Ad
  Подбор элементов для аккумуляторной батареи | главная | школа | карта | поиск |  

Подбор элементов для аккумуляторной батареи

Подготовка к тестированию и селекции

Прежде, чем начать собственно тестирование и отбор элементов для будущей батареи, необходимо запастись достаточным количеством элементов одной и той же марки, одного и того же производителя, и, что очень желательно, из одной партии. Большинство фирм, выпускающих аккумуляторы, маркируют элементы цифровым или цифробуквенным кодом, содержащим информацию о производителе, дате изготовления элемента, номера партии, а часто - и порядкового номера элемента в этой партии. Например: RSE1,7-129592. или RCE1,7-232102 (это реальные данные с двух элементов батареи фирменной сборки Robbe-Futaba). Но, к сожалению, не всегда удается достоверно расшифровать эту информацию, поэтому, если возможно, при покупке просто отбирайте элементы, помеченные близкими цифрами.

Для каждого элемента (и для каждой собранной батареи) отведите в рабочей тетради по несколько страниц, на которых вы будете фиксировать всю "историю" элемента (батареи). Все записи в тетради должны быть последовательны и датированы.

Алгоритм предварительного тестирования

Отбор элементов для обычной (не ходовой) бортовой батареи, или для батареи передатчика, можно провести по упрощенному варианту, сравнивая только кривые заряд/разряд отдельных элементов в режиме "стандартных" токов, когда Iзар<=0.1-0.2 С, Iраз<=0.5-1.0 С (А), (здесь, и далее С - емкость элемента в А/час).

Элементы для силовой батареи следует отбирать более серьезно.

Рассмотрим порядок "обычного" отбора.

Любое тестирование новых (да и старых тоже) элементов, следует начинать с тренировочных циклов, которые "раскачают" элементы, не эксплуатировавшиеся какое-то время, и при этом в некоторой степени уровняют их внутренние параметры.

Тренировать можно как отдельные элементы (это бывает необходимым в случае замены одного-двух элементов в старой батарее), или собранную "на живую" батарею, из заведомо большего количества элементов, чем то, которое потребуется вам для бортового или силового аккумулятора. Оптимальным, на мой взгляд, будет полутора-двухкратный запас по числу элементов, т.е. если вам нужен бортовой источник на 4.8 вольта (4 элемента), тренировать и тестировать нужно не меньше, чем 6-8 элементов. Далее будем говорить об одиночных элементах, а в необходимых случаях делать "количественную" поправку для собранной батареи.

Перед тренировкой следует провести "глубокий" разряд элемента для того, чтобы "выкачать" из него максимальное количество ранее запасенной энергии. Для этого к элементу подключается последовательная цепочка, состоящая из кремниевого диода, рассчитанного на максимальный ток ~ 1 А, и сопротивления ~10 Ом, мощностью 1.0-2.0 Вт. Время разряда зависит от состояния элемента, поэтому необходимо каждые 5-10 минут измерять напряжение на его выводах. Разряд прекращается при Uраз<=0.6 В. Считается, что прямое падение напряжения на кремниевом диоде равно 0.7 В, но при малых токах эта величина снижается, и может равняться 0.5-0.4 В. В принципе, можно разряжать элементы и до такого уровня, важно лишь "не передержать" их в таком состоянии. Именно по этому, если собрана батарея, "глубокий" разряд следует проводить одновременно на всех ее элементах, а сразу же после окончания "глубокого" разряда начать первый тренировочный заряд.

Тренировка элемента начинается с первого зарядного цикла постоянным током. Величину тока устанавливаем равной Iзар=0.1-0.2С (А). Каждые 15 минут контролируем напряжение на элементе с точностью не хуже, чем 0.01 В. В случае зарядки батареи, напряжение контролируется на каждом элементе в отдельности. Все данные записываем в тетрадь.

Заряд ведем до напряжения на элементе Uмах=1.40 В. Если заряжается батарея, останавливаем заряд в тот момент, когда на каком-либо элементе значение Uмах превысит величину 1.45 В.

После окончания цикла заряда начинаем разряжать элемент (батарею). Разряд также желательно проводить неизменным током. Если вы используете самодельный зарядник по моей схеме, то его можно применить и для разряда батареи, состоящей, как минимум, из 2-3 элементов (при меньшем количестве элементов схема зарядника просто не обеспечит нужного режима работы). Для этого батарея включается вместо первичного источника тока, а выходные клеммы зарядника просто "закорачиваются". В качестве нагрузочного элемента будет выступать транзистор зарядника, установленный на радиаторе. Разряд ведется током, равным Iраз~=0.5С (А).

Если вы разряжаете отдельный элемент, обеспечить стабильный разрядный ток сложнее. В этом случае целесообразнее использовать в качестве нагрузки любое сопротивление мощностью не менее 2 Вт, и номиналом, рассчитанным по формуле Rнаг~=2,75/С (Ом). Для разряда батареи подобной пассивной цепью Rнаг~=К*2,75/С (Ом), где К - количество элементов в батарее (мощность сопротивления также придется увеличить кратно количеству элементов в батарее). Нагрузка, рассчитанная по этой формуле, обеспечит разрядные токи, близкие к оптимальным для элементов любой мощности.

Разряд ведется до Uмин=0.8 В на элементе. В течение разряда, каждые 15 минут (в конце разряда - каждые 5 минут) контролируется напряжение на всех элементах., без отключения нагрузки. Если на каком-то элементе батареи напряжение падает значительно быстрее, чем на остальных, этот элемент отбраковывается. Все данные заносятся в тетрадь.

Таких тренировочных циклов заряд/разряд желательно провести не менее трех-пяти. Для экономии времени, каждый последующий цикл можно проводить на несколько больших токах заряда и разряда, каждый раз увеличивая их на 20-25% от первоначального значения.

В случае использования "интеллектуальных" зарядников, следует просто задать необходимое количество циклов заряд/разряд, предоставив устройству автоматически выбрать оптимальные токи заряда и разряда, или проводить заряд/разряд заданными токами.. Вам останется только считывать с дисплея текущие значение напряжения на батарее, но напряжение на каждом элементе придется все же измерять вручную, цифровым вольтметром.

После выполнения тренировочных циклов, используя полученные табличные данные последнего цикла заряд/разряд, строим для каждого элемента графики кривых заряда и разряда. Это лучше делать на миллиметровой бумаге.

По оси Х будем откладывать время в масштабе 1 мм = 2 минутам (для 10 часового интервала потребуется лист бумаги шириной 30 см), но можно выбрать и другой масштаб.

По оси Y будем откладывать значения мгновенных напряжений на элементе. Нас интересует не весь диапазон напряжений, а только участок от 0.8 до 1.5 вольт. Поэтому в точке пересечения координатных осей значение оси Y будет равно 0.8 В. Для построения максимально точных графиков применим масштаб 1 мм = 0.005 В (если, конечно, ваш измерительный прибор обеспечивал такую точность измерений). При построении графиков округляем табличные данные с заданной точностью по правилам арифметики.

Графики кривых заряда и разряда строим на разных листах.

После построения на одном графике кривых всех элементов батареи, выбираем элементы с самыми близкими параметрами. Отличия в любой момент времени, как в цикле заряда, так и цикле разряда, должны быть не более 0.05-0.1 В, в этом случае можете быть уверенными, что эта батарея будет стабильно работать довольно долго без частого "поэлементного" контроля в ходе эксплуатации.

Разумеется, батарея будет нормально работать и при больших разбросов параметров отдельных элементов, но тогда вам придется не реже 1 раза в месяц проводить тренинг этой батареи с контролем параметров каждого элемента.

В любом случае, перед каждой зарядкой следует проводить "доразряд" батареи до уровня Uмин=0.8-1.0 вольт на элемент (для батареи из 4 элементов Uмин=3.2-4.0 В). Это можно делать специальной разрядной цепью, состоящей из 6-ти последовательно включенных кремниевых диодов и балластного сопротивления номиналом 39-56 Ом, и мощностью не менее 2-5 Вт. Такой "разрядник" можно смело оставлять подключенным к батарее на несколько часов, без опасений вывести ее из строя.


Разрядная цепь. "Силовой" разрядник для 1-го элемента


Разрядная цепь. "Доразрядник" для батареи из 4-х элементов

Все права на статьи принадлежат И.В. Карпунину (aka Glider).


Огромная модель Airbus A380 (4764)

Магнитный верстак - просто и удобно! (4766)

Обзор мотопланера Kyosho Stratus 2000S (4807)

Самодельные модули расширения для RC аппаратуры (3463)

Обтяжка модели скотчем (2356)

Пластиковые пропеллеры для электродвигателей (2064)






Рекомендуемое разрешение - 800х600 и выше
Copyright © SkyFlex Interactive 1997-2016
E-Mail: webmaster