Зарядка акумулятора: принцип дії

Найбільш значущою умовою якісної роботи будь-якого електричного акумулятора є правильна зарядка акумулятора зарядним пристроєм, що в свою чергу залежить від раціонального підбору зарядного пристрою (скорочено ЗУ) і його застосування. Підбір електричного зарядного пристрою безпосередньо впливає на загальну роботу, продуктивність, тривалість терміну служби акумуляторів, хоча людина не завжди може це здійснити. Найбільш ходовими режимами зарядних пристроїв є: прискорені (1-3 годинні заряду); повільні (14-16 годин заряду); кондиціонуючі.

Чи не будь-яку акумуляторну батарею можна заряджати в швидкому режимі; наприклад, поширений автомобільний свинцево-кислотний електричний акумулятор не зможе зарядитися швидко так, на відміну від никелево-кадмиевого акумулятора. Якщо нікель-кадмієвий (Ni-Cd) електричний акумулятор заряджати силою струму в 1С (тобто, 100% -им струмом від існуючої номінальної ємності самого акумулятора протягом однієї години), то дійсна ефективність того, що відбувається заряду по електричної ємності буде прирівнюватися 0,91 (що б було зрозуміліше, для ідеального акумулятора вона дорівнює 1).

Для 100% -ного електричного заряду необхідно проводити зарядку акумулятора зарядним пристроєм протягом 66 хвилин. При повільному режимі заряду в 0,1 (тобто, 10% -ним електричним струмом від наявної номінальної ємності акумулятора протягом 10 годин) ефективність виробленого заряду по електричної ємності становитиме близько 0,71.

Основною причиною низької ефективності зарядки акумулятора зарядним пристроєм є те, що деяка частина електроенергії заряду, що береться батареєю, витрачається на розсіювання тепла. З цієї причини в повільному зарядному пристрої (сила струму дорівнює 0,1, тобто, 10% від існуючої номінальної ємності акумулятора) електричний акумулятор слід заряджати протягом 14-16 годин, а не протягом 10 годин. На вірну зарядку акумулятора зарядним пристроєм може впливати як сама людина, так і наявний принцип дії того чи іншого електричного зарядного пристрою акумулятора.

Залежно від конкретного різновиду акумуляторної батареї, її безпосередній конструкції, тривалості часу заряду і т.д., застосовуються різні способи і принципи дії зарядки акумулятора зарядним пристроєм. Значущим моментом для більшості різних зарядних пристроїв є фіксування закінчення електричного заряду акумуляторної батареї. Як правило, повільні електричні зарядні пристрої не здатні визначити кінець заряду, так як при маленькому зарядному струмі більш тривале перебування акумулятора в зарядному пристрої, припустимо, на 1-2 години, не здатне спричинити за собою критичні наслідки.

У деяких моделях відносно дешевих зарядний пристрій закінчення електричного заряду відбувається за принципом певного порогового значення напруги на висновках акумуляторної батареї. Але складність вірної оцінки дійсної ступеня заряду акумулятора зарядним пристроєм в даному випадку пояснюється тим, що реальна напруга батареї змінюється при повторному включенні і може змінюватися в залежності від навколишньої температури, а також швидкості самого заряду акумулятора. У деяких різновидах зарядок працює принцип безпосереднього відліку певної кількості часу електричного заряду за допомогою вбудованого таймера, з подальшим відключення живлення.

Більш складні електричні зарядні пристрої для зарядки акумуляторів містять в собі спеціальний мікроконтролер, за допомогою якого відбувається більш точне фіксування завершення електричного заряду акумуляторної батареї, застосовуються кілька методів – контролюються сила струму заряду, напруга акумулятора, температура та інші змінні величини. Припустимо, на Ni-Cd акумуляторі в міру накопичення заряду підвищується напруга, а потім, ближче до кінця заряду, збільшення температури, характеризується зайвим електричним зарядом, який сприяє деякому зниженню електричної напруги на самому елементі.

Спосіб імпульсного заряду акумулятора зарядними пристроями, що неодмінно використовується в кондиционирующих зарядний пристрій і аналізатори акумуляторів, краще підходить для нікель-кадмієвих (Ni-Cd) і нікель-магнієвих (Ni-MH) акумуляторів. Принцип методу полягає в тому, що електричний акумулятор протягом деяких проміжків часу отримує електричний заряд і розряд під впливом коротких імпульсів. Ефективність такого методу досить висока. Він оптимізує ефект пам’яті і підвищує загальний термін служби акумулятора.

Посилання на основну публікацію