Номинальное напряжение аккумулятора: как избежать путаницы
- Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
- Опубликовано 11.04.2016 15:32
- Автор: Abramova Olesya
Электрическая батарея является электрохимическим устройством, которое создает потенциал напряжения при помещении металлов с различным сродством к электрону в кислотный раствор (электролит). Напряжение разомкнутой цепи, которое возникает вследствие электрохимической реакции, зависит от используемых металлов и электролита.
Подключение нагрузки или зарядного устройства помещает батарею в состояние замкнутой цепи. Разрядные процессы снижают напряжение батареи, а зарядные - повышают. Поведение батареи под нагрузкой или при зарядке определяются током и внутренним сопротивлением батареи. Низкое внутреннее сопротивление оказывает малое влияние на напряжение под нагрузкой или при зарядке, высокое же вносит существенные коррективы. Зарядные и разрядные процессы ежесекундно влияют на напряжение, не оставляя его значение одинаковым каждый момент времени. Такие перепады могут быть не видны глазу и существенно не влиять на работу аккумулятора, но тем не менее они присутствуют. Для полной стабилизации напряжения, аккумулятору необходимо порядка 24 часов. На напряжение также имеет влияние температура - холодная понижает напряжение, а теплая повышает.
Контроль и защита аккумуляторов
| Батарейный монитор | Защита от глубокого разряда | Батарейный балансир |
 |
 |
 |
| контроль более 25 параметров, история и синхронизация | защита от низкого и высокого напряжения, возможность регулировки | для 12, 24, 36 и 48В систем, возможность параллельного подключения |
Производители классифицируют электрические батареи согласно номинальному напряжению, значение которого в большинстве случаев стандартизировано. Ниже приведены наиболее распространенные номиналы напряжений в зависимости от электрохимической системы.
Свинцово-кислотные элементы
Номинальное напряжение свинцово-кислотных элементов составляет 2 В, однако если измеряется напряжение разомкнутой цепи, то значение должно быть 2,1 В. Падение напряжения ниже этого значения может привести к сульфатации [BU-804b]. В режиме подзарядки к свинцово-кислотному элементу может прикладываться напряжение в 2,25 В, что выше, чем при обычной зарядке.
Элементы на основе никеля
В версиях для потребительского пользования, NiCd и NiMH элементы имеют напряжение 1,20 В, а в моделях для промышленной, военной и авиационной сфер — 1,25 В. Существенной разницы между такими элементами нет, отличается лишь маркировка.
Литий-ионные элементы
Номинальное напряжение литий-ионного элемента составляет 3,60 В. Некоторые производители маркируют свои батареи напряжением в 3,70 В на элемент. Этот трюк больше дает маркетинговое преимущество, так как более высокое напряжение позволяет указывать и более высокую мощность в ватт-часах (мощность равна напряжению умноженной на силу тока). Напряжение в 3,70 В также приводит к формированию странных значений напряжений при последовательном подключении трех или четырех элементов — 11,10 В и 14,80 В вместо привычных 10,80 В и 14,40 В. Производители оборудования, в свою очередь, придерживаются номинального значения напряжения литий-ионного элемента в 3,60 В.
| Standard Range AGM | Deep Cycle Range AGM | Gellyte Range GEL |
 |
 |
 |
| 10 - 12 лет / 600 циклов | 10 - 12 лет / 700 циклов | 10 - 12 лет / 750 циклов |
| универсальная серия AGM | для глубоких разрядов AGM | универсальная серия GEL |
Как же удается достичь этого более высокого напряжения? Дело в том, что конструктивно максимальное значение напряжения литий-кобальтового элемента равно 4,20 В, но оно специально понижается до более безопасного значения в 3,60 В. А для литий-марганцевой технологии минимальный уровень безопасного напряжения чуть выше — 3,70 В, но для стандартизации оно также сводится к общепринятому значению в 3,60 В. Следует отметить, что элементы с таким небольшим отклонением напряжения не будут влиять на работу устройств или требовать особого зарядного устройства.
Другие литий-ионные технологии имеют другие значения номинального напряжения, литий-фосфатная - от 3,20 до 3,30 В и литий-титанатная — 2,4 В. Эта разница напряжения делает их несовместимыми с другими литий-ионными системами, соответственно, им нужен особый алгоритм зарядки и формирования конфигураций соединения.
