ЗАРЯДЖАННЯ АКУМУЛЯТОРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ БЛОКІВ ЖИВЛЕННЯ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою джерел живлення постійного струму, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Навіщо використовувати програмовані блоки живлення постійного струму для заряджання акумуляторів, особливо літій-іонних?

Рисунок 1 - Триканальне програмоване джерело живлення Matrix MPS-3033XP

Клієнти часто надсилають запити на зарядні пристрої середньої або високої потужності для обслуговування різних проектів, пов'язаних з електрифікацією транспортних засобів (EV), таких як електровелосипеди, гібридні або повністю електричні автомобілі або вантажівки. Ці зарядні пристрої часто використовуються як частина випробувального стенду для акумуляторів у середовищі EV для проведення циклічних, експлуатаційних та вікових випробувань. Ці випробувальні стенди зазвичай забезпечуються механізмами управління, моніторингу та безпеки, що відповідають типу акумулятора, який вони збираються тестувати.

Механізми управління та безпеки, що вбудовуються в випробувальні стенди, зазвичай включають:

Контроль напруги, струму та потужності заряду
Моніторинг
Захист від зворотної полярності (щоб уникнути пошкоджень внаслідок підключення зі зворотною полярністю)
Вирівнювання напруги (щоб уникнути іскор від акумулятора до джерела постійного струму і навпаки)
Моніторинг температури елементів акумулятора
Розподіл напруги/струму акумулятора (на кожен елемент у рядку та його моніторинг)
Аварійне вимкнення у разі несправності (наприклад, за допомогою реле безпеки)
Візуалізація

Такі випробувальні стенди, призначені для тестування акумуляторів, вимагатимуть програмованого джерела живлення постійного струму з відповідним інтерфейсом (аналоговим або цифровим, наприклад, CAN) з високою точністю, гарною роздільною здатністю та низькою пульсацією. Він може служити регульованою і дуже гнучкою магістраллю постійного струму, дозволяючи випробувальному стенду підключатися до численних різних типів акумуляторних елементів або акумуляторних батарей з різною номінальною напругою і ємністю. Сам випробувальний стенд зазвичай буде забезпечений перемикачем (механічним контактором або напівпровідниковим реле) для надійного відключення джерела постійного струму та акумулятора в умовах несправності або заміни акумулятора, що тестується (BUT). Аналогічно, випробувальний стенд буде забезпечений пристроєм контролю зворотної полярності, який перевірятиме правильність підключення полярності та рівня напруги BUT (тест вирівнювання) перед початком процесу зарядки. Як перевірка полярності, так і перевірка вирівнювання управлятимуть контактором безпеки між джерелом постійного струму та BUT (див. рисунок 2).

Висновок 1

Випробувальна установка не вимагатиме повнофункціонального «автоматичного зарядного пристрою постійного струму», що дублює всі ці функції з додатковими витратами, оскільки вони вже містяться у випробувальній установці. Програмоване джерело живлення постійного струму буде просто необхідним для роботи як джерело постійного струму та постійної напруги (зарядка I-U) з можливістю автоматичного кросовера, а також з низьким рівнем пульсації, особливо при підключенні літієвих батарей.

Навіщо потрібна перевірка полярності?

Автоматичні промислові зарядні пристрої акумуляторів (наприклад, серія автоматичних зарядних пристроїв EA-BCI) мають функцію перевірки помилкової полярності. Вищезгадана випробувальна установка також має її містити. При підключенні BUT (тестованої батареї) до такої випробувальної установки або зарядного пристрою серії EA-BCI вихідне реле перебуває у стані ВИМК. І випробувальна установка, і BCI потім виконують такі дії:

a) Перевірте підключений BUT щодо правильної полярності.

Примітка: якщо акумулятор підключено до джерела постійного струму зі зворотною полярністю, це викликає щось схоже на коротке замикання і може серйозно пошкодити вихідний ланцюг джерела постійного струму (див. рисунок 3).

Якщо полярність правильна, то:

b) Перевірте напругу BUT, щоб встановити вихідну напругу джерела постійного струму на тому ж рівні, що й у BUT.

Примітка: джерело живлення постійного струму з імпульсним режимом має дуже енергетичну ємність на виході, виступаючи як вихідний фільтр. Якщо цей фільтр розряджений і до нього безпосередньо підключена батарея, результатом буде раптовий розряд високої енергії з батареї на фільтр, що згодом викличе сильну іскру (див. рисунок 4). Тільки якщо виявлено правильну полярність та рівні напруги джерела постійного струму та ПЗ були вирівняні, вихідне реле буде встановлено у стан ВКЛ і згодом підключить джерело постійного струму до батареї, що дозволить ініціювати процес зарядки.

Висновок 2

Програмовані блоки живлення постійного струму, наприклад, серії PSI 9000 або PS 9000, можуть використовуватися як зарядний пристрій I-U в таких випробувальних стендах для акумуляторів. Самі блоки живлення не обов'язково повинні мати вихідні захисні реле або додаткове вирівнювання напруги (функція захисту від іскор). Вони повинні бути програмованими, надійними, гнучкими (в ідеалі з автоматичним діапазоном) та мати низький рівень пульсації.

Рисунок 2 - Ідеальна установка для заряджання та керування акумуляторними батареями високої потужності.

* Схема контролю рівня напруги для встановлення вихідної напруги блока живлення на напругу акумулятора перед увімкненням захисного контактора

** Контролює правильну полярність підключення акумулятора та включає захисний контактор

Рисунок 3 – Відсутність налаштування = пошкодження через неправильне підключення полярності

Рисунок 4 – Відсутність налаштування = пошкодження через підключення до блоку живлення з розрядженими конденсаторами (тобто низька вихідна напруга)

Магазин Gtest® - офіційний постачальник джерел (блоків) живлення постійного струму в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/bloky-pitaniya