ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРОВ С ПОМОЩЬЮ БЛОКОВ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой источников питания постоянного тока, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Зачем использовать программируемые блоки питания постоянного тока для зарядки аккумуляторов, особенно литий-ионных?

Рисунок 1 - Трехканальный программируемый источник питания Matrix MPS-3033XP

Клиенты часто отправляют запросы на зарядные устройства средней или высокой мощности для обслуживания различных проектов, связанных с электрификацией транспортных средств (EV), таких как электровелосипеды, гибридные или полностью электрические автомобили или грузовики. Эти зарядные устройства часто используются как часть испытательного стенда для аккумуляторов в среде EV для проведения циклических, эксплуатационных и возрастных испытаний. Эти испытательные стенды обычно снабжаются механизмами управления, мониторинга и безопасности, соответствующими типу аккумулятора, который они собираются тестировать.

Механизмы управления и безопасности, встраиваемые в испытательные стенды, обычно включают в себя:

• Контроль напряжения, тока и мощности заряда
• Мониторинг
• Защита от обратной полярности (во избежание повреждений в результате подключения с обратной полярностью)
• Выравнивание напряжения (во избежание возникновения искр от аккумулятора к источнику постоянного тока и наоборот)
• Мониторинг температуры элементов аккумулятора
• Распределение напряжения/тока аккумулятора (на каждый элемент в ряду и его мониторинг)
• Аварийное отключение в случае неисправности (например, с помощью реле безопасности)
• Визуализация

Такие испытательные стенды, предназначенные для тестирования аккумуляторов, потребуют программируемого источника питания постоянного тока с соответствующим интерфейсом (аналоговым или цифровым, например, CAN) с высокой точностью, хорошим разрешением и низкой пульсацией. Он может служить регулируемой и очень гибкой магистралью питания постоянного тока, позволяя испытательному стенду подключаться к многочисленным различным типам аккумуляторных элементов или аккумуляторных батарей с различным номинальным напряжением и емкостью. Сам испытательный стенд обычно будет снабжен переключателем (механическим контактором или полупроводниковым реле) для надежного отключения источника постоянного тока и аккумулятора в условиях неисправности или замены тестируемого аккумулятора (BUT). Аналогичным образом, испытательный стенд будет снабжен устройством контроля обратной полярности, которое будет проверять правильность подключения полярности и уровня напряжения BUT (тест выравнивания) перед началом процесса зарядки. Как проверка полярности, так и проверка выравнивания будут управлять контактором безопасности между источником постоянного тока и BUT (см. рисунок 2).

Заключение 1

Испытательная установка не потребует полнофункционального «автоматического зарядного устройства постоянного тока», дублирующего все эти функции с дополнительными затратами, поскольку они уже содержатся в испытательной установке. Программируемый источник питания постоянного тока будет просто необходим для работы в качестве источника постоянного тока и постоянного напряжения (зарядка I-U) с возможностью автоматического кроссовера, а также с низким уровнем пульсации, особенно при подключении литиевых батарей.

Для чего нужна проверка полярности?

Автоматические промышленные зарядные устройства для аккумуляторов (например, серия автоматических зарядных устройств EA-BCI) имеют функцию проверки ложной полярности. Вышеупомянутая испытательная установка также должна ее содержать. При подключении BUT (тестируемой батареи) к такой испытательной установке или зарядному устройству серии EA-BCI выходное реле находится в состоянии ВЫКЛ. И испытательная установка, и BCI затем выполняют следующие действия:

a) Проверьте подключенный BUT на предмет правильной полярности.

Примечание: если аккумулятор подключен к источнику постоянного тока с обратной полярностью, это вызовет нечто похожее на короткое замыкание и может серьезно повредить выходную цепь источника постоянного тока (см. рисунок 3).

Если полярность правильная, то:

b) Проверьте напряжение BUT, чтобы установить выходное напряжение источника постоянного тока на том же уровне, что и у BUT.

Примечание: источник питания постоянного тока с импульсным режимом имеет очень энергетическую ёмкость на выходе, выступая в качестве выходного фильтра. Если этот фильтр разряжен и к нему напрямую подключена батарея, результатом будет внезапный разряд высокой энергии из батареи в фильтр, что впоследствии вызовет сильную искру (см. рисунок 4). Только если обнаружена правильная полярность и уровни напряжения источника постоянного тока и НО были выровнены, выходное реле будет установлено в состояние ВКЛ и впоследствии подключит источник постоянного тока к батарее, что позволит инициировать процесс зарядки.

Заключение 2

Программируемые блоки питания постоянного тока, например, серии PSI 9000 или PS 9000, могут использоваться в качестве зарядного устройства I-U в таких испытательных стендах для аккумуляторов. Сами блоки питания не обязательно должны иметь защитные выходные реле или дополнительное выравнивание напряжения (функция защиты от искр). Они должны быть программируемыми, надежными, гибкими (в идеале с автоматическим диапазоном) и иметь низкий уровень пульсации.

Рисунок 2 - Идеальная установка для зарядки и управления аккумуляторными батареями высокой мощности.

* Схема контроля уровня напряжения для установки выходного напряжения блока питания на напряжение аккумулятора перед включением защитного контактора

** Контролирует правильную полярность подключения аккумулятора и включает защитный контактор

Рисунок 3 – Отсутствие настройки = повреждение из-за неправильного подключения полярности

Рисунок 4 – Отсутствие настройки = повреждение из-за подключения к блоку питания с разряженными конденсаторами (т.е. низкое выходное напряжение)

Магазин Gtest® - официальный поставщик источников (блоков) питания постоянного тока в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/bloky-pitaniya