Обзор зарядных устройств для пальчиковых аккумуляторов

Как зарядить гибридный аккумулятор

Особенность гибридных батарей в том, что в них используются пластины с разными добавками легирующих элементов.

Часть пластин сурьмянистые, другие – кальциевые. Такие АКБ относятся к малообслуживаемым, но банки на них оснащены пробками.

Поэтому уровень электролита в них проверять необходимо. Делают это каждые 2-3 месяца. Если уровень опустился ниже положенного, доливается дистиллированная вода.

Основные плюсы гибридных батарей состоит в том, что они хорошо переносят глубокий разряд, выдавая значительный пусковой ток.

Также они выделяются невысокой стоимостью, которая примерно в 2 раза ниже по сравнению с кальциевыми АКБ.

Гибридный аккумулятор для автомобиля.

Зарядка аккумулятора стандартного типа, не отличается от работы с традиционными АКБ. Показатель тока выставляется на уровне в 10% от показателя емкости батареи.

Но ее можно повысить до 30%, если нужно провести цикл за краткое время. Лучшие показатели достигаются при показателе силы тока в 3% от емкости.

Для емкости 60 А·ч это 2 А. Величина напряжения должна быть 13,8-14,2 В. Зарядку прекращают, когда напряжение повышается до 14,2 В, а сила тока снижается до 0,3-0,5 А.

У гибридных батарей нужно в летний период регулярно контролировать на каком уровне находится электролит.

Дело в том, что батарея выдает более высокое напряжение, чем традиционные АКБ. Эта особенность улучшает запуск мотора, но летом приводит к разогреву аккумулятора, из-за чего при включении двигателя электролит греется и закипает.

При испарении воды повышается концентрация электролита, уровень его падает, а пластины оказываются на воздухе, начиная разрушаться.

Время заряда

Время заряда литий-ионного аккумулятора зависит, большей частью, от трех факторов:

• зарядного тока;
• фактической (остаточной) емкости батареи;
• степенью заряженности батареи перед началом процесса пополнения энергии.

В зависимости от сочетания этих трех условий, батарея может заряжаться от нескольких минут до нескольких часов, поэтому выполнить точный расчет времени подзаряда очень сложно, да на практике и не нужно. Процесс должен быть закончен, когда на выводах АКБ уровень напряжения достигнет 4,2 вольта. Если зарядка ведется под управлением контроллера, он отключит аккумулятор автоматически. Если нет – следить за этим придется самостоятельно.

Почему нельзя заряжать обычные батарейки

Не рекомендуется использовать ЗУ для зарядки таблеток или каких-либо других элементов питания. Если на корпусе указано alkaline (щелочные батарейки), то и пробовать не стоит.

Одноразовые элементы имеют совершенно другой принцип работы – от электролита к электродам поступают ионы. Со временем их запас иссякает, тогда батарейка садится. Если пропустить ток через обычную модель, то восстановительного процесса просто не произойдет. Например, во время работы марганцево-цинковых батареек цинковый электрод растворится.

Аккумуляторы устроены так, что показатели электролитов и электродов можно вернуть к первоначальному варианту. Когда такую аккумулятор подключают к ЗУ, то из электролита преобразуются ионы кислорода и водорода. Начинается восстановительный процесс, где водород выступает катализатором преобразования катода в свинец, а кислород – анода в диоксид свинца.

Как зарядить кальциевый аккумулятор

Кальциевые АКБ, обозначаемые литерами Ca-Ca, в основном относятся к необслуживаемым.

Они быстро получили популярность благодаря ряду положительных качества, среди которых:

• высокая емкость;
• значительный ток пуска;
• практически полное отсутствие испарения электролита.

Однако эти батареи имеют и свои недостатки. Главная их неприятная особенность – это чувствительность к разрядке.

Достаточно 3-4 раза допустить глубокий разряд, чтобы емкость снизилась в несколько раз. Поэтому контроль разряда и регулярная зарядка для этого вида АКБ критически важны.

У кальциевых батарей нужно соблюдать технологию зарядки, которая имеет свои особенности. Необходимо приобрести зарядное устройство, которое способно генерировать напряжение 16,1-16,5 В.

Если ЗУ имеет меньшее выходное напряжение, то АКБ будет постоянно недозаряжаться. Так, при токе 14,8 В батарея наберет 45-50% емкости, при 15,5 В – 70-80%.

На пониженном напряжении кальциевая АКБ никогда не может набрать 100% своей емкости. Поэтому нужно покупать только современного типа зарядные устройства.

Например, подходящей моделью послужит «Орион-Вымпел-55», оснащенная программируемым циклом зарядки, что позволяет заряжать аккумулятор под минимальным присмотром.

Проблема еще в том, что генераторы на автомобилях отдают в сеть напряжение всего в 15 В. Это значит, что они не могут полностью зарядить АКБ кальциевого типа.

Из-за этой особенности, данный тип батареи нуждается в регулярной периодической подзарядке 1 раз в месяц

Особенно важно это делать зимой, когда из-за морозов емкость АКБ снижается

Кальциевый аккумулятор.

Как написано выше, требуется купить зарядное устройство, оснащенное возможностью программирования цикла работы.

Процесс зарядки выглядит так:

1. На панели ЗУ устанавливается напряжение в 16,1 В. Показатель тока должен составлять стандартные 10% емкости АКБ, т.е. для батареи в 70 А·ч ток устанавливаем в 7 А).
2. Аккумулятор заряжается с установленными параметрами до момента, пока сила тока не понизится до 0,5 А. Продолжительность этого периода зависит от степени разрядки, емкости и состояния батареи.
3. Теперь на панели приборов устанавливаются 2 режима: верхний и нижний. Значения для первого: 16,1 В и 3 А, для второго – 13,2 В и 0 А.
4. Прибор зарядки устраивает «качели», позволяющие довести емкость до 100%. На аккумулятор подается ток силой 3 А, при этом напряжение плавно нарастает до 16,1 В. Как только оно дойдет до этого значения, сила тока становится равно 0. Напряжение при этом плавно снижается до 13,2 В. Затем цикл повторяется снова.

Чем больше аккумулятор заряжается, тем меньше становятся колебания «качель» по времени, сначала оно повышается в течение десятков минут, а снижается быстро.

Постепенно характер работы меняется на противоположный: быстрое повышение меньше, чем за 1 минуту и медленное понижение в течение нескольких минут. Это свидетельствует о полной зарядке батареи.

Как найти аккумулятор среди батареек

Чтобы определить, какие батарейки можно заряжать в зарядном устройстве, нужно сначала научиться отличать аккумуляторы от обычных солевых.

Эти два вида имеют следующие различия:

1. Внешний вид. На аккумуляторе всегда указывается большими крупными цифрами емкость. Чем больше число, тем дольше он прослужит.
2. Надписи на иностранном языке. По-английски «перезаряжаемые» — это «rechargeable». А словосочетание “don’t recharge” означает, что данные батарейки обычные, их перезаряжать нельзя.
3. Маркировка. У аккумулятора имеются аббревиатуры: NiCl, Ni-MN, Zn, HR, ZR, KR. Это обозначения его типа. У солевой в маркировку включены следующие сокращения: R, CR, LR, FR.
4. Цена. Аккумуляторы в несколько раз дороже обычных батареек, поэтому стоимость представленного экземпляра тоже стоит иметь в виду.

Если опираться на эти пункты, то можно с легкостью в любых обстоятельствах.

Как правильно зарядить АКб

Чтобы аккумуляторы прослужили как можно дольше, нужно внимательно изучить инструкцию, приложенную к самим элементам питания и зарядке.

Важно, чтобы зарядное было правильно подобрано и подходило к многоразовым батарейкам.

Желательно, чтобы процесс возобновления емкости проходил медленно. Так элементы электропитания полноценно зарядятся и продержатся в электронной технике намного дольше.

Нельзя при температуре ниже 5 градусов и выше 50 по Цельсию.

Во время зарядки АКб могут нагреться. Это нормально, если они комфортные на ощупь. При более сильном нагреве следует немедленно извлечь устройство из розетки.

Современные аккумуляторные портативные источники питания не обладают эффектом памяти, а значит никаких подготовок совершать не нужно.

Исключение — это никель-кадмиевые, в маркировке которых указано «Ni-Cd».

Если в течение суток аккумуляторы не подзарядились, то их следует утилизировать. Такие источники питания уже вышли из строя.

Для наглядного примера рекомендуем посмотреть видео как от зарядного устройства:

Основные рекомендации по выполнению зарядного процесса

Прежде чем приступать к процессу зарядки, необходимо ознакомиться с основными этапами зарядки:

• основной – в процессе восстанавливается до 80% всей емкости батареи;
• плавающий – цель данного зарядного процесса восстановить емкость источника питания до 100% значения;
• хранение – в этом цикле AGM потребляет минимальное значение тока от зарядного устройства;
• накопительный – в процессе батарея АГМ стабилизирует и сохраняет свои рабочие характеристики.

Зарядка источника питания АГМ должна выполняться специальным зарядником, оснащенным индикацией как по силе тока, так и по напряжению. Если эти два параметра контролировать, то удастся избежать газообразования внутри батареи.

Заряжать обычным зарядным устройством нельзя!

Отлично себя зарекомендовали зарядные станции с интеллектуальным управлением. Именно такие устройства восстанавливают AGM в относительно щадящем режиме.

Это интересно: Как выбрать контроллер заряда солнечной батареи

В процессе зарядки крайне важно отслеживать температуру электролита, которая не должна превышать +50 градусов по Цельсию. Если пренебречь этим важным правилом, то эксплуатационный срок аккумулятора значительно сокращается

Методы зарядки

Есть несколько методов, благодаря которым можно заряжать АКБ. Рассмотрим три способа зарядки аккумулятора:

• Устройство заряжается при помощи постоянной силе тока. Этот метод является наиболее быстрым.
• Прибор можно зарядить с помощью постоянного напряжения. Можно подавать изменяющееся напряжение либо постоянное.
• Последний метод является комбинированным. Разделяется этот способ на два этапа. Для начала необходимо подать постоянную силу тока. Значение силы тока должно составлять десятую часть от номинальной величины. При достижении величины напряжения до 14,5 В включается постоянное напряжение. Второй этап включает подачу постоянного напряжения. Силу тока становится меньше, потому внутреннее сопротивление становится больше.

Последний рассмотренный метод является наиболее оптимальным, если время – не главный фактор. Будет исключено газообразование и гидролиз. Это происходит благодаря подаче высокого напряжения.

Не забывайте, что после очередной подзарядки ресурс функционирования АКБ становится хуже. АКБ, которые являются никель-кадмиевыми, имеют только 1000 циклов «разряд/заряд».

Современные компоненты питания могут иметь до 3500-4000 циклов «разряд/заряд». Как правильно использовать АКБ, ознакомьтесь в технических документах и инструкции. Эта статья также поможет вам.

Срок службы обыкновенной средней батарейки – три года или чуть меньше. Помните, что устройства перезаряжать нельзя.

Как отличить одноразовую батарейку от аккумулятора

Как называются батарейки, которые можно перезаряжать, мы выяснили. Имя им – аккумуляторы. Но как отличить гальванический элемент от аккумулятора, особенно если и тот и другой выполнены в одном форм-факторе? Сделать это несложно.

По напряжению

Ни один аккумулятор не выдает ровно 1.5 В. Может быть 1.2, 1.6, 3.2, 3.7 В, но никогда не 1.5 (см. раздел «Выходное напряжение»). Если на корпусе элемента указано напряжение 1.5 В, то это явно не аккумулятор. Но это правило не работает для батарей. Если батарея состоит из нескольких элементов, то ее выходное напряжение может принимать различные значения.

Таким образом, однозначно отличить аккумуляторную батарею от батареи гальванических элементов по напряжению довольно сложно.

По сопроводительным надписям

Практически всегда производитель проставляет на корпусе аккумулятора его электрическую емкость. На одноразовых батарейках таких надписей нет.

Кроме того, на аккумуляторах всегда указывается его тип – состав электролита и материал электродов. На фото ниже слева мы видим никель-металлогидридный аккумулятор, справа – литий-ионный.

Подавляющее большинство аккумуляторов маркируется надписью «Rechargeable» (перезаряжаемый) или подобной. А вот на батарейках может стоять «Not rechargeable» (не перезаряжаемый), а на щелочных еще и присутствовать надпись «Alkaline».

Слева мы видим аккумуляторы, справа — гальванические элементы

По маркировке

Это самый верный способ не спутать гальванический элемент с аккумулятором. Маркировка представляет собой код, состоящий из одной-двух латинских букв и цифр (например, LR23 — пальчиковая щелочная), стоящих за ними. Буквы обозначают тип элемента, цифры – его типоразмер. Достаточно взглянуть на маркировку батарейки, свериться с нижеприведенной таблицей и можно точно выяснить, что у нас в руках.

Таблица маркировки наиболее популярных типов гальванических элементов и аккумуляторов по МЭК

Первый символ (символы)	Тип батарейки	Цифры после символов	Типоразмер
R	солевая	23	А
LR	щелочная	6	АА
FR	Li-FeS2	03	ААА
HR	Ni-MH	12	B
KR	Ni-Cd	14	C
ZR	Ni-Zn	20	D
CR	Li-ion гальванический элемент «монетка»	25	F
LIP	Li-ion аккумулятор «монетка»	1	N
LD или HD	серебряно-цинковая «таблетка»	14250	1/2AA

Принцип выбора зарядных устройств

Во время покупки зарядного устройства необходимо обращать внимание на следующие принципы, которые обеспечат качественную работу прибора:

Необходимо сразу определится с соответствием самого устройства и размера батареек подходящих именно под него. Лучшим вариантом окажется выбор одинаковой фирмы производителя, как на батарейках, так и на самом устройстве. В дальнейшем это обеспечит длительный срок службы прибора и источника энергии.
Стоит выбрать устройство с большим количеством заряжающих слотов, так как в дальнейшем это сэкономит массу времени.
Нужно обратить на способ подключения к общей сети. Дело в том, что устройства бывают со шнуром и с вилкой встроенной в сам корпус прибора. Предпочтение лучше отдать первому варианту, так как устройства со встроенной вилкой выпадают из розетки и часто ломаются.
Лучше купить устройство с автоматической функцией отключения при полном уровне заряда

В дальнейшем это обеспечит долгий срок эксплуатации.
Также нужно смотреть на уровень мощности в устройстве, так как большая мощность обеспечит более быструю зарядку.
В последнюю очередь можно обратить внимание на устройства, которые оснащены дисплеем и дополнительными датчиками слежения заряда. Само собой, благодаря такой функции можно видеть уровень заряда батареи

Дополнительно ко всему, эта функция может следить за работой прибора и оповещать при каких-либо поломках.
Естественно стоит понимать, что таким широким арсеналом функций зарядное устройство будет иметь внушительную стоимость.

Можно ли заряжать литий-ионный аккумулятор без контроллера?

Да, можно. Однако это потребует плотного контроля за зарядным током и напряжением.

Вообще, зарядить АКБ, к примеру, наш 18650 совсем без зарядного устройства не получится. Все равно нужно как-то ограничивать максимальный ток заряда, так что хотя бы самое примитивное ЗУ, но все же потребуется.

Самое простейшее зарядное устройство для любого литиевого аккумулятора — это резистор, включенный последовательно с аккумулятором:

Сопротивление и мощность рассеяния резистора зависят от напряжения источника питания, который будет использоваться для зарядки.

Давайте в качестве примера, рассчитаем резистор для блока питания напряжением 5 Вольт. Заряжать будем аккумулятор 18650, емкостью 2400 мА/ч.

Итак, в самом начале зарядки падение напряжение на резисторе будет составлять:

U_r = 5 — 2.8 = 2.2 Вольта

Предположим, наш 5-вольтовый блок питания рассчитан на максимальный ток 1А. Самый большой ток схема будет потреблять в самом начале заряда, когда напряжение на аккумуляторе минимально и составляет 2.7-2.8 Вольта.

Внимание: в данных расчетах не учитывается вероятность того, что аккумулятор может быть очень глубоко разряжен и напряжение на нем может быть гораздо ниже, вплоть до нуля.

Таким образом, сопротивление резистора, необходимое для ограничения тока в самом начале заряда на уровне 1 Ампера, должно составлять:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 Ом

Мощность рассеивания резистора:

P_r = I2R = 1*1*2.2 = 2.2 Вт

В самом конце заряда аккумулятора, когда напряжение на нем приблизится к 4.2 В, ток заряда будет составлять:

I_зар = (U_ип — 4.2) / R = (5 — 4.2) / 2.2 = 0.3 А

Т.е., как мы видим, все значения не выходят за рамки допустимых для данного аккумулятора: начальный ток не превышает максимально допустимый ток заряда для данного аккумулятора (2.4 А), а конечный ток превышает ток, при котором аккумулятор уже перестает набирать емкость (0.24 А).

Самый главный недостаток такой зарядки состоит в необходимости постоянно контролировать напряжение на аккумуляторе. И вручную отключить заряд, как только напряжение достигнет 4.2 Вольта. Дело в том, что литиевые аккумуляторы очень плохо переносят даже кратковременное перенапряжение — электродные массы начинают быстро деградировать, что неминуемо приводит к потери емкости. Одновременно с этим создаются все предпосылки для перегрева и разгерметизации.

Защита, встроенная в аккумулятор не позволит его перезарядить ни при каких обстоятельствах. Все, что вам остается сделать, это проконтролировать ток заряда, чтобы он не превысил допустимые значения для данного аккумулятора (платы защиты не умеют ограничивать ток заряда, к сожалению).

Зарядка при помощи лабораторного блока питания

Если в вашем распоряжении имеется блок питания с защитой (ограничением) по току, то вы спасены! Такой источник питания уже является полноценным зарядным устройством, реализующим правильный профиль заряда, о котором мы писали выше (СС/СV).

Все, что нужно сделать для зарядки li-ion — это выставить на блоке питания 4.2 вольта и установить желаемое ограничение по току. И можно подключать аккумулятор.

Вначале, когда аккумулятор еще разряжен, лабораторный блок питания будет работать в режиме защиты по току (т.е. будет стабилизировать выходной ток на заданном уровне). Затем, когда напряжение на банке поднимется до установленных 4.2В, блок питания перейдет в режим стабилизации напряжения, а ток при этом начнет падать.

Когда ток упадет до 0.05-0.1С, аккумулятор можно считать полностью заряженным.

Как видите, лабораторный БП — практически идеальное зарядное устройство! Единственное, что он не умеет делать автоматически, это принимать решение о полной зарядке аккумулятора и отключаться. Но это мелочь, на которую даже не стоит обращать внимания.

Выбираем зарядное устройство для автомобильной батареи

На сегодняшний день существую несколько типов зарядных устройств:

• механические;
• автоматические.

В первом случае необходимо вручную регулировать, когда идет хранение, а когда основной заряд.

Автоматические зарядные устройства необходимо брать с двумя имеющимися режимами – хранение и зарядка. При эксплуатации данных устройств нужно минимум участия пользователя.

Также существует ряд дополнительных параметров, которые имеют глобальное значение при выборе:

1. Возможность определения зарядного тока. Стоит отметить, что в некоторых зарядных устройствах данный параметр отсутствует, из-за чего невозможно регулировать ток.
2. Выбор типа источника питания. Приобретаемое зарядное устройство должно соответствовать типу заряжаемого источника питания. Например, зарядные станции для жидко-кислотных батарей нельзя использовать для подзарядки АГМ или гелиевых батарей.
3. Температурная компенсация. Каждый знает о том, что во время зарядки температура элемента питания может повышаться. Этому обстоятельству может способствовать и температура самого помещения в летнее время. Если в зарядной станции не предусмотрена температурная компенсация (температурный датчик), то это может привести к перезаряду батареи и, соответственно, сократит срок ее службы.
4. Стадии заряда. Как правило, этот параметр будет актуален лишь тогда, когда зарядная станция используется для свинцово-кислотного источника питания.
5. Настраиваемая скорость вентилятора. От этого параметра зависит охлаждение и последующая эксплуатация зарядки. Благодаря таким настройкам можно уменьшить выделяемый шум устройства или понизить его рабочую температуру, что убережет его от перегрева.
6. Температурный диапазон. Рабочий диапазон стандартных моделей варьируется в пределах от +5 до +45 градусов. Также существуют модели с более расширенным температурным диапазоном, однако они, как правило, предназначены для профессионального использования. Если планируется заряжать аккумулятор в открытом или неотапливаемом помещении, стоит учитывать данный параметр при выборе.

Виды зарядных устройств

Все устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов можно разделить на:

1. зарядные устройства – используются для полной зарядки аккумулятора, выдают небольшой зарядный ток (обычно не более 8 А) и не позволяют запустить двигатель при подключенном устройстве.
2. пусковой заряд — могут давать кратковременный мощный импульс, позволяющий быстро запустить двигатель, чаще всего используются для экстренного запуска автомобиля, без последующей полной зарядки аккумулятора.

Устройства любого типа могут быть:

1. с ручным управлением – самый дешевый вариант, но вам нужно будет следить за процессом зарядки и выключать устройство после ее окончания;
2. автоматический: контролирует ток в процессе зарядки и автоматически отключает его подачу.

Различают следующие типы систем зарядки:

• зарядно-пусковой — зарядка при включении;
• start-charging — используется для зарядки без сети.

Он предназначен для случаев, когда невозможно использовать батарею напрямую из-за разрядки или выхода из строя. Его также можно использовать в ситуациях, когда нет времени на полную зарядку. Конструкция усилителя включает аккумулятор и суперконденсатор, что избавляет изделие от необходимости подключения к розетке. Современный портативный дизайн усилителя позволяет использовать его для зарядки устройств через постоянный ток или USB. А заряжать устройство можно от обычной сети 220В.

Функционал оборудования позволяет использовать его с разными батареями, выбирать оптимальные настройки для работы, использовать специальные режимы. Главный минус – высокие цены, с которыми водитель не всегда готов согласиться. Однако не стоит тратиться на автомобиль – устройство сбережет аккумулятор, а значит, обеспечит надежность транспортного средства в будущем.

Автоматическая система может быть актуальна, когда стандартные зарядные устройства не справляются с аккумулятором.

Можно ли заряжать обычной зарядкой

Литий-ионному аккумулятору безразлично, что служит источником зарядного тока. Поэтому такую батарею можно заряжать хоть от обычной зарядки, хоть от лабораторного блока питания, хоть от другого аккумулятора (Power Bank). Главное, чтобы выход источника обеспечивал необходимый ток. Если он будет маленьким, процесс затянется надолго. Если слишком большим – аккумулятору не поздоровится. Главное – вовремя прервать процедуру, не допустив перезаряда – он опасен для батареи, она может перегреться (впрочем, и от большого тока тоже). Это может вызвать возгорание или взрыв, а тушить литий-ионные батареи очень сложно.

Поэтому, если процесс ведется без участия контроллера, надо постоянно контролировать напряжение на выходе элемента и немедленно прерывать зарядку при уровне 4,2 вольта.

Формула для расчёта времени зарядки и её тонкости

Для того чтобы узнать, сколько заряжать аккумуляторные батареи, нужно воспользоваться простой формулой:

t = k∙(C / I),

где t – время, требующееся для того, чтобы полностью зарядить АКБ, k – коэффициент теплоотдачи, значение которого варьируется от 1,2 до 1,6, С – ёмкость аккумулятора, I – ток сети.

Рассчитать время, используя описанное выражение, не составит труда

Важно учитывать целесообразность его применения – должны быть известны значения зарядного тока и ёмкость источника энергии. Использовать формулу удобно, когда время зарядки находится в диапазоне от 4 до 20 часов

При значении меньше указанного подача электрического тока должна прекращаться самостоятельно, и элемент питания принимается готовым к работе. Если же время, затрачиваемое на зарядку, превышает 20 часов, это значит, что аккумулятор питается небольшими по величине зарядными токами, которые неспособны причинить ему вред.