Перезарядом называют состояние, когда батарея уже набрала максимальную ёмкость, но зарядный ток продолжается поступать, увеличивая напряжение выше требуемого уровня. Такая ситуация опасна для всех типов аккумуляторных батарей из-за их физического разрушения, может привести к пожару или несчастному случаю.
Обслуживание аккумуляторов включает профилактические меры, направленные на недопущение случаев перезаряда и продление срока службы батареи. Обеспечение комплексного подхода и системности при обслуживании АКБ – важное условие для обеспечения безопасности на предприятии.
При перезаряде возникает явление теплового разгона – неконтролируемого процесса саморазогрева аккумулятора. Даже незначительное повышение температуры ускоряет химические реакции и это приводит к ещё большему повышению температуры: процесс становится неуправляемым. В результате происходит расплавление сепаратора, что приводит к короткому замыканию между электродами, воспламенению или взрыву АКБ.
Возгорание литиевого аккумулятора отличается сложностью тушения: пенные и углекислотные огнетушители малоэффективны, при пожаре в большом количестве выделяются ядовитые газы.
Основным методом защиты тягового АКБ от перезаряда является отключение зарядного тока при достижении нужного напряжения на клеммах. Для различных типов аккумуляторов это реализуется по-разному:
Свинцово-кислотные аккумуляторы не оснащаются встроенной защитой. Контроль за ходом заряда лежит на зарядном устройстве, которое работает по определённому алгоритму и отключает зарядку при достижении нужного напряжения. Самыми распространёнными режимами является адсорбционная зарядка и плавающий заряд.
Адсорбционная зарядка обеспечивает заряд при постоянном напряжении и постепенном снижении тока, плавающая – режим, в котором батарея поддерживается в полностью заряженном состоянии. Такой режим позволяет компенсировать саморазряд АКБ, поддерживая устройство в режиме, при котором не ухудшаются его характеристики.
Литий-ионные (Li-ion) тяговые аккумуляторы имеют многоуровневую защиту. Основным элементом является защита с помощью контроллера BMS (Battery Management System). Это плата, которая встроена в аккумулятор и управляет всем процессом заряда. Плата способна отслеживать напряжение каждой ячейки, предотвращая их разбалансировку. Если при заряде напряжение на какой-либо ячейке превышает допустимое, зарядное устройство снижает ток или переходит в режим балансировки АКБ.
Балансировка является важной составляющей защиты, т.к. в это время BMS выравнивает напряжение между ячейками, предотвращая перезаряд отдельной ячейки. Как правило, зарядное устройство современных тяговых батарей способно поддерживать связь с BMS по протоколу связи. Контроллер, на основе собранной информации выдаёт алгоритм заряда применительно к данному типу батареи, а так же отслеживает её температуру.