Instrukcijos ir priežiūra akumuliatorių įkrovikliams

Ši instrukcija skirta suteikti išsamų supratimą apie akumuliatorių įkroviklių naudojimą, priežiūrą ir skirtingų tipų akumuliatorių ypatybes. Tinkamas įkroviklio pasirinkimas ir naudojimas yra itin svarbus siekiant maksimaliai išnaudoti akumuliatoriaus galimybes ir užtikrinti jo ilgalaikį veikimą.

Akumuliatorių tipai ir jų charakteristikos

Akumuliatoriai yra esminė įvairių sistemų dalis, tiekianti energiją daugybei prietaisų ir įrangos. Akumuliatorių tipus galima suskirstyti į dvi pagrindines grupes: pirminius ir antrinius akumuliatorius.

• Pirminiai akumuliatoriai: Naudojami mažos talpos prietaisuose ir įtaisuose, pavyzdžiui, mobiliuosiuose telefonuose, laikrodžiuose, kompiuteriuose ir kt. Šie akumuliatoriai nėra įkraunami.
• Antriniai akumuliatoriai: Tai įkraunamos baterijos, kurias galima įkrauti naudojant įkrovimo įrenginį ir vėl naudoti. Jie dažniausiai naudojami didelės iškrovos įrenginiuose, pavyzdžiui, hibridinėse elektrinėse transporto priemonėse (HEV) ir nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose (UPS).

Ličio jonų akumuliatoriai

Ličio jonų akumuliatoriai naudoja ličio jonų cheminius junginius, o jų įtampa, priklausomai nuo modelio ir naudojamų cheminių junginių, yra nuo 1,5 V iki 3,7 V. Šie akumuliatoriai pasižymi didesniu energijos tankiu ir talpa nei švino rūgšties AGM akumuliatoriai, todėl juose sukauptą energiją galima naudoti ilgesnį laiką. Jie taip pat efektyviau naudoja energiją.

Švino rūgštiniai, AGM ir LiFePo4 akumuliatoriai

Švino rūgštiniai arba šarminiai, AGM akumuliatoriai: Tradicinis įkraunamų akumuliatorių tipas, naudojamas daugumoje nešiojamųjų elektroninių ir buitinių prietaisų. Šie akumuliatoriai paprastai įkraunami trimis etapais, naudojant pastovią srovę (CC režimas - Constant Current) ir pastovią įtampą (CV režimas - Constant Voltage).

Ličio arba LiFePo4 akumuliatoriai: Naujesnio tipo įkraunami akumuliatoriai, pasižymintys dideliu savitąja energija ir energijos tankiu. Jiems idealiai tinka CV/CC (Constant Voltage/ Constant Current) įkrovimo algoritmas, kuris apsaugo nuo per didelio įkrovimo ir užtikrina greitą įkrovimą be žalos.

Akumuliatorių įkrovikliai ir jų pasirinkimas

Tinkamo akumuliatoriaus įkroviklio pasirinkimas yra labai svarbus žingsnis siekiant maksimaliai išnaudoti akumuliatorių galimybes. Šiuolaikiniai kokybiški akumuliatorių įkrovikliai yra mikroprocesoriais valdomi įrenginiai, kurie akumuliatoriams įkrauti naudoja specialiai sukurtus algoritmus.

Įkroviklio tipai ir algoritmai

• Pastovios įtampos (CV - Constant Voltage) įkroviklis: Ribojamas akumuliatoriaus srovės kiekis, kol jis pasiekia tam tikrą, iš anksto nustatytą, įtampą.
• CV/CC (Constant Voltage/ Constant Current) įkrovimo algoritmas: Idealiai tinka ličio akumuliatoriams, apsaugo nuo per didelio įkrovimo ir užtikrina greitą įkrovimą be žalos.

Renkantis įkroviklį, svarbu atsižvelgti į naudojamų akumuliatorių cheminę sudėtį. Švino rūgštinius, AGM akumuliatorius reikia įkrauti nedidele srove, dažniausiai ~ 20 % nuo AGM baterijos talpos. Pavyzdžiui, 100 Ah baterijai rekomenduojama įkrovimo srovė iki 20 A. Tokiu būdu bus pasiektas didžiausias ilgaamžiškumas. Ličio akumuliatorius galima greitai įkrauti iki 100 %.

Kai kuriais akumuliatorių įkrovikliais galima įkrauti kelių tipų akumuliatorius, įskaitant sandarius, be priežiūros, užtvindytus drėgnus elementus, AGM ir VRLA (vožtuvu reguliuojama švino rūgštis). Taip pat turėtumėte atsižvelgti į turimų akumuliatorių talpą ir numatomą jų naudojimo trukmę. Prieš įsigyjant įkroviklį, taip pat turėtumėte patikrinti jo temperatūros diapazoną.

Akumuliatoriaus paruošimas ir įtaisymas automobilyje

Prieš naudodami naują akumuliatorių, įsitikinkite, kad jis yra paruoštas naudojimui. Akumuliatorius yra užpildytas rūgštimi ir įkrautas.

Paruošimas ir laikymas

• Laikykite akumuliatorių sausoje ir vėsioje vietoje.
• Būtinai įkraukite akumuliatorių, kai rūgšties tankis yra mažesnis nei 1.21 kg/l arba įtampa 12,4 V (6 V akumuliatoriams - 6.2 V).
• Laikykite akumuliatorius horizontaliai ir transportuodami padėkite taip, kad neapvirstų.
• Apsauginį teigiamo poliaus dangtelį nuimkite tik kai akumuliatorius įstatytas ir pritvirtintas automobilyje ir tik prieš prijungiant akumuliatorių prie automobilio elektros sistemos.
• Nuo naujo akumuliatoriaus nuimtą apsauginį dangtelį uždėkite ant senojo akumuliatoriaus teigiamo poliaus.

Įtaisymas automobilyje

Jeigu automobilio ar papildomos elektros įrangos gamintojas nekelia specialių reikalavimų ar sąlygų:

• Išjunkite variklį ir visus įrenginius, naudojančius elektros energiją.
• Naudodami metalinius įrankius venkite trumpo sujungimo.
• Pirmiausia atjunkite neigiamo poliaus gnybtą, po to teigiamo poliaus gnybtą.
• Atsukite ir nuimkite akumuliatoriaus laikiklį.
• Iškeltą seną akumuliatorių pakeiskite nauju.
• Prisukite atgal akumuliatoriaus laikiklį ir priveržkite tiek, kad akumuliatorius neklibėtų ir tvirtai laikytųsi savo vietoje.
• Nuvalykite akumuliatoriaus polių ir laidų gnybtų švino oksidą bei nešvarumus ir sutepkite tam skirtu tepalu.
• Pirmiausia prijunkite teigiamo poliaus gnybtą, po to neigiamo.

Akumuliatoriaus įkrovimas

Norint tinkamai įkrauti akumuliatorių, būtina atlikti kelis svarbius veiksmus ir laikytis saugos nurodymų.

Įkrovimo procesas

• Atjunkite ir išimkite akumuliatorių iš automobilio.
• Neįkraukite akumuliatoriaus gyvenamose patalpose ir arti galimų ugnies bei kibirkščių šaltinių. Patalpos turi būti gerai vėdinamos; temperatūra ne žemesnė kaip +10°C.
• Naudokite tik tam skirtus nuolatinės srovės įkroviklius ir atidžiai perskaitykite įkroviklio gamintojo rekomendacijas.
• Pirmiausia prijunkite akumuliatorių prie įkroviklio (teigiamą polių prie teigiamo, neigiamą prie neigiamo), o tik po to įjunkite įkroviklį. Išjunkite įkroviklį baigus įkrovimą ir prieš atjungiant akumuliatorių.
• Rekomenduojama įkrovimo srovė (amperais, A): 1/10 akumuliatoriaus talpumo (Ah).
• Jeigu rūgšties temperatūra pakyla virš 55°C arba įtampa daugiau nei 16.3 V (6 V akumuliatoriams - 8.1 V), sumažinkite įkrovimo srovę.
• Stipriai iškrautą akumuliatorių reikia įkraudinėti ne mažiau kaip 20 valandų, kartais gali prireikti ir dviejų parų.
• Pilnai įkrauto akumuliatoriaus rūgšties tankis yra 1.28+ 0.01 kg/l, o įtampa tarp gnybtų - 12.6 V esant +25°C. Tik ką atjungus įkroviklį, įtampa gali būti 14-14,2 V (6 V akumuliatoriams - 6.3 V).
• Akumuliatorius yra pilnai įkrautas, kai rūgšties tankis ir įkrovimo įtampa dvi valandas daugiau nekyla.
• Patikrinkite elektrolito lygį ir, jeigu reikia, papildykite distiliuotu vandeniu. Niekada nepilkite rūgšties arba elektrolito.

Akumuliatoriaus priežiūra

Reguliari akumuliatoriaus priežiūra yra būtina norint užtikrinti jo ilgalaikį veikimą ir efektyvumą.

Kasdienė ir reguliari priežiūra

• Akumuliatorius turi būti švarus ir sausas.
• Nuolat tikrinkite elektrolito lygį akumuliatoriaus sekcijose ir, jeigu reikia, papildykite distiliuotu vandeniu (tikrinamas įkrautam akumuliatoriui). Elektrolito lygis turi būti 10 mm virš švino elementų bloko. Jeigu tenka dažnai ir dideliais kiekiais vandens papildyti, patikrinkite generatoriaus įtampos relę.
• Akumuliatoriaus įkrovimo automobilinė įranga turi gerai dirbti. Veikiant varikliui, įtampa ant prijungto akumuliatoriaus polių turi būti nuo 13.9 V iki 14.4 V (6 V akumuliatoriams - nuo 6.9 V iki 7.3 V, 24 V sistemoms - nuo 27.6 V iki 29.2 V), nepriklausomai nuo papildomų elektros energijos vartotojų įjungimo.
• Eksploatuojant akumuliatorių sunkiomis sąlygomis (nuolat važinėjant mieste, naudojant žibintus ar daug elektros energiją naudojančios įrangos, esant dideliems karščiams ar šalčiams) būtina kas mėnesį patikrinti akumuliatoriaus stovį ir, jeigu reikia, įkrauti papildomai.
• 24 V sistemose ne rečiau kaip kartą į mėnesį sukeiskite akumuliatorius vietomis, kad užtikrintumėte vienodas sąlygas.
• Nepaliekite iškrauto akumuliatoriaus, nedelsiant jį įkraukite. Gilios iškrovos sukelia negrįžtamą aktyviosios medžiagos irimą.
• Nenaudokite jokių papildomų chemikalų ar „pagerintojų”.
• Jeigu elektrolito tankis yra žemesnis nei 1.21 kg/l arba įtampa mažesnė nei 12.3 V (6 V akumuliatoriams mažesnė nei 6.15 V), būtinai įkraukite akumuliatorių.
• Nepaliekite neįkrauto akumuliatoriaus šaltyje. Akumuliatorius, kurio įtampa yra 12 V (6 V akumuliatoriui - 6 V), elektrolito tankis 1.140 kg/l, užšąla prie - 15°C. Dar labiau iškrautas gali užšalti esant -10°C. Ledo kristalai suardo švino plokštelių aktyviąją masę.
• Nepaliekite nenaudojamo automobilio ilgiau nei 15 dienų su įjungta signalizacija.
• Nepaliekite automobilio su įjungtais nereikalingais elektros energiją naudojančiais prietaisais.

Pagalbinis užvedimas nuo kito automobilio akumuliatoriaus

Jei automobiliui prireiktų pagalbos užvedant nuo kito automobilio akumuliatoriaus, vadovaukitės šiomis rekomendacijomis.

Procedūra

• Naudokite tik tam specialiai skirtus laidus.
• Abiejų automobilių elektros sistema turi būti tos pačios įtampos.
• Abiejų automobilių varikliai turi būti išjungti.
• Vienu laidu sujunkite abiejų akumuliatorių teigiamus polius.
• Kito laido vieną galą prijunkite prie padedančio automobilio akumuliatoriaus neigiamo poliaus, o kitą galą prijunkite prie neužsivedančio automobilio kėbulo taip, kad liestųsi su pliku metalu ir būtų nutolusi nuo akumuliatoriaus.
• Vadovaukitės automobilio užvedimo instrukcija.

Nenaudojamas akumuliatorius

Jei akumuliatorius nenaudojamas ilgesnį laiką, svarbu jį tinkamai paruošti ir laikyti.

Laikymas ir periodinė priežiūra

• Būtinai pilnai įkraukite akumuliatorių ir laikykite sausoje, vėsioje vietoje (esant oro temperatūrai apie 0°C savaiminis išsikrovimas praktiškai nevyksta).
• Jeigu nenaudojamą akumuliatorių paliekate automobilyje, atjunkite neigiamą gnybtą.
• Patikrinkite akumuliatoriaus stovį kas 3 mėnesius ir, jeigu reikia, papildomai įkraukite.

Akumuliatorių konstrukcija ir veikimo principai

Akumuliatoriaus veikimas, konstrukcija ir charakteristikos yra sudėtingas procesas, pagrįstas elektrocheminėmis reakcijomis.

Pagrindiniai komponentai ir technologijos

Principinė akumuliatoriaus konstrukcija - tai indas su švino katodu ir anodu, pripildytas skiestos sieros rūgšties. Įprastiniai 12V akumuliatoriai sudaryti iš 6 tokių dalių (sekcijų), sujungtų nuosekliai. Anodas - teigiamas akumuliatoriaus polius, jungiantis teigiamas akumuliatoriaus švino plokšteles, o katodas - neigiamas polius, prie kurio jungiamos neigiamos plokštelės.

Švino grotelių technologijos

Švino plokštelės pagrindas yra švino grotelės. Akumuliatoriaus darbinės savybės ir ilgaamžiškumas labai priklauso nuo grotelių kokybės. Švinas yra minkštas ir trapus metalas, todėl jis legiruojamas įvairiais priedais.

• Stibis (Sb): Anksčiau naudotas švino lydiniams. Akumuliatorius, pagamintas naudojant stibį, reikalavo nuolatinio vandens papildymo ir reguliaraus tikrinimo bei įkrovimo.
• Kalcis (Ca): Naudojamas švino grotelėms lieti. Kalcis suteikia švinui tvirtumo ir plastiškumo. Vandens sunaudojama labai mažai, savaiminė iškrova minimali. Tačiau kalcio lydinio akumuliatoriai sunkiai įkraunami, jei būna stipriai iškrauti. Rekomenduojama neiškrauti daugiau kaip 50% jų talpumo.
• Hibridinė technologija: Teigiamų plokštelių grotelės liejamos su stibio priedais, o neigiamų - su kalcio. Toks akumuliatorius perėmė teigiamas abiejų technologijų savybes: mažai sunaudoja vandens, turi mažą savaiminę iškrovą ir gerą imlumą įkrovai.
• Sidabro priedai: Pastaruoju metu naudojami sidabro priedai (pvz., VARTA akumuliatoriuose) pagerina grotelių struktūrą, padidina atsparumą korozijai, vibracijai ir sumažina vidinę varžą. Tai leidžia daryti groteles mažesnes, taupyti šviną ir mažinti akumuliatoriaus svorį.

Aktyvioji masė ir separatoriai

Ant švino grotelių presuojama aktyvioji medžiaga. Neigiamų plokštelių aktyvioji medžiaga yra švinas (Pb), o teigiamų - švino oksido pasta (PbO). Todėl teigiamos plokštelės yra rudos, o neigiamos - pilkos spalvos. Aktyviosios masės mikroporiškumas turi būti 30-35%. Plokštelės dedamos į vokus-separatorius, kurie sumažina aktyviosios masės eroziją ir neleidžia byrančioms dalelėms nusėsti ant akumuliatoriaus dugno.

Dangtis ir ventiliacija

Šiuolaikinio akumuliatoriaus dangtis užtikrina minimalų vandens garavimą, vandenilio dujų išsiskyrimą ir neleidžia ugniai ar kibirkštims patekti į akumuliatoriaus vidų per vėdinimo kanalus. Labirintas dangčio viduje veikia kaip vandens garų rinktuvas, o ventiliacijos sistemoje yra įrengti filtrai - ugnies gaudytuvai.

Elektrocheminiai procesai ir įkrovimo įtampa

Akumuliatoriaus veikimas grindžiamas elektrocheminėmis reakcijomis tarp švino junginių ir sieros rūgšties.

Reakcijos ir įkrovimo įtampa

Kai pripilamas elektrolitas: PbO + H2SO4 => PbSO4 + H2O. Švino oksidas reaguoja su sieros rūgštimi, plokštelės apsitraukia netirpaus švino sulfato (PbSO4) sluoksniu, o elektrolito tankis sumažėja.

Įkrovimo įtampa turi didelę įtaką akumuliatoriaus tarnavimo laikui:

• Įkraunant 12-13V įtampa, nepasiekiama daugiau nei 50% įkrovimo.
• Kai įtampa 13,9 - 14,5V, įkrovimo lygis siekia 80%.
• Kai įtampa mažesnė nei 12,5V, įkrovimo procesas nevyks.

Starterinis akumuliatorius sukurtas greitai atiduoti didelį kiekį energijos varikliui užvesti ir greitai susigrąžinti energiją iš generatoriaus. Jei akumuliatorius neįkraunamas pakankamai, jis gali būti iškraunamas, o tai lemia jo dėvėjimąsi ir talpumo praradimą. Tai gali pasireikšti parudavusiu elektrolitu ir dideliu elektrolito tankio skirtumu tarp sekcijų.

Plokštelių sulfatacija: Jei akumuliatorius paliekamas visiškai iškrautas ilgiau kaip 2 savaites, susidaro tvirtas švino sulfato sluoksnis, kuris atskiria aktyvią medžiagą nuo elektrolito. Tai negrįžtamas procesas, mažinantis akumuliatoriaus talpumą.

Perkrova: Jei generatoriaus įtampa yra 15,5 - 16V, gali įvykti perkrova. Tai sukelia elektrolito perkaitimą, intensyvų garavimą ir vandens netekimą. Aukšta temperatūra taip pat didina plokštelių aktyviosios medžiagos eroziją ir gali sukelti vandenilio dujų išsiskyrimą, todėl svarbu užtikrinti gerą ventiliaciją.

Akumuliatoriaus vertinimas ir charakteristikos

Akumuliatoriaus talpa ir startinė srovė yra pagrindiniai jo vertinimo rodikliai.

Talpa ir startinė srovė

• Rezervinis talpumas: Laiko tarpas, per kurį akumuliatorius užtikrina 25A srovę esant +26,7°C temperatūrai iki įtampos nukris iki 10,5V. Tai rodo, kiek laiko veiktų automobilio įrengimai neveikiant generatoriui.
• Startinė srovė: Matuojama pagal skirtingus standartus (SAE, EN). Perkant akumuliatorių, patartina atsižvelgti į gamintojo rekomendacijas ir pasirinkti akumuliatorių su didesne startine srove šaltoms žiemoms.

Priežiūros patarimai elektrinių transporto priemonių akumuliatoriams

Tinkama priežiūra gali žymiai pratęsti elektrinių transporto priemonių akumuliatorių tarnavimo laiką.

Rekomendacijos

• Nenaudokite įkroviklio atsitiktinai. Reguliatoriaus greičio ribos šalinimas gali sumažinti automobilio saugumą ir baterijos veikimo laiką.
• Saugokite įkroviklį. Venkite vibracijos ir užtikrinkite gerą ventiliaciją įkrovimo metu.
• Įkraukite kiekvieną dieną. Tai leidžia akumuliatoriui veikti sekliu ciklu ir pratęsia jo tarnavimo laiką.
• Laiku įkraukite. Po išsikrovimo prasideda vulkanizavimo procesas, kurį savalaikis įkrovimas gali pašalinti.
• Reguliarus gilus iškrovimas: Gali šiek tiek padidinti akumuliatoriaus talpą, bet svarbu atkreipti dėmesį į žemos įtampos apsaugą.
• Kurkite gerus elektros taupymo įpročius. Naudokite stūmimą, ankstyvą stabdymą, optimizuokite važiavimą.
• Atkreipkite dėmesį į apmokestinimo aplinką. Geriausia įkrovimo temperatūra yra 25 ° C.
• Reguliariai prižiūrėkite akumuliatorių. Tai gali sumažinti akumuliatoriaus sugadinimą ir pagerinti jo veikimą.

tags: #svino #akumuliatoriu #ikroviklis