Нет, на практике заряжать и разряжать аккумулятор одновременно по законам физики невозможно. Вы или заряжаете, или разряжаете элемент питания — он не может делать и то, и другое одновременно.
Вы можете пользоваться, например, смартфоном или ноутбуком в тот момент, когда он заряжается. Но это не значит, что часть аккумулятора получает заряд, когда как в то же самое время другая часть отдаёт энергию гаджету (только если батарея не состоит из нескольких независимых ячеек). Тоже самое относится и к аккумулятору автомобиля — на его примере будет нагляднее объяснить.
В автомобиле нельзя заряжать и разряжать АКБ одновременно, как же так?
В автомобиле аккумулятор:
- • либо заряжается,
- • либо разряжается,
- • либо нет ни того, ни другого.
Он способен быстро менять одно состояние на другое, но генератор не может заряжать и разряжать аккумулятор одновременно.
Генератор повышает напряжение в бортовой сети автомобиля так, чтобы оно было достаточно высоким для обеспечения всей нагрузки. Притом иногда при изменении нагрузки время зарядки батареи может сократиться до минимума.
→ Какой аккумулятор в автомобилях Tesla и что у него внутри?
При достижении максимального напряжения аккумулятор начинает разряжаться — в этот момент он больше не заряжается. Как только напряжение батареи выравнивается с напряжением на генераторе переменного тока, достигается равновесие.
→ Теперь питание обеспечивается генератором переменного тока, батарея не заряжается и не разряжается.
После снятия дополнительной нагрузки батарея кратковременно заряжается до тех пор, пока вновь не достигнет равновесия. Это при условии, что в бортовой сети напряжение немного возрастает.
Но у литий-ионных аккумуляторов в телефонах и ноутбуках всё иначе?
Всё то же самое относится и к литий-ионным батареям. Концепцию «зарядки и разрядки одновременно с выделением тепла», конечно, никто не отменял (если вы понимаете, о чём речь), но на практике обычного гаджета составляет около 3,7 В, а зарядное напряжение намного выше (~5 В). То есть аккумулятор не используется во время зарядки.
Про концепцию «зарядки и разрядки одновременно с выделением тепла»
Вот, что иногда происходит в ноутбуках: если устройство с батарейным питанием от внешнего источника питания может выдерживать большие нагрузки, батарея в конечном итоге используется в качестве буфера внешнего питания.
Например, в контуре требуется цепь 10 А в течение 30 секунд, затем 1 А в течение следующих 30 секунд. Да, напряжение имеет значение, но давайте просто придерживаться тока, чтобы объяснить ситуацию проще.
Итак, в целом нам нужно 5,5 А в среднем. Допустим, что внешний источник питания может обеспечить 6 А (у ноутбуков обычно бывают адаптеры 4,74 А и 6,3 А, но для примера упростим).
Таким образом, в течение 30 секунд каждой минуты батарея разряжается со скоростью 4,4 А. в течение остальных 30 секунд она может заряжаться при 4,6 А. В данном случае 0,2 А — потери на зарядку и разрядку. Другими словами, в конце цикла батарея находится на том же уровне, что и раньше. Эти 0,2 А являются тем, что генерирует тепло.
***
Важно понимать, что в задаче «заряжать и разряжать аккумулятор одновременно» нет практического смысла (повторимся, речь не об использовании телефона во время зарядки, а о сложных химических процессах внутри батареи). Даже если это было бы возможно.
Просто мы создадим тем самым много тепла, особенно если ёмкость аккумулятора небольшая. Если это батарея на 10 Ач, то она будет генерировать много тепла, делая циклы при постоянном токе выше 2С. Это может превысить безопасные пределы батареи, если соответствующее тепловое управление не принято во внимание.
Вот тут и может возникнуть проблема, но не от зарядки и разрядки одновременно.
Добрый день. Вопрос. Есть автомобильный инвертор. К нему подсоединён аккумулятор 100 Ач. Он заряжается внешней зарядкой.Вопрос: можно ли никогда не выключать инвертор и приборы при постоянно включенной зарядке? Оно работает, но не навредит ли это аккумулятору или инвертору?Смысл в том, чтобы обеспечить бесперебойное питание.
Здравствуйте. Проконсультировались с инженером. Нужно проверить, как заряжает АКБ Ваше зарядное устройство — не «кипятит» ли. Если АКБ или инвертор греются, то лучше не использовать этот метод. А так в теории можно, но только инвертор всегда расходует энергию даже если нет нагрузки. То есть лишний расход. Если же инвертор хороший, то можно пренебречь. Но лучше, конечно, использовать ИБП с надлежащей схемой для этих целей, потому что количество циклов АКБ ограничено, а постоянная зарядка постепенно приводит к снижению ёмкости.
А если чуть другая ситуация, более сложная. Есть ИБП промышленный, который изначально работает от внешней акб и у него встроено зарядное на 10А. При отключении света он переключается на батарею, как и все ибп. Допустим свет отключают часто и ибп не успевает зарядить акб и поэтому иногда приходится подключать более мощное умное зарядное устройство 20А. И в ибп и в зарядном есть схема, которая отвечает за контроль заряда и т.д. Но что будет происходить, если они одновременно будут заряжать, и ибп со своей стороны и зарядное? Тут либо отключать ибп от 220 и подключать зарядку, но при этом ибп будет переходить на работу от аккумулятора и практически являться просто инвертором и в таком режиме зарядка акб будет происходить ну очень долго или одновременно оставлять обе зарядки, так как конечное устройство должно работать постоянно.
Андрей, здравствуйте. Чтобы как можно точнее ответить на Ваш вопрос, я обратился к нашим инженерам на производстве. Они рекомендуют не подключать зарядку, когда внешний АКБ подключён к ИБП, и одновременно с этим ещё и нагрузку. Многое зависит от схемотехники зарядки, но какая-нибудь из них может даже сгореть. Чтобы решить поставленную Вами задачу, наши инженеры рекомендуют заменить ИБП на более мощный. Во всех спорных ситуациях лучше следовать рекомендациям производителя по зарядке и обслуживанию аккумулятора, чтобы обеспечить оптимальную производительность и долговечность. Мы надеемся, что эта информация будет полезной. Если у Вас есть какие-либо дополнительные вопросы или проблемы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам. С уважением, компания Neovolt.