НЯКОИ СЪОБРАЖЕНИЯ ПРИ ИЗБОР НА ЗАРЯДНО УСТРОЙСТВО
ЗА ТЯГОВИ АКУМУЛАТОРНИ БАТЕРИИ
ВАРИАНТИ ПРИЛОЖЕНИЯ НА ТЯГОВИ АКУМУЛАТОРНИ БАТЕРИИ - ТАБ
N |
ОБЕКТИ НА ЗАРЕЖДАНЕ БАЗИРАНИ НА ТАБ |
ТИП БАТЕРИЯ |
НОМИ-НАЛНИ НАПРЕ-ЖЕНИЯ |
ТИПОВА МОЩНОСТ |
ПЪРВИЧЕН ЕНЕРГО-ИЗТОЧНИК |
ТИП ТОКОВ КОНВЕРТОР ЗА ЗАРЯД |
1 |
- Голфкари - Електроскутер - Инвалидни колички - Електро велосипеди - Тротинетки - Детски колички |
NiMH Pb VRLA Li-ion
|
6 ÷ 48V
|
0,5 ÷ 5kWh
|
- AC монофазна мрежа - DC енергиен склад |
Високочестотни AC-DC или DC-DC
|
2 |
- Платформени електрокари - Електро- повдигачи |
PzS; LiFePO4 FeNi |
12 ÷ 80V
|
10 ÷ 50kWh
|
AC монофазна мрежа HH
|
- АС-DC монофазни и трифазни - Трансформаторно- диодни - Трансформаторно- тиристорни - Високочестотни |
3 |
- Електромобили - Електробуси - Електрически катери и лодки - Електрически летателни апарати и дронове |
LiFePO4 Li-ion Супер-кондензатори
|
50 ÷ 750V
|
10 ÷ 150kWh
|
- АС мрежа НН - DC – трамвайна или тролейбусна мрежа - Алтернативни енергоизточници - Електро енергийни DC батерийни складове |
- До 3kVA монофазни AC-DC високочестотни - Над 3kVA трифазни инверторни - DC-DC конвертори
|
4 |
- Соларни и ветрови OFGRID системи - Автономни захранвания с алтернативни източници - UPS системи - Енергийни складове |
OPzS LiFePO4 |
12 ÷ 4000V |
1 ÷ 100000kWh
|
- AC мрежа ВН и НН - Алтернативни първични енергоизточници
|
- DC –AC-DC - DC-DC високочестотни
|
5 |
- Сервизни центрове за АБ - Съоръжения за тестване и рециклиране на ТАБ |
PzS FeNi |
2 ÷ 80V
|
1 ÷ 100kWh
|
- Резистивен товар - Захранваща АС мрежа - Буферна АБ |
- AC-DC-DC-AC трансформаторно тиристорни - DC-DC високочестотни |
6 |
Според мобилността на зарядното устройство: - стационарни, неподвижно закрепени зарядни точки; - вградени в обекта ползвател на АБ; - мобилни (транспортируеми) да зарежданата АБ; - ръчно преносими. |
|||||
7 |
Според конструктивното изпълнение и начин на охлаждане: - за вграждане IP00 до IP20; - За работа в закрити помещения IP20 до IP54; - за работа на открито IP65; - за безконтактен заряд IP68; - с естествено, принудително въздушно, водно и маслено охлаждане; - с охлаждане с термолули (изпарителен метод) или Пелтие елементи. |
Като конструктор с 42 годишен опит в проектирането и производството на зарядни устройства за тягови батерии ще се опитам да помогна за избор на подходящо зарядно устройство спрямо конкретните потребности.
В таблицата са изброени многобройни параметри, които трябва да се отчитат при избор на оптимално зарядно устройство за тягови акумулаторни батерии.
Но да караме подред:
Трансформаторното е по-надеждно, по-дълговечно и по- устойчиво на пренапрежения, но тежи повече и разходва с 15% повече електроенергия от високочестотното.
Диодното е по-евтино , но падащата W зарядна характеристика не е стабилизирана. Зарядът е зависим от мрежовото напрежение и през лятото батерията кипи и се презарежда, а през зимата остава недозаредена. Батерията сулфатизира за две-три години.
Препоръчително е трансформаторно тиристорно , но с каква зарядна характеристика?
Стабилизираната IU характеристика е прекрасна, но е най-подходяща за заряд на стационарни акумулаторни батерии. При тях времето за заряд не е ограничено.
Тягови акумулаторни батерии при натоварен двусменен режим на работа и соларните OFF-GRID системи са с време за заряд в рамките на шест - осем до десет часа. Батерията трябва да се зареди до 100% за да не сулфатизира. Необходим е бърз пълен заряд.
Вариантът с комбинирана I1U1I2U2а характеристика е класически, но най-добър е зарядът с оптимизирана по температура зарядна характеристика с пулсиращ или реверсивен ток.
Този режим се включва автоматично след основнят 80 процентов заряд, тоест след достигане на 2,45 - 2,5 волта на елемент за оловно-киселинна батерия.
Като пример мога да посоча гама зарядни за тягови батерии ЕПКар, които са с характеристика осигуряваща оптимален заряден процес според инструкцията за експлоатация на тягова акумулаторна батерия.
Тази характеристика допуска заряд по всяко време ежедневно без да се отчита степента на разреденост и без да се развият капачките на елементите на батериите.
Адаптивните свойства на зарядното устройство към състоянието на зареденост, позволяват батериите да остане включена на подзаряд неограничено дълго време.
Благодарение на микро циклите заряд-разряд се извършва активна десулфатизация и изравняване на клетките на батерията без презареждане. Батерията поддържа максималния си капацитет и зареденост на 100%.
Диференцираният контрол на напрежителният градиент осигурява оптимизация на заряда според температурата на батерията с минимално газоотделяне, не допуска презаряд, икономисва енергия и не се налага често доливане на вода.
Еднаквостта на клетките гарантира пълното им симетрично натоварване и добри динамични характеристики на електрокара.
Намаляват ремонтите поради липса на сулфатизация.
Експлоатацията и поддръжката са изключително облекчени.
Не се изисква квалифициран персонал и време за измерване контрол и наблюдение.
Живота на батерията превишава предписания от производителя.
Тази характеристика е изключително подходяща за алкални акумулаторни батерии защото се избягва мемори ефекта.
За един тип батерия, едно зарядно е напълно достатъчно, но при няколко вида е добре да е комбинирано зарядно, с ампераж съобразен с най-голямата батерия.
При еднакви параметри, ако комбинираното зарядно устройство е с високочестотна комутация на енергията, то е три пъти по-малко, четири пъти по-леко, с 15% по-малък разход на енергия от трансформаторно тиристорното. Може да се вгражда в електрокара, захранва се от монофазна мрежа- тоест могат да се правят частични заряди отвсякъде, по всяко време. То е по-евтино от трансформаторните, но е с по-кратък живот (има електролитни кондензатори).
Има опция за пренастройване на зарядните характеристики. С едно устройство могат да се зареждат не само батерии различни по напрежение и капацитет, но и различни по вид и технологията-оловно киселинни с течен електролит, AGM с пропит електролит, гелови, Li-ion и LiFePO4 , алкални (никел-кадмиеви, никел метал хидрид, железно никелови).
Ако ще рециклирате стара батерия е необходимо зарядното устройство да има възможност и за двустранен обмен на енергията , защото е доказано че с цикли заряд разряд киселинната батерия се десулфатизира, изравнява и възстановява капацитета си. С това устройство може да се извършва пълен капацитивен тест на всяка акумулаторна батерия.
Досега основно говорим за оловно-киселинни батерии, но литий йонните напоследък са на мода. Зарядното е добре да бъде универсално, но литиевата батерия не се зарежда както киселинните и алкалните Необходимо е приставка за контрол и управление на заряда на всеки от елементите на батерията така наречената BMS система. Не е толкова скъпа колкото задължителна за литиевите батерии. Как действа: Когато зареждаме с общ ток цялата батерия BMS контролира напрежението на всеки от елементите и в момента в който първият от тях достигне зададената граница на напрежение се дава команда и токът да се намалява наполовина.
Поради наличието на вътрешно съпротивление, напрежението на всеки елемент пада и заряда продължава до достигане отново зададената горна граница и така докато цялата батерия се зареди до 100%.
Опция в BMS системите е възможноста за активно поелементно изравняване батерията. Тя става с еднакви клетки и сумарно по-голям капацитет, по-дълго живее и няма изненади в периода на експлоатация.
Да обобщим:
Основни изисквания при избор на съвременно зарядно устройство за тягова батерия са:
А дали зарядното устройство ще е трансформаторно тиристорно или високочестотно решението е Ваше.
Ако няма да го разнасяте насам-натам и да го давате на съседа, а да го завещаете на внуците си, нека бъде трансформаторно.
Ако искате леко, малко, еко - високочестотно.
Чудесно би било зарядното да притежава и следните опции, но те струват пари: