Зарядка аккумулятора IUoU - IUoU battery charging
IUoU - это обозначение DIN (DIN 41773) для процедуры зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, которая также известна как трехступенчатая зарядка , трехфазная зарядка или трехступенчатая зарядка . Он состоит из трех фаз (или стадий), которые должны выполняться зарядным устройством . Это три фазы: I-фаза (постоянный электрический ток ), U-фаза (постоянное перенапряжение ) и U-фаза (постоянное напряжение). Цель состоит в том, чтобы полностью зарядить аккумулятор за относительно короткое время без сокращения срока его службы и поддерживать аккумулятор заряженным на неопределенный срок, пока к нему подключено зарядное устройство.
Этапы
Этап 1 называется этапом I-фазы , этапом постоянного тока или этапом объемной зарядки . Эта фаза возникает, когда зарядное устройство IUoU подключается к сильно разряженной батарее. Зарядное устройство обеспечивает постоянный ток, обычно максимальный ток, который зарядное устройство способно производить. В результате прохождения тока батарея поглощает заряд, и ее напряжение повышается. Зарядное устройство ограничивает максимальное напряжение до U max , постоянного или зависящего от температуры максимума, обычно около 2,4 В на элемент. После достижения максимального напряжения U , обычно, когда аккумулятор заряжен до 70–80% своей емкости, зарядное устройство переходит в фазу Uo. Если аккумулятор заряжен более чем на 80%, это может произойти сразу после включения зарядного устройства. Некоторые зарядные устройства могут поддерживать напряжение на уровне U max в течение некоторого времени и позволять току упасть до 80% от значения постоянного тока, прежде чем перейти к следующему этапу.
2 -й этап называется U уплотнительной -фазы , постоянное напряжение наддув стадия , стадия поглощения , или долив заряд . На этом этапе аккумулятор продолжает заряжаться при постоянном (повышенном) напряжении U o , но ток заряда уменьшается. Уменьшение накладывает аккумулятор. Напряжение в фазе U o слишком высокое, чтобы его можно было прикладывать бесконечно (отсюда и перенапряжение), но это позволяет полностью зарядить аккумулятор за относительно короткое время. U o -фаза завершается, когда зарядный ток становится ниже порогового значения I min , после чего переходит в U-фазу. Это происходит, когда аккумулятор заряжен примерно до 95% своей емкости. Некоторые зарядные устройства следуют за этим этапом вторым этапом постоянного тока (с постепенно увеличивающимся напряжением) перед тем, как перейти к U-фазе. Напряжение U o может быть таким же, как U max на предыдущем этапе, или может быть немного выше.
Этап 3 называется U-фазой или состоянием плавающего заряда , напряжение снижается до значения, которое можно безопасно применять в течение длительных периодов (недель) без значительного сокращения срока службы батареи. Во время этой фазы зарядный ток постепенно уменьшается до небольшого остаточного значения, которое компенсирует саморазряд батареи.
Напряжения и токи
Ток в I-фазе (ступень 1) следует выбирать в зависимости от емкости аккумулятора. На практике это зависит от возможностей зарядного устройства. Емкость аккумулятора C выражается в единицах А · ч, обычно значение C 20 основано на 20-часовом времени разряда. Зарядный ток (в единицах А) можно записать как C / t, где t - время. Например, для батареи с C = 40 Ач ток C / (10 ч) (обычно записываемый как C / 10, без учета «часов» в качестве единицы времени) равен 4 A. Зарядный ток представляет собой компромисс между время зарядки (предпочтение отдается высоким токам), предотвращение повреждений из-за перегрева или выделения газов (предпочтение отдается низким токам) и стоимость зарядного устройства (предпочтение отдается низким токам). Рекомендации по максимальному току зарядки варьируются от C / 10 до C / 2. При высоких токах зарядки могут потребоваться активные меры по охлаждению для предотвращения перегрева.
Напряжения в фазах U и U o (ступени 2 и 3) зависят от типа аккумулятора и температуры. Батареи имеют разное количество ячеек (обычно шесть для автомобильного аккумулятора) и могут быть с затопленными ячейками, с абсорбированным стекломатом (AGM) или с гелевым электролитом. Цифры в таблице ниже приведены для температуры около 20 ° C (68 ° F). Для температур, которые отклоняются более чем примерно на 5 ° C (10 ° F), следует применять поправку -5 мВ / ° C (-2,8 мВ / ° F) на ячейку или -0,03 В / ° C (-17 мВ / ° F) для 12 В (6-элементной) батареи (более высокое напряжение при более низких температурах и наоборот).
| Тип аккумулятора | Ref. | Этап 1 | 2 этап | 3 этап | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| U макс (В) | я | U o (V) | Я мин | U (V) | ||
| Влажный / затопленный, одиночная камера | 2.32 | <C / 5 | 2,42 | I / 10 | 2,27 | |
| 2,47 | <C / 2 | 2,47–2,50 | С / 100 | 2.25–2.30 | ||
| 2,37–2,47 | С / 10 | 2,37–2,47 | С / 33 | 2,19 | ||
| Влажный / залитый, 6-элементный (12 В) | 13,9 | <C / 5 | 14,5 | I / 10 | 13,6 | |
| 14,8 | <C / 2 | 14,8-15,0 | С / 100
(Максимум 24 часа.) |
13,5-13,8 | ||
| AGM, 6-элементный (12 В) | 13,9 | <C / 5 | 14,5 | I / 10 | 13,6 | |
| 14.1 | <C / 2 | 14,1-14,4 | С / 100 | 13,6-13,8 | ||
| Гелевый электролит, 6-элементный (12 В) | 13,9 | <C / 5 | 14.1 | I / 10 | 13,6 | |
| 14.1 | <C / 2 | 14,1-14,4 | С / 100 | 13,5-13,8 | ||
| Сурьма глубокого цикла, 6-элементная (12 В) | 14,7 | <C / 2 | 14,7-14,9 | С / 100 | 13,2-13,4 | |
Особые случаи
Плохая батарея будет иметь короткую I-фазу и Uo-фазу, но существует риск выделения газов , что приведет к дальнейшему повреждению батареи.
Если батарея подключена к значительной нагрузке во время зарядки, конец фазы Uo может никогда не быть достигнут, и батарея будет газовать и повредиться, в зависимости от тока заряда относительно емкости батареи.