Basisbeginselen en laders voor het laden van loodaccu’s

Loodzuur en verzegelde loodzuur batterijen lader catalogus 6V, 12V, 18V, 24V, 36V, 48V

GenuineB&B Verzegelde loodzuur batterijen	Veel gestelde vragen over auto-accu’s

SLA-accu’s opladen

Inhoudsopgave

• Basis
  • Coulometrisch rendement
  • Minimale spanning
  • Cyclusief versus standby laden
  • Temperatuurcompensatie
• Overnachtelijk laden
  • Ongereguleerde transformator-gebaseerde Laders
  • Taper Charging
  • Constant Voltage Charging
  • Constant Current Charging
• Snel laden
  • Snellaadopties
  • Driestapsladers

Basis

Loodzuuraccu’s hebben een lange weg afgelegd. Ze hebben een ongelooflijk aantal manuren in onderzoek, wetenschap en fabricagetechnologie. De hoge spanning, robuustheid, infrastructuur en lage kosten zorgen ervoor dat ze nog lang meegaan.

Gewicht We hebben minstens 10 fabrieken in China bezocht. Een interessant ding dat ik heb geleerd is dat je een verzegelde loodzuur-batterij kunt beoordelen op zijn gewicht. Ze zeiden: “Als u een goedkopere accu wilt, geen probleem, dan gebruiken we gewoon dunnere platen en minder lood.” Natuurlijk zullen de dunnere platen het sneller begeven en minder lang meegaan. Dat is de tegenprestatie. Alle batterijfabrieken in China werken met dezelfde winstmarge, dus als de batterij aanzienlijk goedkoper is, weet u nu waarom. U kunt de kwaliteit van een verzegelde loodzuur-batterij beoordelen aan het gewicht.

Coulometrisch rendement. Dit is de efficiëntie van het opladen van een batterij, uitsluitend gebaseerd op het aantal elektronen dat je erin duwt. Als u watts in met watts uit vergelijkt, moet u er rekening mee houden dat de laadspanning van de batterij hoger is dan de ontlaadspanning. De coulometrische oplaadefficiëntie van natte loodzuuraccu’s is gewoonlijk 70%, wat betekent dat u 142 ampère-uren in de accu moet stoppen voor elke 100 ampère-uren die u eruit haalt. Dit varieert enigszins, afhankelijk van de temperatuur, de laadsnelheid en het type accu.

Gesealde loodzuur accu’s hebben een hoger laadrendement, afhankelijk van de bulk laadspanning kan dit hoger zijn dan 95%.

Minimum spanning
Alles boven de 2,15 volt per cel zal een loodzuur accu opladen, dit is de spanning van de basischemie. Dit betekent ook dat niets onder de 2,15 volt per cel zal laden (12,9V voor een 12V accu). Meestal wordt echter een hogere spanning gebruikt omdat dit de laadreactie met een hogere snelheid forceert. Opladen met de minimale spanning duurt erg lang. Als u het voltage verhoogt om sneller te laden, is het te vermijden voltage het begassingsvoltage, dat beperkt hoe hoog het voltage kan gaan alvorens de ongewenste chemische reacties plaatsvinden. De typische laadspanning ligt tussen 2,15 volt per cel (12,9 volt voor een 12V 6-cel accu) en 2,35 volt per cel (14,1 volt voor een 12V 6-cel accu). Deze spanningen zijn geschikt om toe te passen op een volledig opgeladen batterij zonder overbelasting of schade. Als de batterij niet volledig is opgeladen, kunt u veel hogere voltages gebruiken zonder schade te veroorzaken omdat de oplaadreactie voorrang heeft op eventuele chemische reacties bij overladen, totdat de batterij volledig is opgeladen. Daarom kan een acculader werken met 14,4 tot 15 volt tijdens de bulk-laadfase van de laadcyclus.

De basis loodzuur accu is al heel oud en er zijn veel verschillende laadmethoden gebruikt. Vroeger, toen spanning moeilijk nauwkeurig te regelen was, waren natte loodzuur-batterijen belangrijk omdat het water kan worden vervangen. De loodzuurchemie is vrij tolerant voor overlading, waardoor marketingorganisaties tot uiterst goedkope laders kunnen komen. Zelfs verzegelde loodzuurbatterijen kunnen de geproduceerde gassen recycleren om schade aan de batterij te voorkomen, zolang de laadsnelheid laag is. Wij bieden een scala van laders aan, van goedkoop tot zeer geavanceerd, afhankelijk van de wensen van de klant, maar alle laders die wij kant-en-klaar verkopen zijn sterk gereguleerde geavanceerde laders die de accu niet kunnen overladen.
Cyclusief opladen versus standby-opladen.

Sommige loodzuur accu’s worden gebruikt in een stand-by conditie, waarin ze zelden worden gerecycled, maar voortdurend op lading worden gehouden. Deze accu’s kunnen een zeer lange levensduur hebben als ze worden opgeladen met een druppelspanning van 2,25 tot 2,3 volt/cel (bij 25 graden C) (13,5V tot 13,8V voor een 12V accu). Deze lage spanning is om te voorkomen dat de accu water verliest tijdens langdurig druppelladen. Accu’s die in de diepontladingscyclus worden gebruikt, kunnen tot 2,45 volt/cel (14,7V voor een 12V accu) worden geladen om de hoogste laadsnelheid te krijgen, zolang de spanning maar wordt verlaagd tot de druppellaadspanning wanneer het laden is voltooid.

Voltagetabel voor cyclisch gebruik laden. De hogere spanningen (boven de gasspanning) mogen alleen worden gebruikt voor natte accu’s waarvan het water kan worden vervangen:

-10 °C *

Batterijtemperatuur	Laadspanning per cel	Laadspanning per cel	Laadspanning Spanning voor een 12 Volt batterij	Gasspanning per cel	Gasspanning voor een 12 Volt batterij
-20 °C *	2.67 tot 2.76	16.02 tot 16.56	2,97	17,82
2,61 tot 2,70	15,66 tot 16,2	2,65	15,9
0 ° C *	2.55 tot 2,65	15,3 tot 15,9	2,54	15,24
10 °C	2,49 tot 2,59	14,94 tot 15,54	2.47	14,82
20 °C	2,43 tot 2,53	14,58 tot 15,18	2,415	14,49
25 °C	2,43 tot 2,53	14,58 tot 15,18	2,415	14,49
25 °C	2.40 tot 2,50	14,40 tot 15,00	2,39	14,34
30 °C	2,37 tot 2,47	14,22 tot 14,82	2,365	14.19
40 °C	2,31 tot 2,41	13,86 tot 14,46	2,33	13,98
50 °C	2,25 tot 2,35	13,86 tot 14,46	2,33	13,98
50 °C		2,25 tot 2..35	13,5 tot 14,10	2,30	13,8

Voltage tabel voor standby gebruik opladen:

-30 °C *

-20 °C *

.27

Batterijtemperatuur	Laadspanning per cel	Laadspanning voor 12V batterij	Gasspanning
2.44	14,6
2,34 tot 2.38	14,04 tot 14,28	2,97
-10 °C *	2,32 tot 2,37	13,92 tot 14,22	2,65
0 °C	2.30 tot 2,35	13,8 tot 14,1	2,54
10 °C	2,28 tot 2,33	13,68 tot 13,98	2.47
20 °C	2,26 tot 2,31	13,56 tot 13,86	2,415
25 °C	2,25 tot 2,30	13.5 tot 13,8	2,39
30 °C	2,24 tot 2,29	13,44 tot 13,74	2,365
40 °C	2,22 tot 2,27	13,44 tot 13,74	2,365
40 °C	2,22 tot 2,39
3,5	13,32 tot 13,62	2,33
50 °C	2,20 tot 2,25	13,2 tot 13,5	2.30

* Merk op dat een volledig ontladen batterij vastvriest bij ongeveer 0°C, een volledig
geladen batterij vriest ongeveer -72°C. Dit is de reden waarom een lege batterij niet kan worden opgeladen bij vrieskou.

Ongeregelde laders op transformatorbasis

Dit zijn de absoluut goedkoopste laders die er zijn. Ze bestaan uit een transformator voor wandmontage en een diode. De transformator is ontworpen om 13 tot 14 volt te leveren over een redelijk stroombereik. Het grootste probleem met deze benadering is dat wanneer de stroom afneemt, het voltage stijgt tot 15, 16, 17, zelfs 18 volts. Bij deze hoge voltages begint de elektrolyse van het water in de batterij. Ze mogen niet worden achtergelaten om een batterij druppelsgewijs of druppellading te geven, ze moeten worden losgekoppeld als de batterij volledig is opgeladen. Dit is geen probleem bij ondergelopen accu’s, zolang u het water regelmatig controleert en ververst. Verzegelde lood-zuur-accu’s kunnen de gegenereerde gassen recyclen zolang ze worden overladen bij minder dan C/3. Nochtans, zal het verlaten van de batterij om zelfs bij C/10 worden overladen de platen corroderen als gelaten aan voor weken atime.
De transformator wordt zo ontworpen om de stroom te beperken terwijl batterybattery in absorptiewijze is. Aangezien het batterijvoltage stijgt vermindert huidigedecreases om van de batterij aanvulling te geven. Omdat de transformator wordt gebruikt om de stroom en spanning te controleren zijn deze laders meestal zwaar en worden heet.
Noot aan onze OEM klanten: ook al ondersteunen we onze OEM klanten met ongereguleerde transformator laders om hen te helpen kostenconcurrerend te blijven, veel van onze nieuwe klanten komen naar PowerStream omdat iemand anders hen een ongereguleerde lader heeft verkocht zonder de afwegingen uit te leggen, en de klachten van de eindgebruiker dwong hen om een betere lader te zoeken. Wij geven er de voorkeur aan om de goedkope, nauwkeurige, geregelde laders aan te bieden die gebruik maken van switchmode power conversion.

Taper laders

Een andere goedkope manier om een verzegelde loodzuur-batterij te laden, wordt een taper charge genoemd. Via een combinatie van transformator, diode en weerstand wordt een constante spanning of constante stroom op de accu gezet. De hierboven vermelde ongeregelde laders zijn kegelladers. Een beter, en niet erg duur, alternatief is een geregelde conische lader. Deze laten de spanning niet hoger oplopen dan de druppellaadspanning, zodat ze ook kunnen worden gebruikt om een accu te onderhouden. Ze beschadigen de accu niet als ze te lang worden opgeladen (zelfs niet als ze permanent op de accu blijven), en ze veranderen hun laadkarakteristieken niet als de netspanning mocht veranderen.

Gereguleerde tapse laders zijn erg handig als u een 12V of 24V accu back-up nodig hebt. Een kegellader parallel aan de accu, parallel aan de belasting vormt een effectieve back-up voor de accu. U moet ervoor zorgen dat de conische lader ontworpen is om continu stroom te leveren die gelijk is aan de belasting plus wat overblijft om de accu op te laden. Het is ook belangrijk dat de huidige grens van de conische lader de voltage-terug-beknoeiing methode is, en niet de hik-hoest methode of andere PWM methodes. Een voorbeeld van geschikte schakelende geregelde kegelladers die in batterij back-uptoepassingen kunnen worden gebruikt is hier

Er zijn twee manieren om een geregelde lader te maken. De eerste is het gebruik van een transformator en een lineaire voltageregelingskring. Dit heeft de nadelen van gewicht en warmte, maar het is nog steeds goedkoop. De tweede maakt gebruik van een moderne schakelende voeding in een wand- of bureaubevestigingspakket. Deze hoogfrequente omschakelaars met laag vermogen zijn verrassend goedkoop, efficiënt en klein. Zij nemen snel de nachtelijke oplaadbehoefte in consumentenapparatuur over. Een voorbeeld van een schakelende-type taper lader is hier .

Constante stroom laders

Een meer geavanceerde en niet veel duurdere lader gebruikt een elektrisch circuit om de laadstroom te regelen. Deze methode is nuttig voor het herstellen van accu’s die te lijden hebben gehad van langdurige opslag zonder opladen, maar kan een accu overladen als er niet een spanningsbegrenzende functie is, meestal van de transformator. Om deze reden zijn deze laders beperkt tot langzaam laden. Deze lader zal overschakelen naar een constante-stroom modus wanneer ontzwavelen noodzakelijk is, en naar een meertraps precisie lader op andere momenten.

Constante Voltageladers (Taper plus huidige grens)

Een kring die voor het maximum toelaatbare ladingsvoltage wordt geplaatst, maar een huidige grens heeft om de aanvankelijke absorptiestroom te controleren kan een zeer aardige lader produceren. Dit type lader kan zowel laden met een redelijke snelheid als de batterij op volle lading houden zonder schade. Niet alle laders met constante spanning zijn echter gelijk gemaakt, want de maximale spanning is een functie van de temperatuur. Een lader met temperatuurcompensatie is iets duurder en moet worden gebruikt als de temperatuur sterk varieert van kamertemperatuur en als de batterij permanent op vlottende toestand is. De grote laders op Een voorbeeld van een schakelende type taper lader is hier zijn constante spanning laders.

Pulsladers

Ik heb een 3-inch binderhoogtepunt van impuls het laden octrooien, vroegst van rond 1900, die een motor aan spinelectrodes gebruikte om het noodzakelijke pulseren te doen. De vroege octrooien probeerden om de bellen van de platen van overstroomde cellen te verwijderen die overbelast wegens totaal gebrek aan voltagecontrole van laders van die era werden. Wij hebben pulsladers ontworpen en ermee geëxperimenteerd, en hebben geen voordeel gevonden boven een moderne ontzwavelende lader. Sommige octrooien tonen een verschillende kristalstructuur aan bij pulsladen versus gelijkstroom laden, wat interessant is, maar niet noodzakelijk relevant, vooral voor moderne geabsorbeerde-glas-mat batterijen.

Snelle laders

Snelle laders zijn eenheden met een hoger vermogen, ontworpen om in minder dan 4 uur te laden. Deze laders vereisen actieve beëindiging van het laden en hebben vaak geavanceerde functies, zoals accutest, herstel van slechte accu’s en automatisch onderhoud. Het is veilig om alle loodzuur accu’s snel te laden met moderne snellaadalgoritmes.

Typische laadcurves voor PowerStream snelladers.
Deze lader begint bij 8 ampère en handhaaft een bijna constante stroom tot hij bijna vol is.
Dit is het basisalgoritme van de PowerStream snelladers voor lood-zuur accu’s. De getoonde curve is voor een 24 volt (12 cel) acculader, maar de curve is vergelijkbaar bij andere voltages. De timing van de faseschakeling hangt af van de grootte van de accu die u gebruikt. Op punt #1 wordt de batterij getest. Als de batterij slecht is, wordt een verjongingsalgoritme gestart. Als de accu goed is, gaat de acculader over op constante stroom totdat de spanning 2,3 volt/cel bedraagt. Hierdoor kan de accu worden opgeladen met de hoogste stroom die beschikbaar is zonder dat de acculader overbelast raakt. Vervolgens wordt op punt #2 de hoogste veilige spanning bereikt en gaat de lader in de constante spanningsmodus totdat de stroom is gedaald tot ongeveer 10% van de beginwaarde, hetgeen duidt op een nominaal volledige lading. Wanneer dit wordt gedetecteerd, gaat de lader op punt #3 over op druppelladen met een spanning van ongeveer 2,3 volt per cel om het vullen te voltooien en de batterij te onderhouden. Bij deze spanning is de accu veilig voor overladen, en ook voor sulfatering, daarom wordt het ook wel de onderhoudsmodus genoemd.
Voorbeelden van snelladers zijn te zien op/scooter.
De precieze details van stroom en tijd zijn afhankelijk van de grootte van de lader en de grootte van de accu.

Onderhouds-, bewaar- of ‘tender’-laders

Elke meerfasige lader met een ‘float’-modus kan worden gebruikt om accu’s te onderhouden tijdens het ‘laagseizoen’. Bijzonder nuttig zijn de kleine, goedkope switchmode laders die zeer weinig overtollig vermogen verbruiken, of de kleine laders met laag stroomverbruik die automatisch loodzuur-accu’s kunnen ontzwavelen.

Hoog vermogen acculaders

Grote accutoepassingen, zoals vorkheftrucks, drijvers en golfkarretjes, maken traditioneel gebruik van zogenaamde gelijkrichters om hun accu’s op te laden, vanwege de relatief lage prijs voor grote vermogens. De “gelijkrichter” bestaat uit een transformator en een diodebrug en eventueel wat regel- of uitleeselektronica. Deze werken goed, maar het voltage is misschien niet goed geregeld, wat wordt gecompenseerd door gebruik te maken van natte batterijen waar het water kan worden bijgevuld. Deze laders zijn niet geschikt voor verzegelde lood-zuur-accu’s omdat het water daarvan niet kan worden vervangen. En moderne switchmode technologie heeft het mogelijk gemaakt om goedkope goed gereguleerde lood-zuur acculaders te maken, zoals deze 8000 watt 48V lader.

DC ingangsacculaders

Er zijn verschillende redenen om verzegelde lood-zuur accu’s op te laden via gelijkstroombronnen. Zonnepanelen vereisen een speciaal type lader, een zogenaamde solar laadregelaar. Deze zijn in staat om de beschikbare stroom van de zonnepanelen op te nemen, die stroom te conditioneren en over te brengen naar de accu. Deze laders zijn speciaal ontworpen om om te gaan met de onzekerheid van het beschikbare ingangsvermogen.

In andere gevallen kan het zijn dat u een 24 volt bron heeft en een 12 volt accu wilt opladen, een 24 volt rolstoel wilt opladen vanuit een 12 volt bron, of andere combinaties van DCinput acculading. Dit zijn DC/DC converters met stroombegrenzende spannings foldback en vaak meertraps laden.

36V

		DC Input Battery Charger Examples
Input Voltage	Batterijspanning	Link	Noten
12V	6V
12V	12V		Multistage lader
12V	12V	Taper lader
12V	24V
12V	24V		Zware 800Watt, 60 amp lader
24V	12V
24V	12V		zwaar industrieel
24V	24V
24V		Ingang 32V, 36V, 38V
48V	12V	Zware 60A lader

Op maat ontwerpen en produceren van state-of-the-art acculaders, UPS, en voedingen voor OEM’s met haast!