Наскільки погано перенапружувати 12-вольтовий свинцево-кислотний акумулятор?

Я мав гарячу дискусію з кількома колегами сьогодні, що обертаються навколо того, наскільки низькою була напруга для 12-вольтового свинцево-кислотного акумулятора; вони вважали, що зуммер попередження про низьку напругу та максимальне автоматичне відключення викликають роздратування та небезпеку для безпеки.

• Я мав одного хлопця, який наполягав на тому, що батареї були «чудовими», навіть коли вони були серйозно перенапружені, і ви можете кинути на них майже все, що завгодно.
• Інший хлопець наполягав на тому, що його акумулятор автомобіля в якийсь момент був 2 (!) Вольт і ей, він не мав з цим проблем.

Я завжди думав, коли катався на човнах, що ніколи не дозволяти вашій 12-вольтовій батареї опуститися менше 11 вольт, тому ця дуже пасивна позиція мене трохи збентежила. Чи є дані для кількісної оцінки втрат свинцево-кислотної акумуляторної батареї від подій низької напруги? Скільки я втрачаю потужність від події низької напруги? Я впевнений, що я правий, але мені потрібні дані.

Вашу думку можна дуже легко зробити по-різному.

Якщо ви подивитеся на криву розряду для свинцево-кислотної батареї з оцінкою 12 В або 6 В:

Це походить від Yuasa. Вони складають речі. Це або надійний, або оптимістичний, звичайно, не песимістичний.

Давайте подивимось на 12В один і оптимістично припустимо, що вас цікавить лише розряд 0.2C, будь-яка інша швидкість тих же аргументів може бути зроблена іншим рядком.

На його позначці 12В ви можете бачити, що є "перекидаюча точка", де напруга переходить від відносно постійної до швидкої.

У 11В він майже йде прямо вниз.

При напрузі 9 В вона опуститься одразу під тим же струмом навантаження.

Це означає, що в точці 12В ви фактично використали 60% його потужності. У 11В ви фактично на 93%. У 9В ти на 99,5%.

Тепер додамо, що батарея з 0 В поперек її вже не має жодної хімічної ініціативи, будь-якого типу хімії, вам потрібно буде мотивувати її знову створити хімічний дисбаланс, який спричиняє те, що видима напруга та потенціал струму тече. Це важко в будь-якому акумуляторі (саме тому майже всі батареї побудовані з електродами, які вже хімічно побудовані з потрібних матеріалів для створення потенціалу клітин).

Коли SLA багато енергії йде на хімічну рекомбінацію сульфатів і сульфітів, витрачаючи багато енергії. Це призводить до необхідності надмірної потужності для повторного включення осередку, який залишається на 0В. Надмірна потужність = тепло. Тепло = газоподібне. Газування = втрата вологи. Втрата вологи = погана. Не кажучи вже про більш високу напругу, яка зазвичай потрібна, це багато, багато побічних продуктів на тарілках, поруч із побічними продуктами, які вже створюються шляхом її спуску, в першу чергу, і вам залишається батарея АА вагою і розміром 6А SLA.

Тепер, якщо ви підходите поблизу до 9В, він стане 0В дуже швидко. Ви легко затримаєтесь.

Багато виробників говорять нам: "Вважайте, що ваш акумулятор порожній на 11,8 В", деякі люди (включаючи мене) припускають 11 В. Ті , хто використовує 11В часто (але не завжди) дбати , щоб знати , що це нижній межа. Саме з цієї причини.

Якщо вони не приймуть, що 100-х виробників, незліченна кількість фахівців у цій галузі та користувачі скажуть, що "в 11,8 В ви не збираєтеся отримувати набагато більше цього, і спробувати ризикувати", тоді просто переконайте їх той факт, що в 11В все одно не буде багато чого отримати. Зроблено. Усі інші пункти суперечать.

Причина того, що акумулятор автомобіля може бути знижений до 2В, а потім продовжувати працювати, полягає в тому, що цей акумулятор був на 2В дуже скоро, тому що ідіот, який залишає свої світильники, увімкнувся через деякий час. А тому, що вони, як правило, перевищують коефіцієнт від 2 до 5, залежно від типу та марки машини, тому каліка працюватиме ще пару років.

І будьмо чесними, чи дійсно ми будемо вкладати години і години роботи і досліджень, щоб переконати того, хто навіть не в змозі подумати про свої вогні автомобіля узгодженого факту, поділеного між тисячами інженерів-електриків у всьому світі?

Відмінна відповідь від Асмільдофа. Єдине, що я хочу додати, це:

(1) Існує кілька різних різновидів свинцево-кислотної кислоти: «акумулятор для стартерів», який дуже рідко розряджається дуже далеко, «моторна батарея», призначена для поступового та глибшого розряду, «батарея в режимі очікування» для роботи в стилі ДБЖ, де глибокі скиди рідкісні, тому сукупний негативний вплив такого глибокого розряду компенсується очікуваним терміном експлуатації, і новий аромат, який може працювати в частковому стані скиду протягом тривалих періодів. Всі вони мають досить чіткі характеристики в тонких деталях.

(2) Свинцево-кислотна промисловість акумуляторів є дуже конкурентоспроможною. Якщо у вас є якась нова запатентована хімія, яка відрізнятиме вас від конкуренції, тоді (a) ви отримуєте те, за що платите (з точки зору якості), і (b) жоден виробник не отримує переваг від того, щоб вказати ліміти використання / рекомендації нижче того, що є розумно очікувати хорошого терміну служби від своєї продукції.

Рукодільниці, які кажуть: "О, ці речі захищені від куль", або "Я побіг цей b ** ch до 2,5 В, і він все ще працює чудово!" зазвичай це не ті, кому доводиться кашляти сотні / тисячі власних доларів, коли батареї "загадково" не тривають декількох років, які повинні. Це люди, які також відповідають за батареї, що мають короткі гарантії, оскільки може бути важко довести, що клієнт неправильно використав батарею поза опублікованими межами (не маючи докладної електроніки моніторингу, вбудованої для запису та доказування).

Лист даних виробника є королем, і ваша програма повинна відповідати батареї, призначеній для цього випадку використання. Три особисті дані вашого колеги щодо особистого досвіду нічого не варті, принаймні в контексті довговічності батареї (і хто повинен заплатити за передчасну заміну).

Основним фактором, який слід враховувати при багатоклітинних батареях, є те, що пошкодження, спричинені перенапругою, будуть сконцентровані на найслабшій комірці, але продуктивність цієї найслабшої комірки буде, як правило, обмежуючим фактором щодо продуктивності пакета в цілому. . Якщо всі шість комірок 12-вольтової батареї однаково хороші, напруга до 9 зменшить напругу, може знизити всі шість комірок до 1,5 вольт, нічого не пошкодивши, але якщо одна з осередків слабша за інші, підтягуючи напругу в упаковці до 9 може призвести до того, що напруга слабкої комірки знизиться до 1,0 вольт, тоді як інші п'ять комірок знаходяться на рівні 1,6. Якщо це зробити кілька разів, слабка комірка може стати ще слабшою, так що її напруга знизиться до нічого, тоді як інші клітини ще знаходяться на рівні 1,8.

У випадках, коли багатоклітинні акумуляторні батареї використовуються в цілях накопичувальної потужності, а не здатності керувати струмом, я б підозрював, що акумуляторна батарея з електронікою для отримання більшої кількості струму від сильніших батарей може спричинити кращі терміни експлуатації, ніж та, яка просто з'єднує клітинки в серії, але я не знаю, що такі конструкції є звичайними. Тим не менш, важливо зауважити, що в батареях з декількома елементами збитки, спричинені умовами перенапруги, збільшуватимуться, оскільки різниця між сильнішими та слабшими акумуляторами збільшуватиметься, а різниця збільшиться внаслідок такого пошкодження.

Це не технічна відповідь, а трохи більше пального для вашого контр-аргументу:

Раніше я працював у місцях, де були великі резервні акумуляторні батареї (100-х - 1000-х високоякісних акумуляторів), а ті, які були замінені (ВСІ батареї), були значною мірою, якщо вони перестали переводити рекомендований виробник ліміт через відключення електроенергії. Це була критично важлива інфраструктура телефонної мережі з високою надійністю із законодавчими вимогами щодо відключення електроенергії в мережі (також ядерний удар, натч). Ви побачите піддони акумуляторів, які очікують на переробку, яка, ймовірно, триватиме ще десятиліття, запускаючи кулер для пива Джо Нормаль у своєму причепі чи подібне, але це сприймає мене до моєї точки зору:

Якщо вам потрібна гарантована продуктивність, дотримуйтесь технічних характеристик виробника.

Ви можете "розібратися" з усіма видами автомобільного акумулятора, тому що ви ніколи не досягнете його меж - зазвичай вони тривають роками, можливо, якщо ви розрядите його до 2В, ви підете з нього, і він продовжить запускаючи автомобіль у звичайних умовах ще протягом 5 років, але це не означає, що ви не скоротили його життя на рік, або що якщо ви в'їхали на Аляску взимку, це все одно спрацює, або що якщо ви вивантажили його до 2В ще кілька разів воно не згорнулося б і не загине. Але як споживач, ви просто знизите плечима і купите новий акумулятор, або вже продали машину.

Ви можете пітитонни речей у повсякденному споживчому житті, але якщо ви намагаєтеся гарантувати деяку продуктивність свого пристрою / продукту, ви не можете порушити правила (якщо ви не прокляті) - ось чому всі ці резервні батареї змінилися: вони Ймовірно, все ще добре працюватиме до ~ 90% специфікацій, але коли потужність вимикається в день зими через 3 роки, і ця подія надмірного розряду підштовхнула батареї занадто далеко вниз, і замість того, щоб мати Зазначені 30 хвилин для відновлення живлення, обладнання несподівано відключається в автономному режимі на 10 хвилин раніше, виходить з ладу мережею і відкладає всю систему на день, тому що ситуація відновлення з мертвих у 10 разів гірша, ніж "контрольоване відключення" ти будеш схожий на правий прат, а чиїсь адвокати будуть стукати у твої двері.

Будь-який виробник акумуляторів, що коштує їх солі, зможе повідомити вам ці дані (і гарантувати їх), якщо вони не зможуть, то не використовуватимуть їх для будь-якого критичного застосування.

Як бічне зауваження: військові транспортні засоби заряджають акумуляторами частіше, ніж автомобільні акумулятори Джо Публіка саме з тієї ж причини - коли вас стріляють у зимовий день, вам потрібно мати можливість вперше ввімкнути свого військового носія. гарантовано, не роби кілька спроб, трохи відпочили між ними.

Це була середня установка, пізніше замінена багатьма стійками менших батарей AGM:

Подобається це:

І якби вони пройшли велосипед занадто глибоко, вони ВСІ змінилися б. Ніякого питання.

Відповідаючи на запитання " Чи доступні дані для кількісної оцінки втрат свинцево-кислотної акумуляторної батареї від подій низької напруги? ", Ось два хороших джерела:

" Термін служби акумулятора безпосередньо пов'язаний з тим, наскільки глибоко батарею перемикають щоразу. Якщо акумулятор розряджається до 50% щодня, він буде тривати приблизно вдвічі довше, ніж якщо він переведений на 80% DOD ^[1] . 10% DOD, він триватиме приблизно в 5 разів довше, ніж один циклічний до 50%. Очевидно, що в цьому є деякі практичні обмеження - зазвичай вам не хочеться, щоб 5-тонна купа батарей сиділа там, щоб зменшити DOD . Найбільш практичне число для використання - це 50% DOD на регулярній основі ". - https://www.solar-electric.com/deep-cycle-battery-faq.html

" типовий термін служби акумуляторів стартера та глибокого циклу при глибокому циклі:

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

Обидва джерела були знайдені завдяки коментарям Hot Licks та Ніку Алексєєву.

Примітки / PS

^[1] DOD розрахований на глибину розряду зі 100% значенням для повного розряду акумулятора

Інші відповіді мають чудову інформацію, але вони не відповідають на питання безпосередньо.

Я маю досвід роботи з більш ніж десятьма тисячами батарей. Під напругою акумулятори знищують акумулятор, викликаючи сульфацію в свинцево-кислотних акумуляторах або дендритах літію. Обидва дуже руйнівні. Люди, які говорять про те, що акумулятор може це впоратися, насправді кажуть, що їх акумулятор кращої якості, ніж зазвичай. Однак злив акумуляторів нижче їх номінальної напруги є руйнівним і все одно шкодить батареї. Ви зрештою побачите, як акумулятор швидше вмирає. Видалення відключення напруги вкрай нерозумно, тому що НІКОЛИ не використовуйте акумулятор під напругою, якщо ви хочете, щоб акумулятор працював. НАЙДОМНІШЕ, що ви можете зробити, це залишити акумулятор під напругою, друге найдорожче - це підняти його під напругою. Він не розроблений для роботи поза його параметрами і значно скоротить життя. Вам не потрібна діаграма, щоб зрозуміти, що батареї будуть гинути швидше, якщо ви розряджаєте їх занадто глибоко. Просто будьте досить дурні, щоб надмірно розрядити батареї, і незабаром це дізнаєтесь.

Що зазвичай швидко вбиває нові акумулятори - це розрядити їх і залишити стояти тижнями або місяцями у виснаженому стані.

Така типова доля для більшості "рекреаційних" батарей. Вони стають без нагляду.

Кілька розрядів при аварійних ситуаціях з подальшим зарядом і акумулятори все ще будуть співпрацювати, але ніколи не залишайте розряджений мотоцикл або автомобільні акумулятори для подальшого догляду.

Ви помічаєте, що батарейні батареї сульфатуються, коли напруга акумулятора може бути підвищеною, а акумулятор не отримує струму. Зазвичай здоровий і трохи розряджений акумулятор на 12 В 70 Ач падає до 15-20 Амп за кілька хвилин при зарядженні 14,4 В. При сульфатуванні Ви можете застосувати 15-30 В і майже не протікає струм. Тоді ви в біді.

Якщо у вас обмежене джерело живлення, ви можете катувати батареї та обсмажувати їх на більш високій напрузі з обмеженням струму, встановленим, можливо, 0,01 від ємності.

Якщо / коли акумулятор почне підводити струм, у вас буде достатньо часу, перш ніж він буде повністю заряджений.

Зазвичай, коли сильно сульфатується, ви, можливо, відкладете, відклавши новий акумулятор, але він ніколи не буде таким новим.

Свинцево-кислотні акумулятори схожі на домашніх тварин - вони поводяться відповідно до способів поводження.

Деякі роки тому я купив цей скутер із мертвою 6 В батареєю; тільки розпочався з педального удару. Розміщений кажан в контрольованому зарядному пристрої: 6В разів квадратний корінь 2, приблизно 8,5 В. Це був 4AH, тому регулювали (пробували) заряд при 10%, таким чином, 400mA; але оскільки кажан був мертвий, довелося підвищити напругу до 10 або 12 В (не можу насправді пригадати), доки не вдалося досягти цих 400 мА. У цей момент довелося стежити за рідиною всередині комірок і зарядним струмом; майже кожні 20 хвилин або близько того доводилося знижувати напругу, щоб отримати правильний струм зарядки. Врешті-решт досягли точки, у якій могло бути 400mA із зарядженою напругою зарядки (8,5 В) та завжди моніторингом електроліту в камерах. Потім нехай вона сидить заряджаючись протягом 14 годин. Це стало таким же новим. Здогадайтесь, що надлишкова напруга була потрібна для "розриву" поганих солей в електродах.