Masalah penerapan dan pengoperasian baterai bersegel timbal-asam, yang paling banyak digunakan untuk redundansi peralatan alarm kebakaran (FS), dipertimbangkan.

* Semua gambar dan spesifikasi teknis yang digunakan dalam artikel ini diberikan dari dokumentasi baterai Fiamm, dan juga sepenuhnya sesuai dengan karakteristik teknis parameter baterai yang diproduksi oleh Cobe dan Yuasa.

Muncul di pasar Rusia pada awal tahun 90-an, baterai timbal-asam yang disegel (selanjutnya disebut baterai), dimaksudkan untuk digunakan sebagai sumber arus searah untuk catu daya atau cadangan peralatan keamanan, komunikasi dan pengawasan video, dengan cepat mendapatkan popularitas di kalangan pengguna dan pengembang. Baterai yang paling banyak digunakan adalah baterai yang diproduksi oleh perusahaan berikut: Power Sonic, CSB, Fiamm, Sonnenschein, Cobe, Yuasa, Panasonic, Vision.

Baterai jenis ini memiliki keunggulan sebagai berikut:

Gambar 1 - Ketergantungan waktu pengosongan baterai pada arus pengosongan

• sesak, tidak adanya emisi berbahaya ke atmosfer;
• tidak perlu mengganti elektrolit atau menambahkan air;
• Kemungkinan operasi di posisi apapun;
• tidak menyebabkan korosi pada peralatan alarm kebakaran;
• resistensi tanpa kerusakan pada debit yang dalam;
• self-discharge rendah (kurang dari 0,1%) dari kapasitas nominal per hari pada suhu sekitar plus 20 °C;
• mempertahankan pengoperasian selama lebih dari 1000 siklus pengosongan 30% dan lebih dari 200 siklus pengosongan penuh;
• kemungkinan penyimpanan dalam keadaan terisi tanpa mengisi ulang selama dua tahun pada suhu sekitar plus 20 °C;
• kemampuan untuk memulihkan kapasitas dengan cepat (hingga 70% dalam dua jam) saat mengisi daya baterai yang benar-benar kosong;
• kemudahan pengisian;
• Saat menangani produk, tidak diperlukan tindakan pencegahan (karena elektrolitnya berbentuk gel, tidak ada kebocoran asam jika wadahnya rusak).

Gambar 2 - Ketergantungan kapasitas baterai pada suhu sekitar

Salah satu karakteristik utamanya adalah kapasitas baterai C (hasil kali arus pengosongan A dan waktu pengosongan h). Kapasitas nominal (nilai yang tertera pada baterai) sama dengan kapasitas yang disediakan baterai bila dikosongkan selama 20 jam hingga tegangan 1,75 V pada setiap sel. Untuk baterai 12 volt yang berisi enam sel, tegangannya adalah 10,5 V. Misalnya, baterai dengan kapasitas nominal 7 Ah dapat beroperasi selama 20 jam pada arus pengosongan 0,35 A. Saat menghitung waktu pengoperasian baterai pada saat pengosongan Saat ini berbeda dari 20 jam, kapasitas sebenarnya akan berbeda dari nominal. Jadi, dengan arus pengosongan lebih dari 20 jam, kapasitas baterai sebenarnya akan lebih kecil dari nominalnya ( gambar 1).

Kapasitas baterai juga tergantung pada suhu sekitar ( gambar 2).
Semua perusahaan manufaktur memproduksi baterai dengan dua peringkat: 6 dan 12 V dengan kapasitas nominal 1,2 ... 65,0 Ah.

PENGOPERASIAN BATERAI

Saat menggunakan baterai, Anda harus mematuhi persyaratan pengosongan, pengisian, dan penyimpanannya.

1. Baterai lemah

Saat baterai habis, suhu sekitar harus dijaga dalam kisaran dari minus 20 (untuk beberapa jenis baterai dari minus 30 °C) hingga plus 50 °C. Kisaran suhu yang begitu luas memungkinkan baterai dipasang di ruangan yang tidak berpemanas tanpa pemanasan tambahan.
Tidak disarankan untuk mengosongkan baterai secara “dalam”, karena dapat menyebabkan kerusakan. DI DALAM tabel 1 Nilai tegangan pelepasan yang diizinkan diberikan untuk berbagai nilai arus pelepasan.

Tabel 1

Baterai harus diisi segera setelah habis. Hal ini terutama berlaku untuk baterai yang sudah “sangat” habis. Jika baterai tetap dalam keadaan kosong untuk jangka waktu yang lama, situasi mungkin timbul di mana kapasitas penuhnya tidak dapat dipulihkan.

Beberapa pengembang catu daya dengan baterai internal mengatur tegangan mati baterai saat baterai habis sangat rendah (9,5...10,0 V), mencoba meningkatkan waktu pengoperasian sebagai cadangan. Padahal, peningkatan durasi kerjanya dalam hal ini tidak signifikan. Misalnya, kapasitas sisa baterai bila dikosongkan dengan arus 0,05 C hingga 11 V adalah 10% dari nominalnya, dan bila dikosongkan dengan arus tinggi, nilai ini berkurang.

2. Menghubungkan beberapa baterai

Untuk mendapatkan peringkat tegangan di atas 12 V (misalnya, 24 V), yang digunakan untuk membuat cadangan panel kontrol dan detektor untuk area terbuka, dimungkinkan untuk menghubungkan beberapa baterai secara seri. Dalam hal ini, aturan berikut harus dipatuhi:

• Penting untuk menggunakan jenis baterai yang sama yang diproduksi oleh pabrikan yang sama.
• Tidak disarankan untuk menyambungkan baterai dengan perbedaan tanggal produksi lebih dari 1 bulan.
• Perbedaan suhu antar baterai harus dijaga dalam kisaran 3 °C.
• Disarankan untuk menjaga jarak yang diperlukan (10 mm) antar baterai.

3. Penyimpanan

Diperbolehkan menyimpan baterai pada suhu sekitar minus 20 hingga plus 40 °C.

Gambar 3 - Ketergantungan perubahan kapasitas baterai pada waktu penyimpanan pada suhu yang berbeda

Baterai yang dipasok oleh produsen dalam keadaan terisi penuh memiliki arus pengosongan sendiri yang cukup rendah, namun selama penyimpanan jangka panjang atau menggunakan mode pengisian siklik, kapasitasnya dapat menurun ( gambar 3). Saat menyimpan baterai, disarankan untuk mengisi ulang baterai setidaknya setiap 6 bulan sekali.

4. Pengisian baterai

Gambar 4 - Ketergantungan masa pakai baterai pada suhu sekitar

Baterai dapat diisi pada suhu sekitar 0 hingga plus 40 °C.
Saat mengisi daya baterai, jangan letakkan di dalam wadah yang tertutup rapat, karena gas dapat keluar (saat mengisi daya dengan arus tinggi).

PEMILIHAN PENGISI DAYA

Gambar 5 - Ketergantungan perubahan kapasitas relatif baterai pada masa pakai dalam mode pengisian buffer

Kebutuhan untuk memilih pengisi daya yang tepat ditentukan oleh fakta bahwa pengisian daya yang berlebihan tidak hanya akan mengurangi jumlah elektrolit, tetapi juga akan menyebabkan kegagalan sel baterai dengan cepat. Pada saat yang sama, penurunan arus pengisian daya menyebabkan peningkatan durasi pengisian daya. Hal ini tidak selalu diinginkan, terutama ketika memesan peralatan alarm kebakaran di fasilitas yang sering terjadi pemadaman listrik,
Masa pakai baterai sangat bervariasi tergantung pada metode pengisian daya dan suhu sekitar ( gambar 4, 5, 6).

Mode pengisian daya penyangga

Gambar 6 - Ketergantungan jumlah siklus pengosongan baterai pada kedalaman pengosongan * % menunjukkan kedalaman pengosongan untuk setiap siklus kapasitas nominal, diambil 100%

Dalam mode buffer charge, baterai selalu terhubung ke sumber DC. Pada awal pengisian, sumber berfungsi sebagai pembatas arus, pada akhirnya (ketika tegangan pada baterai mencapai nilai yang diperlukan) mulai berfungsi sebagai pembatas tegangan. Mulai saat ini, arus pengisian mulai turun dan mencapai nilai yang mengkompensasi pengosongan otomatis baterai.

Mode pengisian daya siklik

Dalam mode pengisian siklik, baterai diisi dan kemudian diputuskan sambungannya dari pengisi daya. Siklus pengisian berikutnya dilakukan hanya setelah baterai habis atau setelah waktu tertentu untuk mengimbangi self-discharge. Karakteristik pengisian daya baterai diberikan dalam tabel 2.

Tabel 2

Catatan - Koefisien suhu tidak boleh diperhitungkan jika muatan terjadi pada suhu sekitar 10...30°C.

Pada Gambar 6 menunjukkan jumlah siklus pengosongan baterai yang dapat dilakukan tergantung pada kedalaman pengosongan.

Pengisian baterai yang dipercepat

Pengisian daya baterai yang dipercepat diperbolehkan (hanya untuk mode pengisian daya siklik). Mode ini ditandai dengan adanya sirkuit kompensasi suhu dan perangkat pelindung suhu internal, karena jika arus pengisian besar mengalir, baterai dapat memanas. Karakteristik pengisian baterai yang dipercepat diberikan tabel 3.

Tabel 3

Catatan - Pengatur waktu harus digunakan untuk mencegah pengisian daya baterai.

Untuk baterai dengan kapasitas lebih dari 10 Ah, arus awal tidak boleh melebihi 1C.
Masa pakai baterai timbal-asam yang disegel bisa mencapai 4...6 tahun (tergantung pada persyaratan pengisian, penyimpanan, dan pengoperasian baterai). Selain itu, selama periode operasi tertentu, tidak diperlukan pemeliharaan tambahan.

Lanjutkan membaca

Masa pakai baterai timbal-asam yang disegel sebagai bagian dari peralatan elektronik Aleksandr Anatolyevich Merunko Direktur Teknis Disk LLC, Tomsk Saat ini, baterai timbal-asam yang disegel menempati posisi terdepan di pasar konsumen sumber arus sekunder (karena biayanya yang relatif rendah) . Mereka digunakan...

Berapa kapasitas baterai yang Anda butuhkan? Saat menghitung sistem catu daya otonom, sangat penting untuk memilih kapasitas baterai yang tepat. Spesialis dari perusahaan “Rumah Tenaga Surya Anda” akan membantu Anda menghitung dengan benar kapasitas baterai yang diperlukan untuk sistem energi Anda. Untuk perhitungan awal, Anda dapat menggunakan perhitungan sederhana berikut...

Baterai timbal-asam diproduksi menggunakan teknologi rekombinasi air internal dan oleh karena itu tidak memerlukan perawatan selama masa pakainya. Asam sulfat kental dalam bentuk gel digunakan sebagai elektrolit, yang menjamin ketahanan baterai terhadap pelepasan muatan dalam dan stabilitas suhu tinggi.

Perkiraan masa pakai adalah 12 tahun.

Baterai gel dirancang untuk beroperasi dalam mode buffer dan siklik.

Desain:

• Desain tertutup sepenuhnya, kebocoran elektrolit tidak mungkin terjadi.
• Sistem rekombinasi gas internal, tidak perlu menambahkan air.
• Monoblok dilengkapi dengan katup kontrol yang memastikan pelepasan gas ketika tekanan internal melebihi tingkat yang diizinkan.
• Tidak ada batasan transportasi melalui udara, kereta api atau jalan raya.

Desain baterai gel

Reaksi kimia dan mekanisme rekombinasi:

Reaksi kimia yang terjadi pada baterai selama pengisian/pengosongan dijelaskan dengan rumus:

PbO 2 + 2H 2 SO 4 + Pb Pelepasan/Muatan PbSO 4 + 2H 2 O

Saat mengisi daya, oksigen yang melewati pemisah dari pelat positif bereaksi dengan zat aktif pelat negatif membentuk oksida timbal:

2Pb + O2 -> 2PbO

Timbal oksida, selanjutnya, bereaksi dengan asam sulfat:

2Pb + 2H 2 JADI 4 -> 2PbSO 4 + 2H 2 O

Timbal sulfat yang terbentuk pada pelat negatif direduksi oleh oksigen menjadi timbal dengan pembentukan asam sulfat:

2PbSO 4 + 2H 2 -> 2Pb + 2H 2 JADI 4

Jika kita menyederhanakan persamaan yang dijelaskan di atas, kita mendapatkan yang berikut:

2H2 + O2 -> 2H2O

Karakteristik debit

Gambar di bawah menunjukkan kurva pelepasan baterai gel dengan arus searah hingga tegangan akhir tertentu. Mengosongkan baterai ke tegangan yang lebih rendah dari yang ditentukan akan mengurangi kapasitas dan masa pakai baterai timbal-asam.

Kurva pelepasan DC pada 25°C

Mengenakan biaya

Pengisian daya yang benar adalah salah satu syarat terpenting untuk keberhasilan pengoperasian baterai timbal-asam dengan pengaturan tekanan internal otomatis. Memilih pengisi daya yang tepat berdampak langsung pada kinerja dan masa pakai baterai.

Mengisi daya dengan tegangan konstan

Pengisian tegangan konstan adalah metode yang paling umum digunakan. Gambar di bawah menunjukkan karakteristik pengisian baterai gel ketika diisi dengan tegangan konstan 2,40 V/sel pada arus awal 0,3 CA.

Jadwal pengisian dengan tegangan konstan pada 25°C

• Untuk baterai gel, rentang tegangan pengisian mode buffer diatur dalam kisaran 2,23–2,28 V/sel (pada 25°C).
• Untuk mode siklik, rentang tegangan pengisian diatur ke 2,38–2,42 V/sel (pada 25°C).
• Baterai gel tidak memerlukan biaya penyeimbang. Tegangan penyangga cukup untuk menjaga agar monoblok tetap terisi penuh.

Baterai gel dapat dibeli di toko online Realsolar:

Pengisian dua tahap pada tegangan konstan

Metode ini adalah salah satu yang paling efektif dan direkomendasikan untuk mengisi daya baterai timbal-asam dengan cepat dengan pengaturan tekanan internal otomatis dan menjaganya tetap terisi penuh (mode buffer). Ciri-ciri charger untuk pengisian dua tahap dengan tegangan konstan ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Karakteristik pengisian daya pengisi daya dua tahap

Pada tahap “A” arus dibatasi hingga 0,3 CA, dan tegangan pada terminal baterai meningkat. Pada tahap “B”, arus pengisian mulai turun, dan tegangan stabil pada 2,40 V/sel. Pada tahap ini, tingkat pengisian baterai mencapai 80%. Ketika arus pengisian mencapai level “titik peralihan Y”, sirkuit pengisian beralih ke tahap “C”, di mana tegangan pengisian turun dari 2,40 menjadi 2,25 V/sel, dan arus secara bertahap menurun hingga hampir nol. Pengisi daya masuk ke mode buffer.

Tegangan pengisian tergantung pada suhu sekitar dan harus disesuaikan dengan jadwal yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Ketergantungan tegangan pengisian pada suhu sekitar

Tegangan muatan (per sel) dalam mode buffer dihitung dengan rumus:
Muatan U = 2,25 + (25 – (t + lulusan t +1)) 0,0033
Tegangan muatan (per sel) dalam mode siklik dihitung dengan rumus:
Muatan U = 2,40 + (25 – (t + lulusan t +1)) 0,005

dimana t – suhu lingkungan, °C
grad t – gradien suhu lemari baterai, °C. Saat dipasang di rak terbuka grad t = 0.

Penyimpanan dan masa pakai

Baterai gel dapat disimpan tanpa diisi ulang selama 1 tahun di ruang kering pada suhu sekitar –35° hingga +60°C.

Baterai gel dirancang untuk beroperasi dalam mode buffer selama lima tahun (pada suhu 25°C). Gambar di bawah menunjukkan ketergantungan kapasitas baterai gel yang tersedia terhadap waktu. Gas-gas yang dihasilkan di dalam baterai terus-menerus bergabung kembali dan kembali ke komponen elektrolit yang berair. Hilangnya kapasitas dan berakhirnya masa pakai baterai terjadi akibat korosi bertahap pada elektroda.

Kehidupan pelayanan dalam mode buffer

Masa pakai baterai dalam pengoperasian siklik bergantung pada sejumlah faktor.

Yang paling penting adalah suhu lingkungan pengoperasian, laju pengosongan, kedalaman pengosongan, dan metode pengisian. Gambar di bawah menunjukkan pengaruh kedalaman pengosongan pada jumlah siklus baterai gel dalam mode siklik.

Kehidupan pelayanan dalam operasi siklik

Saat suhu naik, aktivitas elektrokimia baterai meningkat, dan seiring penurunan, aktivitas elektrokimia baterai menurun. Oleh karena itu, seiring dengan peningkatan suhu lingkungan, kapasitas baterai meningkat, dan seiring dengan penurunan suhu, kapasitas baterai pun menurun. Gambar di bawah menunjukkan pengaruh suhu terhadap kapasitas baterai gel yang tersedia.

Ketergantungan kapasitas pada suhu lingkungan pada arus pelepasan yang berbeda

Suhu lingkungan merupakan faktor penting yang mempengaruhi masa pakai baterai. Ketika suhu meningkat, laju korosi pada pelat meningkat, sehingga umur pemakaiannya lebih pendek. Gambar di bawah menunjukkan ketergantungan masa pakai baterai gel pada suhu lingkungan.

Ketergantungan masa pakai dalam mode buffer pada suhu sekitar

Baterai timbal-asam dapat habis sendiri, artinya kapasitas yang tersedia akan berkurang seiring waktu saat disimpan.

Proses ini dijelaskan oleh grafik pada gambar:

Ketergantungan kapasitas pada waktu penyimpanan

Jika baterai telah disimpan dalam jangka waktu lama, baterai harus diisi ulang sebelum digunakan.
Untuk masa penyimpanan hingga 6 bulan, pengisian ulang harus dilakukan dalam waktu 4-6 jam dengan arus searah 0,1 CA, atau 15-20 jam dengan tegangan konstan 2,40 V/sel.
Jika masa penyimpanan lebih dari 6 bulan, sebaiknya dilakukan pengisian ulang selama 8-10 jam dengan arus konstan 0,1 CA, atau 20-24 jam dengan tegangan konstan 2,40 V/sel.

• Baterai dirancang untuk dipasang pada rak berinsulasi atau di lemari baterai khusus dalam posisi vertikal. Pemasangan baterai diperbolehkan dalam posisi horizontal dengan pelat vertikal. Tempat tersebut tidak memerlukan ventilasi paksa.
• Jika perataan elemen tidak dipastikan secara langsung dengan metode pemasangan itu sendiri, maka elemen perlu diratakan menggunakan kapur (kabel perata). Jarak antara dinding samping yang berdekatan dari dua monoblok (panjang pemasangan) ditentukan oleh panjang jumper. Untuk barisan monoblok yang dipasang relatif panjang, disarankan untuk mulai meratakan panjang pemasangan dari tengah barisan monoblok yang dipasang, sehingga toleransi berjalan di kedua ujungnya dapat diperhalus. Celah udara minimum yang disarankan antar baterai adalah 5 hingga 10 mm.
• Interkoneksi masing-masing baterai dilakukan menggunakan jumper berinsulasi kaku yang disekrup ke kutub atau jumper kabel fleksibel. Jumper disekrup menggunakan kunci torsi. Terapkan torsi berikut 20 Nm ± 1 Nm.
• Jika dua atau lebih set baterai digunakan secara paralel, kabel, kabel, dan batang bus yang menghubungkan baterai ini ke beban harus memiliki panjang yang sama dan memiliki resistansi yang sama.

Urutan pemasangan baterai pada aki :

• Hubungkan terminal positif baterai pertama ke terminal negatif baterai kedua. Jadi, sambungkan semua baterai dalam satu kelompok (grup berarti sekumpulan baterai pada satu tingkat atau dalam satu baris rak).
• Hubungkan baterai di grup lainnya (jika ada) dengan cara yang sama seperti pada langkah 1.
• Hubungkan terminal ground pengisi daya atau beban ke terminal negatif (jika ground negatif) baterai terakhir atau grup terakhir.
• Jika ada grup, sambungkan bersama-sama, dimulai dari yang terakhir (dihubungkan ke pin ground).
• Terakhir, sambungkan terminal positif baterai pertama atau grup pertama ke terminal positif pengisi daya atau beban.
• Setelah menyelesaikan pekerjaan pemasangan, baterai harus diberi nomor, dan permukaan luar terminal, jumper, dan titik sambungan harus dilumasi dengan lapisan tipis petroleum jelly teknis atau gemuk sintetis.

Baterai gel timbal-asam dimaksudkan untuk digunakan di ruang tertutup dengan ventilasi alami, termasuk ruangan dengan peralatan proses dan personel pemeliharaan, pada suhu dari -20°C hingga +60°C. Kisaran suhu penyimpanan baterai adalah dari –35°С hingga +60°С.

• Baterai dipasok oleh pabrikan dalam keadaan terisi daya, diisi elektrolit dan siap digunakan.
• Tidak disarankan memasang baterai di dekat sumber panas. Karena baterai dapat menghasilkan gas yang mudah terbakar, baterai sebaiknya tidak dipasang di dekat peralatan yang dapat menghasilkan pelepasan listrik dalam bentuk percikan api.
• Jangan memasang atau mengoperasikan baterai di atmosfer yang mengandung uap atau bersentuhan dengan pelarut atau perekat organik.
• Untuk memaksimalkan masa pakai baterai, nilai rata-rata arus riak asal mana pun yang mengalir melalui baterai tidak boleh melebihi 0,1 CA, dan stabilisasi tegangan pengisian harus berada dalam kisaran 1%.
• Selalu disarankan untuk membersihkan wadah baterai menggunakan kain yang dibasahi air. Jangan pernah menggunakan minyak, pelarut organik seperti bensin, pengencer cat, dll. untuk tujuan ini.
• Jangan membongkar baterai. Jika elektrolit masuk ke mata atau kulit Anda, segera bilas area yang terkena dengan aliran air bersih yang deras dan segera konsultasikan ke dokter.
• Menyentuh bagian baterai yang beraliran listrik dapat mengakibatkan sengatan listrik. Pekerjaan pemeriksaan atau servis baterai harus dilakukan dengan sarung tangan karet.
• Penggunaan baterai yang berbeda (kapasitas berbeda, riwayat penggunaan berbeda, tanggal pembuatan berbeda, dan berasal dari produsen berbeda) dapat menyebabkan kerusakan baik pada baterai itu sendiri maupun peralatan yang terkait dengannya.

Pengisi daya penyangga (BCU) adalah sumber tegangan stabil dengan pembatas arus keluaran. Tegangan pada keluaran BZU sesuai dengan tegangan pada baterai yang terisi. Jika baterai isi ulang dihubungkan ke perangkat tersebut, arus pengisian akan ditentukan oleh perbedaan tegangan antara baterai dan output pengisi daya, serta resistansi internal baterai. Selama proses pengisian, arus pengisian berkurang hingga sama dengan arus self-discharge baterai. Baterai dapat tetap dalam kondisi ini tanpa batas waktu - sepanjang masa pakainya. Jika baterai yang sangat kosong atau rusak (mengandung pelat hubung singkat) dihubungkan ke pengisi daya, arus pengisian dapat meningkat secara signifikan. Untuk mencegahnya melebihi nilai aman, BZU memiliki pembatas arus keluaran.

Mode buffer pengisian baterai timbal banyak digunakan dalam catu daya yang tidak pernah terputus. Pengalaman dalam mengoperasikan sumber-sumber tersebut, serta rekomendasi dari produsen baterai, menunjukkan bahwa pengisian buffer memiliki efek yang sangat menguntungkan pada masa pakai baterai timbal-asam.

Buffer pengisian aki mobil tidak tersebar luas karena beberapa alasan. Mengisi daya hingga penuh baterai yang sangat kosong dari pengisi daya memerlukan waktu lebih lama dibandingkan pengisian daya normal. Perubahan signifikan pada arus pengisian, karakteristik pengisian buffer, tidak sesuai dengan rekomendasi produsen baterai, yang biasanya menyarankan pengisian baterai dengan arus stabil yang secara numerik sama dengan sepersepuluh kapasitas baterai. Kendala utama dalam pembuatan dan penggunaan pengisi daya baterai adalah perangkat ini harus bekerja terus-menerus jika mobil yang diisi baterainya berada di garasi. Persyaratan ini memberlakukan peningkatan persyaratan pada keandalan, serta keselamatan listrik dan kebakaran, pada sirkuit dan desain BZU.

Pertanyaan terkait kelayakan menggunakan pengisi daya dengan aki mobil dan ketergantungan masa pakainya pada mode pengisian daya berada di luar cakupan artikel ini. Kami hanya mencatat bahwa mode BZU digunakan di banyak pengisi daya aki mobil bermerek. Mereka secara otomatis beralih ke mode BZU setelah mengisi baterai dengan arus yang stabil dan tetap dalam mode ini hingga baterai dicabut. Selain itu, menurut penulis, produsen baterai tidak terlalu tertarik untuk memperpanjang umur produknya. Dalam hal ini, mode pengisian daya yang mereka rekomendasikan tidak boleh dianggap sebagai satu-satunya mode yang memungkinkan.

Baterai 6ST-55 milik penulis dari Pabrik Baterai Podolsk bertahan selama 13 tahun. Mobil tempat pemasangannya dikendarai sepanjang tahun dan disimpan di garasi yang tidak berpemanas. Selama seluruh periode pengoperasian, baterai terhubung ke BZU, yang dimatikan hanya selama perjalanan.

Penampakan BZU terlihat pada foto.

Ada tombol sakelar daya di panel atas perangkat. Di sebelah kanan tombol, di bawah tutup sekrup, terdapat sumbu resistor variabel, yang memungkinkan Anda mengatur tegangan keluaran BZU. Selanjutnya di sebelah kanan resistor variabel terdapat konektor keluaran. Pada panel depan terdapat jendela yang dilapisi kaca plexiglass, di belakangnya terdapat layar untuk mengukur arus dan tegangan keluaran, serta dua buah LED berwarna hijau yang menunjukkan kemudahan servis BZU. Di sebelah kanan jendela terdapat tabel berisi rangkaian nilai tegangan keluaran BZU yang harus diatur tergantung suhu di dalam garasi. Sifat-sifat baterai timbal sedemikian rupa sehingga pada suhu tinggi tegangan pada keluaran BZU harus dikurangi, dan pada suhu yang lebih rendah harus ditingkatkan. Koefisien suhu baterai timbal-asam dengan tegangan nominal 12 Volt, menurut berbagai sumber, berkisar antara -30 hingga -15 mV/°C. Tabel ini didasarkan pada nilai -20 mV/°C.

Gambar berikut menunjukkan diagram rangkaian kelistrikan BZU.

Penulis telah berulang kali diyakinkan bahwa keandalan pengoperasian produk belitan - motor listrik, transformator, relai, dll., yang dioperasikan di ruangan yang tidak dipanaskan, berkurang secara signifikan. Biasanya, penyebab kegagalan adalah pembentukan belitan hubung singkat. Tampaknya hal ini disebabkan oleh kelembapan yang tinggi dan perubahan suhu yang besar, yang berkontribusi pada rusaknya isolasi pernis pada kawat belitan. Untuk meningkatkan keandalan, perangkat ini menggunakan dua buah transformator daya yang belitannya dihubungkan secara seri. Dengan koneksi seperti itu, korsleting antar belitan di salah satu transformator tidak menyebabkan situasi darurat - peningkatan arus yang signifikan pada belitan, panas berlebih, dll. Selain itu, dalam hal ini BZU tidak kehilangan fungsinya - ia terus menjaga baterai dalam keadaan terisi daya. LED HL1 dan HL2 menunjukkan kesehatan trafo. Jika salah satu dari mereka berhenti menyala, maka trafo yang bersangkutan perlu diperbaiki atau diganti. Jika terjadi gangguan pada kedua trafo, konsumsi arus dapat meningkat. Terlalu panas pada belitan transformator juga dapat terjadi. Dalam hal ini, sekering FU2,3 atau sekering termal FU1, FU4 akan beroperasi.

Stabilisasi tegangan dan batasan arus pengisian disediakan oleh chip DA1 - LM317. Sirkuit mikro jenis ini memiliki perlindungan bawaan terhadap peningkatan arus keluaran ke nilai di atas 2,5 A, perlindungan terhadap korsleting keluaran, dan perlindungan panas berlebih. Rangkaian sambungan DA1 berbeda dari rangkaian standar hanya pada cara mengatur tegangan keluaran. Dalam hal ini tegangan keluaran diatur pada kisaran 11...17 Volt menggunakan resistor R7. Jika terjadi kehilangan kontak pada resistor ini, arus pada keluaran BZU akan berkurang menjadi nol, dan tidak akan meningkat ke tingkat proteksi arus, seperti yang akan terjadi pada metode pengaturan tegangan keluaran yang biasa (resistor variabel antara pin pertama dari sirkuit mikro dan kabel biasa).

Saat mengoperasikan BZU, catu daya mungkin terputus. Dalam hal ini, arus pengosongan baterai melalui BZU harus minimal - jauh lebih rendah daripada arus pengosongan sendiri. Ini dipastikan dengan menggunakan kunci VT1 dan dioda VD5. Ketika listrik dimatikan, transistor VT1 dan dioda VD5 terkunci. Kunci VT1 memutus rangkaian arus pelepasan melalui pembagi R5 - R8, dan dioda VD5 memutus kapasitor elektrolitik C2, yang memiliki kapasitas signifikan dan, mungkin, arus bocor yang nyata, dari baterai. Akibatnya, arus pengosongan baterai ke baterai yang terputus dari jaringan adalah sekitar 20 μA. Arus ini ditentukan terutama oleh resistansi masukan voltmeter yang terhubung ke keluaran BZU.

Dioda VD8 melindungi baterai jika terjadi kesalahan pada polaritas baterai yang terhubung. Dalam hal ini, sekering FU5 akan terbakar, setelah penggantian, fungsi perangkat akan dipulihkan. Jika kesalahan seperti itu dikecualikan, maka dioda ini tidak perlu dipasang.

Catu daya tambahan dengan tegangan keluaran sekitar 8 V, dipasang pada elemen VD3 dan C3, berfungsi untuk memberi daya pada pengukur arus dan tegangan digital yang terhubung ke keluaran memori. Ini juga menghasilkan sinyal yang membuka kunci VT1 ketika ada tegangan di jaringan suplai. Jika tegangan listrik dimatikan, kapasitor C3 dengan cepat habis ke nol berkat resistor R4.

Sebagai alat pengukur arus dan tegangan digital, penulis menggunakan alat yang banyak digunakan yang dijual di toko online dengan nama “100V 10A Voltmeter Amperemeter LED Dual Digital Volt Amp Meter”. Karena pabrikan tidak selalu menyediakan diagram sambungan dan tanda warna pin mungkin berbeda dari yang diberikan dalam deskripsi, diusulkan untuk menyambungkan meteran ke BCU sesuai dengan penomoran pin yang ditunjukkan pada foto berikut.

Saat menggunakan meteran, Anda harus mempertimbangkan fitur-fiturnya. Jika arus yang diukur kurang dari 50 mA, maka tampilan digital akan menunjukkan pembacaan nol “0,00 A”. Menurut penulis, kelemahan ini sebagian besar diimbangi oleh ketersediaan perangkat dan harganya yang murah - sekitar 3 USD. Ada juga meteran yang lebih akurat yang dijual yang tidak memiliki kelemahan ini, namun biayanya jauh lebih tinggi.

Penampakan perangkat dengan penutup dilepas terlihat pada foto berikut.

Semua elemen terletak di dalam wadah logam. Sekering termal FU1 dan FU4 direkatkan dengan lem tahan panas masing-masing ke transformator T1 dan T2. Sekring FU2 dan FU3 terletak di colokan listrik. Untuk meningkatkan keandalan, semua sekering dipasang tanpa alat kelengkapan - disolder hingga putus pada kabel yang sesuai, diikuti dengan insulasi dengan pipa yang dapat menyusut panas. Radiator untuk chip DA1 dan jembatan dioda VD4 adalah pelat aluminium. Mika atau isolator lain dengan ketahanan termal rendah harus ditempatkan di antara sirkuit mikro dan pelat. Pelat aluminium pada gilirannya disekrup ke badan logam. Untuk lebih mengurangi ketahanan termal, pasta KPT-8 digunakan. Resistor R7, yang mengatur tegangan keluaran, harus dilindungi dari pengaruh yang tidak disengaja. Penulis menggunakan resistor wirewound tipe PP3-40 sebagai R7.

Debugging perangkat terdiri dari pemilihan resistor R1 dan R2 untuk memastikan kecerahan LED HL1 dan HL2 yang sama. Pemilihan resistor ini mungkin diperlukan jika parameter transformator T1 dan T2 berbeda secara signifikan. Dalam hal ini, tegangan di antara keduanya dalam mode siaga mungkin terdistribusi secara tidak merata. Ketika beban meningkat, tegangan pada transformator menjadi sama.

Prasyarat untuk pengoperasian BZU yang aman adalah landasan perumahannya yang andal.

Untuk menyambungkan pengisi daya ke aki mobil, akan lebih mudah menggunakan konektor pemantik rokok jika tidak mati saat kunci kontak dilepas. Jika tidak, Anda perlu memasang konektor khusus untuk BZU. Desain konektor harus mencegah koneksi dengan polaritas yang salah. Sekring 5 A harus dipasang pada kabel yang menghubungkan terminal positif baterai ke konektor.

Pilihan tegangan keluaran yang tepat untuk konfigurasi pengisi daya sangat penting untuk keberhasilan pengoperasian baterai dan pengisi daya. Jika tegangan berada di bawah nilai optimal, baterai tidak akan terisi penuh. Tegangan yang lebih tinggi dapat menyebabkan elektrolit mendidih secara bertahap dan memperpendek masa pakai baterai. Pabrikan biasanya tidak menunjukkan tegangan optimal untuk mode buffer pengisian aki mobil. Anda dapat menentukan pilihan berdasarkan tegangan pada sistem kelistrikan mobil - dari 13,8 V hingga 14,5 V. Untuk pengisian buffer, lebih baik memilih nilai yang mendekati batas bawah kisaran ini. Anda juga dapat mengambil dasar parameter mode penyimpanan (mode buffer) dari salah satu pengisi daya otomatis yang diproduksi oleh industri. Misalnya, dalam deskripsi pengisi daya keluarga Vympel, penggalan tabel yang diberikan dalam lampiran artikel ini, tegangannya 13,4 - 13,8 V. Saat ini, penulis menggunakan pengisi daya dengan baterai bebas perawatan dari tipe konvensional (bukan RUPS). Pada suhu 20°C, tegangan diatur ke 13,7 V. Nilai tegangan untuk suhu lainnya dapat diambil dari tabel yang terletak di panel depan perangkat (lihat foto pertama).

Daftar elemen radio

Masa pakai semua baterai isi ulang, tanpa kecuali, ditentukan oleh beberapa faktor: kualitas desain baterai itu sendiri, bahan yang digunakan, tipe model. Tapi yang paling penting dan menentukan adalah faktornya pengisian baterai yang benar, yang tidak diketahui semua pengguna baterai modern.

Kami akan memberikan ulasan singkat tentang proses pengisian baterai, menetapkan aturan dasar dan fitur pengisian baterai, membuat semacam instruksi untuk fitur pengisian daya model modern.

Prinsip umum pengoperasian baterai

Pertama-tama, mari kita sanggah mitos yang terkenal. Banyak pengguna baterai, toko “spesialis”, dan layanan terus-menerus mengulangi mantra yang sama: agar baterai bekerja dengan benar dan stabil, baterai harus benar-benar habis sebelum digunakan, kemudian terisi penuh. “Para ahli” tersebut bahkan melangkah lebih jauh dengan menyatakan bahwa untuk pengoperasian yang stabil dan tahan lama, baterai harus dikosongkan secara teratur.

Semua ini hanyalah mitos. Tanpa kecuali, semua jenis baterai akan bertahan lebih lama jika daya baterainya berkurang sesedikit mungkin. Proses pengosongan baterai menghancurkan jaringan elektroda di dalam baterai berkualitas tinggi, yang mulai berubah bentuk. Untuk pilihan model berkualitas rendah yang terbuat dari bahan kelas dua, “getaran pelepasan” seperti itu bisa efektif. Piring mereka sekotor mungkin. Jika pengosongan baterai secara berkala tidak dilakukan, kotoran dapat merusak baterai sepenuhnya.

Namun, saat menggunakan model modern berkualitas tinggi, sangat penting agar baterai beroperasi dengan pengisian ulang yang konstan (yang disebut mode buffer).

Mode operasi dasar

Untuk memperjelas deskripsi proses pengisian daya, Anda harus terlebih dahulu memperjelas situasi berikut: dalam mode apa baterai Anda dioperasikan? Ada dua mode utama:

• mode buffer: prinsip operasinya didasarkan pada hal berikut - model terus-menerus "diisi ulang" oleh jaringan. Ketika sumber listrik dimatikan, ia melepaskan muatannya sendiri ke peralatan. Jika sumber listrik disambungkan kembali, baterai akan mulai diisi ulang. Mode ini paling cocok untuk model modern. Misalnya, masa pakai baterai AGM mode buffer (pada suhu sekitar dua puluh derajat) adalah dua belas tahun. Penerapan mode buffer yang paling umum adalah sumber catu daya modern;
• mode siklik: di sini model terisi penuh dan diisi dayanya setidaknya sekali sehari. Selain itu, umur layanan mereka diukur bukan berdasarkan waktu, tetapi dengan jumlah siklus yang telah ditentukan. Masa pakai juga ditentukan oleh kedalaman proses pelepasan.

Contoh penggunaan mode siklik adalah pengering scrubber modern, mesin kopi bergerak, mobil hiburan anak-anak. Terkadang “spesialis” modern menawarkan baterai starter yang digunakan oleh pengendara sebagai perlengkapan untuk peralatan tersebut. Argumen mereka adalah murahnya model tersebut. Mari kita hilangkan prasangka mitos ini. Opsi starter hanya efektif selama start awal kendaraan, setelah itu baterai disuplai oleh alternator. Model seperti ini dilengkapi dengan pelat elektroda yang cukup tipis, sehingga versi model starter tidak cocok untuk mesin kopi atau unit pencuci scrubber dengan pelepasan yang konstan, karena akan habis masa pakainya dalam beberapa bulan;

Petunjuk untuk mengisi daya baterai

Mari beralih ke fitur pengisian baterai. Mari kita mulai melihat mode pertama, mode yang paling dapat diterima untuk banyak model - buffer. Baterai modern diproduksi sedemikian rupa sehingga tegangan nominal satu sel adalah 2V, namun angka ini tidak stabil - angkanya dapat bervariasi. Biasanya, baterai berisi tiga sel (6V) atau enam (12V) digunakan untuk keperluan rumah tangga.

Pengisian daya baterai: mode "penyangga".

Untuk mengisi daya baterai dengan benar dalam mode buffer, Anda perlu mengatur tegangan pengisian pada 2,27 - 2,30V untuk setiap elemen. Dalam baterai enam volt, tegangannya akan menjadi 6,8 - 6,9, baterai dengan enam sel - 13,6 - 13,8V.

Arus pengisian harus dibatasi. Seharusnya 30% dari kapasitas nominal baterai, diukur dalam ampere (indikator diambil untuk 10 jam masa pakai baterai). Misalnya, baterai berkapasitas 100 Ah harus diisi tanpa melebihi 30A. Baterai gel "terbatas" sedikit lebih sedikit - 20%.

Pengisian baterai dalam mode siklik

Mari kita beralih ke cara kerja berikutnya - siklik. Di sini parameter tegangan pengisian kami sedikit berubah. Sel dua volt harus diisi menggunakan tingkat tegangan pengisian 2,4 - 2,45V. Tegangan enam volt dengan tiga elemen harus diisi ulang pada level 7,2 - 7,35V. Baterai 12 V memiliki parameter ini pada level 14,1 V. Parameternya relevan untuk baterai berteknologi AGM.

Model gel mengurangi parameternya sedikit ke bawah: model dua volt - 2,35V, model enam volt - 7,05V, model dua belas volt - 14,1V.

Kedua model harus diisi dengan arus pengisian sebesar 20% dari kapasitas baterai. Untuk model dengan kapasitas 100 Ah, parameternya adalah 20A.

Waktu pengisian baterai

Durasi proses pengisian baterai tergantung pada tingkat pengosongan model. Pertama, baterai diisi dalam mode akselerasi, yang disebut “booster”. Kemudian arus pengisian daya secara bertahap turun, akhirnya mencapai minimum ketika baterai terisi penuh.

Penurunan arus pengisian hingga 2-3 mA untuk setiap ampere-jam kapasitas baterai merupakan kriteria pengisian penuh. Misalnya pada baterai berkapasitas 100 Ah, angkanya akan menjadi 200-300 mA. Untuk mengisi daya baterai hingga seratus persen, Anda harus melanjutkan proses dengan arus rendah selama sekitar satu jam lagi.

Waktu pengisian dalam mode siklik adalah sekitar sepuluh jam, sementara seperti yang kita pahami, baterai benar-benar habis. Mode buffer, pengisian penuh dapat dilakukan dari tiga puluh hingga empat puluh delapan jam.

Fitur Tambahan

Faktor penting dalam pengisian daya yang benar adalah “kejenuhan berlebih”. Baterai perlu diberikan sekitar dua puluh persen lebih banyak dari yang ditunjukkan dalam parameter “kapasitas nominal”. Baterai akan beroperasi lebih stabil dan menghasilkan lebih banyak energi.

Suhu pengisian daya yang disarankan adalah dua puluh hingga dua puluh lima derajat. Pada suhu yang lebih rendah, proses pengisian membutuhkan waktu lebih lama. Jika Anda mengisi daya baterai pada suhu sekitar nol derajat, proses seperti itu hampir tidak masuk akal - baterai tidak akan terisi. Terkadang pengisi daya memiliki fitur kompensasi suhu yang memungkinkan perangkat mengganti voltase berdasarkan perubahan suhu. Model seperti ini adalah pilihan paling cocok untuk iklim yang tidak stabil.

Jadi, dengan mengikuti semua aturan pengisian baterai modern, Anda dapat meningkatkan masa pakai model Anda secara signifikan.