Jak źle jest podnapięciowo 12-woltowy akumulator kwasowo-ołowiowy?

Przeprowadziłem dzisiaj gorącą dyskusję z kilkoma kolegami, którzy opowiadali o tym, jak niskie jest napięcie dla 12-woltowej baterii kwasowo-ołowiowej; byli zdania, że ​​brzęczyk ostrzegawczy niskiego napięcia i automatyczne wyłączenie są denerwujące i stanowią zagrożenie bezpieczeństwa.

• Miałem jednego faceta, który nalegał, aby baterie były „w porządku”, nawet jeśli były poważnie podnapięciowe i można na nie rzucić prawie wszystko.
• Inny facet nalegał, aby jego akumulator samochodowy był w pewnym momencie tak niski jak 2 (!) Wolty i hej, nie miał z tym żadnych problemów.

Podczas żeglugi zawsze myślałem, że nigdy nie pozwolisz, aby bateria 12 woltów spadła poniżej około 11 woltów, więc ta bardzo pasywna postawa trochę mnie zdezorientowała. Czy są dostępne dane do oszacowania utraty jakości akumulatorów kwasowo-ołowiowych na skutek zdarzeń niskiego napięcia? Ile tracę pod względem wydajności w wyniku zdarzenia niskiego napięcia? Jestem pewien, że mam rację, ale potrzebuję trochę danych.

Twoja uwaga może być bardzo łatwo inaczej sformułowana.

Jeśli spojrzysz na krzywą rozładowania dla akumulatora kwasowo-ołowiowego o napięciu 12V lub 6V:

Pochodzi z Yuasa. Robią rzeczy. Jest wiarygodny lub optymistyczny, a na pewno nie pesymistyczny.

Spójrzmy na 12 V i optymistycznie załóżmy, że interesuje Cię tylko rozładowanie 0,2 ° C, przy każdej innej stawce te same argumenty można przedstawić inną linią.

Przy znaku 12 V widać „punkt krytyczny”, w którym napięcie zmienia się ze względnie stałego na skokowy.

Przy 11 V prawie idzie prosto w dół.

Przy 9 V spadnie od razu pod tym samym prądem obciążenia.

Oznacza to, że w punkcie 12 V zasadniczo wykorzystałeś 60% jego pojemności. Przy 11 V masz efektywnie 93%. Przy 9 V masz 99,5%.

Teraz dodając, że bateria o napięciu 0 V nie ma już żadnej inicjatywy chemicznej, jakiegokolwiek rodzaju chemii, będziesz musiał ją zmotywować, aby odtworzyć nierównowagę chemiczną, która powoduje pozorne napięcie i potencjał przepływu prądu. Jest to trudne w przypadku każdej baterii (dlatego prawie wszystkie baterie są zbudowane z elektrod już zbudowanych chemicznie z odpowiednich materiałów, aby stworzyć potencjał ogniwa).

W przypadku SLA dużo energii idzie w chemicznej rekombinacji siarczanów i siarczynów, marnując dużo energii. Powoduje to konieczność nadmiernej mocy do ponownego włączenia komórki pozostawionej pod napięciem 0 V. Nadmierna moc = ciepło. Ciepło = gazowanie. Gazowanie = utrata wilgoci. Utrata wilgoci = zła. Nie wspominając o tym, że wyższe wymagane napięcie zwykle powoduje powstanie wielu, wielu produktów ubocznych na płytkach, obok produktów ubocznych już wytworzonych przez kastrowanie go w pierwszej kolejności, a Ty pozostajesz z baterią AA o wadze i rozmiarze 6 Ah SLA.

Teraz, jeśli zbliżysz się do 9 V, bardzo szybko osiągnie 0 V. Łatwo się spóźnisz.

Wielu producentów mówi nam „Uważaj akumulator za rozładowany przy napięciu 11,8 V”, niektórzy ludzie (łącznie ze mną) zakładają napięcie 11 V. Ci, którzy używają 11 V często (ale nie zawsze), starają się wiedzieć, że jest to dolna granica. Właśnie z tego powodu.

Jeśli nie zaakceptują setek producentów, niezliczonych ekspertów w tej dziedzinie i użytkowników, powiedzą „przy 11,8 V nie osiągniesz z tego znacznie więcej i spróbowanie będzie ryzykowne”, po prostu przekonaj ich fakt, że przy 11 V i tak nie będzie już więcej do zdobycia. Gotowy. Wszystkie inne punkty są dyskusyjne.

Powodem, dla którego akumulator samochodowy może spaść do 2 V, a następnie dalej działać, jest to, że akumulator ten był bardzo szybko 2 V, ponieważ idiota pozostawiając włączone światła po chwili. A ponieważ są one zwykle przewyższone o współczynnik 2–5, w zależności od rodzaju i marki samochodu, więc okaleczony będzie działał jeszcze przez kilka lat.

I bądźmy szczerzy, czy naprawdę zamierzamy poświęcić wiele godzin pracy i badań, aby przekonać kogoś, kto nie zdoła sobie nawet poradzić z oświetleniem samochodu o uzgodnionym fakcie podzielonym przez tysiące inżynierów elektryków na całym świecie?

Doskonała odpowiedź od Asmyldof. Jedyne, co chciałbym dodać, to:

(1) Istnieje kilka różnych odmian kwasu ołowiowego: „akumulator rozruchowy”, który bardzo rzadko ma być bardzo szybko rozładowywany, „akumulator napędowy” przeznaczony do stopniowego i głębszego rozładowania, „akumulator rezerwowy” do pracy w stylu UPS, w którym głębokie zrzuty są rzadkie, więc skumulowane negatywne skutki takiego głębokiego rozładowania są równoważone przez spodziewany okres użytkowania oraz nowy smak, który może działać w częściowym stanie rozładowania przez długi czas. Wszystkie mają dość wyraźne cechy w najdrobniejszych szczegółach.

(2) Przemysł akumulatorów ołowiowo-kwasowych jest bardzo konkurencyjny. O ile nie masz żadnej nowej opatentowanej chemii, która wyróżnia Cię na tle konkurencji, to (a) dostajesz to, za co płacisz (pod względem jakości) i (b) żaden producent nie odnosi korzyści z podania limitów / zaleceń poniżej tego, co jest uzasadnione jest oczekiwanie dobrego okresu użytkowania ich produktów.

Knuckle-draggers, którzy mówią: „Och, te rzeczy są kuloodporne” lub „Uruchomiłem ten b ** ch do 2,5 V i nadal działa dobrze!” zwykle nie są tymi, którzy muszą wykrztusić setki / tysiące własnych dolarów, kiedy baterie „tajemniczo” nie wytrzymują kilku lat, które powinny. Są to osoby, które są również odpowiedzialne za baterie posiadające krótkie gwarancje, ponieważ może być trudne udowodnienie, że klient niewłaściwie użył baterii poza opublikowanymi limitami (bez posiadania wbudowanej rozbudowanej elektroniki monitorującej w celu jej zarejestrowania i udowodnienia).

Arkusz danych producenta jest najważniejszy, a twoja aplikacja musi być dopasowana do baterii przeznaczonej do tego przypadku. Trzy punkty danych osobistych twojego kolegi są bezwartościowe, przynajmniej w kontekście długowieczności baterii (i kto musi zapłacić za przedwczesną wymianę).

Głównym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę w przypadku akumulatorów wielokomorowych, jest to, że uszkodzenia spowodowane niedostatecznym napięciem zostaną skoncentrowane na najsłabszym ogniwie, ale wydajność tego najsłabszego ogniwa będzie zasadniczo czynnikiem ograniczającym w odniesieniu do wydajności całego zestawu . Jeśli wszystkie sześć ogniw 12-woltowego zestawu jest równie dobrych, obniżenie jego napięcia do 9 może obniżyć wszystkie sześć ogniw do 1,5 wolta bez znacznego uszkodzenia niczego, ale jeśli jedno z ogniw jest słabsze niż inne, pociągnięcie napięcia zestawu obniżenie do 9 może spowodować obniżenie napięcia słabego ogniwa do 1,0 wolta, podczas gdy pozostałe pięć ogniw ma wartość 1,6. Jeśli zrobisz to kilka razy, słabe ogniwo może stać się jeszcze słabsze, tak że jego napięcie spadnie do zera, podczas gdy pozostałe ogniwa będą nadal na poziomie 1,8.

W przypadkach, w których do celów przechowywania pojemności zamiast akumulatorów wykorzystywany jest zestaw akumulatorów z wieloma ogniwami, podejrzewam, że zestaw akumulatorów z elektroniką do pobierania większego prądu z mocniejszych akumulatorów może zapewnić lepszą żywotność niż taki, który po prostu łączy ogniwa w seriach, ale nie jestem świadomy, że takie projekty są powszechne. Niemniej jednak należy zauważyć, że w akumulatorach wielokomorowych szkody spowodowane przez warunki zbyt niskiego napięcia będą rosły wraz ze wzrostem różnicy między mocniejszymi i słabszymi akumulatorami, a różnica ta wzrośnie w wyniku takich uszkodzeń.

To nie jest odpowiedź techniczna, ale dodatkowe paliwo do twojego kontrargumentu:

Kiedyś pracowałem w miejscach, w których posiadały DUŻE baterie akumulatorów zapasowych (100 - 1000 akumulatorów wysokiej jakości), a te były wymieniane (WSZYSTKIE akumulatory) ogromnym kosztem, jeśli spadły poniżej zalecanego przez producenta limitu z powodu przerwy w zasilaniu. Była to krytyczna infrastruktura sieci telefonicznej o wysokiej niezawodności i wymaganiach prawnych, aby pozostać w trybie online w przypadku przerwy w dostawie prądu (także strajku nuklearnego, awarii). Zobaczysz palety akumulatorów oczekujących na recykling, które prawdopodobnie potrwałyby kolejną dekadę z uruchomieniem chłodziarki do piwa Joe Normal w jego przyczepie lub podobnej, ale o to mi chodzi:

Jeśli potrzebujesz gwarantowanej wydajności, postępuj zgodnie ze specyfikacją producenta.

Możesz „uciec” od wszystkich rodzajów na akumulatorze samochodowym, ponieważ prawdopodobnie nigdy nie osiągniesz swoich limitów - zwykle trwają one przez lata, może jeśli rozładujesz je do 2v, uciekniesz i będzie dalej działać uruchamianie samochodu w normalnych warunkach na kolejne 5 lat, ale to nie znaczy, że nie skróciłeś jego życia o rok, ani że jeśli pojedziesz na Alaskę zimą, nadal będzie działał, lub że jeśli rozładujesz go do 2v a jeszcze kilka razy nie zwinie się i nie umrze. Ale jako konsument wzruszasz ramionami i kupujesz nowy akumulator lub sprzedałeś samochód do tego czasu.

Możesz uciecmnóstwo rzeczy w codziennym życiu konsumenckim, ale jeśli próbujesz zagwarantować pewną wydajność swojego urządzenia / produktu, nie możesz złamać zasad (chyba, że ​​jesteś cholernie dobry) - dlatego wszystkie te baterie zapasowe zostały zmienione: prawdopodobnie nadal działałby dobrze do ~ 90% specyfikacji, ale kiedy moc gaśnie w dzień zimy za 3 lata od teraz, a to nadmierne rozładowanie spowodowało, że baterie za daleko przesunęły się w dół, i zamiast mieć określone 30 minut przed przywróceniem zasilania, sprzęt niespodziewanie przechodzi w tryb offline 10 minut wcześniej, powoduje awarię sieci i wyłącza cały system na jeden dzień, ponieważ sytuacja przywracania z martwego urządzenia jest 10 razy gorsza niż „kontrolowane zamknięcie” będziesz wyglądać jak prawdziwy palant, a czyjś prawnicy będą pukać do twoich drzwi.

Każdy producent akumulatorów wart swojej soli będzie w stanie przekazać te dane (i zagwarantuje to), jeśli nie będą mogli używać swoich rzeczy do ŻADNEGO krytycznego zastosowania.

Na marginesie: Pojazdy wojskowe wymieniają swoje akumulatory znacznie częściej niż akumulator samochodowy Joe Public z dokładnie tego samego powodu - gdy jesteś zastrzelony w zimowy dzień, musisz mieć możliwość pierwszego uruchomienia karabinu gwarantowane, nie podejmuj kilku prób z odrobiną odpoczynku pomiędzy.

Była to średnia instalacja, później zastąpiona wieloma wieloma szafami z mniejszymi akumulatorami AGM:

Lubię to:

A gdyby jechali na rowerze zbyt głęboko, WSZYSCY ulegliby zmianie. Bez pytania.

Odpowiadając na pytanie „ Czy są dostępne dane do oszacowania utraty jakości akumulatorów kwasowo-ołowiowych na skutek zdarzeń niskiego napięcia? ”, Oto dwa dobre źródła:

„ Żywotność baterii jest bezpośrednio związana z głębokością cyklu za każdym razem. Jeśli bateria jest rozładowywana do 50% każdego dnia, będzie trwać około dwa razy dłużej, niż gdyby została zwiększona do 80% DOD ^[1] . 10% DOD, będzie trwać około 5 razy dłużej niż jeden cykl do 50% Oczywiście istnieją pewne praktyczne ograniczenia na ten temat - zwykle nie chcesz mieć 5 ton stosów baterii tylko po to, aby zmniejszyć DOD Najbardziej praktycznym numerem do wykorzystania jest 50% DOD na bieżąco. ”- https://www.solar-electric.com/deep-cycle-battery-faq.html

„ typowa żywotność akumulatorów rozruchowych i głębokiego cyklu przy głębokim cyklu:

Depth of Discharge    Starter Battery    Deep-cycle Battery
------------------------------------------------------------
100%                  12–15 cycles       150–200 cycles
50%                   100–120 cycles     400–500 cycles
30%                   130–150 cycles     1,000 and more cycles

„- http://batteryuniversity.com/learn/article/lead_based_batteries

Oba źródła znaleziono dzięki komentarzom Hot Licks i Nicka Aleksiejewa.

Notes / PS

^[1] DOD oznacza głębokość rozładowania ze 100% znaczeniem całkowitego rozładowania akumulatora

Inne odpowiedzi mają doskonałe informacje, ale nie odpowiadają bezpośrednio na pytanie.

Mam doświadczenie z ponad dziesięcioma tysiącami akumulatorów. Baterie o niskim napięciu niszczą baterię, powodując siarczanowanie w akumulatorach kwasowo-ołowiowych lub dendrytów w litach. Oba są bardzo destrukcyjne. Ludzie, którzy twierdzą, że bateria sobie z tym poradzi, naprawdę twierdzą, że ich bateria jest lepszej jakości niż zwykle. Jednak rozładowanie akumulatorów poniżej napięcia znamionowego jest destrukcyjne i nadal szkodzi akumulatorowi. W końcu zobaczysz, że bateria umiera szybciej. Usunięcie odcięcia napięcia jest bardzo głupie, ponieważ NIGDY nie należy używać akumulatora pod napięciem, jeśli chcesz, aby akumulator działał. NAJBARDZIEJ kosztowne, co możesz zrobić, to pozostawić akumulator pod napięciem, a drugim, co jest najbardziej kosztowne, jest napięcie pod napięciem. Nie jest przeznaczony do pracy poza jego parametrami i drastycznie skróci żywotność. Nie potrzebujesz tabeli, aby zrozumieć, że baterie umrą szybciej, gdy rozładujesz je zbyt głęboko. Po prostu bądź głupi, aby nadmiernie rozładować baterie, a wkrótce się dowiesz.

To, co zwykle zabija nowe akumulatory szybko, to rozładowanie ich i pozostawienie ich przez tygodnie lub miesiące w stanie wyczerpania.

To typowy los większości akumulatorów „rekreacyjnych”. Stają się bez opieki.

Kilka rozładowań po katastrofie, po których następuje ładowanie, a akumulatory będą nadal współpracować, ale nigdy nie pozostawiaj rozładowanych akumulatorów motocyklowych lub samochodowych w celu późniejszej opieki.

Zauważysz, że ogniwa akumulatora ulegają zasiarczeniu, gdy napięcie akumulatora może zostać doprowadzone do wysokiego poziomu, a akumulator nie otrzymuje prądu. Zazwyczaj zdrowy i lekko rozładowany akumulator 12V 70 Ah spada do 15-20 A po kilku minutach przy ładowaniu 14,4 V. Po zasiarczeniu Możesz przyłożyć 15-30 V i prawie nie przepływa prąd. Masz kłopoty.

Jeśli masz zasilacz o ograniczonym prądzie, możesz torturować akumulatory i smażyć je przy wyższym napięciu z limitem prądu ustawionym na może 0,01 pojemności.

Jeśli / kiedy akumulator zacznie pobierać prąd, masz dużo czasu, zanim zostanie w pełni naładowany.

Zwykle w przypadku silnego siarczanu można odłożyć na później nową baterię, ale nigdy nie będzie ona tak nowa.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe są jak zwierzęta domowe - zachowują się zgodnie z tym, jak są traktowane.

Kilka lat temu kupiłem ten skuter z martwym nietoperzem 6 V. zaczęło się od kopnięcia pedałem. Nietoperz umieszczony w kontrolowanej ładowarce: 6 V razy pierwiastek kwadratowy 2, około 8,5 V. To był 4AH, więc regulowany (wypróbowany) ładunek na poziomie 10%, a więc 400 mA; ale ponieważ nietoperz nie żył, musiał zwiększyć napięcie do 10 lub 12 V (tak naprawdę nie pamiętam), aż do osiągnięcia tych 400 mA. W tym momencie musiał monitorować płyn w komórkach i prąd ładowania; prawie co 20 minut musiałem zmniejszyć napięcie, aby uzyskać prawidłowy prąd ładowania. W końcu osiągnął punkt, w którym może mieć 400 mA przy skorygowanym napięciu ładowania (8,5 V) i zawsze monitoruje elektrolit w ogniwach. Następnie pozwól mu ładować się przez 14 godzin. Stało się jak nowe. Zgadnij, że nadmiar napięcia był potrzebny do „zerwania” złych soli w elektrodach.