Заряд свинцово-кислотных аккумуляторов при постоянном напряжении

Заряд при постоянном напряжении ведется только тогда, когда аккумуля­торные батареи имеют одинаковое напряжение, например 6,12 или 24 В.

Для реализации этого способа заряда зарядное устройство должно обеспечивать напряжение 2,4 - 2,5 В на аккумулятор. Поэтому напряжение источ­ника должно составлять для 6-вольтных батарей 7,2 - 7,5 В, для 12-вольтных -14,4 - 15,0 В, а для 24-вольтных - 28,8 - 30,0 В.

К достоинствам способа следует отнести то, что одновременно можно заряжать аккумуляторы различной емкости, с различной степенью разряженности. При этом хорошо используется энергия в аккумуляторе, а также имеется возможность одновременно с зарядом аккумуляторов питать других потребит­елей.

В начале заряда разность напряжений между источником и аккумулятором значительная, поэтому величина начального зарядного тока для полностью разряженной батареи численно равна 1,0-1,5 Q_H.

Аккумуляторы при этом способе подключают непосредственно (без реостатов) к источнику электроэнергии (рис. 6.21), напряжение которого поддер­живается постоянным в течение всего времени заряда, сила тока в процессе заряда понижается и к концу заряда становится заметно меньше, чем сила тока при заряде способом постоянного тока.

Способ заряда при постоянном напряжении может осуществляться в режиме "закона ампер-часов" или в режиме модифицированного заряда.

Заряд в режиме "закона ампер-часов" используется с целью обеспечения наибольшей простоты организации заряда и сокращения его времени.

Суть метода в том, что аккумулятор или батарея должна заряжаться током, численно равным 95 % емкости, которую ей надо сообщить (0,95 Q_Р) до полного заряда. Заряд должен постепенно снижаться так, чтобы зарядный ток был всегда меньше, чем количество ампер-часов, которого недостает батарее для получения полного заряда.

Значение начального зарядного тока полностью разряженного аккумулятора принимают

I^н_з = (1,0…1.5). q_h, а,. (6.46);

где q_h - номинальная емкость аккумулятора.

Зарядное устройство должно иметь большое число установок зарядного тока. В процессе заряда, когда напряжение достигнет 2,4 В на аккумулятор, установки должны автоматически переключаться и снижать ток заряда.

В идеальном случае при большом количестве ступеней обеспечивается изменение тока по экспоненциальному закону

где I₃ - зарядный ток, A; Q_P - емкость, отданная при разряде (недостающая до полного заряда), А∙ч; t - время, ч.

На рис. 6.22 приведен график изменения величины зарядного тока и емкости от времени заряда при заряде в режиме "закона ампер-часов".

За первые два часа заряда аккумулятор получает 0,9 Q_H. Весь процесс заряда длится около 4,5 ч.

К недостаткам заряда в режиме "закона ампер-часов" относят:

v большое начальное значение зарядного тока;

v необходимость зарядного устройства большой мощности;

v значительные толчки тока при колебаниях напряжения источника.

Режим модифицированного заряда при постоянном напряжении имеет цели снизить значения тока в начальный период заряда и уменьшить влияние колебаний напряжения зарядного устройства на зарядный ток.

Для достижения этих целей последовательно с аккумулятором в цепь заряда включают сопротивление малого значения.

Напряжение на клеммах аккумулятора поддерживается постоянным в пределах от 2,5 до 3,0 В.

Оптимальным является напряжение 2,6 В, обеспечивающее заряд примерно за 8 ч.

В табл. 6.6 приведены значения напряжений и добавочных сопротивлений для некоторых аккумуляторных батарей при модифицированном режиме заряда в зависимости от времени заряда.

К недостаткам модифицированного режима заряда следует отнести значительное время заряда и наличие дополнительно включаемых в цепь заряда сопротивлений, на которых происходит выделение энергии, что отрицательно сказывается на экономичности данного режима.