Vybíječka autobaterie - držák topení

[Valdano]

Zapojení a popis funkce desulfátoru pro trakční baterie, který jako zdroj používá tu samou baterii, kterou se snaží desulfátovat. Pracuje pokud je napětí na aku větší než 13,3V a automaticky se vypne při poklesu napětí pod 13V. Tím je zajištěno, že pracuje pokud je připojený akumulátor nabíjen. Vhodné pro trakční baterie v ostrovních systémech např. v systému fotovoltaické elektrárny.

[BOBOBO]

Už dlouho tady nebyla pohádková serie ....

[Valdano]

Tak přidám ještě jednu o Mařence Desulfence.

Zdroj

Princip desulfatace

Bylo zjištěno, že pulsy o určité frekvenci, tvaru a amplitudě, aplikované po určitou dobu na elektrody akumulátoru způsobí - laicky řečeno - rozdělení sulfátu olovnatého - PbSO4 na Pb a SO4, přičemž tyto dvě složky se vrátí tam kam patří: Pb na elektrody a SO4 do elektrolytu. To se projeví zvýšením hustoty elektrolytu. To znamená (za předpokladu jinak nepoškozeného akumulátoru) obnovu kapacity v mnoha případech až k výrobní hodnotě, zejména u nepříliš starých akumulátorů.

[Kremik]

Obecně lze doporučit proud cca 0,02 až 0,03 jmenovité kapacity baterie, ... Pro doplnění, je potřeba ještě hlídat teplotu baterie a nabíjení vypnout pokud se hřeje. Správně by to bylo při 45 stupních, ...

Další ukázka toho, že tyhle žvásty píšou lidé bez elementárních znalostí.
Proud 0.03 jmenovité kapacity např. běžné 44Ah startovací baterie je 1,32A. Krát 16 to máme 21W. I kdyby se všechen tento příkon (jedna žárovka v blinkru?) spotřeboval na teplo, teplota baterie se téměř nezmění. Kdepak nějakých 45 stupňů, leda tak na poušti v Africe
Pokud by došlo k tvrdému zkratu nabitého článku, pak je zas úplně jedno, jestli se baterka nabíjí nebo ne.
Takže zase jen kecy. Účinnost jakýchkoli pulzů není dosud potvrzena.

[Lukas-Peca]

Vlákno o desulfataci olověných baterek tu dlouho nebylo. Doufám, že to dotáhne aspoň na 47 stran. Ještě si musíme počkat na vyjádření těch pravých expertů.

[Kremik]

EKKAR s jeho žárovičkou v záporné půlvlně. Mu šetřím práci a píšu to za něj

[Valdano]

Účinnost jakýchkoli pulzů není dosud potvrzena.

A co by mělo být nespochybnitelným potvrzením. Nobelova cena za za pulzní desulfataci?

[Kremik]

Větší nárůst kapacity při pomalém nabíjení s pulsy oproti nárůstu kapacity při stejně pomalém nabíjení bez pulsů.

[Valdano]

Větší nárůst kapacity při pomalém nabíjení s pulsy oproti nárůstu kapacity při stejně pomalém nabíjení bez pulsů.

Zdroj: Experiment with desulfation of Lead-Acid Battery by High Frequency Pulse

EXPERIMENT
This experiment aimed to compare the effect of lead-acid batteries with sulfate on plates when charged with high frequency pulse. The experiment was divided into two phases. The first was battery charging with conventional chargers and the second was charging with high frequency pulse.

BATTERY
The batteries used in this experiment were lead-acid batteries FB EB125, which had been left unused for more than 6 months so sulfate built up on the plates of batteries resulted in an internal resistance higher than 20 mΩ and the fully-charged voltage dropped to 12.35 volts.

CONCLUSION
This experiment was a comparison between lead-acid battery charging with conventional chargers and lead-acid battery charging with high frequency pulse. The purpose of this study was to determine the effect of desulfation by high frequency pulse charging method. The results showed that after charging with high voltage, the internal resistance was lower. The fully-charge battery voltage and cold cranking amps were higher, resulting in better battery performance.

Další zdroj

Lab Test Results
In the experiment different batteries were tested using normal charger and pulsed charger. The frequency of the pulsed charger was set to 1 KHz, 5 KHz, 20 KHz, 100 KHz, 1 MHz, and 2.5 MHz in the tests. The charge level seems to reach above the level in the normal charger. Different effects can be seen in different charging frequencies. The comparison of the pulsed charging and normal charging is shown on the figures. The changes in the internal resistance is also shown for the different batteries. As seen in figure 2 the normal charger could charge only to the level of 1165 were as the highest was obtained at 2.5 MHz with the value 1275. The charge level reached at 5 KHz is 1250 which is a good level and not much less than in 2.5 MHz. Developing a high current charger at lower frequency is easier and economic too. Tests to carried in the field used the frequency of 5 KHz for the same reason. Internal resistance also decreased in pulsed charging but the change was more in the frequencies higher than 5 KHz, shown in figure 3. No significant effect is seen in 1 KHz. Data from the plot of internal resistance also suggests 5 KHz as optimum or usable.

[EKKAR]

EKKAR s jeho žárovičkou v záporné půlvlně. Mu šetřím práci a píšu to za něj

To není o žárovičce, ta jen určuje velikost toho vybíjecího proudu, protože místo zkratovacího impulsu nějakým výkonovým prvkem se ke generování vybíjecího proudu jednoduše využívá záporná půlvlna jednocestnýho usměrnění. Nabíjet se může rovnou jen přes diodu, i když i v týhle větvi obvodu se uplatní žárovka - jako stabilizátor a omezovač nabíjecí složky toho nesymetrickýho proudu. Samotnej proces desulfatace vlivem nesymetrickýho nabíjecího proudu funguje, princip je skutečně patentovanej VARTOU jako značkou, způsobů jak dosáhnout střídavýho působení nabíjecí a vybíjecí polarity na desky olověnýho akumulátoru je několik - ta s trafem, dvojicí antiparalelních diod a dvojicí k nim sériově zapojenejch žárovek je nejjednodušší. Komutaci proudu akumulátorem zajišťuje přímo transformovanej síťovej kmitočet. Všecky ostatní pulsní desulfátory musejí používat externě navozenou komutaci ať už pomocí MOSFETů, nebo jinejch spínacích prvků, řízenejch další elektronikou - neboli vzniká z toho vorloj. Hlídání teploty při desulfatačním nabíjení je nesmysl, protože už v tý patentový přihlášce Varty se píše o velikosti obou složekk proudu vzhledem ke kapacitě akučka - jsou to zlomky hodinový kapacity a ty jaxitaxi nemají šanci ohřát elektrolyt v baterce natolik, aby se teplota dostala někam do popisovanejch hodnot - nějakejch 45°C je nesmysl, protože doporučovaný hodnoty jsou v řádu pod 10% hodinový kapacity. Co má smysl hlídat, je napětí na baterii podrobovaný desulfatačnímu procesu - to by nemělo vystoupat nad 16,8V, aby se sulfatační proces zbytečně nevracel přebíjením. Jediný co je doslova vsázka do lotýnky je to, kdy se s desulfatací akučka začne - jestli už u prakticky novýho, kdy sulfatace ještě moc nepokročila - anebo až ve chvíli, kdy je nerozpustnýho síranu na deskách tolik, že to prakticky znemožňuje normální fungování akumulátoru - protože to už je obvykle pozdě a i přes snahu největší se takovej akumulátor odebere do věčnejch lovišť ...

[Otkundes]

Valdano,
akumulátor je chemický systém, jehož vlastnosti jsou závislé nejen na chemické čistotě použitého materiálu a na případném znečištění vnitřního prostředí článků při provozu, ale i způsobem jeho používání a dlouhodobou péčí o něj.
Výrobci u aku většinou udávají minimální dosažitenou (normovanou) kapacitu. Každý aku daného typu a výrobcem uvedené kapacity, může mít ve skutečnosti kapacitu trochu jinou.
I když nejdůležitějším parametrem u aku je jmenovité napětí a kapacita, nejsou to parametry jediné.
Z toho důvodu, můžou být odchylky na prezentovaných grafech zavádějící.
Pokud by se snad prováděly pokusy na stejném aku, pak se po dlouhodobé nečinnosti a z toho plynoucí míry sulfatace desek, jeho opakovanými nabíjecími a vybíjecími cykly, postupně část sulfátu na deskách rozpustila. Toho však můžete dosáhnout i nabíjením malým, jednocestně usměrněným proudem a tou zmíněnou malou žárovičkou, odebírající při takovém nabíjení asi 1/10 nabíjecího proudu.
Na obou prezentovaných grafech, levá strana na grafech, poukazuje na rozdílné startovací podmínky při testech.
A z praktického hlediska: pokud má aku při účinnosti 75%, kapacitu třeba 500 Wh, kde v garáži vezmete generátor doporučovaných 5 kHz o výkonu alespoň 50W? Případně s jakou účinností budete tento výkon generovat?

[Kremik]

EKKAR > No snad jsi nečekal, že k tomu budu psát takovej špalek jako ty Tohle téma považuju za probrané a můj názor na pulsy dostatečně vyjádřen. Debata má smysl pouze pokud bude pokračovat dále a přinese něco nového. Například odpověď, jestli vybitá olověná baterie nabíjená malým proudem může i během tohoto POMALÉHO nabíjení nějakým způsobem sulfátovat.
Všeobecně by bylo zajímavé a určitě i prospěšné proniknout hlouběji do chování sulfátu a probrat možnosti ovlivňování těchto procesů. Taktéž jak diagnostikovat míru sulfatace, protože jedině tak můžeme objektivně hodnotit nějaké výsledky.
Také bychom se mohli zamyslet nad tím, jestli a kdy je prospěšné provést vybíjecí cyklus olověných článků. Občas se o tom někdo zmíní, ale v praxi jsem nikdy žádný přínos provedením vybíjecího cyklu nepozoroval.

P.S. Všechno co děláme s baterkou ji opotřebovává. Pokud ji desulfátujeme pouze pomalým nabíjením, je to pro ni šetrnější, než když jí ještě k tomu proháníme zbytečné proudy nějakou poblbavou žárovičkou.

Střídavý proud snižoval vnítřní odpor nesintrovaných NiCd. Ale ne proto, že by byl střídavý, prostě proto, že baterií tekl. Střídavý proto, že jí tekl aniž by měnil stav jejího nabití.

Jo, ještě jedno téma by bylo na probrání. Dožití akumulátoru s obrácenou polaritou. Asi všichni víme, že kladné elektrody odcházejí mnohem dříve než záporné. V určité fázi jejich opotřebení je možné baterii přebít naopak. Původně kladné, již částecně opotřebené elektrody se stanou zápornými a jejich další opotřebovávání se tak výrazně zpomalí. Opotřebovávat se začnou původně záporné elektrody, které se nyní staly kladnými a v tomto okamžiku jsou stále ve výborném stavu. Celkový život baterie by se tak mohl jednoduchým způsobem podstatně prodloužit.

Kdysi jsem provedl experiment, kdy jsem ze záporných elektrod rozebrané baterie, jejíž kladné elektrody se i s mřížkou rozpadly na kousíčky, poskládal článek nový. Již po prvním nabití vykázal kapacitu kolem 2/3 původní kapacity článku. V dalších cyklech se jeho kapacita dále zvyšovala. Experiment jsem nedokončil pro problémy se svařenou nádobou, která i po vícero opravách pořád někde tekla. Materiál nádoby pocházel z původní baterie. Každopádně po elektrické stránce to slušný potenciál mělo.

[EKKAR]

Míru sulfatace můžeš posuzovat podle vnitřního odporu každýho článku nebo baterky jako celku. Musíš zajistit ostatní podmínky na stav srovnatelnej s jinýma = definovat, při jaký hustotě a svorkovým napětí se to bude měřit, můžeš do toho zahrnout i teplotu akučka/elektrolytu. Pak zatížit nějakým předem daným odporem/proudem, následnej pokles napětí převést na odpor Ri. Porovnávat navzájem samozřejmě můžeš jenom baterky srovnatelný konstrukce a srovnatelný nominální kapacity.

Desulfatace malým proudem je taky potvrzovaná, ale střídání nabíjení s vybíjením má experimentálně potvrzený lepší výsledky. Důvod je jasně řečenej, depolarizace styčný vrstvy elektrolyt-elektroda, lepší pronikání elektrolytu v kapalný fázi do už zkrystalizovanýho síranu. Postupný střídání nabíjecího proudu (s určitým omezením na malou hodnotu) s vybíjecím (s ještě nižší hodnotou) daný komutací proudu o síťovým kmitočtu diodama jasně definuje stav na elektrodách - buď se nabíjí, nebo se vybíjí, konstrukce elektrod není vystavená žádným proudovým nárazům, protože obě polarity proudu jsou omezený sériovou impedancí. To že ta impedance je zrovna žárovka nemá na princip komutace ani desulfatace žádnej vliv. Můžeš si tam vložit v podstatě cokoliv, co omezí proud v daný polaritě. Žárovky mají výhodu v nelineární teplotní závislosti odporu, která určitým způsobem stabilizuje proud.

Všecky ostatní metody vytváření impulsů používají vysoký hodnoty impulsního proudu, vytvářený krátkodobým zkratováním svorek akučka pomocí spínací součástky během nabíjení nebo dokonce i bez něj. Protože není definovaný, jaká nabíječka bude přitom k akumulátoru připojená a co v daným zapojení bude dělat ten "desulfátor" (buď je to popisovaný jako nějaká funkce procesorem řízenýho nabíječe, takže uživatel nezná průběh, nebo to jsou nějaký "pulsátory", řízený relaxačním oscilátorem nebo časovačem 555 - v obou případech uživatel ví naprostej prd o tom, jak velký proudy tam tečou kdy a kterým směrem), nikdo není schopnej popsat, k čemu tam dochází nebo bude docházet ani za jakejch podmínek, protože prostě nejsou definovaný impedanční podmínky v celým obvodu. Celý bych to přirovnal k zalívání okenního truhlíku hasičským "vodním dělem" - podle definice "zalívání je dodávka vody k rostlinám do truhlíku". Tam taky nikdo neví, co to udělá. Ale hlavně že se všeobecně ví, že impulsy "nějak fungujou" a tak se tam prostě nacpou, děj se co děj ...

Tenhle dred by ale měl bejt ne o nějakým pulsování, tazatel vznesl dotaz na výkonovej odpor, kterej by chtěl používat jako zátěžák buď pro definovaný vybíjení akučka při měření jeho reálný kapacity, nebo jako krátkodobej zátěžák pro zjišťování "kondice" akumulátoru pomocí porovnání jeho vnitřního odporu. Ten má s nějakým zasulfátováním resp. desulfatací společný jenom to, že sulfatace zvedá vnitřní odpor aku a tím to hasne.

[hajeklubos]

Děkuji všem za relevantní připomínky. Po té co se mi podařilo zvládnout výrobu šamotových trámečků držáku odporového drátu se ukázalo, že vyrobit nezničitelnou spirálu na koleně jde. Vyšlo to celé na cca 230Kč. Praskání šamotu na armatuře se nakonec ukázalo jako vhodná vlastnost, protože sestava pruží a tím pracuje s teplotou. Není to natvrdo. Vyndat armaturu šlo pouze kladivem, tak je to tvrdé. Na obrázku je konečná sestava, topný had 4m Kanthal průměr 1,2mm - 4x 1,2ohm.
Luboš

[hajeklubos]

Za sebe bych akci vybíječka uzavřel hlášením ze zatěžovacího testu. Při plné zátěži vychází z bedny vlažný vzduch, spirála ani nežhne, protože je řádně předimenzovaná. Bude to i požárně bezpečné.
Zapojení je tak triviální, že by ho zvládnul téměř každý. Pochybuju ale ,že to bude někdo dělat, dnes už se nebastlí ale nakupuje v Číně. Až mi to připadá, že vybitá baterka se nenabíjí ale vyhazuje. No všeho do času.
Luboš