Как сделать нагрузку для разряда аккумулятора

Обновлено: 05.07.2024

Бывают ситуации, когда вам нужно разрядить аккумулятор. Казалось бы, что может быть проще. Но здесь важно сделать разрядку правильно. Аккумулятор нельзя разряжать ниже определённого предела. Обычно этот порог контролируется по напряжению и при достижении нижнего предела разрядка останавливается вручную или автоматически. Если вовремя не прекратить разряд, это может привести к глубокому разряду АКБ. Такой результат нежелателен, особенно для кальциевых аккумуляторов. После этого аккумулятор может безвозвратно потерять часть своей ёмкости. Поэтому нужно знать, как правильно разрядить аккумулятор автомобиля. Об этом и будет наша небольшая статья.

Зачем разряжать аккумулятор автомобиля?

Разрядить АКБ может потребоваться, например, если вы хотите провести тренировочный заряд-разряд аккумулятора. Специалисты рекомендуют проводить эту процедуру хотя бы раз в год. Лучше всего заниматься этим осенью в рамках подготовки автомобиля к зиме. Это позволяет увеличить срок эксплуатации аккумуляторной батареи.

Разрядить аккумулятор может потребоваться, если вы хотите измерить реальную ёмкость вашей АКБ. В этом случае аккумулятор полностью заряжается, а затем ставится на разрядку фиксированным током. В процессе засекается время разряда до определённого напряжения (10,3 В общее или 1,7 В одна банка) и вычисляется ёмкость. Это поможет понять, сколько АКБ потеряла ёмкости от номинала и в каком состоянии она находится. Подробнее о напряжении аккумулятора автомобиля читайте в статье по ссылке.
Вернуться к содержанию

Способы разрядить аккумулятор

Как разрядить аккумуляторную батарею не снимая с авто?

Этот вид разрядки аккумулятора самый простой. Можно сказать, естественный.

Если у вас есть точный вольтметр в бортовой сети, то не потребуются никакие вспомогательные инструменты. Если же нет, то нужен мультиметр для контроля за напряжением аккумуляторной батареи. В противном случае вы просто прозеваете тот момент, когда нужно останавливать разряд. Этот момент контролируется именно по величине напряжения.

Как уже говорилось, нижний порог составляет 10,3 вольта на выводах всей батареи или 1,7 ─ одной банки. Конкретное время разрядки назвать сложно, поскольку для вытягивания энергии АКБ используются бортовые потребители. А они могут иметь разное энергопотребление. Если вам интересно, сколько весит автомобильный аккумулятор, читайте материал по ссылке.

Заглушите двигатель;
Включите фары (магнитолу, обогрев, стёкол, печку);
Периодически контролируйте напряжение аккумуляторной батареи (встроенным вольтметром или мультиметром прямо на выводах);
После того как значение напряжения упадёт до 10,3 вольта, разряд прекращается. После этого лучше всего сразу поставить аккумулятор на зарядку. Держать его в разряженном состоянии не следует.

Как разрядить АКБ вне авто?

Если вы хотите нормально провести контрольно-тренировочный цикл, то аккумуляторную батарею нужно снять с автомобиля. Затем полностью зарядить от сетевого зарядного устройства. После этого проверьте ареометром плотность электролита в каждой банке. В среднем это значение на полностью заряженном аккумуляторе должно лежать в интервале 1,27─1,29 гр./см3. Дополнительно можете прочитать материал о том, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством. Возможно, вам пригодиться статья о выборе зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Затем нужно разрядить АКБ. Для этого нужно собрать следующую схему.

Схема для разрядки автомобильного аккумулятора

Вольтметр в схеме нужен для контроля за напряжением. С помощью амперметра и реостата вы устанавливаете необходимый ток разрядки. Ток устанавливается исходя из того режима, в котором вы будете разряжать АКБ. В 10 часовом режиме разряда сила тока ставится 9% от номинальной ёмкости аккумулятора. Для распространённых на легковых авто батарей 55 Ач ток разряда будет около 4,95 А.

Выставляете ток и поддерживаете его до тех пор, пока напряжение на выводах не снизится до 10,3 вольта. Чтобы определить реальную ёмкость АКБ, величину тока в амперах умножаете на время разряда в часах. Получаете ёмкость в Ач.

Разрядка аккумулятора автомобиля лампочкой

Если у вас нет в наличии реостата, не проблема. Подходящее сопротивление можно сделать из автомобильной лампочки 12 В или нескольких. Подберите лампочки подходящей мощности. Для примера выше, чтобы получить ток 4,95 А нужна лампочка 12 В мощность 60 ватт. В остальном то же самое. Разряжаете аккумулятор до напряжения 10,3 вольта. Только учтите, что лампочки греются и под них нужно подложить что-то негорючее.

После проведённого полного разряда, АКБ нужно как можно быстрее поставить на зарядку с постоянным током. Так вы сможете зарядить его наилучшим образом. Рекомендуем также прочитать о том, почему быстро разряжается аккумулятор на машине.
Вернуться к содержанию

Разрядка аккумулятора многофункциональным зарядным устройством

Этот способ разрядить батарею самый безопасный и удобный, но нужно иметь многофункциональное зарядное устройство типа iMAX B6. С помощью подобных устройств можно провести заряд-разряд кислотного автомобильного аккумулятора, литиевого, щелочного. Такой подход удобен тем, что вам не нужно постоянно ловить с вольтметром окончание разрядки. Устройство автоматически прекратит процесс.

В случае с iMAX B6 от вас потребуется только задать тип батареи, разрядный ток и нижний порог напряжения АКБ, при котором следует остановить процесс. Дальше устройство разрядит аккумулятор и подаст сигнал об окончании операции. При этом оно вычислит реальную ёмкость АКБ в мАч. Далее, поменяв программу, можно поставить аккумулятор заряжаться. Кстати, реальную ёмкость можно вычислить при зарядке полностью заряженного аккумулятора. Советуем также прочитать статью, где поясняется нужно ли заряжать новый автомобильный аккумулятор после покупки.
Вернуться к содержанию

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Разрядник для тренировки АКБ автомобиля

_________________
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.

Вам достаточно будет подключить нагрузку к конт. "+12В", аккумулятор к "+АСС" и кнопку без фиксации или конденсатор для начального запуска между "+АСС" и "ON"
Диод D1 в Вашем случае не нужен, его можно закоротить.
Номиналы резисторов можно пересчитать исходя из имеющихся в наличии

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

Не забудьте, что сразу после окончания разряда батарея должна быть заряжена! Даже пара часов простоя разряженной батареи может дать заметную сульфатацию.
Я бы, например, паралельно схеме разряда релюшку поставил, чтобы, как только разряд прекратился, её контакты включили зарядное устройство.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Для koyodza
Приведённая Вами схема вполне заслуживает внимания. Однако, не доверяю я мосфетам в цепях, подключенных к свинцово кислой АКБ. В случае пробоя мосфета, пожар, взрыв, выход из строя АКБ и пр. обеспечен.
Второй неприятный момент - схема требует обязательного соблюдения полярности подключения к АКБ. В случае ошибки подключения, проблем не избежать.
Третье - наличие пусковой кнопки. В гаражных условиях (масло, грязь) микрокнопки быстро мрут. Придумывать какую-то конструктивную защиту - овчинка выделки не стоит.

Все перечисленные недостатки несущественны и предложенный вариант вполне можно считать достойной альтернативой.

Для as:
Была идея подключить к нормальнозамкнутому контакту реле зуммер. Вполне подошел бы зуммер повторителя поворотника, но свободного не оказалось в ниличии. Цеплять ЗУ к нормальнозамкнутому контакту я бы не стал, хотя, это вполне возможно. В литературе по тренировке АКБ всречаетя еще способ тренировки заряд/разряд в соотношении 4/3 с периодом 5 мин. Но это уже будет другая конструкция

_________________
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.

Необходим быстродействующий преобразователь питания средней мощности с высоким КПД? Он должен быть компактным и недорогим? Решение – карбид-кремниевые модули средней мощности WolfPACK производства Wolfspeed. В статье рассмотрены основные особенности модулей WolfPACK и показано, что переход на эту универсальную и масштабируемую платформу позволяет не только быстро разработать новые устройства, но и без значительных затрат времени и средств модернизировать уже существующие схемы на традиционной элементной базе.

схема требует обязательного соблюдения полярности подключения к АКБ. В случае ошибки подключения, проблем не избежать.

Вместо пусковой кнопки может быть конденсатор. Тогда запуск происходит в момент подключения аккумулятора. Зато в отключенном состоянии потребление схемы составляет доли мкА, в Вашей схеме это несколько мА
Можно перенести R2 с выхода на вход и добавить ещё один резистор для получения гистерезиса, тогда схема будет сама включаться, если напряжение выше порога включения, и отключаться, если ниже порога отключения, но в отключенном состоянии будет немного потреблять. Хотя всё равно меньше, чем Ваша

Критически важные распределенные системы требуют синхронного преобразования во всех подсистемах и непрерывного потока данных. Распределенные системы сбора данных могут быть синхронизированы как на основе АЦП последовательного приближения, так и на основе сигма-дельта (∑-Δ)-АЦП. Новый подход, основанный на преобразователе частоты дискретизации (SRC), содержащемся в микросхемах линейки AD7770 производства Analog Devices, позволяет достигать синхронизации в системах на основе сигма-дельта-АЦП без прерывания потока данных.

Можно перенести R2 с выхода на вход и добавить ещё один резистор для получения гистерезиса, тогда схема будет сама включаться, если напряжение выше порога включения, и отключаться, если ниже порога отключения,

Включается примерно при 13,2В и выше, отключается около 9,5В и ниже. Для других порогов номиналы можете пересчитать самостоятельно.
При подключении обратной полярностью просто пропускает на выход то что есть на входе минус падение на встроенном в Q1 диоде

При подключении обратной полярностью просто пропускает на выход то что есть на входе минус падение на встроенном в Q1 диоде

В том то и засада!
Если в качестве запуска использовать конденсатор, то при неправильной полярности включения схемы, отследить это будет невозможно, и АКБ будет разряжена в ноль.
Решением проблемы может быть применение диодного моста, включенного между АКБ и схемой. Но при этом ток, протекающий через нагрузку, будет протекать и по мосту, нагревая его. В результате, немного снизится точность срабатывания отключателя.

По поводу тока, потребляемого схемой в выключенном состоянии:
Потребление составляет 5-10мА, что сравнимо с током утечки АКБ. Этот параметр совершенно не критично в данном случае.

P.S. Сегодня закончился второй цикл разряда. По замеру времени разрядки, АКБ увеличила свою емкость примерно на 5%. Завтра прогоню еще цикл и на этом, наверное, закончу тренировку.

_________________
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.

После тренировки почти новой АКБ, пролежавшей год без зарядки и с напряжением на клеммах 9,5В, её емкость удалось поднять до паспортной! Очень неплохой результат!

Далее, решил потренировать АКБ, проработавшую 4 года в автомобиле в нормальном режиме. При первом разряде её ёмкость была 12,5 А/ч. После трёх циклов тренировки она упала до 10 А/ч. Вывод напрашивается сам собой.

_________________
Спасение утопающих дело рук самих утопающих.

В статье я хочу поделиться своим опытом работы с литий-ионными аккумуляторами. Расскажу об их хранении и правильной подготовке к хранению.

Содержание / Contents

↑ Коротко о проблеме

Как говорят многочисленные источники в Сети, хранить литиевые аккумуляторы рекомендуется при остаточном заряде около 40%, что для Li-Io составляет напряжение 3,6-3,7 вольта. Вручную подгонять такое напряжение затруднительно.

Обычные зарядники (например, мой OPUS BT-C3100 ), не имеют функции формирования напряжения хранения аккумуляторов.

У зарядного iMAX-B6 есть такой пункт в меню, но работать он может только с одним аккумулятором одновременно, т. к. это одноканальный прибор.

↑ Схема и работа разрядника для хранения лития

Для правильной автоматической разрядки нам нужен параллельный стабилизатор напряжения около 3,65±0,05 Вольта, с ограничением тока и индикацией окончания разряда аккумулятора. И желательно многоканальный.

Режим балансировки для нескольких последовательно соединённых бэушных аккумуляторов даже не рассматривал, т. к. они имеют очень большой разброс ёмкостей и внутренних сопротивлений.

После некоторых раздумий родилась такая простая схема.

Основа схемы — U1 регулируемый стабилитрон TL431 . С помощью делителя на R6 и R7 устанавливается пороговое напряжение открытия этого стабилитрона. При открытии U1 и протекании тока через R4 и R5 открывается транзистор Т2 и подаёт плюс батареи на затвор Т3. Открывшись, Т3 подключает к батарее нагрузку — лампочку.

При приближении напряжения аккумулятора к нижнему установленному пределу ток через лампу понижается до величины около 60-80 мА, и лампочка уже не светится, но разряд ещё идёт. Падение напряжения на лампе составляет около 1-1,5 Вольт.

Для индикации окончания разряда служит каскад на Т1 и светодиоде HL. Пока идёт разряд и напряжение на лампочке превышает 0,6 В, транзистор Т1 остаётся открытым, светодиод HL светится.

При достижении аккумулятором напряжения нижнего установленного предела регулируемый стабилитрон TL431 закрывается, соответственно — последовательно закрываются Т2, Т3 и Т1. Светодиод HL гаснет.
В этом состоянии разрядник, потребляя менее 1 мА, и может находиться продолжительное время. Про аккумулятор в разряднике можно забыть на пару недель, и ничего неприятного с ним не случится.

↑ Разрядник на макетке

↑ Печатные платы

Плата под выводные детали — удобна для повторения в домашних условиях.

Плата под smd. Я заказывал у китайцев.

↑ Детали разрядника

Я предлагаю два варианта платы: для выводного и smd монтажа, поэтому далее упоминаю детали для обоих типов.

Т1 и Т2 — любые маломощные кремниевые PNP транзисторы. В выводном корпусе TO-92 подойдут: BC556B, 2SA733, 2SA1206, КТ203, КТ208, КТ209, КТ3107, КТ502 и масса других. Перед установкой следует верно определить выводы Э-Б-К и правильно запаять.

Например, на вывод базы оденьте изолятор белого цвета, на коллектор — красного, на эмиттер NPN — синего, на эмиттер PNP — чёрного или коричневого, или какого у вас больше. Цветовая схема на ваш вкус. И вы уже никогда не ошибётесь с распайкой выводов.

PNP транзисторы в планарном корпусе SOT23: BC807, а также другие, с обозначениями W06, 5Ap, 3Ep, K3N, 2A, 2D, 2L, t06, DKs.

Т3 — полевой n-канальный MOSFET транзистор, у меня планарный APM3054N в корпусе TO-252, с негодной материнской платы. Важное условие — напряжение открытия MOSFETa должно быть не более 2,5 Вольт, желательно даже около 2,0. Подходят большинство низковольтных полевиков со старых материнок.

Высоковольтные, силовые полевики не подходят — у них напряжение открытия (sourse-gate) превышает 3,5 вольта, и они просто не откроются.

Полевики в больших планарных корпусах (ТО-263, DD-PAK) — CEB6030, K3570, K3296, K3572, 15N03, 14N03, FDB6670, FDB6035.
В корпусе TO252 — T40N03, APM2510, 70T03, P75N02.

Реальный совет — купите на рынке или найдите совсем старую убитую материнку, распотрошите и выберите нужные детальки. Всё есть на них.

Нагрузка — лампочка 6,3 В × 0,3 А, применялись повсеместно для освещения шкал ламповых радиоприёмников. Более позднее их применение — новогодние гирлянды и т. п. При отсутствии таких лампочек можно установить резистор 10-15 Ом на мощность не менее 1 Вт.

Светодиод HL — любой, видимого цвета, у меня он жёлтый.

Резистор R7 — желательно многооборотный — точнее настройка, и напряжение не прыгает со временем.
Остальные резисторы — какие есть в 50-летних запасах Родины, т. е. любые, по наличию, ±50% от номинала.

Если планируется более серьёзная нагрузка — в качестве Т3 необходимо применить более мощный транзистор и радиатор.

↑ Настройка порога отключения

Перед первым включением желательно проверить монтаж. Это быстрее и проще, чем искать и менять умершие детали на уже смонтированной плате с плотным расположением.

На вход разрядника подайте напряжение 3,65 Вольта от регулируемого источника и с помощью R7 установите порог зажигания светодиода. Потом проверьте поведение схемы при несколько запредельных значениях нужных параметров (4,5 — 3,0) В. Но можно ограничиться и только установкой порогового напряжения.

Если вы считаете, что порог должен быть другим — устанавливайте свой. В принципе, на основе этой схемы можно рассчитать разрядник с любым разумным напряжением и мощностью. Изменяются только параметры делителя R6-R7 и мощность транзистора Т3 (полевики можно параллелить).

↑ Магнитные клеммы

Эту идею нашёл где-то в форумах Датагора. Держатся замечательно, при небольших токах проблем нет. Только провода нужно припаивать к железной подошве (!) магнита, а не к самому магниту. Иначе — размагнитятся, лично проверил.

Припаивать провод желательно, предварительно пропустив его через одно из отверстий железного основания. Так провод переломится намного позднее.

↑ Моя итоговая конструкция разрядника

Лампочка впаивается в плату между точкой U4 и точками 1—1 (шина +5 Вольт). На фото ниже это хорошо видно.

Плата в работе.

↑ Заметки о литии

1. В разрядник нужно вставлять предварительно заряженный (!) аккумулятор.

2. Всё описанное выше можно, и даже желательно, применять и к новым Li-Io аккумуляторам для их хранения более 1-2-х месяцев. Например, на зимнее межсезонье.

3. Естественно, эта методика применима ко всем другим Li-Io аккумуляторам, например — от сотовых телефонов. У них иногда барахлит контроллер, а сам аккумулятор — в рабочем состоянии.

↑ Файлы

🎁Платы печатные, оба варианта в lay.7z 13.04 Kb ⇣ 47
Плату под SMD при печати зеркалить не нужно. Монтаж идёт со стороны фольги.

Простенький проект, я сделал блок для разряда аккумуляторов используя галогеновые лампы. Теоретически работает с аккумуляторами 2S, 3S, 4S, 5S и 6S.

Ранее мы обсуждали, как утилизировать литиевые аккумуляторы, использование соленой воды – это простое решение, но требует слишком много времени чтобы полностью разрядить аккумулятор если до этого он был не полностью разряжен.

Так что я сделал этот девайс из ламп чтобы ускорить процесс. Теперь я могу подключить его к литиевому аккуму и потребуется чуть меньше часа чтобы разрядить 2200 мАч 3S батарею.

Схема устройства

Потребуется 6 лампочек и выключатель.

Есть возможность выбирать режим 12/24В: 12В для аккумуляторов 2S/3S, режим на 24В может использоваться для 4S, 5S и 6S.

Лампочки мощностью 20 Ватт, каждая из них будет потреблять ток 1.67А. Группа из 3х ламп потребляет 5А (3 лампы соединены параллельно), теоретически это значит, что они разрядят аккумулятор 3S емкостью 2000мАч за 24 минуты.

Однако, потребляемый ток падает по мере снижения напряжения, так что разряд постепенно замедляется. Следовательно, это займет больше чем 24 минуты. Так же нужно учесть, что есть отсечка по минимальному напряжению, около 1 или 2 вольт, т.е. аккумулятор не будет разряжен полностью, но в любом случае останется очень небольшой заряд.

Необходимые детали

Я старался сделать устройство как можно более простым, все детали куплены на ebay. Итоговая стоимость меньше 10 долларов.

6 х 12В галогеновых ламп (20Вт)
4 трехконтактных винтовых клеммников (можно использовать 6 двух контактных)
1 выключатель
1 макетная плата
Небольшой кусок провода, выдерживающий ток разряда (в моем случае максимум 10А, так что провод калибром 22AWG или более толстый подойдет, см таблицу)

И дополнительные части для переключателя 12В/24В

Разъем XT60-папа
Bullet разъем диаметром 3.5мм

Собираем устройство

Винтовые клеммники

Я использую винтовые клеммники потому что это позволяет легко менять лампы, как вы знаете, иногда лампочки перегорают и перестают работать 🙂

Еще это позволяет подключать нужное число ламп, делая устройство более универсальным.

Возможно позже вы захотите подключить другой тип нагрузки, например резисторы вместо ламп. Благодаря клеммникам – это возможно.

Переключатель режима 12В/24В

Эти лампы рассчитаны на 12В, так что если вы хотите разряжать аккумуляторы 4S или больше, вам нужно соединить лампы последовательно.

Выключатель и кабели

Выключатель на самом деле не очень то и нужен. Но я решил сделать устройство более удобным, на случай если что-то случиться с аккумулятором и я не смогу отключить его, в этом случае поможет выключатель.

Конечно вы можете просто выдернуть переключатель режимов 🙂

Замечу, что я использовал достаточно длинные провода, так что аккумулятор может располагаться на некотором расстоянии от устройства.

Дальнейшие апгрейды

Эти лампочки очень горячие! Я думаю не плохая идея – закрепить вентилятор для увеличения рассеивания тепла. Вентилятор, наверное, можно будет запитать от 5В через понижающий регулятор.

Тестирование

Я тестировал всего с 1 лампой. В момент включения бывает скачок тока (2.6А), затем он стабилизируется на 1.6А. Как только они прогреются, ток больше не будет скакать, после повторных включений и выключений. Ни на что не влияет, просто для меня было интересно это узнать.

Лампы с заявленной мощностью 20Вт, с моим аккумум 11.9В они потребляют 19Ватт, что очень похоже на правду.

При использовании режима 24В, мощность падает практически вдвое (как и ожидалось, сопротивление увеличилось, когда нагрузка соединена последовательно). Так что можно переключить на 12В как только 4S аккумулятор разрядится ниже 12В.

Читайте также: