Как зарядить аккумулятор для лодочного мотора

АКБ стартовые и глубокого разряда

Чтобы зарядить 12-вольтовую аккумуляторную батарею зарядное устройство должно обеспечить напряжение не менее 14 вольт. Однако если напряжение превысит 15 вольт, то аккумулятор перегреется, в нем начнется газообразование, испарение электролита и деформация пластин.

Так выглядят ячейки различных свинцово-кислотных аккумуляторов — жидко-кислотного, AGM и гелевого

Аккумуляторы заряжаются и разряжаются благодаря диффузии – процессу проникновения ионов в активный материал пластин. Диффузия протекает медленно, начинается на поверхности пластины, а затем распространяется вглубь ее активного материала. Во время разряда пластины тягового аккумулятора поглощают кислоту из электролита и на них образуется сульфат свинца. Количество электролита в ячейке остается прежним, однако содержание кислоты в нем уменьшается.

При зарядке процесс идет в обратном направлении. Кислота выделяется на обеих пластинах — положительная превращается в оксид свинца, а отрицательная в пористый, похожий на губку свинец. После того, как аккумулятор зарядится, получаемая им электрическая энергия перестает трансформироваться в химическую, а тратится на разложение воды на водород и кислород.

У аккумуляторов глубокого разряда (тяговых) толстые пластины. Именно благодаря толстым пластинам и плотному активному материалу в решетках, тяговые аккумуляторы и держат заряд на протяжении длительного времени. Чтобы диффузия произошла не только на поверхности, но и распространилась вглубь толстых пластин, тяговые аккумуляторы заряжают в несколько стадий. Эта общепринятая в настоящее время технология заряда основана на способности батарей абсорбировать разный по силе ток в зависимости от состояния заряда.

Стадия насыщения

Первый этап трехступенчатой зарядки – фаза насыщения. Аккумулятор заряжается быстро, выходной ток зарядного устройства максимальный, а напряжение на аккумуляторе зависит от степени разряда батареи. Продолжительность этапа насыщения определяется отношением емкости, которую требуется восстановить, к току зарядки.

Ток заряда во время первого этапа составляет 10 – 100 % от емкости аккумулятора и зависит от типа аккумуляторной батареи. Тяговый аккумулятор воспринимает такой ток до тех пор, пока не достигнет первого контрольного напряжения зарядки и не зарядится до 80% емкости. После этого, его способность усваивать ток резко уменьшается. Это первое контрольное напряжение называется напряжением абсорбции, а следующий этап зарядки – фазой абсорбции.

Если необходимо заряжать несколько аккумуляторных батарей, одна из которых емкостью 100 Ач и более используйте такие зарядные устройства

Посмотреть характеристики зарядных устройств

Во время первой стадии аккумулятору за короткое время передается большое количество энергии, этот этап зарядки очень эффективен и приносит тяговому аккумулятору 75-80% его емкости.

Стадия поглощения

Стадия абсорбции протекает при напряжении, достигнутом в конце первого этапа зарядки, а аккумулятор потребляет только то количество тока, которое может усвоить при этом напряжении. Ток непрерывно уменьшается, до тех пор, пока аккумулятор не достигнет состояния полной зарядки.

Зарядка и разряд аккумулятора — это процесс диффузии внутри батареи. Когда аккумулятор быстро, но не глубоко разряжается, диффузия не распространяется вглубь активного материала аккумуляторных пластин и химические реакции протекают только на их поверхности. После неглубокого разряда вторая фаза зарядки может быть короткой или совсем отсутствовать. Однако при длительном и глубоком разряде требуется продолжительный этап абсорбции.

Стадия абсорбции – это компромисс между высоким напряжением и временем зарядки. Во время нее аккумулятор получает оставшиеся 20-25 процентов энергии и считается заряженным, когда при постоянном напряжении потребляемый ток опускается до 2 процентов емкости.

Поддерживающая зарядка

Третья стадия – это поддерживающая зарядка. После того как потребляемый аккумулятором ток уменьшился до 1-2 процентов от емкости, зарядное устройство понижает напряжение до 13,4 – 13,8 вольт, чтобы не допустить неконтролируемого закипания и вытекания электролита.

Слишком высокое поддерживающее напряжение ведет к ускоренному старению из-за коррозии положительных пластин, а недостаточное не позволяет аккумулятору оставаться полностью заряженным и приводит к сульфатации. Поддерживающее напряжение отличается для тяговых аккумуляторов с жидким электролитом и VRLA аккумуляторов.

Стабилизация

Фаза стабилизации или выравнивания используется для предотвращения преждевременного старения свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом. Это дополнительный, часто пропускаемый этап, который начинается после того как зарядка подойдет к концу. При стабилизации процесс не прекращается, а ток в 4 процента от емкости, продолжает заряжать батарею до тех пор, пока напряжение не повысится до 15,5 -16,2 вольта.

Фаза стабилизации приводит тяговые аккумуляторы к максимальному заряду, контролируемому закипанию электролита и растворению кристаллов сульфата свинца, образовавшихся на поверхности пластин. Стабилизацию батарей с жидким электролитом выполняют каждые 20-50 циклов. Гелевые и AGM батареи стабилизации не подвергают.

Рекомендации по использованию LiFePO4 батарей

Чтобы продлить срок службы аккумуляторов LiFePO4 для лодочных моторов, нужно следовать рекомендациям по их использованию:

1. Не разряжать «в ноль» и не оставлять надолго (более 48 часов) в разряженном состоянии. Желательно заряжать аккумуляторы без промедлений.
2. Хранить при температуре от 0 до +25 °С в сухом прохладном помещении, в стороне от источников тепла и вне зоны попадания прямых солнечных лучей. Оптимальный уровень заряда для длительного (сезонного) хранения – 40–50%.
3. Использовать зарядное устройство, рекомендованное производителем или идентичное ему. Заряжать аккумуляторы строго при плюсовых температурах. После нахождения АКБ на морозе – выдержать ее в помещении минимум час, а затем заряжать.
4. Регулярно очищать батарею от загрязнений, проверять надежность ее установки и состояние контактов наконечников проводов на полюсных выводах.
5. Отслеживать уровень заряда и не допускать его критического снижения. При глубоком разряде батареи БМС плата уходит в защиту, и подача электроэнергии прекращается. Для снятия защиты достаточно подключить разрядившуюся АКБ к зарядному устройству.

Для заряда батареи штекер зарядного устройства подключается в гнездо или к болтовым клеммам, с соблюдением полярности. Когда одна из ячеек в батарее достигает напряжения 3,65 В, плата БМС автоматически отключает АКБ от источника тока. Затем система балансировки выравнивает заряд, и процесс подзарядки продолжается до тех пор, когда напряжение на всех элементах достигнет 3,65 В. После этого процесс зарядки автоматически прекращается.

Время зарядки аккумулятора

Время зарядки тягового аккумулятора зависит от емкости, которую требуется восстановить, типа аккумулятора и тока зарядки. Чем меньше разряжен аккумулятор и выше зарядный ток, тем быстрее батарея будет готова к повторной работе.

Если время зарядки ограничено, как на катере или в автомобиле, заряжайте дополнительный аккумулятор от генератора с помощью DC-DC зарядного устройства

Посмотреть характеристики зарядных устройств

На время зарядки влияет продолжительность стадии абсорбции (последние 20% зарядки), которая составляет около четырех часов. Во время абсорбции потребляемый аккумулятором ток не зависит от мощности зарядного устройства, а определяется самим аккумулятором.

Эффективность аккумулятора

Эффективность аккумуляторов – еще один фактор от которого зависит продолжительность зарядки. При заряде аккумулятору передается больше ампер часов, чем забирается во время разряда. Отношение этих двух величин называется эффективностью зарядки.

Зарядная эффективность тягового аккумулятора близка к 100% до тех пор, пока не начинается газообразование, которое означает, что часть зарядного тока не превращается в химическую энергию, сохраняемую в пластинах, а используется для разложение воды на кислород и водород. Ампер часы, сохраненные в пластинах отдаются во время разряда, а истраченные на разложение воды теряются безвозвратно. Размер потерь и зарядная эффективность аккумулятора зависят от:

• Типа аккумуляторов. Низкое газовыделение – высокая эффективность
• Способа зарядки. Если аккумуляторы эксплуатируются в режиме частичного заряда и разрядки и заряжаются до 100% только время от времени, эффективность заряда будет выше, чем если аккумулятор заряжается до 100 процентов после каждого разряда.
• Тока и напряжения зарядки. Когда аккумуляторы заряжаются высоким током, высоким напряжением и при высокой температуре, газообразование начинается раньше и происходит более интенсивно. Это уменьшает эффективность зарядки.

Средняя эффективность тяговых аккумуляторов с жидким электролитом — 80%, а гелевых и AGM аккумуляторов глубокого разряда> 90%. Это значит, что потери энергии у этих аккумуляторов меньше, время зарядки короче.

Как правильно зарядить тяговый аккумулятор

• Аккумулятор служит дольше, если разряжать его на 30-50% емкости
• Разрядка в 70 процентов — это максимальная безопасная величина
• Не оставляйте аккумуляторы разряженными на продолжительное время
• Заряжайте аккумуляторы после каждого использования
• Не устанавливайте старые и новые аккумуляторы в одну батарею

Используйте для аккумуляторных батарей глубокого разряда зарядное устройство в котором есть режим именно для вашего аккумулятора. Для разных типов АКБ требуются различные алгоритмы, напряжение и продолжительность зарядки.

Если необходимо заряжать один или два аккумулятора в условиях повышенной влажности или загрязнения, используйте водонепроницаемые зарядные

Посмотреть характеристики зарядных устройств

Недозарядка

При регулярной недозарядке на пластинах аккумулятора образуются нерастворимые кристаллы сульфата свинца, которые сильно снижают производительность тяговой батареи. Сульфат свинца повышает сопротивление, из-за этого зарядное устройство неправильно устанавливает напряжения заряда, и еще больше недозаряжает аккумулятор.

Аккумуляторы с сульфатированными пластинами нельзя вернуть к нормальному состоянию, поэтому их приходится заменять, поэтому заряжайте аккумуляторы полностью и проводите выравнивание батарей с жидким электролитом каждые шесть восемь недель.

Перезарядка

Имеет особенно трагичные последствия для гелевых и AGM аккумуляторов. При постоянной перезарядке электролит выкипает и возникает термический разгон, при котором аккумулятор становится все горячее и горячее.

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

31.03.2018

Тяговые аккумуляторные батареи успешно используются для питания лодочных электромоторов и другого бортового оборудования. Такие устройства способны обеспечивать непрерывное движение лодки или катера на электротяге. Они имеют герметичный корпус и высокую степень защиты от разгерметизации, устойчивы к вибрации, механическим воздействиям и температурным перепадам.

Лучшими эксплуатационными характеристиками обладают литиевые тяговые АКБ. Они:

1. примерно на 70% легче, чем AGM и гелевые аналоги;
2. имеют минимальный саморазряд;
3. надежны в использовании;
4. обладают высоким КПД;
5. имеют эксплуатационный ресурс до 2000–3000 циклов заряда-разряда;
6. быстро заряжаются;
7. работают в температурном диапазоне от -20 до +60°С.

Не зря на борту всех спортивных и профессиональных лодок, яхт и парусников сегодня стоят именно литиевые тяговые АКБ.

Методы зарядки лодочных тяговых АКБ

Можно выделить несколько вариантов эксплуатации и зарядки LiFePO 4 тяговых АКБ:

1. Неоптимальный или «Полный бак всегда лучше». Пользователи держат АКБ всегда полностью заряженным. После использования АКБ всегда заряжают его yf 100%. Держат его по долгу на зарядке стараясь идеально «отбалансировать». Ответ: такой метод использования приводит к частым перезарядам аккумуляторов и к хранении вдалеке от рекомендуемых производителями состояния хранения – SOC – 50%.
2. Смешанный режим использования с эксплуатацией АКБ в границах заряда 10-95%, хранении в SOC 50% и периодическом заряде до 100% для балансировки параллелей АКБ. В данном случае АКБ подзаряжается каждый раз перед использованием. Такой метод использования и зарядки на данный момент наиболее прогрессивный и позволяет значительно продлить ресурс батареи.
3. Ленивый. АКБ хранится разряженной после использования, потом, перед эксплуатацией заряжается большими токами. Влажные и холодные условия хранения. Зарядка при отрицательных температурах. Все это отрицательно сказывается на батарее и ее ресурсе.

Тест лодочных аккумуляторов

ВНИМАНИЕ! Аккумуляторы постоянно выделяют водород. Данный газ является взрывоопасным. Всегда надевайте защитные очки и работайте с аккумуляторами осторожно.

Тест напряжения холостого хода

Прежде чем переходить к проверке любого аккумулятора, в том числе и лодочного, его нужно полностью зарядить. Узнать ёмкость батареи можно при помощи цифрового универсального измерительного прибора. Подключите прибор к клеммам аккумулятора. Полностью заряженный 12-вольтовый аккумулятор покажет как минимум 12,6 вольт (по 2,1 вольта на ячейку). Если это число составляет 12,4 вольт или меньше, вам нужно зарядить батарею перед тестированием.

Правила зарядки лодочных тяговых АКБ

При выборе, как заряжать тяговые аккумуляторы для лодочных электромоторов , нужно учесть где вы будете заряжать АКБ. С LiFePO 4 это проще, можно легко вынуть батарею из лодки и отнести в место зарядки одному. Также надо определить интенсивность зарядки. Если используется тяговая АКБ 40-100 Ампер-час, можно воспользоваться портативным ЗУ с током заряда до 10 А и зарядка будет завершена за 4-10 часов.

При отсутствии на лодке или другом судне закрытых отсеков необходимо применять полностью водонепроницаемые ЗУ с категорией защиты IP67 или IP68. Используемые зарядные устройства должны предназначаться для конкретного типа АКБ, в противном случае они могут подавать неподходящие значения тока и нанести лодочной батарее существенный вред.

Рекомендации по зарядке и эксплуатации литиевых тяговых лодочных батарей

1. Не вскрывайте АКБ, поскольку нарушение герметичности может вызвать коррозию и привести к короткому замыканию.
2. Используйте ЗУ с алгоритмом заряда CC / CV .
3. Подзарядите АКБ, если она разряжена.
4. Соблюдайте требования, изложенные в инструкции по эксплуатации приобретенной АКБ.
5. Старайтесь использовать АКБ в диапазоне емкости 10–95%, чтобы не допускать ее сильного разряда и оперативно восстанавливать заряд.
6. Выбирайте АКБ большей емкости. Чем больше емкость, тем большие тока может отдавать АКБ, соответственно при заданной нагрузке удельная нагрузка будет меньше, ресурс выше.

Лодочные аккумуляторы для электромоторов — химические источники тока, и, соответственно, как и любая химия требуют внимательного к ней отношения.

Предлагаем вашему вниманию еще одну познавательную статью – о разновидностях литиевых аккумуляторов .

Герметизированные тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes серии 6DZM предназначены для использования в лёгком электротранспорте. Свинцово-кислотные аккумуляторы устанавливаются почти во всех моделях электроскутеров и электроквадроциклов, некоторых моделях электровелосипедов и электросамокатов. Это неприхотливый и надёжный источник постоянного тока, не требующий какого-либо обслуживания на протяжении всего срока службы, который к тому же, стоит дешевле литий ионных аккумуляторов аналогичной ёмкости.

Обычно, тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы Volta bikes, при правильной эксплуатации, служат от 3-х до 4-х лет. В условиях постоянных полных разрядов, срок службы может сократиться до 2 лет. При эксплуатации с небольшим уровнем разряда, аккумуляторы могут работать до 5 – 7 лет. Соблюдая несложные правила, можно максимально увеличить ресурс тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов.

В начале эксплуатации, определите максимальное расчётное время заряда своей свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, разделив ёмкость батареи в ампер часах на силу тока зарядного устройства в амперах. Например, полностью разряженная (до 10.5v) аккумуляторная батарея 24v14Ah при температуре + 25 градусов Цельсия будет заряжаться зарядным устройством с силой тока 1.8А примерно 7.8 часа. (7 час. 50 мин. + / — 30 минут).

Свинцово — кислотные аккумуляторы – химический источник тока. При подаче тока от зарядного устройства, в аккумуляторе происходят одни химические реакции, при разряде аккумулятора – другие. Подробнее об этом можно прочесть здесь. На скорость протекания химических реакций влияет температура электролита. Оптимальная температура электролита +25 градусов Цельсия. Именно для этой температуры указана номинальная ёмкость аккумуляторов. При повышении температуры электролита, – их ёмкость увеличивается, при понижении – уменьшается.

Если температура аккумуляторов ниже рекомендуемой для зарядки (18 – 25 градусов Цельсия), то время их зарядки увеличится пропорционально снижению температуры. При температуре ниже +10 градусов Цельсия, эффективность зарядки сильно снижается. При отрицательных температурах электролита, полноценно зарядить свинцово-кислотный аккумулятор, — практически невозможно. Поэтому, перед зарядкой, аккумуляторы рекомендуется прогреть, поместив в помещение с комнатной температурой воздуха на несколько часов.

Виды тяговых аккумуляторов и их характеристики

Знать основные параметры тяговых батарей очень важно, ведь только в этом случае изделие будет правильно подобрано, установлено, а при эксплуатации к нему не будут подключаться потребители сверх рассчитанного заводом-изготовителем предела по мощности.

Основными аккумуляторами этого типа являются:

• Свинцово-кислотные. Дешёвые аккумуляторы, которые обладают необходимыми качествами для использования в качестве тяговых батарей. Основным недостатком таких устройств является большой вес.
• Никель-кадмиевые. Обладают высоким ресурсом работы и способны обеспечить различные самоходные машины электрическим током в необходимом объёме. Идеально подходят для погрузчиков, штабелеров и другой складской техники.
• Никель-металлогидридные. Высококачественный аккумулятор, который может использоваться в различных инструментах и машинах. Идеально подходит для электровелосипедов, инвалидных колясок и другой маломощной техники.
• Литий-полимерные. Современные устройства, в которых отсутствует эффект памяти, а работоспособность сохраняется в очень большом диапазоне температур. По причине высокой стоимости в качестве тяговой батареи используется редко.
• Литий-железофосфатные. Идеально подходят для электромоторов мощных автомобилей и другого вида техники. Могут также использоваться в качестве основных накопителей электричества в ИБП.
• Литий-ионные. Этот вид современных тяговых аккумуляторов является самым распространёнными и используется в качестве АКБ для электромобилей в системах бесперебойного электроснабжения. Такие устройства накопления электричества хорошо переносят глубокий разряд, обладают большим сроком службы и могут длительное время держать напряжение без потерь.

Практически все перечисленные модели АКБ эффективно используются в качестве источника электродвижущей силы. Основным критерием отбора таких изделий является возможность переносить глубокие разряды и сохранять электричество в состоянии покоя. От этих характеристик во многом зависит возможность использования устройств в мощной электротехнике.

Для погрузчика