Eksploatacja i sprawdzanie akumulatorów

Eksploatacja i sprawdzanie akumulatorów

Eksploatacja i sprawdzanie akumulatorów

Aby uzyskać maksymalną żywotność i niezawodność akumulatorów bezobsługowych, trzeba spełniać wymagania eksploatacyjne, do których należą: ładowanie, rozładowywanie oraz przeglądy okresowe i pomiary.

Akumulatory są elektrochemicznymi źródłami zasilania. Energia elektryczna powstaje w wyniku zachodzących reakcji chemicznych. Każdy akumulator składa się z jednego lub kilku ogniw. Ich liczba zależy od wymaganego napięcia zasilania.

W ogniwach pierwotnych, bateriach w czasie cyklu ładowania i rozładowania elektrod następuje zużycie materiału i nie mogą one być powtórnie użyte.W przypadku akumulatorów mamy do czynienia z ogniwami wtórnymi, gdzie zachodzi odwracalna reakcja chemiczna. Po doprowadzeniu napięcia z zewnątrz ogniwo wtórne kumuluje energię, którą następnie może oddawać.Podstawowym elementem każdego akumulatora jest tzw. ogniwo wtórne, w którym zachodzące reakcje są odwracalne, w przeciwieństwie do ogniw pierwotnych, w których reakcje chemiczne są jednokierunkowe, czyli nieodwracalne. Odwracalność reakcji chemicznych pozwala na wielokrotne wykorzystywanie akumulatorów. Cykle ładowania i rozładowania w akumulatorach mogą być wielokrotnie powtarzane, aż do czasu zużycia elektrod lub elektrolitu. Procesom chemicznym w ogniwach z elektrolitem kwasowym zawsze towarzyszy elektrolityczny rozkład wody i emisja wodoru.

Ogniwo galwaniczne jest złożone z dwóch elektrod wykonanych z różnych metali lub innych materiałów zanurzonych w elektrolicie kwaśnym lub alkalicznym. Zachodzące w takim ogniwie reakcje chemiczne powodują, że jedna elektroda oddaje elektrony do elektrolitu i dzięki temu uzyskuje ładunek dodatni i nazywa się katodą (+), zaś druga elektroda pobiera z elektrolitu taką samą ilość elektronów i uzyskuje dzięki temu ładunek ujemny i jest anodą (-)..Proces ten nazywa się ładowaniem elektrod.

Ładowanie elektrod trwa do czasu osiągnięcia stanu równowagi i ogniwo nie może dalej wytwarzać energii. Między elektrodami powstaje siła elektromotoryczna (SEM). Po połączeniu elektrod rezystorem następuje przepływ elektronów z elektrody ujemnej do dodatniej, czyli następuje przepływ prądu powodujący wyrównywanie potencjałów między elektrodami. Proces trwa do przywrócenia równowagi, czyli do rozładowania ogniwa.

Z puntu widzenia pomiarowca kluczowe jest stwierdzenie, czy bateria/akumulator (niezależnie od typu) spełnia wymagania zależne od przeznaczenia. Celem wykorzystywania baterii jest zapewnienie zasilania krytycznych elementów infrastruktury przez zadany czas przy zadanym obciążeniu.

Dla różnych typów akumulatorów wyspecyfikowanych poniżej prowadzi się podobne test sprawdzające, które mają na celu określenie, jak szybko spada napięcie na pojedynczym ogniwie w danym czasie przy danym obciążeniu. Szybszy lub wolniejszy spadek napięcia zależy od sposobu eksploatacji (charakter obciążenia, warunki termiczne pracy baterii) i od pierwotnej jakość wykonania. W trakcie eksploatacji wzrasta rezystancja wewnętrzna baterii, którą można pomierzyć np. galwanometrem – jest to jeden ze sposobów badania baterii/akumulatorów – lub bardziej powszechne badaniem, w którym bada się charakterystykę rozładowania baterii (voltomierzem). Do większości badań stosuje się standardy EuroBatt, w których kryterium potwierdzające przydatność do użytkowania to utrzymanie w zadanym czasie, przy zadanym obciążeniu 80% pojemności. Badania odnosi się do modelowej charakterystyki rozładowania.

Typy akumulatorów

W zależności od składu elektrolitu i budowy elektrod rozróżnia się następujące rodzaje akumulatorów:

Akumulatory kwasowo-ołowiowe mokre

To najstarszy typ akumulatora, wymyślony w 1859 roku. Od tamtego czasu zasada jego budowy nie uległa zmianie. Składa się z anody ołowiowej i katody z tlenku ołowiu i płynnego elektrolitu, którym jest 37% wodny roztwór kwasu siarkowego. Mówiąc o ołowiu, mamy na myśli jego stop z antymonem, z wapniem i antymonem, z wapniem lub z wapniem i srebrem. We współczesnych akumulatorach dominują te dwa ostatnie stopy. W akumulatorze kwasowo-ołowiowym (akumulator Plantego), w którym elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego, elektroda ujemna (−) wykonana jest z ołowiu (z dodatkami) w formie siatki, zaś elektroda dodatnia (+) jest wykonana z tlenku ołowiu (PbO2) immobilizowanego na ramce ołowianej. Zaletą akumulatora ołowiowego jest zdolność rozładowania dużym prądem przez krótki czas, prostota układu ładowania, niska cena w stosunku do pojemności. Wadą jest znaczna masa przypadająca na jednostkę pojemności. Znamionowe napięcie ogniw ołowiowych wynosi 2V.

Akumulatory ołowiowo-kwasowe (SLA)

Anoda i katoda są tu wykonane z płyt ołowiowych, zaś elektrolitem jest kwas siarkowy (H2SO4). Stąd też wywodzi się nazwa tych akumulatorów – ołowiowo-kwasowe. Ogólnie akumulatory ołowiowo-kwasowe można podzielić na dwie grupy: klasyczne z ciekłym elektrolitem i szczelne (popularnie nazywane bezobsługowymi). Bezobsługowe akumulatory ołowiowo-kwasowe oznaczane jako SLA (Sealed Lead-Acid – szczelne ołowiowo-kwasowe) lub VRLA (Valve Regulated Lead-Acid – ołowiowo-kwasowe regulowane zaworami) dzięki swoim zaletom oraz właściwościom eksploatacyjnym coraz powszechniej zastępują tradycyjne (mokre) akumulatory kwasowe i zasadowe, jak również baterie niklowo-kadmowe. Terminem VRLA określane są akumulatory rekombinacyjne.

W akumulatorach wykonywanych w technologii VRLA elektrolit ma postać żelu utworzonego przez dodanie krzemianów, zaś w technologii AGM elektrolit zgromadzony jest w mikroporach separatorów z włókna szklanego umieszczonych między płytami. W akumulatorach bezobsługowych ciśnienie wewnątrz obudowy regulowane jest przez samouszczelniające się zawory w formie przepony działające w jednym kierunku, celem wyrównania ewentualnej nadwyżki ciśnienia wewnętrznego i niedopuszczenia do rozerwania obudowy, czyli tzw. wybuchu fizycznego akumulatora, dlatego zawory te nazywa się zaworami bezpieczeństwa.

Akumulatory gazują, ponieważ woda rozkładana jest na podstawowe składniki, wodór i tlen (jest to proces galwaniczny). Gazy ulatują zwykle przez odpowietrzniki.

Dla uzyskania akumulatorów bezobsługowych wprowadzono w konstrukcji akumulatorów ołowiowo-kwasowych zmiany, m.in.:

  1. przy wyrobie kratek płyt zrezygnowano z dodatku antymonu do ołowiu – co ograniczyło emisję gazów,

  2. zmodyfikowano dodatkami chemicznymi materiał aktywny i materiał kratek wsporczych – co ułatwia przebieg reakcji chemicznych,

  3. obudowy ogniw zamknięto zaworami ciśnieniowymi jednokierunkowymi, aby w czasie normalnej pracy uniemożliwić kontakt z otoczeniem,

  4. zastosowano elektrolit w postaci żelu lub uwięziony w mikroporach separatorów,

  5. dokonano wodorowego zrównoważenia ogniw.

W ten sposób powstały zamknięte szczelne konstrukcje ogniw zapobiegające wydostawaniu się do otoczenia w czasie normalnej pracy, wodoru i tworzeniu się mieszanin wybuchowych, co pozwala na instalowanie ich w dowolnych pomieszczeniach. Dzięki szczelnym obudowom akumulatory bezobsługowe charakteryzują się:

  1. możliwością pracy w dowolnym położeniu, z wyjątkiem pozycji – zaworem w dół,

  2. brakiem potrzeby uzupełniania elektrolitu przez cały okres eksploatacji,

  3. niewydzielaniem do otoczenia gazów podczas normalnej pracy – zwłaszcza wodoru, co ogranicza zagrożenie wybuchu,

  4. niewydzielaniem par elektrolitu.

Akumulatory bezobsługowe są bezobsługowe tylko w odniesieniu do obsługi elektrolitu – jego uzupełniania, ale aby zapewnić znamionową żywotność i utrzymać niezawodność ich pracy, muszą być regularnie poddawane przeglądom okresowym i próbom pojemności oraz doładowywane.

Zdecydowanie większą popularność i zastosowanie mają akumulatory wykonywane w technologii AGM, zwłaszcza w zasilaczach UPS, systemach alarmowych, kasach fiskalnych, systemach zasilania oświetlenia awaryjnego itp.

Akumulatory bezobsługowe są przeznaczone:

  1. akumulatory AGM do pracy ciągłej – buforowej (zasilania awaryjnego-bezprzerwowego),

  2. akumulatory żelowe VRLA do pracy cyklicznej, np. w pojazdach samochodowych, urządzeniach przenośnych.

Akumulatory AGM

Skrót AGM (Absorbent Glass Mat) oznacza akumulator z separatorami wykonanymi z mat z mikrowłókien szklanych lub włókna polimerowego całkowicie pochłaniającego elektrolit.

Akumulatory żelowe
W tym typie akumulatora płynny elektrolit zastąpiony został specjalnym żelem powstałym z wymieszania kwasu siarkowego z krzemionką.

Akumulatory zasadowe

Akumulator Ni-Cd – zwany też wtórną baterią alkaliczną. Znamionowe napięcie ogniw niklowo-kadmowych wynosi 1,2 V. Katoda jest zbudowana z niklu Ni(OH)2, zaś anoda z kadmu. Elektrolitem są półpłynne lub stałe substancje o składzie chemicznym różniącym się w zależności od producenta, ale zawsze posiadającym silnie zasadowy (inaczej alkaliczny) odczyn, np. wodorotlenek potasu. Akumulatory te charakteryzują się dużą gęstością energii (dość dużą wydajnością prądową) w stosunku do masy. Mają długą żywotność dzięki dużej ilości cykli ładowania i rozładowania. Porządne akumulatory Ni-Cd zapewniają – podczas swego długiego czasu życia – 1000 cykli ładowanie/rozładowanie. Ponadto mają bardzo niski współczynnik samorozładowania. Największą zaletą tych akumulatorów jest możliwość szybkiego naładowania. Niestety charakteryzują się też „efektem pamięciowym”. Akumulatory Ni-Cd mogą być używane w zakresie temperatur od –40°C do +60°C.

Akumulatory niklowo-wodorkowe (Ni-MH) – ulepszona odmiana akumulatorów Ni-Cd. Znamionowe napięcie ogniw niklowo-wodorkowych wynosi 1,2 V. Katoda jest zbudowana z niklu, zaś anoda pochłaniająca wodór jest specjalnym stopem wielu metali ziem rzadkich w atmosferze wodoru, w tym niklu, manganu, magnezu, wanadu, cyrkonu, aluminium, chromu i kobaltu.

Rolę klucza elektrolitycznego spełnia gąbczasta struktura nasączona substancjami alkalicznymi oraz złożonym chemicznie katalizatorem. System elektrochemiczny jest zdolny do absorpcji wydzielających się podczas ładowania gazów, szczególnie wodoru. Akumulator jest całkowicie szczelny i charakteryzuje się długą żywotnością. Akumulatorów Ni-MH: nie można rozładowywać do końca za każdym razem (choć co jakiś czas trzeba to zrobić, bo też są trochę podatne na efekt pamięci), a to kilkakrotnie zmniejsza ich trwałość; raczej należy unikać rozładowania poniżej 1,0 V.

Akumulatorów Ni-MH nie należy ładować prądem płynącym przez cały czas do prawie naładowanego akumulatora; zamiast tego można doładowywać go impulsami prądu o większym natężeniu w dużych odstępach czasu.

Akumulator Ni-Zn – ulepszona wersja akumulatorów Ni-Cd, w której katoda wykonana jest z niklu, zaś anoda z cynku.

Akumulator litowo-jonowy Li-ion – w których jedna z elektrod jest wykonana z porowatego węgla, a druga z tlenków metali, zaś rolę elektrolitu pełnią złożone chemicznie sole litowe rozpuszczone w mieszaninie rozpuszczalników organicznych. Napięcie znamionowe ogniwa litowo-jonowego wynosi 3,6V. Elektrodą dodatnią jest LiCoO2, zaś ujemną węgiel porowaty. Proces ładowania polega na przemieszczaniu się jonów litu Li+ z elektrody dodatniej poprzez elektrolit do elektrody ujemnej pod wpływem przyłożonego napięcia zewnętrznego. Podczas pracy baterii jony litu Li+ wracają z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej.

Akumulatory litowo-jonowe są obecnie najnowszymi ogólnie dostępnymi akumulatorami masowo wykorzystywanymi do zasilania urządzeń. Podstawową zaletą tej technologii jest brak efektu pamięci (można je doładowywać w dowolnej chwili), występującego w akumulatorach Ni-Cd, oraz znacznie większe zmagazynowanie energii przy zachowaniu tej samej wagi akumulatora. W akumulatorach litowo-jonowych nie występuje efekt samorozładowania. Takie akumulatory po naładowaniu można przechowywać bardzo długo (nawet ponad rok), nie tracąc nic z pojemności (po wyjęciu narzędzie można używać).

Akumulator litowo-polimerowy – odmiana akumulatorów Li-ion, w których ciekły elektrolit jest zastąpiony stałym elektrolitem polimerowym wykonanym np. z gąbek na bazie poliakrylonitrylu.

Wielkości charakterystyczne akumulatorów

Wielkościami charakterystycznymi akumulatorów są: napięcie, pojemność i maksymalny prąd obciążenia. Napięcie akumulatora zależy głównie od materiału elektrod oraz ilości ogniw połączonych szeregowo. Natomiast pojemność, czyli zgromadzony w akumulatorze i dostępny do wykorzystania ładunek, jest parametrem zdefiniowanym jako iloczyn prądu pobieranego z akumulatora i czasu jego pobierania. Pojemność Q przyjęto wyrażać w amperogodzinach (Ah) i ich podwielokrotnościach, a nie w kulombach (1 Ah = 3600 C).

Sprawność akumulatora, czyli stosunek energii oddanej podczas pracy do energii włożonej do akumulatora w procesie ładowania jest zawsze mniejsza od jedności. W większości akumulatorów sprawność jest rzędu 60%.

Dostępne napięcie akumulatora zwiększa się przez łączenie szeregowe ogniw, tworząc baterię. Zwiększenie prądu wyjściowego akumulatora i jego pojemności uzyskuje się przez równoległe łączenie ogniw. Przy takim połączeniu siły elektromotoryczne poszczególnych ogniw muszą być identyczne. W przeciwnym wypadku ogniwa o wyższym napięciu będą ładować ogniwa o niższych napięciach. Prąd obciążenia akumulatora, przy połączeniu równoległym, dzieli się po równo zgodnie z prawem Ohma. Całkowity prąd obciążenia akumulatora jest sumą prądów obciążenia poszczególnych gałęzi ogniw.

Spośród znanych technologii ogniw najniższy koszt wytwarzania jednej amperogodziny mają ogniwa ołowiowo-kwasowe i z tego powodu, mimo licznych wad – znacznego ciężaru, dużej objętości, kłopotliwej eksploatacji – nadal są powszechnie stosowane.

Do zasilania urządzeń przenośnych najczęściej stosowane są akumulatory niklowo- kadmowe Ni-CD, niklowo-wodorkowe (Ni-MH) i akumulatory litowo-jonowe Li-ion.

Czynniki wpływające na żywotność akumulatora

W ramach oględzin baterii akumulatorów konieczne jest określenie warunków, w których normalnie pracują akumulatory, szczególnie ważną kwestią są warunki termiczne.

Praca akumulatorów w podwyższonych temperaturach powoduje znaczne i szybkie skrócenie ich żywotności. Żywotność zmniejsza się o połowę przy każdym wzroście temperatury o 8oC powyżej znamionowej temperatury pracy. Żywotność akumulatora eksploatowanego w temperaturze 33oC skróci się o 50%.

Aby uzyskać maksymalną żywotność akumulatorów pracujących buforowo, należy:

  1. instalować je z daleka od urządzeń nagrzewających się, np. silników elektrycznych, grzejników,

  2. zachować co najmniej 1,5 cm wolnej przestrzeni wokół baterii, aby zapewnić swobodny przepływ powietrza,

  3. zastosować efektywną wentylację – naturalną lub sztuczną,

  4. do ładowania akumulatorów stosować zasilacze z kompensacją temperaturową napięcia ładowania w przypadku wzrostu temperatury akumulatora powyżej
    25oC.

Akumulatory wbudowane w urządzenia powinny być umieszczane na ich najniższym poziomie, z zachowaniem możliwości nieograniczonej wentylacji.

Łączenie szeregowo-równoległe akumulatorów różnych producentów, pojemności i dat produkcji jest niedopuszczalne, bo może spowodować uszkodzenie akumulatorów lub współpracujących z nimi urządzeń.

Do łączenia akumulatorów należy stosować przewody o tej samej rezystancji w całej instalacji. Należy sprawdzić, czy każda z gałęzi połączonych szeregowo ma takie same parametry, tzn. SEM, impedancję i czy zapewniony jest równomierny rozpływ prądów do odbiorników.

Akumulatorów nie należy instalować w miejscach:

  1. narażonych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych i innych źródeł ciepła,

  2. o nadmiernym poziomie radioaktywności, promieniowania podczerwonego lub ultrafioletowego,

  3. w obecności rozpuszczalników organicznych i substancji korodujących,

  4. narażonych na wstrząsy i wibracje.

Dla uzyskania maksymalnej żywotności i niezawodności akumulatorów bezobsługowych pracujących w bateriach, łączonych szeregowo lub równolegle, muszą być przestrzegane podstawowe wymagania eksploatacyjne, do których należą: ładowanie, rozładowywanie oraz przeglądy okresowe i pomiary.

Zazwyczaj akumulatory należy ładować metodą stałoprądową z ograniczeniem początkowego prądu ładowania. Początkowy prąd ładowania nie powinien być większy niż 0,3 Q [A]. Q – pojemność akumulatora w Ah. Zalecane jest jednak, aby początkowy prąd ładowania nie przekraczał 0,1 Q [A].

Napięcie ładowania w czasie pracy buforowej powinno mieścić się w zakresie od 2,25 do 2,30 V/ogniwo. Najlepiej, aby napięcie to wynosiło 2,275 V/ogniwo, czyli dla akumulatorów 12-woltowych w granicach 13,5 do 13,8 V. W akumulatorach przeznaczonych do pracy cyklicznej, gdy stanowią podstawowe źródło zasilania, napięcie ładowania powinno wynosić 2,40 do 2,50 V/ogniwo, zalecane jest napięcie 2,45 V/ogniwo.

W przypadku znacznych wahań temperatury w otoczeniu akumulatorów powinny być stosowane do ich ładowania prostowniki z kompensacją temperaturową napięcia ładowania, które zmniejszają napięcie ładowania przy wzroście temperatury. Współczynnik kompensacji temperaturowej wynosi zwykle minus 3,3 mV/oC/ogniwo. Powyżej 25oC napięcie ładowania powinno być tak stabilizowane, aby jego tętnienia nie przekraczały 1,5%.

Akumulatory bezobsługowe są bardzo wrażliwe na nadmierne, zbyt głębokie rozładowanie, które powoduje zmniejszenie ich zdolności magazynowania energii elektrycznej, zmniejszenie znamionowej pojemności Q i skrócenie żywotności. Zbyt głęboko rozładowane akumulatory ulegają zasiarczeniu, co powoduje częściową, nieodwracalną utratę pojemności. Minimalne dopuszczalne napięcie rozładowania zależy od prądu rozładowania i zazwyczaj wynosi 80% napięcia w pełni naładowanego akumulatora. Przy prądzie większym lub równym 1 Q {A} i krótkim czasie rozładowania – 30 minut, minimalne dopuszczalne napięcie rozładowania wynosi 8 V, zaś przy prądach mniejszych od 0,2 Q {A} i długich czasach rozładowania minimalne dopuszczalne napięcie rozładowania wynosi 10,5 V.

Ładowanie baterii kwasowych

Przed ładowaniem należy sprawdzić poziom elektrolitu w ogniwach. Poziom ten powinien znajdować się co najmniej 5 mm ponad krawędziami izolacji międzypłytowych. W razie potrzeby należy uzupełnić stan wody destylowanej w ogniwach. Należy sprawdzi temperaturę elektrolitu. W razie przekroczenia 45oC nie ładować baterii ze względu na zagrożenie wybuchem.

Należy kontrolować proces ładowana baterii, który dla baterii rozładowanej w 80% wynosi ok. 5 godzin do stopnia pierwszego, czyli do czasu rozpoczęcia gazowania (2,4 V na ogniwo) i dalsze ok. 3 godziny do oznak pełnego naładowania.

Ogniwo uważa się za naładowane, jeżeli w ciągu ostatnich dwóch godzin ładowania prądem o stałej wartości napięcie na zaciskach ogniwa i ciężar właściwy elektrolitu pozostają stałe i występuje intensywne gazowanie na płytach obu biegunów.

Po naładowaniu baterii i wyłączeniu prostownika należy sprawdzić areometrem gęstość elektrolitu i skorygować ją do 1,28 g/cm3 przez:

  • odjęcie elektrolitu z ogniw i dolanie elektrolitu o gęstości 1,40 g/cm3, jeżeli gęstość jest mniejsza od wymaganej,

  • odjęcie elektrolitu i dolanie wody destylowanej, jeżeli gęstość jest większa od wymaganej.

Następnie należy kontynuować ładowanie przez godzinę celem wymieszania cieczy w ogniwach.

Pomieszczenie, w którym odbywa się ładowanie baterii powinno by wyposażone w skuteczną wentylację.

Ładowanie akumulatorów litowo-jonowych

Akumulatory litowo-jonowe używane w pojazdach mechanicznych mogą być szybko ładowane, zazwyczaj od 0 do 80% pojemności w czasie 15 do 30 minut, bez wpływu na ich trwałość. W przeciwieństwie do akumulatorów Ni-Cd i Ni-MH, akumulatory litowo-jonowe powinny być ładowane często i jak najszybciej po rozładowaniu. Jeżeli nie przewiduje się ich dalszego użytkowania w najbliższym czasie, powinny zostać rozładowane do około 40% pojemności. W takim stanie te akumulatory mają znacznie dłuższą żywotność. Natomiast przechowywane w stanie całkowitego rozładowania mogą ulec uszkodzeniu. Tego typu akumulatory nie wymagają formowania.

Pomiary akumulatorów kwasowych

W przypadku kwasowych akumulatorów mokrych parametrami, które można mierzyć, są:

  1. napięcie akumulatora,

  2. gęstość elektrolitu przy użyciu odpowiednio wyskalowanego aerometru,

  3. prąd ładowania.

Prawidłowa gęstość naładowanego akumulatora wynosi 1,28 g/cm3.

W przypadku akumulatorów bezobsługowych parametrami do pomiaru są:

  1. napięcie akumulatora,

  2. prąd ładowania.

W praktyce akumulatory często sprawdza się przy użyciu testerów.

Testery pojemności akumulatorów

Testery pojemności akumulatorów różnych producentów są zazwyczaj przeznaczone do doraźnych pomiarów parametrów elektrycznych akumulatorów wykonanych w różnych technologiach:

  1. pojemności wewnętrznej,

  2. rezystancji wewnętrznej,

  3. napięcia,

  4. temperatury ogniw,

  5. prądu, przy użyciu przystawki cęgowej,

  6. napięcia zwarcia.

Rezystancja wewnętrzna akumulatora mierzona jest prądem przemiennym metodą czteroprzewodową z funkcją kompensacji przewodów pomiarowych, aby wyeliminować jej wpływ na wynik pomiaru.

Testery zazwyczaj umożliwiają jednoczesny pomiar i odczyty rezystancji wewnętrznej, napięcia, prądu i temperatury. Wyniki pomiarów zapisywane są w pamięci przyrządu i mogą być porównywane z zaprogramowanymi w komputerze wartościami dopuszczalnymi – minimalnymi i maksymalnymi, co pozwala na szybką ocenę stanu technicznego akumulatora. Na podstawie pomiarów i danych z pamięci komputera tester wylicza również stan naładowania akumulatora. Na podstawie pomiarów i danych z pamięci komputera tester może również określić tzw. pozostałą pojemność akumulatora.

Akumulatory stosowane w przyrządach pomiarowych

W przyrządach pomiarowych stosowane są akumulatory niklowo-kadmowe Ni-Cd, akumulatory Ni-MH oraz akumulatory litowo-jonowe Li-ion.

Ładowanie akumulatorów Ni-Cd zasilających induktory elektroniczne powinno odbywać się po całkowitym rozładowaniu baterii Ni-Cd, ze względu na tzw. efekt pamięci. Induktory typu MIC zasilane akumulatorami Ni-Cd posiadają opcję auto-off celem oszczędzania zużycia baterii. Aby ją wyłączyć dla szybszego całkowitego rozładowania, należy odpowiednio załączać induktor (po naciśnięciu przycisku T1,2,3) i sprawdzać aktualny poziom naładowania baterii, przez odpowiednie ustawienie przełącznika przyrządu.

Stosowanie zautomatyzowanych ładowarek znacznie przedłuża żywotność akumulatorów, ale też znacznie wpływa na cenę. Same akumulatory są drogie, nie kalkuluje się ich dokupować osobno. W związku z tym należy obchodzić się z nimi poprawnie. Powyższych wad pozbawione są akumulatory wykonane w technologii litowo-jonowej (Li-lon), spotykane masowo w telefonach komórkowych lub laptopach, tabletach itp., ale są dużo droższe.

W przypadku baterii typu Li-Ion i Li-Pol (litowo-polimerowych) warto pamiętać, że są one wyposażone są w tzw. sterownik (driver), który może wpływać na sposób ładowania, rozładowania lub w ogóle możliwość naładowania baterii. Np. baterie typu Li-Pol liczą czas nieużywania i jeżeli bateria nie pracuje, zintegrowany układ elektroniczny rozładowuje baterie do 2/3 pojemności znamionowej, co zapewnia optymalne warunki składowania baterii.

 

Podsumowując, przystępując do testów baterii niezależnie od posiadanych narzędzi pomiarowych konieczne jest zapoznanie się z DTRka baterii i zastosowanie metody pomiarowej zalecanej przez producenta baterii.

 

Autor: mgr inż. Fryderyk Łasak
Zakład Badań Elektrycznych „El-Fred” współpraca mgr inż. Tomasz Karwat