Критерии выбора зарядных устройств для тяговых аккумуляторных батарей PzS и PzV

 На сегодняшний день аcсортимент тяговых АКБ необычайно обширен.

Организация эксплуатирующая напольный электротранспорт, как правило,к тяговым батареям предъявляет следующие требования:

1. Оптимальное время заряда Аккумулятора
2. Максимально возможный срок эксплуатации тяговых аккумуляторов
3. Минимизация затрат на электроэнергию при заряде и обслуживанию тяговых батарей

Режимы эксплуатации тяговых АКБ можно разделить на следующие типы:

1. Одно, двух или трех сменная работа напольного транспорта
2. Легкий режим работы, глубина разряда батарей до 60% С(5), температура электролита до 30*С
3. Интенсивный режим работы, глубина разряда батарей 80% С(5) и выше, температура электролита более 30*С, большие ударные разрядные токи.
4. Возможность подзарядки во время работы.

В связи свыше перечисленным, правильный подбор зарядной станции к конкретному типу тяговых АКБ чрезвычайно важен.

Зарядные устройства для тяговых батарей по своему принципу работы можно разделить на три типа:

1. Низкочастотные (50-60 Гц.) трансформаторные с неуправляемым выпрямителем. Возможна реализация только профилей типа W, WoWa.
2. Низкочастотные (50-60 Гц.) трансформаторные с управляемым выпрямителем.
3. Высокочастотные полностью управляемые инверторные зарядные устройства. Возможна реализация всех существующих профилей заряда.

На территории стран постсоветского пространства, в силу своей дешевизны, наибольшее распространение получили зарядные станции первого типа.

В DIN41772 приведены основные режимы заряда (профили).

W – характеристика (падающая):

W, Wa, WoWa, WU, WUWa. Это семейство характеристик формируют трансформаторные зарядные станции первого типа

U – характеристика:

U

I – характеристика:

I, Ia, IoIa, IU, IUW, IUIa. Это семейство характеристик могут формировать зарядные станции для аккумуляторов второго и третьего типа ( инверторные).

Где:

• Падающая характеристика зарядного тока,W
• Стабилизированное напряжение, U
• Стабилизированный ток, I
• Автоматическое переключение, 0(ноль)
• Автоматическое отключение, а

Зарядные устройства для тяговых батарей реализующие вышеперечисленные характеристики (профили) заряда должны обеспечить требования допусков по выходным параметрам в соответствии с DIN 41773 для токов +/-2%, для напряжения +/-1%, для Wхарактеристики в соответствии с DIN 41774: +/-0,05Vpc.

При заряде свинцово-кислотных аккумуляторов трансформаторными нерегулируемыми (первый тип) зарядными станциями обеспечить требования DIN 41773,DIN 41774 сложно, так как зарядный ток зависит от изменения напряжения питающей сети не линейно (рис 1).

“ Зарядные устройства для тяговых аккумуляторных батарей не оборудованные средствами стабилизации выходных параметров имеют выходной ток зависящий от колебаний напряжения питания. Увеличение входного (питающего) напряжения ЗС на 5% приводит к неконтролируемому увеличению зарядного тока, при напряжении 2,0В/элемент на 15%, при 2,4В/элемент на 30%, а при 2,65В/элемент составляет около 50%. Поэтому особенно после превышения напряжения газообразования (2,4В/элемент), увеличение питающего напряжения на 5% и продолжение заряда более 5 минут приводит к деградации АКБ….”

Проблема в большом числе случаев становится не разрешаемой при эксплуатации станций в условиях сегодняшнего состояния энергосистем предприятий постсоветского территориального пространства.

Ниже приведены изображения некоторых профилей в взаимосвязях параметрах напряжение, ток, время.

Рис 2.

Рис 3.

Рис 4.

Рис 5.

Пример расчета критичных значений тока формируемых зарядным устройством для тяговых АКБ емкостью 520 А*ч для различных профилей заряда.

Профиль Wa:

• Начало заряда от 12 A/h*5.2=62.4 Ампер до 16 A/h*5.2=83Aмпер
• Окончание заряда от 3A/h*5.2=15.6 Aмпер до 4 A/h*5.2=20.8 Aмпер

Профиль WoWa:

• Начало заряда от 20 A/h*5.2=104 Ампер до 30A/h*5.2=156 Ампер.
• Точка перелома (2,4 В), 8A/h*5.2=41.6 Ампер.
• Окончание заряда 4 A/h*5.2=20.8 Ампер.

Профиль IUIa:

• Начало заряда от 14 A/h*5.2=72 Ампера до 20 A/h*5.2=104 Ампера.
• Окончание заряда 5 A/h*5.2=26 Ампер.

Профиль IUIa (электролит- гель):

• Начало заряда от 12 A/h*5.2=62.4 Ампера до 14 A/h*5.2=72.8 Ампер.
• Окончание заряда от 1 A/h*5.2=5.2 Ампера до 1,4 A/h*5.2=7.28 Ампер.