1.5.7. Способы заряда аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи можно заряжать от любого источника постоянного тока при условии, что его напряжение больше, чем на­пряжение заряжаемой батареи.

где U_ист - напряжение источника тока, В;

U_б - напряжение батареи в данный момент заряда, В;

R - общее сопротивление зарядной це­пи, Ом.

Из этой формулы следует, что при равенстве напряжений за­рядного устройства и батареи зарядный ток равен нулю. Зарядные устройства имеют, как правило, падающую вольтамперную характеристику - чем больше вызываемый ими ток, тем меньше их напряжение. Поэтому, если не применять специальных регулирующих устройств, с ростом напряжения аккумулятора при заряде ток заряда уменьшается. Зарядные устройства снабжены системами, позволяющими регулировать и поддерживать постоянным один из электрических параметров - напряжение или ток заряда.

Способы заряда аккумуляторных батарей приведены на рис. 1.43(а - при постоянном токе; б - при постоянном напряжении; в - ступенчатым током; г – смешанный):

Заряд при постоянном токе (рис. 1.43,а) характеризуется сравни­тельной простотой аппаратурного оформления, так как устройства для поддержания постоянного тока обычно проще, чем устройства для поддержания постоянного напряжения. Процессы, происходя­щие в аккумуляторе в этом режиме, были подробно рассмотрены в подразделе 1.5.6. Удобством этого способа является простота рас­чета количества электричества, сообщенного батарее, как произве­дение тока и времени заряда.

Этот способ заряда имеет и свои недостатки. При малом токе время заряда велико. При большом токе к концу заряда ухудшается заряжаемость и наблюдается значительное повышение темпера­туры электролита, что снижает срок службы аккумуляторных ба­тарей. В связи с этим определена оптимальная сила тока заряда I_з = 0,1С₂₀ А¹.

Для малообслуживаемых и необслуживаемых бата­рей I_з = 0,05С₂₀. Кроме того, Инструкцией по эксплуатации рекомен­довано при повышении температуры электролита до 45°С снижать зарядный ток в 2 раза или прервать заряд для охлаждения элек­тролита до 30...35°С.

Методом заряда при постоянном токе можно заряжать большое количество батарей. При этом общее число п последовательно включенных аккумуляторов не должно превышать U_з/2,7, где U_з -напряжение на зажимах зарядного устройства.

Заряд при постоянном напряжении характеризуется тем, что в первый момент зарядный ток достигает больших значений (рис. 1.43,б). Для полностью разряженных батарей он может составлять (1...1,5)С₂₀. В процессе заряда, когда напряжение батареи постепен­но возрастает, сила тока понижается и к концу заряда становится заметно меньше, чем сила тока при заряде постоянным током. Сред­няя сила тока при правильно выбранном напряжении приблизитель­но равна 0,1C₂₀ А.

¹ Здесь и далее в соотношениях между силой тока и емкостью подразумевается равенство численных значений показателей.

Несмотря на различие в значениях силы тока при данном и предыдущем методах заряда на различных его этапах, об­щая продолжительность полного заряда батарей при обоих методах приблизительно одинаковая. Недостатком этого метода является также перегрев аккумулятора из-за большого начального тока.

На автомобиле заряд происходит при постоянном напряжении, по­этому при разряженной батарее в начале заряда может возникнуть большой ток, превышающий номинальный ток генератора. В этом слу­чае для предохранения генератора от перегрузки устанавливают спе­циальные офаничители тока либо это ограничение осуществляется за счет внутренних свойств самого генератора (самоограничение).