеют различные способы зарядки в зависимости от их конструкции, в то время как литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы имеют фиксированный напряжение заряда.

    2. Емкость аккумулятора: значение емкости аккумулятора измеряется в ампер-часах (Ач). Для расчета зарядного тока требуется знать емкость аккумулятора.

    3. Напряжение заряда: это напряжение, которое требуется для зарядки аккумулятора. Для большинства типов аккумуляторов это напряжение составляет от 1,4 В до 2,45 В на элемент.

    4. Ток заряда: это ток, который протекает через аккумулятор во время зарядки. Он должен быть определен в соответствии с емкостью аккумулятора и временем зарядки.

    Чтобы рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора, следуйте следующим шагам:

    1. Определите тип аккумулятора и необходимое напряжение заряда для этого типа аккумулятора.

    2. Определите емкость аккумулятора, которую вы хотите зарядить.

    3. Рассчитайте необходимый ток заряда, используя следующую формулу: ток заряда = емкость аккумулятора (в Ач) × коэффициент зарядки (обычно 0,1-0,3).

    4. Рассчитайте напряжение заряда, используя следующую формулу: напряжение заряда = количество элементов в аккумуляторе × требуемое напряжение заряда на элемент.

    5. Определите необходимую мощность зарядного устройства, используя следующую формулу: мощность зарядного устройства = напряжение заряда × ток заряда.

    6. Проверьте, что параметры зарядного устройства соответствуют требованиям производителя аккумулятора.

    При зарядке аккумулятора ток заряда должен быть меньше максимального тока, указанного в спецификациях аккумулятора. Излишне высокий ток заряда может повредить аккумулятор или даже привести к возгоранию.

    Для расчета параметров зарядного устройства для аккумулятора, необходимо учитывать такие параметры, как емкость аккумулятора, его номинальное напряжение, максимальный ток заряда и тип аккумулятора (свинцово-кислотный, никель-металл-гидридный, литий-ионный и т.д.).

    В общем случае, зарядное устройство должно иметь несколько режимов работы, включая начальный ток заряда, постоянный ток заряда и режим поддержания заряда. Начальный ток заряда должен быть достаточно высоким, чтобы быстро зарядить аккумулятор до напряжения номинального заряда. Затем зарядное устройство должно переключиться на постоянный ток заряда, который должен быть не более максимального тока заряда аккумулятора. Режим поддержания заряда позволяет сохранять заряд аккумулятора на определенном уровне без его перезарядки или переразрядки.

      Комментарии:

    #6 написал: Гость |

     Пример расчета: Допустим, у нас есть свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 55 Ah и номинальным напряжением 12 V. Мы хотим заряжать его постоянным напряжением 14,4 V до достижения емкости 80% от номинальной. Найдем максимальный зарядный ток: I = (0.8 * C) / 10 где C - емкость аккумулятора в ампер-часах. Подставим значения и получим: I = (0,8 * 55) / 10 = 4,4 ампера Найдем мощность зарядного устройства: P = I * U где I - зарядный ток, U - напряжение на аккумуляторе. Получаем: P = 4.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.