piątek, 20 stycznia 2017

Akumulatory - trochę teorii w praktyce

Wiedza nie boli - jej brak czasami mocno kopie nas w tyłek


Nie lubię teorii. Mam dość często wrażenie, że w większości to tylko nieudolny opis rzeczywistości wymyślany na potrzeby doktorów, docentów i profesorów. I dla gnębienia studentów - co oczywiste.

Ale nie ma co ukrywać - nic jeszcze lepszego w  nauce nie wymyślono. Co prawda dzisiejszy internet dostarcza nam  nieco innego sposobu poznawania świata - setki, tysiące, miliony jednostkowych pozytywnych i negatywnych doświadczeń w każdej niemal dziedzinie: gotowaniu makaronu, czyszczeniu twardego dysku, rozsady pomidorów, tuningu samochodu, pisaniu kryminałów, robienia sera i miliona innych potrzebnych  i całkowicie zbędnych czynności w naszym krótkim przecież (w stosunku do wieczności) życiu. Po lekturze części z nich można sobie wyrobić jako takie pojęcie co sprawdzi się w praktyce a co jest naukawym bełkotem.
Teoria wciąż jednak dominuje jako źródło podstawowej wiedzy i póki na zaliczeniach z obwodów RLC raczej trzeba udowodnić znajomość teorii pola a nie treści  filmików z youtube.com to na razie pewnie tak zostanie.

Literatura ładowania i rozładowania akumulatorów kwasowo- ołowiowych jest bogata. A jednocześnie dość trudno trafić na dobre 1-2 stronicowe  kompendia wiedzy zawierających główne i najważniejsze elementy podstaw teoretycznych na temat akumulatorów. To dziwne bo technologia w zasadzie nie zmieniła się od 150 lat. A naukowcy znając dogłębnie procesy zachodzące w akumulatorze nie są w stanie podać jednoznacznie optymalnego sposobu ładowania akumulatorów. Wszystko odbywa się sprawdzoną metodą prób i błędów.
A więc jednak praktyka górą!!!!
Znalazłem coś takiego i takiego pisane prze praktyków. Chętnie przyjmę wskazania innych krótkich!! opisów dotyczących akumulatorów mogących być podstawą algorytmów ładowania akku w mojej nad wyraz inteligentnej ładowarce.

A tu>>>  znalazłem największe forum poświęcone odsiarczaniu akumulatorom kwasowo-ołowiowym. Duża doświadczeń i układów tu opisywanych pochodzi z tego forum.

To co udało mi się wydobyć z istotnych informacji dotyczących akumulatorów (w nawiasie wartości dla akku 12 V) niezbędnych do budowy "inteligentnego" prostownika

- napięcie nominalne celi - 2,1V (12,6V)
- dopuszczalna granica rozładowania 1,75 (10,5V)
- przy pracy buforowej akumulator ładujemy do 2,25 - 2,3 V(13,5-13,8V)
- przy pracy cyklicznej akumulator ładujemy do 2,4 - 2,5 V(14,4-14,8V)
- maksymalna sprawność  ładowania jest w zakresie prądów ładowania 0,01 - 0.1C (C =Ah)
- zalecane maksymalne ładowanie prądem 0,1-0,3C
- czas ładowania > dający 120% pojemności akku
- współczynnik temperaturowy napięcia ładowania -3 do -6 mV/oC (-18 do -36 mV/oC)
dla 0oC napięcie ładowania to 15-15,6V dla 50oC 13,35-13,95V
- sprawność ładowania drastycznie spada powyżej 75% poziomu naładowania (nagrzewanie i gazowanie)
 - akumulator samochodowy pracuje w trybie buforowym z utrzymywanym poziomem napięcia 14,4V
- ładowanie to "rozrywanie" cząstek siarczanu ołowiu - gęstość kwasu siarkowego wzrasta
- pełne naładowanie - zamiast rozrywania cząstek siarczanu następuje elektroliza wody - gazowanie- - najbardziej popularny schemat ładowania CCCV (stały prąd potem stałe napięcie)


- cykl ładowania dla akumulatorów buforowych



Z artykułu>>> praktyków energetyków doświadczonych w użytkowaniu dużej ilości akumulatorów można dowiedzieć się całkiem ciekawych rzeczy:
- przy ładowaniu niewielkimi prądami 0,1C i mniejszymi trzeba "wymieszać" elektrolit dla określenia właściwych napięć. Elektrycznie można to zrobić ładując akumulator do napięcia 2,4-2,5V (14,4-14,8V).
- można rozpuścić duże kryształy siarczanów poprzez ładowanie prądem 0,01-0,02C w ostatniej fazie ładowania (przy możliwie dużym stężeniu kwasu) poprzez dostarczenie sumarycznego ładunku  do baterii w zakresie 120-180%C
>>faza pierwsza - ładowanie stałym prądem 0,1C do napięcia 2,3-2,4V - 6-8h
>>faza druga - ładowanie podwyższonym napięciem (2,4-2,5V) do spadku prądu do 0,01-0,02C - 6-8h
>> faza trzecia- ładowanie stałym prądem 0,01-0,02C by wtłoczyć w akku 130-180% C



przykład akumulator 50Ah
>> faza pierwsza - prąd 5A do napięcia 2,4V - trwa np 6h = 30Ah
>> faza druga - napięciem 2,4V ładujemy aż prąd spadnie do 0,01C - np 10h z Iśr = 2,5A = 25Ah
>> faza trzecia - stałym prądem 0,01C = 0,5 A by uzyskać 130% C (65Ah) > czas = 20h

Z powyższego może wynikać, iż cały pomysł na desulfator to zmodyfikowana wersja fazy trzeciej ładowania odsiarczającego! Trzeba poszperać więcej na ten temat!

Z opisów handlowych tu>>>  producentów akumulatorów i ładowarek też możemy wyciągnąć jakieś interesujące informacje
- trójstopniowy cykl ładowania
>>F1 - stały prąd (0,1-0,2C) do napięcia 14,8
>>F2 - stałe napięcia 14,8 ze zmniejszającym się prądem praktycznie do 0 w ograniczonym czasie
>>F3 - podtrzymanie napięciem 13,6V


- czterostopniowe ładowanie
>> F1 - stały prąd z ograniczeniem napięcia gazowania. kalkulacja czasu ładowania Tf1
>> F2 - jw z tym że czas fazy2 jest proporcjonalny do czasu fazy 1
>> nie ma trybu podtrzymania. Akumulator pozostaje naładowany a raz na tydzień na krótki czas załączane jest napięcie fazy 2 by zapobiec samorozładowaniu


Dla prostowników KEEPPOER podane są następujące fazy ładowania
>> F1 dlaakku głęboko rozładowanych dodawana jest faza wstępna :miękkiego" ładowania tan na oko ok 0,01C
>>F2 faza impulsów wysokoprądowych 0,1-0,2C
>>F3 ładowanie stałoprądowe 0,1-0,2C do jakiegoś napięcia -  14V lub 14,4V  w zimie
>>F4 faza stałego napięcia aż prąd spadnie do 0,01-0,02 C do napięcia 14,4 lub 14,8 w zimie
>>F5 nie opisana dokładnie faza ładowania stałoprądowego prądem 0,01-0,02C
>>F6 pozostawienie akumulatora w spoczynku
>>F7 cykliczne okresowe doladowywanie prądem 0,01-0,02 gdy napięcie spadnie niżej niż 12,6 V



 A to z opisu ładowarki


Tu oprócz wcześniej opisywanych faz pojawia się na wstępie faza odsiarczania która jest impulsowym ładowaniem prądem 0,01-0,02C. Ale oczywiście kłóci się to z opisem praktyków z energetyki bo oni zalecają tę fazę po całkowitym naładowaniu akku tu zaś ta faza jest na początku okresu ładowania. Pojawia się również faza 5 - test naładowania akumulatora czyli czy trzyma napięcie.

A tu jeszcze przykłady cykli faz inteligentnego ładowania akku




http://sklep.prostowniki-akumulatory.pl/ladowarka-victron-blue-smart-12v-5a-ip65-bluetooth-p-2412.html


http://forum-motorowodne.pl/skutery-wodne/prostownik-do-aku-na-zime/


Wniosek 1
Już z tych pobieżnych opisów faz ładowania wynika jedno - na pewno potrzeba do tego trochę inteligencji. NANO ze swoim małym rozumkiem jak mniemam winien wystarczyć.

Wniosek 2
Należy zapomnieć o tradycyjnych ładowarkach!!!! Tych ze stałym prądem (lub nastawianym ręcznie) czy tych ze stałym napięciem (najczęściej do 14,4V). One są oczywiście dobre dla nowych i sprawnych akumulatorów oraz tych o które bardzo dbaliśmy w czasie eksploatacji - nie rozładowywane poniżej 30%, doładowywane zimą, nie pozostawiane w stanie rozładowania, generalnie nie zasiarczone.
Natomiast dla przeciętnego użytkownika średnio dbającego o akumulator każdy dowolny prostownik inteligentny - procesorowy z minimum trzystopniowym schematem ładownia (stały prąd,stałe napięcie, podtrzymanie) będzie o klasę lepsze od klasycznych prostowników.
Ot chociażby taki prostownik z Lidla czy Biedronki za 50 - 70 zł.

http://www.tester.vot.pl/?p=783http://produkty-z-bdr.blogspot.com/2016/11/prostownik-mikroprocesorowy-z-biedronki.html

Oba prostowniki mają dodatkowy tryb impulsowego ładowania przy napięciach akku poniżej 10,5. Nie jest to odsiarczanie a raczej próba przywrócenia do życia zajechanego akumulatora. I dodatkowo tryb zimowy - podniesienie napięcia ładowania fazy 2 do 14,8V. A że tylko 3,8A? Nie szkodzi - można tym naładować 70Ah diesla tylko trzeba trochę poczekać (15-20h) . A jak się komu śpieszy zawsze znajdzie w garażu lub u sąsiada klasyczny prostownik z 10-15A i za 2 h można próbować odjechać. Natomiast z inteligentnym prostownikiem nie grozi już więcej problem przeładowania po zostawieniu na noc włączonego prostownika - u mnie klasyka. I możesz taki prostownik mieć przyłączony na stałe do swojego rzadko używanego pojazdu np traktorka-kosiarki dzięki czemu jest zawsze gotowy do odpalenia. A więc Panowie do Biedronki po prostownik biegiem marsz.

A dla miłośników pięknych i drogich rzeczy zawsze pozostanie możliwość kupienia CTEKa - za 300 - 5000 zł. Ma podobne funkcje plus dodatkowe bajery typu mieszanie elektrolitu, doładowywanie impulsowe, test naładowania czy zasilanie samochodu bez akumulatora. Co kto lubi.

http://ctek-ladowarki.pl/img/cms/CTEK/MXS50/ctek_mxs_50_new_kombinacje_program%C3%B3w_logo%20copy.jpg

Chyba, że kogoś kręci zrobienie tego we własnym zakresie to zapraszam do dalszej zabawy. Napewno nie będzie tanio - ale ile frajdy!

A więc cd musi nastąpić.....

1 komentarz:

  1. Jak miło, że ktoś wyjaśnił podstawy w prosty i przejrzysty sposób! Aż chce się czytać i podsyłać znajomym ;) Rób to dalej, bo idzie Ci świetnie! In Plus

    OdpowiedzUsuń