Зарядное устройство для гелевых аккумуляторов своими руками

Зарядное устройство для герметичных свинцовых (гелевых) аккумуляторов

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Здоровеньки булы, громодяне!

Эта история началась когда мы решили отправиться в лес в ночь с субботы на воскресение — у брата был день варенья, и мы его решили отметить на свежем воздухе под шашлычек и водочку. Стали собираться. Для освещения взяли пару фонарей, для наведения музыкального фона небольшую магнитолку-бумбокс. Разумеется, для всего этого купили батарейки, что обошлось нам в кругленькую сумму. С рожами счастливых идиотов мы вломились в лес и бойко приступили к сборке дров, трезво (пока еще) рассудив, что было бы неплохо наломать этих самых дров пока не стемнело. А дров надо было на два костра — для шашлыков и для обогрева — освещения места празднования. Ну что я вам хочу сказать. на следующий день мне с трудом удавалось разогнуться, поскольку для того, чтобы от костра света было достаточно туда надо постоянно подбрасывать дрова, которые надо рубить в лесу, в котором после захода солнца стало темно, как сами знаете где и батареи в фонарях приходилось экономить и освещать место пьянства костром, для которого надо рубить дрова. Я повторяюсь, да? Ну вот той ночью у меня таких повторений было очень много. В связи с чем на следующий день возникло два вопроса — "я отдыхал?" Или "где и как сделать, чтобы такого больше не случалось?"

Прежде всего батареи — ясно, что нужны аккумуляторы, но посмотрев на цены современных никель-кадмиевых аккумуляторов моя жаба категорически отказалась их покупать. Тут я вспомнил про УПС-ы — ну знаете, такие бандуры для того, чтобы ваш комп не вырубился в самый неподходящий момент, когда вы заканчиваете проходить сапера 100х100, а добрый сосед уже подключил самопальный сварочный агрегат в розетку и радостно ухмыльнувшись включил его, обесточивая, таким образом пол-дома.

Так вот, в этих бандурах применяются герметичные свинцовые аккумуляторы — их еще называют гелевыми. По стоимости они не сравнимы с Ni-Cd аккумуляторами — первые стоят значительно меньше последних. Поехал я в магазинчик и прикупил себе вполне даже средненький аккумулятор с напряжением 12 вольт и ёмкостью 7,2 ампер-часа.

Рис.1 Фото аккумулятора.
Как видите, он совсем даже небольшого размера, весит в районе 2,5 кило, так что даже если поехать в лес не на машине, а на свои двоих — руки оттягивает не сильно.

Далее все было просто — берем 10-ти ваттную автомобильную лампочку, вешаем её на длинном проводе на дерево и подключаем к сабжу — свет готов. А для подключение магнитолы ваяем простенький стабилизатор на КРЕН8А или её буржуйском аналоге LM7809, прикручиваем провода к клемам в батарейном отсеке — e voila — имеем свет и музыку. Должен вам сказать, что подобная схема уже испытывалась — хватает на всю ночь непрерывной работы и аккумулятор до конца не разряжается.

Но вы же понимаете, что все хорошо до конца не бывает — должна быть где то капелька отходов чловеческого метаболизма, которая должна отравить всю идиллию. В данном случае засада в том, что эти аккумуляторы нельзя заряжать обычными зарядными устройствами для автомобильных аккумуляторов. Обычные кислотно-свинцовые аккумуляторы заряжаются постоянным по величине током, при этом напряжение на клеммах все время растет и когда оно достигает определенной величины — электролит в аккумуляторе закипает, что свидетельствуе об окончании заряда. Давайте себе представим, что будет, когда закипит герметичный аккумулятор. Я так полагаю, что жертв и разрушений вряд ли удасться избежать. Посему эти ящики заряжают по-другому: ток заряда устанавливают равным 0,1С, где С — это ёмкость аккумулятора, причем, зарядный ток ограничивают, поскольку этот товарищ "неудовлетворенный желудочно" и готов сожрать все, что ему дают, напряжение стабилизируют и устанавливают в пределах 14-15 вольт. В процессе заряда напряжение остается практически неизменным, а ток будет уменьшаться от установленного, до 20-30мА в самом конце заряда. То есть, нужно было собрать зарядное устройство.

Возиться ужасно не хотелось, но тут выручили буржуи — ST Microelectronics — у них, оказывается есть почти готовое решение — микросхема L200C. Эта хреновина представляет собой стабилизатор напряжения с программируемым ограничителем выходного тока. Ессс, сказал я. Мяу, казал Кот — он был со мной полностью согласен.
Документация на эту микросхему лежит тут. www.st.com/stonline/products/literature/ds/1318.pdf Схема зарядного устроства на рисунке 2 — это практически типовая схема включения

Особо описывать в общем то и нечего, остановлюсь только на паре моментов. Прежде всего — токозадающие резисторы R2-R6. Их мощность должна быть не меньше указанной на схеме, а лучше больше. Ну если вы, конечно, не фанат дымовых спецэффектов и не тащитесь от вида почерневших резисторов.

Рис 3.1 Макетка с деталюхами

Микросхему, разумеется, надо установить на радиатор, причем, тоже не жадничать — все это хозяйство расчитано на долговременную работу, поэтому, чем легче будет тепловой режим элементов, тем лучше для них, а значит и для вас. Резистором R7 подстраивается выходное напряжение в пределах 14-15 вольт. Диоды лучше брать наши, отечественные в металлических корпусах, тогда их не надо устанавливать на радиаторы. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 15-16 вольт. Лично я никакой платы не делал, не так уж много тут деталей — собрал все на макетке. Что получилось видно на фотке.

Любые элементы питания аккумуляторного типа требуют регулярного восстановления заряда. Не каждый знает, как зарядить гелевый аккумулятор. Специфический электролит требует применения особых способов восстановления емкости. Соблюдение некоторых правил поможет избежать выхода элемента из строя.

Что представляют собой гелевые аккумуляторы?

Гелевая АКБ представляет собой продукт преобразования классической батареи. Жидкий наполнитель был заменен гелеобразным. Принцип действия не отличается от такового у привычных кислотно-свинцовых аккумуляторов.

Существует 2 варианта изготовления таких элементов питания:

1. Технология GEL. В таком случае используется микропористый сепаратор, наполненный силикагелем.
2. Технология AGM. Корпус содержит стекловолокно, пропитанное кислотным составом. Этот же материал выполняет функции сепаратора.

Произведенные по этим технологиям изделия используются в автомобиле- и судостроении. От них питаются приборы, требующие бесперебойного энергоснабжения. АКБ с гелеобразным наполнителем в автомобили устанавливаются редко.

Однако они пользуются спросом среди владельцев мотоциклов и мопедов. Аккумулятор служит не менее 10 лет. Он исправно работает в любом положении. Герметичность корпуса препятствует подтеканию электролита.

Преимущества

К преимуществам гелевых источников питания относятся такие качества:

1. Высокая сила пускового тока. Гелевый наполнитель плотно прилегает к свинцовым электродам. Это выручает пользователя в зимнее время.
2. Невозможность утечки кислотного состава. При незначительном повреждении корпуса электролит не выводится наружу.
3. Разнообразие вариантов установки. Батарею можно размещать на горизонтальной, наклонной или вертикальной поверхности. Подобное объясняется отсутствием жидкого наполнителя.
4. Безопасность. Аккумулятор не выделяет ядовитых или взрывоопасных паров.
5. Подача тока стабильной силы и напряжения. Параметры не изменяются даже при падении уровня заряда до 30%.
6. Длительный срок службы. АКБ выдерживает до 700 циклов разряда и заряда. Некоторые модели не утрачивают емкость даже после 1000 зарядок.
7. Нечувствительность к перепадам температур. При нагревании или охлаждении гелеообразный электролит сохраняет свойства.

Недостатки

К отрицательным качествам GEL-аккумуляторов относятся такие моменты:

1. Необходимость соблюдения правил эксплуатации. Только так можно продлить срок службы батареи. Элемент питания нужно правильно заряжать и подготавливать к хранению.
2. Необходимость использования автоматических зарядных устройств, регулирующих напряжение и силу тока.
3. Увеличенная, по сравнению с классическими АКБ, стоимость.

Можно ли заряжать гелевый аккумулятор обычным зарядным устройством?

Использовать обычное ЗУ нежелательно. Подключение такого прибора напрямую способно вывести аккумулятор из строя без возможности ремонта. При подаче тока высокой силы гель начинает плавиться. Сжиженный наполнитель не может вернуться в изначальное состояние. Он продолжает расплавлять оставшийся гель.

При зарядке гелиевой АКБ классическим ЗУ могут возникать и такие проблемы:

1. Прекращение набора заряда при достижении показателя в 90%.
2. Невозможность тонкой настройки параметров. Заставить батарею принимать ток неподходящей мощности не получится.
3. Перегрев АКБ. В таком случае нужно сразу отключать ЗУ. При использовании неавтоматического прибора пользователю придется отслеживать процесс зарядки.

Каким зарядным устройством пользоваться?

Зарядное устройство для гелевого аккумулятора должно иметь такие характеристики:

1. Возможность настройки тока и напряжения заряда. Это позволит избежать повреждения гелевого наполнителя и пластин.
2. Наличие функции температурной компенсации.
3. Диапазон рабочих температур в пределах +5…+40°С.
4. Автоматический контроль процесса. Зарядка протекает в 3-4 этапа, контролируемых блоком управления.

Основные правила безопасной зарядки

При восстановлении мощности аккумулятора с гелеобразным наполнителем нужно соблюдать такие правила:

1. Степень заряженности требуется проверять каждые 2-4 недели. Сделать это самостоятельно можно, используя мультиметр. Нужно завести двигатель и подсоединить щупы прибора к клеммам АКБ.
2. Необходимо соблюдать лимит напряжения. Этот показатель не должен превышать 14,5 В. В процессе зарядки параметр изменяется. Чем глубже разряд, тем выше сила тока. По мере восстановления заряда показатели снижаются. Превышение допустимых уровней приводит к расплавлению и закипанию электролита.
3. Не стоит пытаться вскрыть корпус в случае закипания наполнителя. Это может привести к взрыву батареи и травмированию пользователя.

Как заряжать гелевый аккумулятор?

Зарядку нужно выполнять с помощью специальных устройств. При этом нужно правильно устанавливать основные параметры.

Важные параметры и особенности

Интервалы между процедурами должны составлять не менее 6 месяцев. Необходимо восстанавливать энергетический потенциал АКБ полностью. В противном случае емкость батареи со временем снизится. Восстановить этот показатель достаточно сложно.

Длительность цикла зарядки зависит от емкости элемента питания и тока заряда. Первый параметр делят на второй. При емкости 60 А/ч и силе тока 0,6 А длительность цикла составляет 10 часов. Специальные зарядные устройства подают сигнал о завершении процедуры.

Порядок зарядки по шагам

Зарядку гелевой аккумуляторной батареи выполняют так:

1. Включают зарядное устройство и замеряют силу тока. Это поможет выбрать оптимальный режим работы.
2. АКБ заряжают током той силы, которая была вычислена устройством автоматически.
3. Через 2-3 часа зарядку прерывают. Это помогает избежать перегрева корпуса.
4. Дождавшись остывания аккумулятора, процедуру возобновляют, снижая силу тока. Нельзя забывать о необходимости замера параметра в период охлаждения аккумулятора. Если упустить этот момент, ЗУ отключается автоматически, цикл не возобновляется.
5. При достижении необходимой силы тока устройство отключают. Неавтоматические приборы продолжают функционировать. Специальные ЗУ оснащены регуляторами, предотвращающими расплавление геля при нагреве батареи.

Инструкция по зарядке АКБ для мотоцикла

Аккумулятор снегохода или мотоцикла от источника питания автомобиля отличается меньшей емкостью. Универсальное автомобильное ЗУ не выдает малые токи.

Для зарядки АКБ мотоцикла используют интеллектуальные устройства, например Benton BX. Аккумулятор обследуют с помощью мультиметра.

Прибором замеряют напряжение на клеммах. Нормальным считается показатель в 12,7 В. При более низком значении гелевый аккумулятор требует подзарядки.

Для продления срока службы элемента питания зарядку проводят раз в 2 месяца. После длительного хранения заряд восстанавливают в течение 12-14 часов, подавая ток, равный 10% емкости. Нельзя отключать зарядное устройство до полного восстановления мощности. Нужно следить за температурой корпуса аккумулятора.

Какой уход требуется гелевому аккумулятору?

Нельзя пользоваться транспортным средством до полного разряда батареи. При снижении заряда элемент питания функционировать не прекращает. Однако емкость снижается, из-за чего АКБ не сможет принимать нужное количество энергии. Необходимо приобрести мультиметр и всегда держать его при себе. Это поможет вовремя обнаружить разряд аккумулятора, подключить ЗУ и произвести подзарядку.

Дополнительно рекомендуется выполнять такие действия:

• регулярно очищать корпус батареи от пыли и грязи;
• раз в 3 месяца полностью разряжать и заряжать АКБ;
• контролировать правильность подключения клемм.

Как продлить период работы устройства?

Несмотря на то что гелевая АКБ 12 Вольт является необслуживаемой, продлить срок ее службы можно. Реанимировать вздутый аккумулятор нельзя, его утилизируют. Гель в таком случае отделяется от пластин, выработка энергии становится невозможной. Обнаружить внутренние повреждения сложно. К ним относят износ стекловолокна, электродов или электролита.

При подсыхании наполнителя восстановление возможно. Для этого удаляют пластиковую крышку, снимают резиновые клапаны. С помощью шприца в каждую банку вливают по 2 мл очищенной воды. Жидкость должна незначительно закрывать пластины. После увлажнения геля излишки воды выкачивают шприцем. Колпачки и крышку возвращают на место.

Информационный сайт о накопителях энергии

Независимо от вида аккумулятора, все они требуют периодической зарядки. Гелевые — не исключение. Можно ли заряжать обычным зарядным устройством этот тип батарей? Гелевый электролит требует особых способов зарядки аккумулятора автомобиля, скутера, лодки. Соблюдение условий восстановления заряда позволит продлить срок службы источника энергии.

Можно ли заряжать гелевый аккумулятор обычным зарядным устройством

Вопрос о том, как зарядить обычным зарядным устройством гелевый аккумулятор, задают часто. Но технология зарядки батареи с жидким электролитом и гелем отличаются. Заряжают ли от обычного ЗУ гелевые аккумуляторы? Высокий зарядный ток расплавит гель, который уже не восстановится. Есть и другие проблемы:

• Если батарея почти заряжена, гель не расплавится, но и зарядка идти не будет.
• Ток зарядки разрушит структуру геля, даже при использовании дополнительной настройки.
• Невозможно выполнить условия этапной зарядки со сменой параметров тока и напряжения.
• Нагревание батареи приведет к разложению электролита, поэтому нельзя держать аппарат под зарядкой избыточное время.

Все объясняется проще. Подключение к обычному зарядному устройству приведет к неизбежному разогреву. Если корпус удалось быстро охладить, в нем уже образовалась жидкость. Постепенно она растворит оставшийся гель. Признак разрушения – нагрев корпуса во время работы.

Так как купить «умное» ЗУ не всегда удается, разработан способ, как заряжать гелевый аккумулятор от обычных зарядных устройств. Для этого потребуется посредник – другая батарея, даже старая, отработанная. Она будет работать трансформатором энергии, снижая параметры зарядного тока.

Нужно обе батареи подсоединить параллельно, ЗУ подсоединить к батарее-трансформатору. На гелевый аккумулятор воздействие будет более мягким. Убедившись, что зарядка идет, нужно определить степень нагрева корпуса гелевой АКБ. Если нет нагрева, 2 часа можно восстанавливать емкость. После замерить параметры, в зависимости от показаний, продолжать зарядку еще час или два. Можно ли заряжать батарею, если она начала нагреваться сразу? Нет, ее нужно утилизировать.

Каким зарядным устройством заряжать гелевый аккумулятор

Как заряжать батарею правильно? Технология зарядки гелевого аккумулятора состоит из нескольких ступеней. При этом используют специальное зарядное устройство. Каким напряжением можно заряжать гелевый аккумулятор? В паспорте батареи записано пороговое напряжение. На большинстве приборов это 14,4-14,5 В. Но необходимо знать допустимый максимум для своего изделия. Превышение показателя приведет к разрушению геля.

Как выбрать зарядное устройство для автомобильного гелевого аккумулятора, как вести зарядку?

Уже знаем, что неприемлемо даже кратковременное превышение зарядного напряжения выше порогового, указанного в паспорте. Сила тока должна быть около 10 % от емкости гелевого аккумулятора. Каким током заряжать при показателе 60 А/ч? Десятая часть составит 6 ампер. Быстрая зарядка возможна с применение 30% тока от емкости. Для сохранения заряда в гелевом аккумуляторе существует режим Standby USE параметры напряжения 13,5 -13,8.

Основные требования к зарядному устройству – возможность регулировать и поддерживать параметры тока и напряжения. Должна быть функция температурной компенсации, без нее возможен перезаряд, что недопустимо. Хорошо, если термометр выносной. Автоматический режим зарядки и своевременное отключение потребителя тока сделают процесс надежным.

Как заряжать гелевый аккумулятор автомобиля, изложено в пошаговой инструкции:

• Применяются необслуживаемые гелевые аккумуляторы и снабженные пробками. Перед зарядкой пробки нужно выкрутить.
• На зарядном устройстве выставить напряжение cycle use, ток нулевой.
• Подключить устройство, соблюдая полярность.
• Установить ток зарядки, следить за напряжением. Оно будет расти, важно чтобы показатель оставался в рамках дозволенного.

Сколько заряжать гелевый аккумулятор зависит от подаваемого тока. При 10 % от емкости зарядка происходит за 12-14 часов. Но снизив показатель вдвое, увеличим время до 24 часов, зато продлим срок годности прибора. Если нужно зарядить быстро, увеличиваем силу тока.

Зарядку следует проводить по стадиям. Вначале устанавливают постоянный током, с увеличением напряжения до нормы. На второй стадии сохраняется постоянное напряжение, а ток постепенно уменьшается, пока показатель емкости достигнет максимума.

Как заряжать гелевые аккумуляторы 12 вольт

Гелевые аккумуляторы 12 вольт могут быть автомобильными (стартерными) или тяговыми. Чем и как правильно заряжать те и другие, в чем отличие, разберемся.

Для стартерного аккумулятора характерен режим работы, когда в короткое время на пуск мотора отдается до 2-3С20 тока. Восстанавливается заряд в период движения, когда генератор вырабатывает энергию. Но зарядится ли гелиевый аккумулятор на автомобиле полностью? Бортовая электроника не позволяет восстановить емкость на 100%. Поэтому периодическая подзарядка до номинала нужна. Если вы пользуетесь универсальной автомобильной зарядкой iMAX B6 или другим подобным ЗУ, зарядить гелевый аккумулятор не составит труда.

Выставив нужные параметры — номинальное напряжение, количество банок, ток зарядки на «умном « зарядном устройстве, нужно указать тип аккумулятора. О том как правильно зарядить гелевый аккумулятор автомобиля позаботится универсальный зарядник с микропроцессором.

Как зарядить тяговый аккумулятор 12 в с гелевым электролитом? Здесь несколько изменен алгоритм. В фазе насыщения ток заряда восстанавливает емкость аккумулятора. Но так как емкость большая, используется ток 0,1-1,0 С20. С20 – цифровое значение емкости, измеряемой в А/ч. При достижении на клеммах номинального напряжения 13,8-14,4 В, заряд составляет около 80 %.

Наступает этап абсорбции. В массивные свинцовые пластины проходят активные ионы, как в кладовую. За счет диффузии заряд скапливается, ток поглощается все меньше, до 0,02С20. Во время абсорбции ток не зависит от зарядного устройства, только от емкости пластин. Именно этот процесс позволяет использовать энергию равномерно и долго при разрядке.

Показатель, характеризующий работу тягового аккумулятора – эффективность зарядки. Это обозначает, какой процент от полученной энергии используется эффективно. Гелевые аккумуляторы имеют показатель эффективности 90 %.

Как заряжать гелевый аккумулятор для мотоцикла

Особенности источников энергии для мотоцикла, скутера, снегохода в их малой емкости. Поэтому даже универсальное автомобильное устройство не поддерживает малые токи. Как можно зарядить гелевый аккумулятор малой емкости? Необходимо подобрать «интеллектуальное» зарядное. Пример доступного по цене ЗУ – Benton BX.

Как часто нужно заряжать гелевый аккумулятор для снегохода или для скутера? Все аккумуляторы, установленные на экстремальной технике, контролируются тестером. Напряжение замеряется на клеммах. Показатель выше 12,7 В хороший, ниже – гелевый аккумулятор мотоцикла, снегохода или другой техники требует подзарядки от сети. Для гарантии безотказной работы аккумулятора сетевая короткая подзарядка рекомендуется раз в два месяца.

Независимо, в автомобиле, скутере, или лодке, установлен гелевый аккумулятор. Правильная зарядка после длительного простоя или глубокой разрядки должна быть не меньше 12-14 часов. Используется ток 0,1 С20 или чуть больше. Нельзя отключать питание, если батарея заряжена не полностью. Процесс должен быть под контролем. Нельзя допускать нагрева корпуса аккумулятора.

Видео

О том, как правильно зарядить гелевый аккумулятор, посмотрите видео