4Фев

Аккумуляторная батарея это: Аккумуляторная батарея — это… Что такое Аккумуляторная батарея?

Содержание

ᐉ Аккумуляторная батарея (АКБ) автомобиля

Видео: Как устроен аккумулятор? Типы аккумуляторов (АКБ). В чём разница и как правильно заряжать? Как обслужить аккумулятор? Какой АКБ лучше? Секреты выбора аккумулятора для автомобиля. Правильная зарядка аккумулятора. Как проверить АКБ (аккумулятор) без нагрузочной вилки?

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких (из трех или шести) одинаковых по своему устройству аккумуляторов, соединенных между собой последовательно.

Простейший аккумулятор представляет собой два электрода — свинцовые пластины, опущенные в электролит (раствор серной кислоты и воды). В результате действия электролита на поверхности обеих пластин появляется налет кристаллического сернокислого свинца, а плотность электролита, т. е. содержание в нем серной кислоты, уменьшается.

Обязательным условием работы аккумулятора является зарядка, т. е. пропускание через него электрического тока. При зарядке происходит химическая реакция, приводящая к увеличению плотности электролита и изменению состава поверхностного слоя пластин. Пластина, соединенная с положительным полюсом генератора, покрывается слоем перекиси свинца, а пластина, соединенная с отрицательным полюсом, — чистым губчатым свинцом.

Если заряженный таким образом аккумулятор соединить, например, с электрической лампочкой, то она загорится. Произойдет разрядка аккумулятора, в результате которой выделится электрическая энергия и произойдут обратные химические превращения пластин и электролита. При этом плотность электролита уменьшится, а пластины снова покроются налетам сернокислого свинца. Количество запасенной аккумулятором электрической энергии зависит в основном от количества участвующих в химических превращениях соединений свинца, т. е. от количества активной массы пластин. Чем больше активной массы на пластинах аккумулятора, тем больше электрической энергии он может накопить при зарядке.

Аккумулятор состоит из бака 1 с электролитом, положительных 11 и отрицательных 12 пластин, отделенных одна от другой изоляционными пластинами — сепараторами 10.

Сечение бака прямоугольной формы. Бак изготовляется из кислотостойкой пластмассы или эбонита и имеет на дне ребра 13, на которые опираются пластины.

Рис. Устройство аккумуляторной батареи: 1 — бак; 2 — межэлементное соединение; 3 — пробка; 4 — заливное отверстие; 5 — крышка аккумулятора; 6 — заливочная мастика; 7 — штырь; 8 — мостик баретки; 9 — предохранительный щиток; 10 — сепаратор; 11 — положительная пластина; 12 — отрицательная пластина; 13 — ребра

Пластины, как отрицательные, так и положительные, отливаются из свинца и делаются решетчатыми, чтобы в них поместилось больше активной массы. Для прочности решеток в свинец добавляется немного сурьмы. Решетки пластин заполняются активной массой, состоящей в основном из соединений свинца.

Количество запасаемой (и отдаваемой при разрядке) аккумулятором электрической энергии зависит не только от количества активной массы, «о и от размера ее поверхности, соприкасающейся с электролитом. Чтобы увеличить эту поверхность, в аккумуляторе устанавливается по нескольку одноименных пластин, соединенных в полублоки: полублок отрицательных пластин и полублок положительных пластин. Каждый из этих полублоков имеет свою выгодную клемму — штырь 7.

При сборке полублоков в один блок положительные пластины вставляются между отрицательными, а между пластинами помещаются сепараторы.

Сепараторы изготовляются из специально обработанного дерева, микропористой пластмассы или из стекловолокна. Они предупреждают короткое замыкание пластин и в то же время свободно пропускают через себя электролит.

Отрицательных пластин в блоке всегда на одну больше, чем положительных. Это делается для того, чтобы лучше использовать площадь положительных пластин и предохранить их от разрушения. Собранный блок пластин вставляется в бак.

Аккумулятор закрывается сверху крышкой 5, имеющей два отверстия для штырей 7 — положительного и отрицательного — и одно отверстие 4 с резьбой для пробки аккумулятора. Через это отверстие заливается электролит и контролируется его уровень. В пробке 3 имеется вентиляционное отверстие, сообщающее полость аккумулятора с атмосферой, что необходимо для выхода газов, выделяющихся при химических реакциях. В некоторых батареях для этой цели служат специальные отверстия в крышках.

Аккумуляторы при помощи межэлементных соединений 2 (свинцовых пластин) соединяются в батарею. После сборки батареи края крышек аккумуляторов заливаются специальной кислотостойкой мастикой 6.

В качестве электролита для свинцовых аккумуляторных батарей используется раствор химически чистой серной кислоты и дистиллированной воды. Соотношение кислоты и воды в электролите определяется после зарядки по его плотности с помощью ареометра. После зарядки плотность электролита должна соответствовать климатическим условиям эксплуатации автомобиля: в северных районах плотность электролита должна быть выше, в южных — ниже.

Плотность вещества есть величина, измеряемая массой вещества в единице объема. Численно она совпадает с удельным весом.

Так, для южных районов плотность электролита независимо от времени года должна быть 1,25, для центральных — 1,27, для северных — 1,29. Для районов с резко континентальным климатом плотность электролита зимой должна быть 1,31 и летом 1,27.

Состояние заряженности исправной аккумуляторной батареи и плотность ее электролита связаны между собой определенной зависимостью, что позволяет по плотности электролита судить о состоянии аккумуляторов батареи.

Степень заряженности аккумуляторов батареи проверяется также при помощи нагрузочной вилки. Если вольтметр нагрузочной вилки показывает 1,7 в без снижения напряжения в течение 5 сек, то аккумулятор исправен и полностью заряжен. Если напряжение аккумулятора под нагрузкой меньше 1,5 в, то он разряжен.

Таблица. Плотность электролита и степень разряженности аккумуляторной батареи

Климатические районы Нормальная плотность электролита Предельно допустимая плотность при разрядке
на 25% (зимой) на 50% (летом)
Северные 1,29 1,25 1,21
Центральные 1,27 1,23 1,19
Южные 1,25 1,21 1,17

Быстрое падение напряжения аккумулятора под нагрузкой свидетельствует о неисправности аккумулятора. Держать нагрузочную вилку включенной свыше 5 сек нельзя: аккумулятор быстро разрядится.

Исправный и заряженный свинцовый аккумулятор независимо от количества в нем пластин дает ток напряжением 2 в.

Для получения большего напряжения аккумуляторы соединяются последовательно: батарея из трех аккумуляторов имеет напряжение 6 в, из шести — 12 в. Часто вместо одной 12-вольтовой батареи на автомобиле устанавливаются две 6-вольтовые. Соединяются батареи в этом случае последовательно.

Рис. Специальная пробка аккумулятора: 1 — предохранительный диск; 2 — центральная трубка; 3 — вентиляционное отверстие; 4 — резиновая шайба; 5 — корпус пробки

Количество электричества, отдаваемое полностью заряженной аккумуляторной батареей при разрядке ее током определенной силы до предельно допустимого напряжения, называется емкостью

аккумуляторной батареи. Емкость измеряется в ампер-часах.

Аккумуляторные батареи маркируются условными обозначениями, наносимыми на межэлементные соединения. Так, например, маркировка 3-СТ-70-ПМ означает следующее: первая цифра «3» — количество последовательно соединенных в батарее аккумуляторов, буквы «СТ» — что это батарея стартериого типа. Цифра «70» обозначает емкость аккумуляторной батареи, которая равна 70 ампер-часам. Буква «П» указывает на материал, из которого изготовлен бак; в данном случае из асфальтопековой массы с кислотостойкими вставками. Если вместо буквы «П» стоит буква «Э», значит бак эбонитовый; если «В» — бак из асфальтопековой массы, но без кислотостойких вставок. Наконец, последняя буква характеризует материал сепараторов: «Д» — деревянные, «М» — мипор, мипласт или различные комбинированные пластмассовые материалы.

Для обеспечения работоспособности аккумуляторной батареи при полном погружении ее в воду, что необходимо для автомобилей Урал-375 и других специальных автомобилей, способных преодолевать броды большой глубины, применяют специальные пробки, которые ввинчиваются в отверстия крышек аккумуляторов взамен стандартных пробок.

В обычных условиях специальная пробка через отверстие 3, вырезы в предохранительном диске 1 и канал центральной трубки 2 сообщает полость аккумулятора с атмосферой, что необходимо для выхода газов, выделяющихся при работе аккумулятора.

При погружении аккумуляторной батареи в воду вода, проникая через отверстие. 3 внутрь пробки, несколько поджимает воздух, находящийся в полостях пробки и аккумулятора. Противодействие давления поджатого воздуха предотвращает дальнейшее поступление воды в полость специальной пробки и, следовательно, в полость аккумулятора. Высота центральной трубки подобрана с таким расчетом, чтобы обеспечить нормальную работу аккумуляторной батареи при практически любой глубине преодолеваемого брода.

Таблица. Аккумуляторные батареи

Марка автомобиля
Маркировка батареи Количество батарей на автомобиле Основные данные батареи
количество аккумуляторов напряжение, в емкость, а-ч общий вес, кг
ГАЗ-69 и ГАЗ-69А 6-СТ-54 1 6 12 54 24,8
ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А 3-СТ-70ВД 2 3 6 70 16
ЗИЛ-157К, ЗИЛ-164 А, ЗИЛ-157, ЗИЛ-164, ЗИЛ-151 и ЗИЛ-150 3-СТ-84ПД 2 3 6 84 19
Урал-375 6-СТЭН-140М 1 6 12 128 58
КрАЗ-214 и КрАЗ-219 6-СТЭМ-128 4 6 12 128 58

физические и человеческие факторы воздействия

В процессе эксплуатации аккумуляторные батареи подвергаются воздействию различных факторов: механических, температурных, химических и электрохимических. В результате их воздействия возникают неисправности, которые или снижают электрические характеристики аккумуляторов, или преждевременно выводят их из строя. В большинстве случаев неисправности являются результатом небрежного или неправильного ухода и обслуживания аккумуляторных батарей при их эксплуатации. При этом признаки неисправности аккумуляторных батарей обширны и разные, поэтому определить настоящую причину выхода из строя порой очень сложно.

Одной из главных причин естественного выхода из строя — полная выработка ресурса аккумулятора. Причиной этому является физика электрохимического процесса заряда и разряда. Накапливая и отдавая накопленную энергию, пластины с нанесенной на них активной массой расширяются и сжимаются, что приводит к разрушению их структуры. Активная масса начинает опадать от электродов и скапливаться на дне корпуса, что впоследствии может привести к замыканию пластин еще до того, как они полностью оголятся и перестанут накапливать энергию.

Для продления срока службы аккумуляторов производители подвешивают пластины, оставляя пространство до дна корпуса, чтобы осыпающийся шлам не замыкал электроды, а также используют специальные конверты-сепараторы, которые представляют собой пористую структуру, легко пропускающие электролит, но при этом предотвращающие замыкание.

 Кроме того, тут присутствует и естественный процесс коррозии положительного электрода, который растет с «возрастом» батареи. Это — плотный слой двуокиси свинца на поверхности решетки, который не работает как активный материал. Коррозия протекает на поверхности электрода, медленно проникает внутрь, оказывает растягивающее воздействие и ухудшает проводимость решетки электрода. Более того, она воздействует и на положительный вывод аккумулятора: деформированный и увеличенный положительный электрод придает усилие соединительному мосту, а тот, в свою очередь, выдавливает положительный выводной борн аккумулятора.

К сожалению, коррозия идет постоянно (и при работе, и при хранении), ее нельзя предотвратить, она необратима. Скорость коррозии можно только минимизировать за счет правильной эксплуатации аккумуляторов.

Если рассматривать человеческий фактор, то основная причина – это неконтролируемый глубокий разряд. Влияние глубокого разряда на состояние пластин очень велико, а отследить его наступление достаточно сложно.

Почему глубина разряда так важна? При разряде ионы серной кислоты из электролита входят в электроды – они расширяются: твердый кристалл неорганического вещества, будто губка, расширяется в пространстве, при этом, чем больше вошло серной кислоты в электроды, тем больше их структурное расширение, а значит, тем больше растрескивание и потеря физического контакта у частичек электрода. Именно поэтому заводы- производители указывают в разрядных таблицах на каждый тип аккумуляторной батареи допустимый ток нагрузки, временные интервалы нагрузки для этого тока и конечное напряжение разряда, а при циклическом режиме эксплуатации — количество циклов заряда/разряда при допустимой глубине разряда. Эта причина актуальна для любого типа и модели свинцово-кислотных аккумуляторов.

Второй весьма важной причиной выхода из строя аккумулятора из-за человеческого фактора является несвоевременное или полное игнорирование интервалов заливки дистиллированной воды в обслуживаемые заливные аккумуляторы. Это часто бывает, если периодически не отслеживать уровень электролита в элементах. Для этого производители в заливных аккумуляторах используют прозрачный корпус (обычно из пластика SAN – стирол-акрило-нитрил) с метками максимального и минимального уровня электролита.

При низком уровне электролита сначала высыхает верхняя часть пластин, она попросту выходит из контакта с электролитом, перестаёт отдавать ёмкость и, конечно же, сульфатируется остатком серной кислоты на поверхности пластин. Далее, в процессе заряда, дистиллированная вода постепенно выпаривается, а уровень электролита снижается, пока электролит не превратится в высококонцентрированную серную кислоту, и тут уже коррозия и глубокие разряды «добьют» аккумулятор.

Третья весьма популярная причина, влияющая на преждевременный выход из строя аккумулятора – это перезаряд. Обычно он возникает в двух случаях: первый – когда аккумулятор осознанно ставят после заряда еще раз на заряд; второй – если аккумулятор старый, внутреннее сопротивление у него уменьшилось, и автоматическая зарядное устройство будет отключаться позже, чем планировалось.

Если в эксплуатации обслуживаемый аккумулятор, то это грозит более частыми операциями по заливу дистиллированной воды и более скорому выходу аккумулятора из строя из-за повышения коррозии электродов у горячего аккумулятора. А если это необслуживаемый (герметизированный) аккумулятор, то избыточная энергия от зарядного устройства пойдет на электролиз дистиллированной воды, которая впоследствии за счет избыточного давления газовыделения выпарится через односторонний клапан обратного давления в аккумуляторе. Но так как невозможно залить в необслуживаемый аккумулятор воду, то мгновенно выявляются все признаки выхода из строя, названные во второй причине: осушение пластин – глубокие разряды – осыпание пластин – полный выход аккумулятора из строя.

Более того перезаряд сопровождается обильным тепловыделением. И если не контролировать этот процесс, то неизбежен эффект «терморазгона», когда выпускные клапаны уже не в состоянии «вытравить» избыточное давление и оно воздействует механически на корпус, деформируя его или даже разрушая.

И последняя причина – это сульфатация. Хотя сульфатация электродов, на самом деле, естественный процесс (она образуется каждый раз при разряде электродов), но нюанс в том, что если аккумулятор разрядился только что, то сульфат свинца существует в виде геля и способен при малых энергозатратах вернуться в исходное состояние – свинец и оксид свинца. А вот если аккумулятор в разряженном состоянии некоторое время будет храниться (от месяца до 3-х месяцев), то гелеобразный сульфат свинца превратится в кристаллический, у него вырастет внутреннее сопротивление, и обычное зарядное устройство уже не сможет зарядить такой аккумулятор полноценно. Поэтому нельзя длительно держать аккумулятор в разряженном состоянии. Производители аккумуляторных батарей в своих инструкциях и руководствах по эксплуатации особо обращают внимание на недопущение хранения аккумуляторных батарей в разряженном состоянии. Поэтому, даже частично разряженный аккумулятор необходимо немедленно полностью зарядить, а при длительном хранении соблюдать периодические (как правило, 6 месяцев при 20ºС-25 ºС) интервалы подзаряда для компенсации саморазряда.

Виды аккумуляторов « МегаБат

Аккумуляторная батарея предназначена для накопления электроэнергии и последующего использования ее в качестве источника питания.

Среди аккумуляторных батарей в настоящее время занимают лидирующее положение свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, т.к. выгодно отличаются от батарей с применением других химических процессов. Свинцово-кислотные батареи в сравнении с другими батареями имеют достаточно хорошие технические параметры при относительно невысокой цене.

В зависимости от функционального назначения различают 3 основных вида свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Это стартерные, тяговые и стационарные. К каждому из этих видов аккумуляторных батарей существуют различные требования.

Стартерные аккумуляторные батареи используются в основном для запуска двигателя, кроме того, как аварийный источник питания при выходе из строя генератора. При этом основное требование к батарее — это способность при относительно большом значении тока нагрузки (при пуске двигателя, нагрузка на аккумуляторную батарею может превышать 300А.), сохранить минимальное падение напряжения.

Тяговые аккумуляторные батареи предназначены для комплектования батарей, используемых в качестве источников энергии для электрических средств транспорта, электрических средств тяги, подъемно-транспортного оборудования и электрических дорожных машин. Особенность эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей — это постоянная нагрузка, и зачастую батарея при использовании ежедневно проходит цикл заряд-разряд.

Стационарные аккумуляторные батареи используются в качестве источника постоянного тока на электрических станциях и подстанциях, телеграфных и телефонных узлах связи, в режимах постоянного подзаряда и заряда-разряда, в качестве источников постоянного тока на объектах энергетики и связи.

По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторные батареи можно разделить на батареи с жидким электролитом — обслуживаемые и необслуживаемые — и батареи с регулируемыми клапанами (VLRA — Valve Regulated Lead Acid batteries) — с увлажненными сепараторами и с гелевым электролитом.

В различной технической литературе можно встретить такие названия батарей, как SLA — Sealed Lead Acid batteries — герметичные свинцово-кислотные батареи, относящиеся к VRLA батареям. Хотя это не вполне соответствует истине: абсолютно герметичных батарей не существует по той причине, что во всех них используется клапаны для снижения внутрикорпусного давления. Очень часто, подчеркивая это, вместо термина «герметичные батареи» употребляют термин «герметизированные батареи». Встречается также название Gelcell — торговая марка гелевых батарей. Стартерные батареи иногда сокращенно называют SLI, что расшифровывается как Start, Light, Ignition — пуск, освещение, зажигание.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока.

В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех поколений:

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом открытого или закрытого типа, имеющие емкость от 36 до 5328 Ач и срок службы от 10 до 20 и более лет. Батареи открытого типа не имеют крышек, и электролит непосредственно соприкасается с открытым воздухом.

Основные затраты при их эксплуатации — это затраты на обслуживание, связанные с необходимостью частой доливки дистиллированной воды, и расходы на содержание хорошо вентилируемых помещений, в которых их устанавливают. Батареи закрытого типа имеют специальные пробки, обеспечивающие задержку аэрозоли серной кислоты. Пробки для заливки электролита и добавления воды при эксплуатации вывинчиваются. Батареи закрытого типа могут быть и необслуживаемыми: от производителя они поставляются залитыми и заряженными, и в течение срока службы нет необходимости доливки воды, т.к. конструкция пробок таких батарей обеспечивает удержание ее паров в виде конденсата. Кроме использования в качестве стационарных, батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в автотракторной технике в качестве стартерных и тяговых.

2. Батареи второго поколения, которыми являются герметизированные гелевые батареи. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это двуокись кремния SiO2 — силикагель). Технология производства гелевых батарей получила название GEL. Гелевые батареи в течение всего срока эксплуатации не нуждаются в обслуживании, их нельзя вскрывать. Для их подзаряда необходимо использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения. Такие аккумуляторные батареи критичны к температуре окружающей среды.

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом. Часто их называют батареями, собранными по AGM-технологии. AGM — Abrsorbed in Glass Mat, т.е. технология, при которой электролит абсорбирован в сепараторах из стекловолокна, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой капиллярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции выделяющихся газов.

По своим свойствам AGM батареи подобны гелевым, за исключением того, что газообразование в них существенно меньше, и меньшее влияние на работу оказывает температура окружающей среды. Как и для гелевых аккумуляторных батарей, для них требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/-1%.

По типу электродов аккумуляторные батареи можно разделить на следующие основные виды:

  1. Аккумуляторные батареи с намазными электродами. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как СН, ОР, ТБ, OGi и пр. Как положительные, так и отрицательные электроды состоят из свинцовых пластин, на поверхности которых электрохимическим способом формируется слой активной массы. Имеют небольшой срок службы. Наибольшее распространение технология получила в сфере производства автомобильных аккумуляторных батарей. Использование тяговых и стационарных аккумуляторных батарей с намазными платинами экономически нецелесообразно (за исключением отдельных случаев — батареи AGM, GEL и пр.).
  2. Аккумуляторные батареи с панцирными (трубчатыми) электродами. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как PzS, OPzS, OPzV и пр. Особенностью исполнения батарей является изготовление положительного электрода по панцирной технологии, а отрицательного — по традиционной, намазной. Как известно, положительный электрод отвечает за отдаваемую емкость, и, как правило, при длительных режимах разрядов склонен к осыпанию активной массы, что в свою очередь приводит к уменьшению емкости, а также возникновению коротких замыканий, оголению решетки, нарушению электрического контакта и т.д. При использовании панцирной технологии (набивка активной массы в панцирь из стеклоткани, в который помещен токоотвод особой конструкции) исключается осыпание активной массы, увеличивается вибростойкость, результат этого — многократное увеличение ресурса батареи.
  3. Аккумуляторные батареи с электродами типа Планте. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как СК, БП, Groe и пр. Длительный срок службы и максимальная надежность в ключевых системах безопасности являются отличительной особенностью этого типа батарей. Аккумуляторы данного типа выпускаются емкостью от 75 до 2600 А/ч. Аккумуляторы обладают очень низким внутренним сопротивлением, что обуславливает исключительно стабильное напряжение, особенно, при больших токах разряда. При средней окружающей температуре +20С и в условиях постоянного подразряда с нечастыми разрядами срок службы достигает максимального. В аккумуляторах применяются положительные электроды поверхностного типа (электроды Планте) и отрицательные намазные электроды. Электроды Планте изготовлены из чистого рафинированного свинца, имеют ламельную структуру и обладают очень большой поверхностью. В отрицательны электродах намазного типа активная масса находится в ячейках токопроводящей решетки, изготовленной из коррозионно-стойкого сплава. Саморазряд составляет приблизительно 0,1% в день.

Существуют и другие типы электродов, основанные на инновационных разработках отдельных компаний. В целом же к основным и наиболее распространенным типам электродом следует отнести электроды, приведенные выше.

Товар 95 Добавить в корзину шт. ОК

Типы аккумуляторных батарей для систем автономного электроснабжения

В этой заметке содержатся общие советы по выбору аккумуляторов для систем с возобновляемыми источниками энергии. В заметке затронуты 3 основные технологии: литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные (AGM, или Gel).

Мы постараемся избегать формул и научных обоснований, просто приведем причины, по которым нужно выбирать тот или иной тип аккумуляторов в зависимости от конкретного применения системы электроснабжения.

Основные типы аккумуляторов

Существует 3 лидирующих технологии аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные, щелочные и литий-ионные. Каждая из этих технологий имеет свои уникальные достоинства и недостатки, которые определяют их применение в различных случаях. Смотрите по ссылкам для более подробной информации о каждом из типов аккумуляторов:

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Наиболее распространенным типом АБ являются свинцово-кислотные, как с жидким электролитом, так и герметизированные (в последнее время становятся все более популярными вследствие снижения цены).

Специальные батареи с намазными пластинами для использования в системах автономного электроснабжения часто собираются из отдельных аккумуляторов с напряжением 2 вольта, соединенных вместе. АБ меньшей емкости с напряжением 6 и 12 вольт также используются, но реже. Такие батареи выпускаются в основном в Европе и в США. Они сравнительно дорогие. В последнее время на российском рынке появились такие аккумуляторы китайского производства. При практически таких же характеристиках, китайские аккумуляторы значительно (в полтора-два раза) дешевле.

Тяговые аккумуляторы, как с жидким электролитом, так и герметизированные, предназначены для цикличных режимов работы. Аналогичными параметрами обладают и модификации deep cycle (глубокого разряда). Они более подходят для автономных систем энергоснабжения. Они дороже обычных герметизированных АБ, но и срок службы у них больше.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы имеют аналогичный принцип действия, как и обычные автомобильные стартерные аккумуляторы. Это наиболее зрелая технология, и по некоторым уникальным параметрам ей до сих пор не найдена замена. Эти аккумуляторы нельзя выбрасывать просто на свалку, так как они содержат высокотоксичные свинец и серную кислоту. Однако они очень легко утилизируются и свинец может быть использован повторно. Эти аккумуляторы заряжаются гораздо медленнее, чем другие аккумуляторы (примерна в 5 раз медленнее), но зато в состоянии обеспечивать гораздо больше мощности для питания мощных потребителей.

Самым большим недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является их вес. Из-за этого они имеют наихудшие показатели по удельной плотности энергии. Однако, широкое распространение элементов, используемых в этих аккумуляторах и простота их производства обуславливают не только их широкое применение, но и намного меньшую цену.

Подробно различные типы свинцово-кислотных АБ рассмотрены в статье «Типы свинцово-кислотных аккумуляторов«.

Щелочные аккумуляторы

Кислотный аккумулятор не переносит глубокой разрядки, но не прочь подзаряжаться порциями при каждом удобном случае. Щелочной наоборот, не любит отдавать больших токов, зато токи в количестве примерно 1/10 емкости готов отдавать долго и до изнеможения. То есть полный разряд он не только допускает, но и всячески приветствует (поскольку, если зарядить не разряженный полностью щелочной аккумулятор, он не наберет полной емкости — действует так называемый «эффект памяти», наиболее выраженный у никель-кадмиевых аккумуляторов). Короче, заряжать/разряжать щелочной аккумулятор порциями нельзя — только "от и до". Зато при правильной эксплуатации (помимо зарядки/разрядки она подразумевает промывку банок и замену электролита раз в сезон ) щелочники служат до 20 лет (точнее, 1000-1500 полных циклов). Также, щелочные аккумуляторы плохо заряжаются малыми токами. То есть, ток через них течет, а заряда нет.

Этим объясняется тот факт, что щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в системах автономного электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии. Никель-кадмиевые и никель-металгидридные герметичные батареи могут использоваться в некоторых случаях. Хотя они намного дороже кислотных, зато имеют очень большой срок службы и имеют более стабильное напряжение в процессе разряда. Применяются обычно в переносных или мобильных источниках питания, т.к. позволяют запасать большее количество энергии на кг веса.

NiMh аккумуляторы появились на массовом рынке в 1980-х годах как более экологически чистая альтернатива никель-кадмиевым аккумуляторам. NiCd батареи используют высокотоксичный элемент кадмий в своем составе, и так как массовый бытовой потребитель не особо задумывается об утилизации отработанных аккумуляторов, это представляло большую проблему для окружающей среды. К недостаткам NiMh батарей относится сравнительно высокий саморазряд, который приводит к потере примерно 30% энергии в течение 1 месяца. Они также заряжаются в 2 раза дольше, чем литиевые или никель-кадмиевые аккумуляторы.

Хотя электрические параметры NiMh батарей не такие хорошие, как у NiCd, никель-металлгидридные батареи более стабильны и не так страдают от «эффекта памяти» никель-кадмиевых батарей. Их не нужно полностью разряжать перед зарядом, так как это требуют NiCd аккумуляторы, для предотвращения роста внутренних кристаллов, которые приводят к трещинам корпуса NiCd батареи. NiMh аккумуляторы формата «АА» соответствуют обычным алкалиновым батарейкам, и поэтому наиболее популярны при использовании в цифровых фотоаппаратах и камерах, портативных плеерах, радиоприемниках и фонариках.

Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы с жидким электролитом дешевле герметичных, но содержат жидкий электролит, выделяют газы при заряде и требуют периодического обслуживания и специального вентилируемого помещения. По стоимости запасенной энергии в цикле заряд-разряд сопоставимы или даже дешевле герметичных свинцово-кислотных батарей.

Мы рекомендуем использовать никель-железные аккумуляторы (обычно их используют в качестве тяговых на электротранспорте, а также на железной дороге) только в одном случае — в составе автономной дизель-аккумуляторной системы, в которой топливный генератор является единственным источником энергии. Из нашего опыта знаем, что свинцово-кислотные АБ не долго держатся в таких системах — глубокие циклы и хронический недозаряд делают свое черное дело. В этих условиях работы можно смириться с такими недостатками щелочных АБ, как невозможность заряда малыми токами (можно от генератора выставить любой, и даже лучше если ток будет большой — быстрее зарядится), эффект памяти (циклы будут как раз глубокие) и низкий КПД заряда. Для генераторной системы эффект памяти не важен — АБ разряжаются как можно сильнее, чтобы запускать генератор как можно реже.

По поводу КПД — если щелочные АБ можно заряжать большим током, то его низкий КПД с лихвой окупится более эффективным режимом работы генератора. Ведь для дозаряда свинцовых АБ требуется долго заряжать их малыми токами, т.е. практически на холостом ходу генератора. А у щелочных ограничения при заряде — это температура аккумуляторов, а также газовыделение.

Еще раз подчеркнем, что не для всякой резервной или автономной системы подходят щелочные аккумуляторы. Если есть солнечные батареи или ветроустановки, т.е. источники, которые выдают разные токи, в т.ч. и малые, щелочные аккумуляторы ставить смысла нет — энергия малых токов будет просто теряться без пользы.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Это одна из наиболее новых технологий, которая развивается быстрее других. Существуют несколько вариаций химических процессов литий-ионных технологий, но их обсуждение здесь не затрагивается. Литий-ионные аккумуляторы широко применяются в малых электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, гаджеты и аудиоплееры, электронные часы, карманные компьютеры и ноутбуки. Эти аккумуляторы очень хорошо снабжают малой мощностью в течение длительного времени. Они имеют очень высокую удельную плотность заряда, что значит они могут хранить значительное количество электрической энергии в малом объеме. Однако, такая концентрация энергии приводит в определенной уязвимости литий-ионных батарей.

Химия процесса литий-ионных аккумуляторов требует строгого соблюдения технологии изготовления, и загрязнения при производстве этих аккумуляторов часто приводят к ухудшению качества аккумуляторов. Многие возможно помнят отзыв тысяч ноутбуков Dell и Apple летом 2006 года, когда оказалось, что их аккумуляторы, произведенные Sony, содержат загрязнители, приводящие к их перегреву. Литиевые батареи не переносят перегрев, поэтому часто имеют встроенные электронные схемы, которые обеспечивают их безопасность за счет предотвращения перезаряда — заряд прекращается, если напряжение достигло предельного значения.

Литий-полимерные батареи, которые разработаны в последнее время, являются ‘сухой’ версией литий-ионных батарей. Они лучше себя ведут при высоких температурах (более 25C), а также позволяют изготавливать исключительно плоские батареи, вплоть до толщины кредитной карты. Вследствие особенностей технологии производства, эти батареи очень дороги, и редко их использование оправдано по сравнению с более обычными литий-ионными батареями.

Для систем электроснабжения лучше всего подходят литий-железо-фосфатные аккумуляторы. См. по ссылке подробную информацию по этому типу аккумуляторов. Купить такие аккумуляторы можно в нашем магазине.

В последнее время на российском рынке появились относительно недорогие литий-железо-фосфатные аккумуляторы производства завода Лиотех. Выпускаемые емкости — от 250 А*ч, поэтому их применение ограничено относительно мощными системами автономного или резервного электроснабжения.  Также, есть неоднозначные отзывы об этих батареях.

Одни из новейших разработок — литий-титанатные аккумуляторы. Они имеют срок службы до 25000 тысяч циклов.

Как выбрать правильную батарею?

Итак, главный вопрос — какая батарея наиболее подходит для моего случая? Ответ довольно прост, а предопределяется природой каждой из вышеперечисленных технологий аккумуляторов.

Для маленьких, маломощных электронных устройств

Литиевые аккумуляторы применяются в карманных компьютерах, мобильных телефонах, и т.п. Они обеспечивают быстрый заряд, малый вес и компактные размеры, и не требуют обслуживания. Обычно вы скорее замените свое электронное устройство, чем литиевая батарея выработает своей ресурс.

Автомобильные адаптеры существуют для большинства этих электронных устройств, и эти же адаптеры можно использовать с 12V солнечной батареей (обычно мощностью до 10 Вт).

Для цифровых фотоаппаратов и камер, радиоприемников и фонариков

Здесь применяются NiMh аккумуляторы как замена стандартных алкалиновых элементов типа ‘AA’ или ‘AAA’. Они питают достаточно хорошо вспышки фотоаппаратов, доступны повсеместно и есть очень много зарядных устройств хорошего качества в любом специализированном магазине.

основным недостатком NiMh аккумуляторов является их неспособность сохранять заряд в течение длительного времени. В 2008 году появились новые технологии NiMh батарей, которые преодолевают эти недостатки (например PowerEx Imedion).

Когда дело доходит до заряда АА батарей, появляются много возможностей. Но лучше купить хорошее зарядное устройство. Многие зарядные устройства, которые позволяют быстро заряжать аккумуляторы, приводят к их перегреву. Помните, что оптимальный ток заряда составляет 200-300 мА. Появившиеся в последнее время мощные зарядные устройства с током до 1 А не позволяют полностью заряжать ваши батареи и сокращают их срок службы.

Для солнечных электростанций

Когда нужно сохранить энергию, выработанную солнечными батареями, королями по прежнему являются свинцово-кислотные аккумуляторы. Домашние фотоэлектрические системы используют специальные аккумуляторы глубокого разряда (похожие на аккумуляторы для гольф-каров). Они имеют низкую цену, широко доступны и способны сохранять энергию месяцами при очень малом саморазряде. когда вы инвестируете в солнечные батареи, очень важно не терять так дорого достающуюся электроэнергию. Работа свинцово-кислотных батарей показала в течение многих лет эксплуатации их стабильность и предсказуемость.

Маленькие переносные устройства с солнечными батареями используют маломощные литиевые аккумуляторы для того, чтобы обеспечить их малый вес и не повлиять отрицательно на их дизайн.

Почему не применяются щелочные и метал-гидридные аккумуляторы в солнечных электросистемах, предлагаемых компанией «Ваш Солнечный Дом»?

Химические процессы в литиевых и метал-гидридных аккумуляторах становятся нестабильными при больших размерах батарей. Сложность регулирования и схемы управления сильно возрастает при увеличении емкости литиевых аккумуляторов. Было бы конечно заманчиво иметь батарею намного более легкую, чем свинцово-кислотная, но, к сожалению, сейчас литиевые и металгидридные аккумуляторы наиболее подходят только для маломощных потребителей постоянного тока. Исключение составляют современные литий-железо-фосфатные аккумуляторы. При правильном подборе системы управления зарядом они могут быть заменой свинцово-кислотным аккумуляторам в системах автономного и резервного электроснабжения.

NiMh батареи трудно сделать большими, и максимальная емкость одного аккумулятора из тех, которые есть на рынке, составляет 4 А*ч. При неправильном заряде, NiMh аккумуляторы могут выделять водород . Это не проблема для пальчиковых батарей, но если аккумуляторная батарея довольно большая, то это нужно учитывать при эксплуатации. Также, если NiMh батарея выходит из строя, это происходит практически сразу. т.е. один день она работает хорошо, но на следующий день она может выдать не более 50% емкости — это не очень хорошо, если вы находитесь далеко от электрической розетки.

Литиевые батареи содержать специальные электронные схемы для обеспечения безопасной работы, и которые не позволяют их заряжать слишком быстро или перезаряжать, а также ограничивают разрядные токи. Большинство литиевых батарей не смогут выдать больше, чем их двойная номинальная емкость. Это означает, что самые большие батареи для ноутбука не могут обеспечить более 100Вт мощности. Попробуйте подключить инвертор к 12В литиевой батареи, и он даже не сможет распознать, что к нему подключена батарея. Почти все аккумуляторные батареи на литиевых аккумуляторах не поддерживают даже самые маленькие инверторы, если к ним подключена нагрузка. Также, как и NiMh аккумуляторы, литиевые выходят из строя неожиданно, когда приближается окончание их срока службы. Многие замечали, что их сотовые телефоны неожиданно начинают работать намного меньше, чем совсем недавно. Это также не добавляет уверенности в работе аккумуляторов, если вы уезжаете далеко от электрической розетки, от которой можно в любое время подзарядить аккумулятор.

Поэтому, для использования в автономных системах электроснабжения остаются только «медленные» свинцово-кислотные аккумуляторы. Они имеют большой срок службы, просты в эксплуатации и предсказуемы в работе. Эти батареи работают как резервуары, которые хранят вашу солнечную энергию до тех пор, пока она не понадобится. Они также работают как буфер для тех моментов, когда ваша солнечная батарея не может полностью обеспечить нагрузку. Они могут быть подключены к оборудованию и заряжаться одновременно — в отличие от литиевых аккумуляторов. Даже 7 А*ч аккумулятор, такой как используется в комплекте для ноутбука, может питать ноутбуки, зарядные устройства для батарей, может заряжаться от солнечных батарей и весит не так уж много.

Почитайте разделы по солнечным батареям и по контроллерам заряда, чтобы иметь более ясное представление о том, как работает солнечная энергосистема, какие режимы заряда и разряда необходимы для обеспечения надежного обеспечения энергией вдали от сетей централизованного электроснабжения.

Выбор батарей: итоговые замечания

Литиевые батареи
  • могут обеспечивать до 5000 зарядных циклов
  • Наиболее длительный срок службы при разряде на 80%
  • Могут заряжаться за 1-2 часа
  • Могут работать при минусовых температурах, но заряжать нужно при плюсовых температурах
  • Не могут заряжаться малыми токами
  • Требуют обслуживания,  выравнивания и специальной системы управления зарядом и разрядом
  • Саморазряд на уровне примерно 10% в месяц
  • Можно хранить в холодном месте при заряженности не менее 40% от полной
  • Низкая токсичность, но желательно утилизировать после окончания срока службы
Никель-металгидридные батареи
  • Могут обеспечить до 3000 зарядных циклов
  • Заряд происходит за 2-4 часа
  • Могут работать при минусовых температурах
  • Не могут заряжаться малыми токами, низкая устойчивость к перезаряду
  • Могут обеспечивать большие токи при мощности до 200Вт (для самых больших NiMh батарей)
  • Требуют периодического обслуживания и выравнивания (каждые 3 месяца)
  • Саморазряд на уровне примерно 30% в месяц
  • Можно хранить в холодном месте при заряженности не менее 40% от полной
  • Низкая токсичность, но желательно утилизировать после окончания срока службы
Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы
  • Могут обеспечить до 3000 зарядных циклов
  • Заряжаются за 8-16 часов
  • Могут работать при минусовых температурах
  • Могут заряжаться малыми токами
  • Не требуют обслуживания, но желательно следить за уровнем заряженности и периодически проводить тренировочные циклы
  • Могут обеспечить высокие разрядные токи при больших мощностях
  • Желательно не разряжать более, чем на 50%
  • Саморазряд — около 3% в месяц
  • Хранить при комнатной температуре и полностью заряженными
  • Содержат токсичные материалы и должны быть утилизированы после окончания срока службы

Подробно о видах и применении свинцово-кислотных аккумуляторов в статье Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Эта статья прочитана 31336 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 69

    Эксплуатационный ресурс герметичных свинцовых аккумуляторных батарей в составе электронного оборудования Мерунко Александр Анатольевич Технический директор ООО «Диск», г.Томск В настоящее время на потребительском рынке вторичных источников тока лидирующее положения (вследствие относительно низкой стоимости) занимают герметичные свинцовые аккумуляторные батареи. Их применяют…
  • 68

    Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в  системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы. Для предварительного расчета…
  • 68

    Классификация аккумуляторов для мобильных устройств Источник Идеального аккумулятора энергии до сих пор не существует — в разных областях для каждого типа мобильных устройств и конкретных решений сложилась определенная специфика применения источников питания, а также технологические предпочтения. Однако если вы хорошо…
  • 65

    Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…
  • 61

    Применение и эксплуатация кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторов Автор: Журавлев О. В. В статье рассмотрены вопросы применения и эксплуатации кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторных батарей, наиболее широко используемых для резервирования аппаратуры охранно-пожарной сигнализации (ОПС) Появившиеся на российском рынке в начале 90-х годов кислотно-свинцовые герметичные…
  • 60

    Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…

Аккумуляторная батарея. Какие аккумуляторы бывают. Что такое емкость аккумулятора.

АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ. КАКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ БЫВАЮТ. ЧТО ТАКОЕ ЕМКОСТЬ АККУМУЛЯТОРА И ДРУГИЕ ЕГО ПАРАМЕТРЫ.

 

Что такое аккумуляторные батареи? Аккумуляторная батарея это несколько аккумуляторов, объединённых в одну электрическую цепь.

История создания аккумулятора и принципа его работы уходит в далекий1803 год, тогда немецкий физик, химик и философ Иоганн Вильгельм Риттер создал прообраз современного аккумулятора, построенный на принципе обратимости химической реакции.

 Электрический аккумулятор — это источник тока  (источник электро-движущей силы, ЭДС)  многоразового действия. Основное действие в работе аккумулятора это обратимость внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (цикл заряд-разряд). Во время заряда происходит  химическая реакция  для накопления энергии, а при разряде обеспечивается отдача накопленного заряда для автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах.

Основными характеристиками, которые используются для оценки аккумуляторов (аккумуляторных батарей) и их качества, являются: напряжение ячейки, напряжение аккумуляторной батареи, электрическая емкость, внутреннее сопротивление, ток саморазряда, для стартерных аккумуляторов – пусковой ток, химический состав и конечно же, заявленный производителем срок службы.  

Физический смысл емкости аккумулятора

Емкостью аккумулятора принято считать количество электричества равное 1 Кл (Кулон), при силе тока в 1 А в течение 1 с. Другими словами, если принять время рассчитываемое в часах, то один ампер-час равен 3600 Кл. Однако это так принимают, а не измеряют. В быту существует распространенное явление-заблуждение, что ёмкость аккумулятора измеряется в А*ч, это не совсем так, т. к. в 1 А*с=1 Кл или 1 А*ч=3600 Кл измеряется количество электричества или электрический заряд; Согласно формуле электрический заряд вычисляется как Q= I*t, где Q -количество электричества или электрический заряд, I — сила тока, t — время протекания электрического тока. 

Например, обозначение «12 В на 55 А*ч» означает, что аккумулятор выдаёт количество электричества 198 кКл (кило Кулон) по какому-либо контуру, при токе разряда 55 А за 1 ч (3600 с) до порогового напряжения 10,8 В. Расчёт показывает, что при токе разряда в 255 А аккумулятор разрядится за 12,9 минут. Как видно 55 А*ч — это не ёмкость (а электрическая ёмкость измеряется в Фарадах, 1 Ф= 1 Кл/В). Поэтому на аккумуляторе написано количество электричества Q, которое он выдаёт при определённом токе разряда и определённом времени его прохождения

К сожалению, все аккумуляторы имеют ограниченный ресурс работы из-за изменения химических свойств аккумулятора. На емкость и другие параметры аккумулятора влияют также условия эксплуатации, температура окружающей среды, параметры зарядного устройства и др.

 

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Является еще одним очень важным параметром аккумулятора. Измеряется внутреннее сопротивление в миллиомах (мОм) и зависит от емкости элемента, числа элементов, электрохимической системы, а также возраста и условий эксплуатации аккумулятора. Измерить его можно специальным прибором-анализаторах аккумуляторов, например, производимых фирмой Cadex. В процессе эксплуатации аккумулятора значение его внутреннего сопротивления увеличивается. Например, сопротивление, равное 500 мОм, говорит либо о почтенном возрасте аккумулятора, либо о его неправильной эксплуатации. Повышение внутреннего сопротивления приводит к сокращению времени работы приборов. Если аккумулятор обладает большим внутренним сопротивлением, то при резком увеличении потребляемого прибором тока напряжение на нем существенно падает (по закону Ома). При этом, если напряжение падает ниже определенного значения, прибор считает, что аккумулятор полностью разряжен, и отключается. Таким образом, аккумулятор с высоким внутренним сопротивлением не выдает в нагрузку всю запасенную им энергию, вследствие чего и сокращается время автономной работы приборов. 

Саморазряд аккумулятора 

Саморазряд — это потеря аккумулятором накопленного заряда после полной зарядки при отсутствии нагрузки. Саморазряд проявляется по-разному у разных типов аккумуляторов, но всегда максимален в первые часы после заряда, а с течением времени  — замедляется, но не останавливается. Поэтому как правило, оценивается саморазряд за одни сутки и за один месяц после заряда.

Например для аккумуляторов построенных по технологии  Ni-Cd  считается допустимым не более 10 % саморазряда за первые 24 часа после проведения зарядки, а для аккумуляторов Ni-MH саморазряд будет немного меньше. У аккумуляторов  Li-ion он пренебрежимо мал и значительно сильно заметен только в течение нескольких месяцев.

В свинцово-кислотных герметичных аккумуляторах саморазряд составляет около 40 % за 1 год хранения при температуре 20°С, 15 % — при температуре 5°С. В условиях повышенных температур хранения саморазряд может значительно вырасти: вот например батареи при температуре 40°С теряют ёмкость в 40 % всего за 4-5 месяцев.

 

Срок службы аккумулятора

Срок службы аккумулятора характеризуется количеством циклов заряда/разряда, которое он выдерживает в процессе эксплуатации без значительного ухудшения своих основных параметров: емкости, саморазряда и внутреннего сопротивления. Также срок службы определяется временем, прошедшим со дня изготовления, особенно для Li-Ion аккумуляторов. Считается, что аккумулятор исчерпал свой ресурс после уменьшения его емкости до 60% — 80% от номинального значения. Срок службы аккумулятора зависит от различных факторов: от его электрохимической системы, от методов заряда и глубины разряда, от условий эксплуатации и процедуры обслуживания. 

Что такое эффект памяти в аккумуляторах? В каких аккумуляторах проявляется эффект памяти?

Многие слышали о таком параметре аккумулятора как Эффект памяти. Не стоит этот параметр относить ко всем типам аккумуляторов и аккумуляторных батарей. Суть Эффекта памяти — это обратимая потеря емкости аккумулятора, связанная с неблагоприятными условиями эксплуатации. Он развивается вследствие заряда не полностью разряженных аккумуляторов и свойственен только аккумуляторам,построенным с использованием никеля. Сильнее всего эффект памяти проявляется именно в никель-кадмиевых аккумуляторах. Дело в том, что в аккумуляторах на основе никеля рабочее вещество находится в виде мелких кристаллов, обеспечивая максимальную площадь соприкосновения с электролитом. С каждым циклом заряда/разряда рабочее вещество постепенно изменяет свою структуру, уменьшая при этом площадь активной поверхности. Как следствие, снижается напряжение и уменьшается емкость. При неблагоприятных условиях эксплуатации кристаллы укрупняются до размеров, в 150 раз превосходящих первоначальные. В некоторых случаях острые грани кристаллов прокалывают сепаратор, вызывая высокий саморазряд или короткое замыкание. 
Как бороться с эффектом памяти в никель-кадмиевых аккумуляторах.
Для предотвращения эффекта памяти необходимо проводить «тренировку» аккумулятора. Тренировка — это периодические (3-4 раза) циклы заряда и последующего разряда аккумулятора до напряжения 1V на элемент. Проще всего тренировать аккумулятор в настольных зарядных устройствах, имеющих функцию разряда. Проводить тренировку Ni-Cd аккумуляторов необходимо один раз в месяц. Чаще тренировать аккумулятор не рекомендуется: полезный эффект незначителен, зато износ аккумулятора существенно возрастает. Однако тренировочные циклы помогают не всегда. Если аккумулятор запущен, то помочь ему может только метод восстановления, основанный на глубоком разряде (до 0.4V на элемент) по специальному алгоритму. 

Тип аккумулятора, какие типы аккумуляторов бывают.

Тип аккумулятора определяется используемыми материалами при его изготовлении. На данное время известны такие типы аккумуляторов:

Cn-Po — Графен-полимерный аккумулятор.

La-Ft — лантан-фторидный аккумулятор

Li-Ion — литий-ионный аккумулятор (3,2-4,2 V), общее обозначение для всех литиевых аккумуляторов

Li-Co — литий-кобальтовый аккумулятор, (3,6 V), на базе LiCoO2, технология в процессе освоения

Li-Po — литий-полимерный аккумулятор (3,7 V), полимер в качестве электролита

Li-Ft — литий-фторный аккумулятор

Li-Mn — литий-марганцевый аккумулятор (3,6 V) на базе LiMn2O4

LiFeS — литий-железно-сульфидный аккумулятор (1,35 V)

LiFeP или LFP — Литий-железно-фосфатный аккумулятор (3,3 V) на базе LiFePO4

LiFeYPO4 — литий-железо-иттрий-фосфатный (Добавка иттрия для улучшения свойств)

Li-Ti — литий-титанатный аккумулятор (3,2 V) на базе Li4Ti5О12

Li-Cl — литий-хлорный аккумулятор (3,99 V)

Li-S — литий-серный аккумулятор (2,2 V)

LMPo — литий-металл-полимерный аккумулятор

Fe-air — железо-воздушный аккумулятор

Na/NiCl — никель-солевой аккумулятор (2,58 V)

Na-S — натрий-серный аккумулятор, (2 V), высокотемпературный аккумулятор

Ni-Cd — никель-кадмиевый аккумулятор (1,2 V)

Ni-Fe — железо-никелевый аккумулятор (1,2-1,9 V)

Ni-h3 — никель-водородный аккумулятор (1,5 V)

Ni-MH — никель-металл-гидридный аккумулятор (1,2 V)

Ni-Zn — никель-цинковый аккумулятор (1,65 V)

Pb — свинцово-кислотный аккумулятор , аккумулятор 

Pb-H — свинцово-водородный аккумулятор

Ag-Zn — серебряно-цинковый аккумулятор (1,85 V)

Ag-Cd — серебряно-кадмиевый аккумулятор (1,6 V)

Zn-Br — цинк-бромный аккумулятор (1,8 V)

Zn-air — цинк-воздушный аккумулятор

Zn-Cl — цинк-хлорный аккумулятор

RAM (Rechargeable Alkaline Manganese) — перезаряжаемая разновидность марганцево-цинкового щелочного гальванического элемента (1,5 V)

Ванадиевый аккумулятор (1,41 V)

Алюминиево-графитный аккумулятор (2 V)

Алюминиево-ионный аккумулятор (2 V)

 

Самые распространенные типы аккумуляторов и сферы их применения

Свинцово-кислотные – применяются в троллейбусах, трамваях, воздушных судах, автомобилях, мотоциклах, электропогрузчиках, штабелерах, электротягачах, в системах аварийного электроснабжения, источниках бесперебойного питания (аккумулятор для ИБП)

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) – применяются в строительных электроинструментах, троллейбусах, воздушных судах

Никель-металл-гидридные (Ni-MH) – в электромобилях

Литий-ионные (Li ion) — применяются в мобильных устройствах, строительных электроинструментах, в электромобилях

Литий-полимерные (Li pol) — в мобильных устройствах, электромобилях

 

С потребительской точки зрения, для долговременной работы аккумулятора и аккумуляторной батареи необходимыми условиями являются: правильность выбора аккумулятора под специфику его применения, правильно подобранное зарядное устройство (под тип аккумулятора, ток зарядного устройства, как правило, выбирают 1/10 часть емкости аккумулятора), а также внешние условия его эксплуатации (в основном это температура окружающей среды).

Аккумуляторные батареи

Установка и монтаж стационарных свинцовых аккумуляторных батарей. Стационарные аккумуляторы типов С и СК поступают с заводов в разобранном виде. Сборку и соединение аккумуляторов в батареи выполняют на месте установки, т. е. в аккумуляторных помещениях. Батареи аккумуляторов располагают на открытых деревянных стеллажах, которые изготавливают из сосновых пиломатериалов 1-го сорта влажностью не более 15%. Стеллажи состоят из продольных лаг прямоугольной формы размером 50 X 120 мм, врезанных в поперечные брусья или стойки. По числу рядов аккумуляторов в горизонтальной плоскости стеллажи бывают однорядные и двухрядные, а по числу ярусов — одноярусные и двухъярусные. На двухъярусных однорядных и двухрядных стеллажах (рис. 214) устанавли-

Рис. 214. Чвухъярусный стеллаж для стационарных аккумуляторов

вают аккумуляторы типов от С-1 (СК-1) до С-5 (СК-5) включительно Более тяжелые аккумуляторы размещают на одноярусных стеллажах После сборки стеллажи тщательно шпаклюют и окрашивают злект-рол итоупорной краской.

Деревянные стеллажи находятся на опорных тумбочках со стеклянными изоляторами. Перед началом монтажа все детали батареи и арматура должны быть распакованы, тщательно осмотрены и раз ложены на чистом месте в соответствующем порядке.

Аккумуляторные батареи монтируют в такой последовательности Сосуды аккумуляторов промывают дистиллированной водой, протирают чистой тряпкой и устанавливают на продольные лаги стеллажей по составленной схеме. Для изоляции от земли под сосуды кладут изоляторы, имеющие форму усеченного конуса. Для выравнивания сосуда между его дном и изоляторами прокладывают пластмассовые шайбы.

После этого в стеклянные сосуды устанавливают положительные и отрицательные пластины, между которыми вместо сепараторов временно помещают стеклянные трубочки или деревянные палочки, изготовленные из сухой древесины. В батареях аккумуляторы соединяют последовательно, так как напряжения одного аккумулятора (2В) недостаточно для питания устройств автоматики и телемеханики Для этого положительные пластины одного аккумулятора и отрицательные другого приваривают к свинцовой соединительной полосе (см. рис. 206 и 207). Сварку выполняют водородным или пропановым пламенем с помощью горелки.

После сварки омметром проверяют отсутствие короткого замыкания между разноименными полублоками пластин. Затем межд\ пластинами устанавливают сепараторы, а на одну из боковых отрицательных пластин две отжимные пластмассовые пружины.

После этого в сосуды всех аккумуляторов заливают электролит плотностью 1,18 г см3, вровень электролита должен быть выше верхних краев пластин на 10 15 мм. Через 2-4 ч после заливки, когда электролит пропитает массу пластин, аккумуляторы ставят на пер вый заряд. Он отличается от последующих зарядов особым режимом, большой продолжительностью и во многом определяет качество и срок работы аккумуляторной батареи. Это объясняется тем, что при первом заряде формируются слои активных веществ двуокиси свинца РЬО, на поверхности положительных пластин и губчатого свинца РЬ в решетках отрицательных пластин. Поэтому первый заряд называется формировочным зарядом. Положительный полюс батареи подключают к положительному полюсу выпрямителя, а отрицательный полюс батареи — к отрицательному.

Первый заряд стационарных аккумуляторов типов С и СК с положительными пластинами светлой формировки выполняют таким образом. Заряд без перерыва до сообщения батарее 4-5-кратной номинальной емкости, перерыв 1 ч; заряд тем же током до сильного газо-выделепия. перерыв 1 ч, заряд до сильного газовыделения, перерыв 1 ч и т. д. Первый заряд заканчивается тогда, когда батарее будет сообщена 9-кратная номинальная емкость. При первом заряде зарядный ток не должен превышать 7 А на каждую положительную пластину типа И-1; 10 А — па каждую пластину типа И-2; 18 А — на каждую пластину типа И-4.

Во время первого заряда измеряют напряжение, температуру и плотность электролита каждого аккумулятора и результаты записывают в протокол формировки. В конце первого заряда напряжение каждого аккумулятора достигает 2,5-2,75 В, а плотность электролита — 1,2 1.21 гем3. Причем эти значения остаются без измене ния за последние 2-3 ч заряда. Если в процессе заряда температура электролита превышает 40 С, то на первом этапе заряда (до первого перерыва) снижают зарядный гок и делают дополнительные перерывы в последующих этапах заряда. После окончания формировочного заряда батарею подвергают нескольким тренировочным разрядам-зарядам.

Разряд осуществляют током 10-часового режима до напряжения 1,8 В на один аккумулятор. При таком первом разряде батарея должна отдать не менее 70% номинальной емкости. Последующий (тренировочный) заряд выполняют таким образом. Заряд током 6 А на каждую единицу индекса (6Д’) до напряжения 2,4 В на один аккумулятор; заряд током 3.6Л’ до достижения постоянства напряжения не менее 2,5 В и плотности электролита в течение 1 ч. После проведения трех тренировочных разрядов-зарядов батарея приобретает 100%-ную емкость и ее включают в эксплуатацию.

Аккумуляторы типов АБН-72 и АБН-80 поставляют в сухом не-таряженном состоянии без электролита. После установки и соединения их в батарею с помощью перемычек в аккумуляторы заливают электролит плотностью 1.21 гем3 при температуре л 25 С. Через 2-6 ч после заливки электролита батарею ставят на первый заряд.

Первый заряд аккумуляторов типа АБН проводят таким образом: непрерывный заряд током 9 А в течение 26 ч; перерыв 2 ч: заряд током 4,5 А в течение 22 ч; перерыв 1 ч; заряд током 4,5 А в течение 3 ч; перерыв 1 ч и т. д. Заряд заканчивается, если при включении на заряд у положительных и у отрицательных пластин сразу будут интенсивно выделяться газы, а плотность электролита и напряжение аккумуляторов перестанут повышаться.

Режимы работы свинцовых аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи, применяемые для питания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, работают по буферному способу, при котором аккумуляторная батарея СВ (рис. 215), полностью заряженная и обладающая емкостью не ниже номинальной, включена параллельно выпрямителю В. питающему нагрузку г. В зависимости от устройства выпрямителей аккумуляторы батареи могут работать в режиме постоянного или импульсного подзаряда.

В режиме постоянного подзаряда нагрузка питается от выпрямителя, аккумуляторная батарея заряжена до напряжения 2,15- 2,25 В на каждый кислотный элемент. При таких напряжениях аккумуляторы заряжены и в них не выделяются газы. Для компенсации саморазряда от’ выпрямителя в батарею непрерывно поступает слабый ток подзаряда /П:1 =*- 0,85 • 10“3<5Н, где <3Н — номинальная емкость аккумуляторов.

Во время работы выпрямителя буферная аккумуляторная батарея уменьшает пульсацию тока, поступающего к нагрузке, а при выключении выпрямителя она является резервным источником постоянного тока на несколько часов работы приемника. Для работы аккумуляторов в режиме постоянного подзаряда применяют выпрямители, имеющие автоматическую стабилизацию выпрямленного напряжения.

При рассматриваемом режиме работы свинцовых батарей к. п. д. электропитающей установки составляет 0,6-0,8, а срок службы аккумуляторов 18-20 лет.

В режиме импульсного подзаряда выпрямитель периодически изменяет выпрямленный ток. Если на каждом свинцовом аккумуляторе батареи напряжение равно или ниже 2,1 В, то выпрямитель дает максимальный ток, значение которого больше тока нагрузки. В это время выпрямитель питает нагрузку и заряжает аккумуляторную батарею, напряжение которой постепенно увеличивается. Когда напряжение на каждом аккумуляторе станет равным 2,2 В, ток выпрямителя автоматически снижается и становится меньше тока нагрузки. Батарея начинает разряжаться до напряжения 2,1 В на аккумулятор. Затем весь процесс повторяется. Таким образом, каждый аккумулятор батареи подвергается неглубоким зарядам и разрядам, следующим друг за другом во все время работы выпрямителя. Режим импульсного подзаряда, как и режим постоянного подзаряда, обеспе

Рис. 215. Схема буферного способа работы аккумуляторной батареи

чивает длительную работу аккумуляторных батарей и сравнительно высокий к. п. д. электропитающей установки. Этот режим применяют в питающих установках устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.

⇐Электрические характеристики свинцовых аккумуляторов | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Правила эксплуатации и способы устранения неисправностей свинцовых аккумуляторов⇒

Основные виды аккумуляторных батарей — Pulsar


Обзор технологий «консервированного электричества»

Аккумуляторные батареи (АКБ) активно потребляются большинством отраслей промышленности и просто человеческой деятельности. Без АКБ немыслимы сегодня энергетика, телекоммуникации и транспорт. Огромный пласт использования АКБ составляет работа вычислительной техники, систем передачи данных с участием источников бесперебойного питания (а это промышленные предприятия, офисы, банки, государственные и научные учреждения, ЦОД, и вообще практически любой производственный участок, где присутствует компьютер). Масштабно эксплуатируются сегодня АБ в частном жилом секторе. Мы уже не говорим о мини-аккумуляторах, питающих бесчисленное семейство всяческих мобильных устройств. Одним словом – без батарей никуда.

На базе устойчивого спроса и само производство аккумуляторных батарей давно уже стало самостоятельной отраслью. Тысячи предприятий в мире ежедневно выдают «на-гора» миллионы единиц «консервированного электричества». И среди этого разнообразия уже не так-то просто порой сделать правильный выбор. Конструкций АКБ сегодня множество, и в каждой имеются свои тонкости и премудрости.

Основные виды аккумуляторных батарей

Прежде чем говорить о видах аккумуляторных батарей, стоит договориться о понятиях. По сути, «аккумулятор» и «аккумуляторная батарея» – одно и то же. Если подходить строже, то аккумулятором называют единичный элемент того или иного напряжения (пара электродов с электролитом), а батареей – несколько таких элементов, соединенных между собой. На практике обычно мы имеем дело с батареями, хотя называем их аккумуляторами.

Как мы сказали ранее, мир аккумуляторов – это бескрайнее море, однако среди них различают три основных вида – свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (вариант – никель-железные металл-гидридные) и литиевые. Названия отражают различия активных материалов в конструкции. Свинцово-кислотные – со свинцовыми пластинами и кислотным электролитом, у никель-кадмиевых – одна пластина содержит никель, а другая – кадмий (иногда железо), электролитом здесь выступает щелочь. В литиевых батареях применяется твердый электролит, а в виде электродов – литий (отрицательный потенциал) и другие материалы (нередко полимерного происхождения).

Электрохимические процессы, которые происходят в батарее, в зависимости от материалов обеспечивают характеристики АКБ и их свойства для электропитания. Важный электрический параметр – это напряжение элемента, которое может меняться в пределах от 1 до 3,6 В. Ещё один ключевой параметр – ёмкость (запас энергии, который может питать нагрузку с определенной силой тока в течение определенного времени, измеряется в ампер-часах – Ач). Ещё один важный параметр, который мы будем часто упоминать, – количество циклов заряда-разряда, что напрямую связано со сроком службы АКБ. Безусловно, имеют значения и другие параметры: диапазон рабочих температур, глубина разряда, значения токов заряда и разряда.

Самые распространенные аккумуляторы на сегодняшний день – это свинцово-кислотные (СК). Они характеризуются относительной простотой и доступностью. При изготовлении СК используются относительно недорогие материалы: свинец в качестве электродов и раствор серной кислоты. Стандартный элемент имеет напряжение 2 В, а диапазон емкостей АКБ варьируется в диапазоне от долей Ач до тысяч Ач. Такие АКБ широко применяются в качестве стартерных в автомобиле. Промышленные модели обычно отличаются по исполнению и характеристикам.

Никель-кадмиевые (НК) аккумуляторы относятся к группе щелочных. Здесь одна пластина содержит гидроокись кадмия, другая – гидроокись никеля. Активный материал в виде порошка запрессован в пластины, представляющие собой решетчатую или перфорированную структуру Перфорация обеспечивает обмен зарядами через электролит. Впрочем, бывают и другие варианты конструкции, например, с так называемыми «спеченными электродами».

Аккумуляторы НК отличаются высокой надежностью. Одно из главных их достоинств – низкая чувствительность к перепадам температур, в чем они превосходят свинцово-кислотные. Поэтому для работы в особых климатических условиях, низких и высоких температурах выбираются именно НК. Они неприхотливы, не боятся глубокого разряда, перезаряда, они не могут внезапно выйти из строя, что иногда случается с аккумуляторами СК. Как следствие, и срок службы хорошо сделанных НК заметно превосходит стандартный срок службы для СК в полтора-два раза – 15-25 лет против 5-10-ти. Соответственно НК и стоят подороже.

Непосредственно к группе НК примыкает и их подвид – никель-железные АКБ, но их роднит разве что слово «никель», сама технология и близкая устойчивость к температурам. А в остальном это совсем другой класс устройств, с более низкими характеристиками. И по надежности уступают НК, низкий КПД, большие потери, сложны в обслуживании. Еще недавно считалось, что это уже устаревшая конструкция и используется главным образом на постсоветском пространстве по причине относительной дешевизны и устоявшейся традиции. Однако, по последним сведениям, интерес к никель-железным АКБ возродился, и причем даже не в нашей стране, а как раз за рубежом. Причина – простота утилизации, экологичность. К слову, и сама технология модернизировалась.

Еще одна разновидность АКБ – это литиевые батареи, прежде известные всем главным образом по батарейкам в мобильных телефонах или в ноутбуках. Ранее в серьезных мощных системах литий-ионные аккумуляторы не применялись по причине дороговизны. Однако в последние несколько лет все решительно изменилось. Во-первых, литиевые батареи почти уровнялись по стоимости с традиционными АКБ (с НК практически сравнялись, и лишь вдвое дороже СК). А во-вторых, как выяснилось, литий-ионные (точнее, литий-железо-фосфатные) аккумуляторы превосходят все остальные по всем статьям. Какой параметр ни возьми, будь то температурный диапазон, ресурс службы, устойчивость к глубоким разрядам – везде они лучшие. Добавим сюда еще лучший показатель удельной запасаемой энергии, т.е. максимальный запас энергии в минимальном объеме – и станет ясно, что за этими АКБ будущее. Сегодня они в основном используются в электромобилях, но уже постепенно завоевывают место и в других сферах. Особенно интересно направление альтернативной энергетики.

О параметрах подробнее

Какого бы типа не были АКБ, их качество и возможности описываются одними и теми же параметрами. Главные из них – это напряжение и емкость. Суть емкости заключается в том, сколько тока в течение определенного времени (при заданном напряжении) способна отдать батарея до своего минимума разряда. Поэтому измеряется емкость в ампер-часах. Емкость АКБ обычно привязывают ко времени, поэтому на изделии можно встретить пометки: С5, С10 или С20. Наибольшую абсолютную емкость АКБ имеют при длительном разряде в стационарном режиме. Емкость при отдаче за короткое время меньше.

Значение емкости во многом зависит от температуры эксплуатации. Номинальная емкость нормируется для комнатной температуры, при повышении температуры емкость возрастает, при понижении – падает, причем очень быстро, экспоненциально (замедление химических процессов). Скажем, на нулевой температурной отметке в зависимости от тока емкость может упасть на 50-70% для разных типов АКБ. Самые чувствительные в этом плане свинцово-кислотные АКБ: рабочий температурный диапазон для них – от -30 до +40°С, а самые устойчивые никель-кадмиевые и литиевые – от -40-50 до + 50-60°С. Превышение этих норм, особенно в сторону тепла, приводит к резкому сокращению сроков службы.

Емкость зависит от продолжительности заряда, и у каждой АКБ такое время задано. Обычно они заряжаются несколько часов, например, свинцово-кислотные в зависимости способа заряда могут заряжаться от 8 до 48 часов. Никель-кадмиевые можно зарядить до 90% за несколько часов, а литиевым для полного заряда достаточно будет и часа (а для некоторых типов литиевых батарей – и 20 минут).

Еще один важный параметр – срок службы. Обычно за норму принимается расчетный срок службы в АКБ в режиме буферного подзаряда (когда аккумулятор постоянно подключен к источнику постоянного тока). Т.е. они периодически находятся в этом режиме и иногда, от случая к случаю разряжаются. У свинцово-кислотных, например, такой срок составляет 3-5 лет, но может быть и 10-15, у наиболее продвинутых – 8-20 лет, есть и другие, которые служат ещё больше. Все зависит от исполнения АКБ, от технологи и, от состава активных материалов, от качества материала, добавок. Чистота материала – это очень важный фактор, поскольку переработанный свинец рафинировать до бесконечности невозможно, меняется структура материала, и срок службы резко снижается. К сожалению, в Украине такая продукция может иногда встречаться.

Наиболее долговечные АКБ свинцово-кислотного типа – это АКБ из сплошного свинца. Так называемые элементы Планте, или как их сейчас называют GroE, могут служить и 20, и 30 лет.

Обслуживаемые и герметизированные

АКБ бывают обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемыe. Обслуживание – это постоянный контроль уровня электролита и время от времени долив в аккумулятор дистиллированной воды. Отметим, что при разряде АКБ вода не просто испаряется, а происходит диссоциация, ее разложение на водород и кислород. Улетучивание происходит обычно через специальный фильтр пробки, которая защищает от испарения аэрозолей, паров, и от проникновения искры внутрь.

Литиевые – по определению необслуживаемые. НК, как правило, обслуживаемые. СК тоже могут быть обслуживаемыми, и такие батареи называются обслуживаемыми АКБ вентилируемого типа. Вентилируемые батареи обычно устанавливаются в отдельных аккумуляторных помещениях с серьезной вентиляцией. Их нужно обслуживать, периодически доливать воду в электролит измерять плотность, испытывать. И такие батареи ещё в недавнее время составляли большинство.

Вместе с тем те же типы АКБ могут быть и необслуживаемыми. НК, например, обслуживаемые по определению, но имеются разновидности НК, которые в определенных режимах могут и не обслуживаться. То есть не требуют долива в течение длительного срока, порой десятилетий.

Как мы уже отметили раньше, в процессе разряда на разных пластинах выделяется водород и кислород, и если их превращать обратно в воду, не позволяя испариться, то АКБ в обслуживании не нуждается. Такой метод называется рекомбинацией, и чаше всего используется в СК аккумуляторах (т.н. батареи рекомбинационного типа).

Чтобы кислород и водород не улетучивались, а обязательно встречались и объединялись в молекулы воды, им создаются специальные условия. Для этого электролит делают затушенного типа, добавляя в раствор серной кислоты силиконовые добавки. Таким образом, электролит в виде хорошей сметаны или геля (желе) находится между пластинами, не заполняет другие объемы и представляет собой этакий бутерброд. При диффузии эти частички газов затрачивают больше время, чтобы вылететь наружу, увязают в геле, и вероятность встречи повышается и рождается молекула воды. Так происходит рекомбинация, а такие АКБ называются гелевыми. Отметим, что АКБ этого типа могут работать в любом положении: на боку, даже вверх ногами – из них ничего не вытекает.

Но самым удачным представителем в семействе герметичных батарей считаются так называемые AGM батареи. Здесь пространство между пластинами заполняется пористым губчатым веществом, обычно это стеклокапиллярный материал, салфетка из стекловолокна, которая напитывается электролитом (только электролит здесь более жидкий). За счет длинного пути, который кислороду и водороду нужно проделать по лабиринтам этой губки, рекомбинация получается ещё эффектней, чем в геле. Вот почему эти АКБ и называются AGM – Absorbent Glass Mat, или абсорбция в стекловолоконном материале.

Эти АКБ имеют высший коэффициент рекомбинации, потери воды очень незначительны, при нормальных условиях зарядки коэффициент рекомбинации превышает даже 99% при нормальных условиях заряда и разряда. Казалось бы, служить ему и служить, но на самом деле газы понемногу стравливаются. Для этого есть клапан, который представляет собой мембрану, рассчитанную на определенное избыточное давление, что-то типа ниппеля, только наоборот.

Собственно, постепенное очень медленное выбрасывание газов и ведет к конечной точке службы. Обслуживание невозможно, доливать воду некуда, так уж оно устроено.

Каждый из этих АКБ имеет свою сферу применения. АКБ с жидким электролитом обычной плотности в силу лучшей в этой среде подвижности носителя заряда имеют лучшие динамические характеристики, то есть скорость заряда-разряда.

Гелевые желательно применять в системах, которое имеют стационарный продолжительный разряд, и точно так же неспешно могут заряжаться, потому что заряд большим током ведет к их разрушению.

Гелевые АКБ имеют довольно сильный плюс – больший циклический ресурс. Если говорить о глубоком разряде, то гелевые глубокого заряда и разряда могут обеспечить вдвое, а то и втрое циклов больше. Гелевые могут иметь 500-600 циклов, a AGM – 250-300 (есть исключения), причем устройства примерно одного уровня по качеству. Из-за своего потенциала цикличности гелевые АКБ и стоят дороже.

Впрочем, на сегодня уже есть AGM аккумуляторы, способные обеспечить 600 и более циклов глубокого разряда (например, АКБ ТМ EverExceed). Обслуживаемые АКБ могут иметь ресурс ещё выше.

Скромная привлекательность литиевых батарей

Технология литиевых батарей получила такое развитие, что грозит оставить за спиной более традиционные АКБ, прежде всего свинцово-кислотные в связи с массой преимуществ и снизившейся ценой. Если пять лет назад литиевые батареи были раз в шесть дороже аналогичных свинцово-кислотных, то сейчас можно говорить только о двукратном превышении цены.

Литиевые батареи применяются уже не только в электромобилях, но и телекоммуникации, источниках бесперебойного питания, системах резервного питания и в альтернативной энергетике, где требуется большой циклический ресурс батарей.

Все больше поставщиков добавляют в свой ассортимент литиевые батареи. Когда только в два раза дороже и целый веер преимуществ, потребитель уже благосклонно смотрит на этот товар.

Чем же хороши литиевые батареи конкретно? Срок службы литиевых батарей на сегодня на отметке 15 лет. У свинцово-кислотных ожидаемый срок службы, у батарей средней емкости, 30-300 Ач, – 10-12 лет. Но в реальных условиях, с поправкой на условия эксплуатации, с учетом человеческого фактора, этот срок службы обычно 7-8 лет. У литий-ионных – 15.

Циклический ресурс у свинцово-кислотных, самых хороших, наиболее распространенных, обычно в пределах нескольких сотен циклов глубокого разряда, максимум 600-700. У литиевых батарей – 4000 циклов.

Конструкция литий-ионных батарей

Литиевые батареи абсолютно другого типа, нежели СК. Во-первых, они управляемы на программном уровне, они не могут работать без блока управления BMS. По сути, это компьютер, который отслеживает все параметры, следит за зарядкой, прекращает разряд, фиксирует параметры сопротивления – и все это транслирует на монитор. Обычные батареи – это вообще черный ящик, там трудно даже определить, по какой причине батарея вышла из строя, почему потеряла емкость. Здесь же мы все видим, можем посмотреть историю, сколько циклов разряда прошла батарея.

Форма литий-ионной аккумуляторной батареи на автомобиле KIA Motors

Литиевые батареи собираются из маленьких элементов, похожих на пальчиковые батарейки или патроны. Благодаря такому модульному исполнению батареи могут принимать самые необычные формы разных размеров, заполняя пустоты. А могут сохранять и традиционную форму, свойственную привычным АКБ. В электромобиле конструкция неправильной формы вдоль днища набита этими кассетами. Для телекоммуникаций – стоечное исполнение 19¨.

Литий-ионные аккумуляторы легче и компактней. Что еще? Быстрая зарядка, большие токи разряда, высокая плотность энергии (Втч/кг), работа в широком t-диапазоне… Для полного перечня достоинств нет места.

Литиевая батарея EverExceed в телекоммуникационной стойке

Назначение аккумуляторов

Будучи источником автономного и резервного питания аккумуляторные батареи широко используются в различным сферах жизни, и, конечно, в промышленности. В различных от­раслях АКБ призваны выполнять раз­ные задачи. И для каждой отрасли есть наиболее подходящий тип батарей.

В энергетике аккумуляторные ба­тареи применяются очень широко. В огромном хозяйстве электростан­ций, подстанций, систем различной автоматики, механики слежения обя­зательно присутствуют батареи. Во многих производственных процессах АКБ несут миссию безопасности и резервного питания. Подача мас­ла насосами на подшипники в генера­торе – беспрерывный процесс, кото­рый не должен прерываться. И здесь нужна АКБ для резервирования пита­ния. Причем подойдет батарея любо­го типа, потому что каких-то больших толчковых токов здесь не требуется.

А вот при аварийных включениях требуются большие пусковые, толчковые токи, кратковременные, которые длятся доли секунды, включение – и ток заканчивается. Здесь пригодят­ся свинцово-кислотные аккумуляторы типа GrоЕ.

Стоит добавить, что в наши дни в энергетике все чаше при­меняют стационарные необслу­живаемые аккумуляторы герме­тизированного типа АGМ, хоть дорогу эти современные реше­ния в консервативной энергетической среде пробивали с тру­дом. Приходилось слышать от поставщиков досаду на привер­женность к старым наливным системам именно в энергетике.

В телекоммуникациях (мо­бильные операторы, системы фиксированной связи) используются, как правило, стационарные СК акку­муляторы, потому что в телекоммуникациях используется продолжитель­ный стационарный разряд и не нужны динамические режимы. Важный пара­метр здесь – срок службы. На участ­ках, где возможен глубокий разряд, устанавливаются СК с трубчатыми пластинами типа OPzS или OPzV, об­ладающие, кстати, солидным ресурсом циклического разряда – 1500 циклов.

В системах, где нагрузка небольшая, где нужна емкость десятками или не­большими сотнями ампер-часов, используются герметизированные аккумуляторы типа АGМ, реже гелевые. В телекоммуникациях в шкафах с оборудованием редко кто применяет какие-то другие аккумуляторы, кроме герме­тизированных, критериями их подбора могут быть разве что емкость и напряжение. По габаритным размерам они унифицированы и удобно устраиваются в шкафах электропитания, в источ­никах бесперебойного питания, рядом с чувствительной электроникой.

На транспорте также роль АКБ труд­но переоценить. На железной дороге батареи служат для резервирования функций включения-отключения, в локомотивах, электропоездах и теплово­зах, а также для автономного питания в вагонах. На ходу вагон питается от генератора, и он же заряжает эти ак­кумуляторы, а на стоянке эти АКБ дают освещение, вентиляцию, кондиционирование в вагоны. На железной до­роге применяются как свинцово-кислотные, так и никель-кадмиевые, и никель-железные, причем последние, щелочные, чаше.

На городском электротранспорте обычно в работе никель-кадмиевые, там сильные вибрации, низкие-высо­кие сезонные температуры, там СК не выдержит. АКБ на электротранспорте могут выполнять несколько функций, например, в метро – резервирование открывания дверей и работы автома­тики, в трамвае – электромагнитный тормоз, такой башмак, который притя­гивается под напряжением к рельсам и тормозит.

Тормозной башмак трамвая АКБ

На промышленных предприятиях примеров применения АКБ не пере­честь. На каждом крупном заводе есть свои подстанции, ИБП, система ава­рийного питания. Поэтому примене­ние – смотри выше.

Близки к электротранспорту, напри­мер, шахты. Там редко бывает контакт­ная сеть (опасно по газу, по пыли), поэтому уголь вывозится электровозами с вагонетками, которые приводят в движение тяговые АКБ.

Традиционно в шахтах применяются никель-железные АКБ и никель-кадмиевые, но уже несколько лет в шахтах в подвижном электротранспорте рабо­тают и свинцово-кислотные. Тоже тяговые, которые имеют хорошие пока­затели и дешевле (никель-кадмиевые по надежности и безопасности выше, но они дороже вдвое-втрое).

То ли к промышленности, то ли к транспорту можно отнести погру­зочно-разгрузочный парк. Это тоже очень большая сфера: склады, мага­зины, логистические центры, заводы, здесь в основном используются кислотно-свинцовые тягового назначения с трубчатыми пластинами (а сегодня уже и литиевые). К тяговым аккумуля­торам повышенные требования по механической устойчивости. Также они должны быть устойчивы к циклическому режиму дня: день разряжаются, но­чью заряжаются; и если это хороший тяговый аккумулятор на 1500 циклов, и мы имеем в виду 250 рабочих дней, то хватит его на 6 лет.

АКБ для автопогрузчика

Частный сектор. Здесь системы безо­пасности, сигнализации, это любой киоск, магазинчик и частная сигнализация в домах. Здесь применяют АКБ АGМ-типа, небольшой емкости, 5-20 Ач.

Когда люди хотят за­резервировать себе какие-то системы, на­пример, газовые котлы с собственной систе­мой прокачки и элек­троприводом – здесь нужны АКБ АGМ типа большой емкости, можно гелевые, если денег больше.

Объекты малого бизнеса. Обычно это ИБП. Но те, что применяются в банках, офисах, обычно рассчитаны на непродолжительное время работы, на 5-10 мин, редко на час. Как прави­ло, такие ИБП могут работать только от батареи ограниченной емкости.

Для жилья такие источники беспе­ребойного питания неприемлемы, они зашивают самые важные функции на короткое время. Для жилья нужно ду­мать о большом времени резервиро­вания. Здесь требуется очень мощное зарядное устройство, способное под­держивать АКБ очень большой емкости, обеспечивая многочасовую авто­номность, может, суточную.

Завершая этот небольшой обзор, следует сказать, что мир аккумуля­торов безбрежен, и существует мно­жество вариаций, как внутри самих технологий, так и у отдельных произ­водителей. Знакомство с фирменны­ми тонкостями мы продолжим в следу­ющем материале.

Подготовил Евгений ПОЛИЩУК

Выражаем большую благодарность за проведённое интервью и предосатвленные материалы журналу «Украина-Электро» (http://ua-electro.com)


Что такое батарея? — Определение из Техопедии

Что означает батарея?

Батарея представляет собой источник энергии, состоящий из одного или нескольких гальванических элементов и выводов на обоих концах, называемых анодом (-) и катодом (+). Электрохимические элементы преобразуют химическую энергию в электрическую. Внутри батареи находится электролит, часто состоящий из растворимых солей или кислот, он служит проводящей средой, позволяя электрическому заряду проходить через батарею.

Когда батарея отключена, заряд на положительном и отрицательном концах одинаков, что означает отсутствие электрического тока.При подключении к внешнему сопротивлению или устройству батарея испытывает дисбаланс заряда, который выталкивает электроны через проводящий материал устройства к положительному концу батареи. Но в то время как электроны или отрицательный заряд движутся по цепи, электрический ток измеряется в направлении положительного заряда, который течет от положительного конца к отрицательному внутри батареи и наоборот снаружи.

В зависимости от напряжения и нагрузки одна батарея может питать что угодно, от двигателя автомобиля или компьютера до мобильного телефона или лампочки.Когда дело доходит до большинства электронных устройств, работа с неправильным напряжением может привести к тому, что ваше устройство не включится или может сгореть его электрические компоненты, иногда без возможности ремонта.

Аккумулятор подходящего напряжения сможет питать устройство, не снижая его производительности и не нанося вреда оборудованию. Кроме того, в зависимости от энергопотребления устройства и нагрузки на аккумулятор, одного заряда аккумулятора может хватить от нескольких часов до нескольких дней.

Techopedia объясняет аккумулятор

Батареи бывают всех форм и размеров, чтобы удовлетворить различные потребности.Они варьируются от миниатюрных батарей, используемых в наручных часах и слуховых аппаратах, до нескольких метров в ширину, служащих в качестве аварийного источника энергии или хранящих возобновляемую энергию от солнечных электростанций и ветряных электростанций.

Бенджамин Франклин придумал слово «батарея» для обозначения соединенных конденсаторов в своих экспериментах, но именно Александро Вольта разработал первую «настоящую» батарею в 1800 году. С тех пор полезность и повсеместность этих элементов питания неуклонно росла.

Обычно батареи классифицируются как первичные или вторичные в зависимости от типа гальванических элементов, из которых они сделаны.

Первичные батареи

Первичные батареи, также известные как незаряжаемые батареи, представляют собой одноразовые батареи, которые можно использовать только один раз. Это потому, что химические реакции, которые производят электричество в их электрохимических ячейках, не могут быть обращены вспять. Материалы, которые взаимодействуют друг с другом, вырабатывая электрическую энергию, не могут вернуться в исходное дореакционное состояние.

Эти батареи часто используются в портативных устройствах, не требующих много энергии, таких как пульты дистанционного управления и детские игрушки.Одноразовые батареи широко используются, потому что они удобны, дешевы, практически не требуют обслуживания и надежны в чрезвычайной ситуации.

Но не все одноразовые батарейки одинаковы. Компоненты гальванических элементов батареи играют важную роль в ее работе и применении. Цинк-угольные батареи являются наиболее распространенным типом благодаря их низкой стоимости и надежной работе. Для сравнения, такие батареи, как щелочные батареи и батареи с оксидом ртути, предназначены для более узкой аудитории.Они более дороги, чем их аналог из цинка и углерода, но более стабильны и могут работать в экстремальных условиях окружающей среды и погодных условиях, а также имеют более длительный срок хранения.

Вторичные батареи

Вторичные батареи — это перезаряжаемые батареи, которые можно использовать более одного раза, но с установленным сроком службы. Из-за их долговечности и способности обеспечивать большее количество энергии они часто используются в более крупных устройствах, таких как ноутбуки, планшеты и даже автомобили. После того, как перезаряжаемая батарея исчерпает свою электрохимическую энергию, внешний электрический ток может вернуть химические вещества в исходное состояние, готовые повторить цикл производства электроэнергии снова и снова.Как и электрические устройства, при перезарядке вторичных батарей зарядное устройство должно обеспечивать правильное напряжение для батареи. Слишком высокое напряжение может резко сократить срок службы батареи, вызвать пожар или разрушить ее гальванические элементы.

Типы аккумуляторных батарей делятся по химическому составу и состоянию электролита на жидкостные и сухие. Батареи с жидкостными элементами являются старейшим типом перезаряжаемых батарей.Они содержат жидкий электролит с погруженными в него двумя электродами, действующими как анод и катод батареи. Батареи с жидкостными элементами часто используются в отраслях с высокими требованиями, таких как авиация, хранение электроэнергии, вышки сотовой связи и электроэнергетика, поскольку они доступны по цене и долговечны при определенных обстоятельствах.

Сухие батареи не совсем сухие, несмотря на название. Их электролит состоит из пасты с достаточным количеством влаги, чтобы позволить электронам проходить через нее. Это перезаряжаемый тип, который часто используется в портативной электронике, такой как телефоны и ноутбуки, поскольку они считаются более безопасными.Литий-ионные (Li-ion или LIB) батареи являются наиболее часто используемым типом перезаряжаемых батарей. При оптимизации их плотность энергии может увеличиться на 56,8%, что дает им самое высокое отношение мощности к весу, что позволяет им быть компактными, но при этом эффективно потреблять энергию. Недавние исследования также показали, что износ литий-ионных аккумуляторов можно предотвратить, если во время их использования подавать короткие прерывистые сильноточные импульсы.

Другие типы включают гибридные никель-металлические (NiMH), никель-цинковые (NiZn) и никель-кадмиевые (NiCd) элементы.Подобно одноразовым батареям, они различаются по емкости и сроку службы. Аккумуляторы NiMH часто предпочтительнее NiCd из-за их большей емкости и отсутствия токсичных металлов. Однако никель-кадмиевые батареи по-прежнему широко используются в медицинском оборудовании и электроинструментах из-за их более длительного срока службы.

Часто задаваемые вопросы об аккумуляторе глубокой разрядки

| Ветер и солнце Северной Аризоны

Батарея глубокого разряда Часто задаваемые вопросы

Ссылки ниже находятся на этой странице — вы также можете просто прокрутить вниз, если хотите прочитать их все.

Вся эта страница защищена авторским правом 1998-2014 гг. компании Northern Arizona Wind & Sun. Пожалуйста, не используйте без предварительного разрешения.

Тема батареек может занять много страниц. Все, что у нас есть, это общий обзор батарей, обычно используемых в фотогальванических системах питания. Это почти все различные варианты свинцово-кислотных аккумуляторов. Для очень краткого обсуждения преимуществ и недостатков этих и других типов батарей, таких как NiCad, NiFe (никель-железо) и т. д.перейдите на нашу страницу «Аккумуляторы для приложений глубокого цикла». Их иногда называют батареями с «глубокой разрядкой» или «глубокой ячейкой». Правильный термин — глубокий цикл.

Версия для печати этой страницы будет доступна в формате Adobe PDF, когда мы завершим обновление этой страницы для загрузки и печати: Большинство диаграмм имеют маленькие изображения для более быстрой загрузки. Чтобы увидеть картинку в полном размере, просто нажмите на маленькую.

Что такое батарея?

Аккумулятор представляет собой электрическое накопительное устройство.Батареи не производят электричество, они хранят его, так же как резервуар для воды хранит воду для будущего использования. Когда химические вещества в батарее изменяются, электрическая энергия сохраняется или высвобождается. В перезаряжаемых батареях этот процесс можно повторять много раз. Аккумуляторы не на 100% эффективны — некоторая часть энергии теряется в виде тепла и химических реакций при зарядке и разрядке. Если вы используете 1000 Вт от аккумулятора, для его полной зарядки может потребоваться 1050 или 1250 Вт или больше.

Внутреннее сопротивление

Частично или в основном потери при зарядке и разрядке аккумуляторов связаны с внутренним сопротивлением.Это преобразуется в тепло, поэтому батареи нагреваются при зарядке. Чем ниже внутреннее сопротивление, тем лучше. Здесь есть хорошее объяснение и демонстрация внутреннего сопротивления .

Чем медленнее зарядка и разрядка, тем эффективнее. Батарея, рассчитанная на 180 ампер-часов в течение 6 часов, может быть рассчитана на 220 Ач при 20-часовом расходе и 260 Ач при 48-часовом расходе. Большая часть этой потери эффективности связана с более высоким внутренним сопротивлением при более высоких силах тока — внутреннее сопротивление не является постоянным — что-то вроде «чем больше вы нажимаете, тем больше оно отталкивает».

Типичный КПД свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 85–95 %, щелочных и никель-кадмиевых — около 65 %. AGM с глубоким циклом (такие как Concorde) могут приближаться к 98% при оптимальных условиях, но такие условия встречаются редко, поэтому при расчете размеров батарей и аккумуляторных батарей следует исходить из общего правила примерно от 10% до 20% общей потери мощности.

Практически все батареи, используемые в фотоэлектрических панелях и во всех резервных системах, кроме самых маленьких, являются батареями свинцово-кислотного типа. Даже после более чем столетия использования они по-прежнему предлагают лучшее соотношение цены и мощности.В некоторых системах используется никель-кадмиевый, но мы не рекомендуем их, за исключением случаев, когда очень низкие температуры (-50 F или ниже) являются обычным явлением. Их дорого покупать и очень дорого утилизировать из-за опасной природы кадмия.

У нас почти не было прямого опыта работы с NiFe (щелочными) батареями, но, исходя из того, что мы узнали от других, мы не рекомендуем их. Одним из основных недостатков является большая разница в напряжении между полностью заряженным и разряженным состояниями.Другая проблема заключается в том, что они очень неэффективны — вы теряете от 30 до 40% тепла, просто заряжая и разряжая их. Многим инверторам и устройствам контроля заряда приходится нелегко с ними. Похоже, что единственным текущим источником новых клеток является Венгрия. В прошлом они часто использовались железными дорогами в качестве резервного источника питания, но теперь почти все они перешли на более новые типы.

Важным фактом является то, что ВСЕ батареи, обычно используемые в приложениях глубокого цикла, являются свинцово-кислотными.Сюда входят стандартные залитые батареи, гелевые и герметичные AGM. Все они используют одну и ту же химию, хотя фактическая конструкция пластин и т. Д. Различается.

Никель-кадмиевые, никель-железные и другие типы встречаются в нескольких системах, но не распространены из-за их дороговизны, опасности для окружающей среды и/или низкой эффективности.

Типы батарей

Аккумуляторы делятся на две категории: по применению (для чего они используются) и по конструкции (как они устроены).Основные области применения — автомобильная, морская и глубоководная. Глубокий цикл включает солнечную электроэнергию (PV), резервное питание, тягу, а также батареи для жилых домов и лодок. Основные типы конструкций: залитые (мокрые), гелевые и герметичные AGM (абсорбированный стекломат). Аккумуляторы AGM также иногда называют «голодными электролитами» или «сухими», потому что мат из стекловолокна только на 95% насыщен серной кислотой и в нем нет лишней жидкости.

Залитые могут быть стандартными, со съемными крышками, или так называемыми «необслуживаемыми» (то есть рассчитаны на смерть через неделю после истечения гарантии).Все AGM и гелевые герметичны и «регулируются клапаном», что означает, что крошечный клапан поддерживает небольшое положительное давление. Почти все герметичные аккумуляторы имеют «клапанное регулирование» (обычно называемое «VRLA» — свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном). Большинство регулируемых клапанов находятся под некоторым давлением — от 1 до 4 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря.

Срок службы батареи

Срок службы батареи глубокого разряда значительно зависит от того, как она используется, как обслуживается и заряжается, от температуры и других факторов.Это может варьироваться до крайности — мы видели, как L-16 умирали менее чем за год из-за серьезной перезарядки и потери воды, и у нас есть большой набор избыточных телефонных батарей, которые только изредка (10-15 раз в год) используются в тяжелых условиях, которые был просто заменен через 35+ лет. Мы видели, как гелеобразные клетки разрушались за один день при перезарядке с помощью большого автомобильного зарядного устройства. Мы видели, как аккумуляторы тележек для гольфа разрушались и не использовались менее чем за год, потому что их оставляли в горячем гараже или на складе без подзарядки.Даже так называемые «сухие заряды» (где вы добавляете кислоту, когда они вам нужны) имеют срок годности не более 18 месяцев. (Они не совсем сухие — они фактически заполнены кислотой, пластины сформированы и заряжены, затем кислота выливается).

Вот некоторые типичные (минимум-максимум) ожидания для батарей , если используются в режиме глубокого цикла . Существует так много переменных, таких как глубина разряда, техническое обслуживание, температура, частота и глубина циклов и т. д., что почти невозможно указать фиксированное число.

  • Начало: 3-12 месяцев
  • Морской пехотинец: 1-6 лет
  • Гольф-кар: 2-7 лет
  • Глубокий цикл AGM: 4-8 лет
  • Глубокий цикл с гелем: 2-5 лет
  • Глубокий цикл (тип L-16 и т.д.): 4-8 лет
  • Rolls-Surrette Premium глубокого цикла: 7-15 лет
  • Промышленный глубокий цикл (серия Crown and Rolls 4KS): 10-20+ лет.
  • Телефон (плавающий): 2-20 лет. Обычно это «плавающие услуги» специального назначения, но часто они появляются на избыточном рынке как «глубокий цикл».Они могут значительно различаться в зависимости от возраста, использования, ухода и типа.
  • NiFe (щелочной): 5-35 лет
  • NiCad: 1-20 лет

Пусковые, морские или аккумуляторы глубокого разряда


Пусковые батареи
(иногда называемые SLI, для запуска, освещения, зажигания) обычно используются для запуска и работы двигателей. Стартеры двигателей нуждаются в очень большом пусковом токе в течение очень короткого времени. Пусковые батареи имеют большое количество тонких пластин для максимальной площади поверхности.Пластины состоят из свинцовой «губки», внешне похожей на очень тонкую поролоновую губку. Это дает очень большую площадь поверхности, но при глубоком цикле эта губка быстро израсходуется и упадет на дно ячеек. Автомобильные аккумуляторы обычно выходят из строя после 30-150 циклов глубокой разрядки при глубоком цикле, в то время как они могут прослужить тысячи циклов при нормальном запуске (разряд 2-5%).

Аккумуляторы глубокого цикла рассчитаны на то, чтобы время от времени разряжаться до 80%, и имеют гораздо более толстые пластины.Основное различие между настоящей батареей глубокого цикла и другими заключается в том, что пластины представляют собой ТВЕРДЫЕ свинцовые пластины, а не губчатые. Это дает меньшую площадь поверхности, а значит, меньше «мгновенной» мощности, необходимой для пусковых батарей. Несмотря на то, что их можно циклически снизить до 20% заряда, наилучший метод соотношения продолжительности жизни и затрат состоит в том, чтобы поддерживать средний цикл примерно на уровне 50% разряда. К сожалению, в некоторых дисконтных магазинах или местах, специализирующихся на автомобильных аккумуляторах, часто невозможно сказать, что вы действительно покупаете.Аккумулятор тележки для гольфа довольно популярен для небольших систем и RV. Проблема в том, что «кар для гольфа» относится к корпусу батареи размера (обычно называемому GC-2 или T-105), а не к типу конструкции, поэтому качество и конструкция батареи тележки для гольфа могут значительно различаться. начиная от дешевого нефирменного бренда с тонкими пластинами и заканчивая настоящими брендами глубокого цикла, такими как Crown, Deka, Trojan и т. д. В общем, вы получаете то, за что платите.

Морские аккумуляторы обычно являются «гибридными» и занимают промежуточное положение между пусковыми и аккумуляторами глубокого цикла, хотя некоторые из них (например, Rolls-Surrette и Concorde) действительно являются аккумуляторами глубокого цикла.В гибриде пластины могут состоять из свинцовой губки, но она грубее и тяжелее, чем та, что используется в пусковых батареях. Часто трудно сказать, что вы получаете от «морской» батареи, но большинство из них являются гибридными. Пусковые батареи обычно имеют номинал «CCA», или усилители холодного запуска, или «MCA», усилители запуска Marine — то же, что и «CA». Любая батарея с емкостью, указанной в CA или MCA, может быть или не быть настоящей батареей глубокого цикла. Иногда трудно сказать, так как термин «глубокий цикл» часто используется слишком часто — мы даже видели термин «глубокий цикл», используемый в рекламе автомобильных пусковых аккумуляторов.Рейтинги CA и MCA составляют 32 градуса по Фаренгейту, а CCA — 0 градусов по Фаренгейту. К сожалению, единственный положительный способ определить некоторые батареи — это купить одну и разрезать ее — не так уж много вариантов.

Батарея глубокого разряда в качестве пусковой батареи

Как правило, с этим проблем не возникает, если учесть более низкий пусковой ток по сравнению с пусковой батареей аналогичного размера. Как правило, если вы собираетесь использовать батарею глубокого разряда (такую ​​как Concorde SunXtender) также в качестве пусковой батареи, ее размер должен быть примерно на 20% больше существующего или рекомендуемого размера группы пусковых батарей, чтобы получить те же пусковые усилители.Это примерно то же самое, что заменить группу 24 на группу 31. В современных двигателях с впрыском топлива и электронным зажиганием обычно требуется гораздо меньше энергии батареи для их проворачивания и запуска, поэтому начальные пусковые токи менее важны, чем раньше. . С другой стороны, многие автомобили, лодки и дома на колесах более сильно загружены потребляющими энергию «приборами», такими как мегаваттные стереосистемы и т. Д., Которые больше подходят для батарей глубокого цикла. Мы без проблем использовали аккумуляторы Concorde SunXtender AGM в некоторых наших автомобилях.

Аккумулятор глубокого разряда не помешает использовать в качестве пусковой батареи, но для батареи того же размера они не могут обеспечить столько же пусковых токов, как обычная пусковая батарея, и обычно они намного дороже.

Вернуться к началу

Из чего сделаны батареи

Почти все широко используемые большие перезаряжаемые батареи относятся к свинцово-кислотному типу. (Используются некоторые NiCad, но для большинства целей очень высокие первоначальные затраты и высокие затраты на утилизацию их не оправдывают).Несколько литий-ионных типов начинают появляться, но они намного дороже, чем свинцово-кислотные, и большинство контроллеров заряда не имеют правильных уставок для надлежащей зарядки.

Кислота обычно состоит из 30 % серной кислоты и 70 % воды при полной загрузке. Также доступны NiFe (никель-железные) батареи — они имеют очень долгий срок службы, но довольно низкую эффективность (60-70%), а напряжения различаются, что затрудняет согласование со стандартными системами 12 В / 24 / 48 В и инверторы.Самая большая проблема с батареями NiFe заключается в том, что вам, возможно, придется добавить 100 Вт, чтобы получить 70 Вт заряда — они намного менее эффективны, чем свинцово-кислотные. То, что вы сэкономите на батареях, вам придется компенсировать покупкой более крупной системы солнечных батарей. NiCad также неэффективны — обычно около 65% — и очень дороги. Тем не менее, никель-кадмиевые аккумуляторы можно заморозить без повреждений, поэтому иногда их используют в районах, где температура может упасть ниже -50 градусов по Фаренгейту. Большинство аккумуляторов AGM также без проблем выдерживают замораживание, даже если выходная мощность при замораживании будет незначительной или нулевой.

Промышленные аккумуляторы глубокого разряда

Иногда называемые «вилочными», «тяговыми» или «стационарными» батареями, они используются там, где питание требуется в течение более длительного периода времени, и рассчитаны на «глубокий цикл» или разрядку до 20% от полного заряда. заряд (80% DOD или глубина разряда). Их часто называют тяговыми батареями из-за их широкого использования в вилочных погрузчиках, тележках для гольфа и подметально-уборочных машинах (от которых мы получаем серии размеров батарей «GC» и «FS»).Батареи глубокого цикла имеют гораздо более толстые пластины, чем автомобильные батареи. Иногда они используются в более крупных фотоэлектрических системах, потому что вы можете получить много памяти в одной (очень большой и тяжелой) батарее.

Толщина плиты

Толщина пластины (положительной пластины) имеет значение из-за фактора, называемого « коррозия положительной сетки ». Это входит в тройку основных причин выхода из строя батареи. Положительная (+) пластина — это то, что постепенно съедается с течением времени, поэтому в конечном итоге ничего не остается — все падает на дно в виде осадка.Более толстые пластины напрямую связаны с более длительным сроком службы, поэтому при прочих равных батарея с самыми толстыми пластинами прослужит дольше всего. Отрицательная пластина аккумуляторов несколько расширяется во время разряда, поэтому почти все аккумуляторы имеют сепараторы, такие как стекломат или бумага, которые можно сжимать.

Автомобильные аккумуляторы обычно имеют пластины толщиной около 0,040 дюйма (4/100 дюйма), в то время как аккумуляторы для вилочных погрузчиков могут иметь пластины толщиной более 1/4 дюйма (0,265 дюйма, например, в более крупных Rolls-Surrette) — почти в 7 раз толще, чем авто аккумуляторы.Типичная тележка для гольфа будет иметь пластины толщиной от 0,07 до 0,11 дюйма. Concorde AGM имеет толщину 0,115 дюйма, тип Rolls-Surrette L-16 (Ch560) имеет толщину 0,150 дюйма, а US Battery и Trojan L- 16 типов .090″. Размер Crown L-16HC имеет пластины толщиной 0,22 дюйма. Толщина пластин — не единственный фактор, определяющий, сколько глубоких циклов может выдержать аккумулятор, прежде чем он разрядится, но самый важный.

В большинстве промышленных (автопогрузчиков) аккумуляторов глубокого цикла используются свинцово-сурьмяные пластины, а не свинцово-кальциевые, используемые в AGM или гелеобразных аккумуляторах глубокого цикла и в автомобильных пусковых батареях.Сурьма увеличивает срок службы и прочность пластины, но увеличивает газообразование и потерю воды. Вот почему большинство промышленных аккумуляторов необходимо часто проверять на уровень воды, если у вас нет Hydrocaps. Саморазряд аккумуляторов со свинцово-сурьмяными пластинами может быть высоким — до 1% в день на старом аккумуляторе. Новый AGM обычно саморазряжается примерно на 1-2% в месяц, в то время как старый может достигать 2% в неделю.

Герметичные батареи

Герметичные аккумуляторы имеют вентиляционные отверстия, которые (обычно) нельзя снять.Так называемые необслуживаемые батареи также герметичны, но обычно не являются герметичными. Герметичные батареи не являются полностью герметичными, так как они должны позволять газу выходить во время зарядки. Если перезаряжать слишком много раз, некоторые из этих батарей могут потерять достаточно воды, чтобы умереть раньше времени. В большинстве небольших аккумуляторов глубокого цикла (включая AGM) используются пластины свинец-кальций для увеличения срока службы, в то время как в большинстве промышленных аккумуляторов и аккумуляторов для вилочных погрузчиков используется сплав свинец-сурьма для большей прочности пластин, чтобы противостоять ударам и вибрации.

Свинцово-сурьмяные аккумуляторы

(например, для вилочных погрузчиков и поломоечных машин) имеют гораздо более высокую скорость саморазряда (2-10% в неделю), чем свинцово-кальциевые (1-5% в месяц), но сурьма улучшает механические характеристики. прочность пластин, что является важным фактором в электромобилях. Обычно они используются там, где они подвергаются постоянным или очень частым циклам зарядки/разрядки, например, в вилочных погрузчиках и подметальных машинах. Сурьма увеличивает срок службы пластины за счет более высокого саморазряда.Если они не используются в течение длительного времени, их следует подзаряжать, чтобы избежать повреждения от сульфатации, но это относится к ЛЮБОЙ батарее.

Как и во всем, есть компромиссы. Типы свинца-сурьмы имеют очень долгий срок службы, но более высокую скорость саморазряда.

Коды размеров батарей

Батарейки бывают разных размеров. У многих есть «групповые» размеры, которые основаны на физическом размере и расположении терминала. Это НЕ показатель емкости аккумулятора.Типичными кодами BCI являются группы U1, 24, 27 и 31. Промышленные батареи обычно обозначаются номером детали, например «FS» для подметальной машины или «GC» для тележки для гольфа. Многие батареи не имеют определенного кода, а являются просто номерами деталей производителя. Другими стандартными кодами размеров являются 4D и 8D, большие промышленные батареи, обычно используемые в солнечных электрических системах.

Некоторые распространенные коды размера батареи: (номинальные значения приблизительны)
У1 от 34 до 40 ампер-часов 12 вольт
Группа 24 70-85 ампер-часов 12 вольт
Группа 27 85-105 Ампер-час 12 вольт
Группа 31 95-125 ампер-часов 12 вольт
4-D 180-215 Ампер-час 12 вольт
8-Д 225-255 Ампер-часы 12 вольт
Гольф-кар и Т-105 от 180 до 225 ампер-часов 6 вольт
Л-16, Л16ХК и т.д. от 340 до 415 ампер-часов 6 вольт
Загущенный электролит

Гелевые батареи, или «гелевые элементы», содержат кислоту, которая была «желирована» добавлением силикагеля, превращая кислоту в твердую массу, похожую на липкое желе. Преимущество этих аккумуляторов в том, что кислоту невозможно пролить, даже если они разбиты. Однако есть несколько недостатков. Во-первых, они должны заряжаться с меньшей скоростью (C/20), чтобы предотвратить повреждение клеток избыточным газом.Их нельзя быстро зарядить обычным автомобильным зарядным устройством, иначе они могут быть безвозвратно повреждены. Обычно это не проблема с солнечными электрическими системами, но если используется вспомогательный генератор или зарядное устройство с инвертором, ток должен быть ограничен спецификациями производителя. Большинство лучших инверторов, обычно используемых в солнечных электрических системах, могут быть настроены на ограничение зарядного тока батарей.

Некоторым другим недостатком гелевых элементов является то, что они должны заряжаться при более низком напряжении (на 2/10 меньше), чем залитые или AGM батареи.При перезарядке в геле могут образоваться пустоты, которые никогда не заживут, что приведет к потере емкости аккумулятора. В жарком климате потери воды может хватить на 2-4 года, чтобы привести к преждевременному выходу батареи из строя. Именно по этой и другим причинам мы больше не продаем гелеобразные клетки, кроме как для замены. Более новые батареи AGM (абсорбированный стекломат) обладают всеми преимуществами (и даже некоторыми) гелевых батарей без каких-либо недостатков.

Аккумуляторы AGM (абсорбированное стекловолокно)

Ознакомьтесь с нашими самыми популярными брендами аккумуляторов AGM: Universal Power Group , Concorde SunXtender и Fullriver Battery .

В более новом типе герметичной батареи между пластинами используются «впитывающие стеклянные маты» или AGM. Это очень тонковолокнистый мат из бор-силикатного стекла. Аккумуляторы этого типа обладают всеми преимуществами гелевых, но могут выдержать гораздо больше злоупотреблений. Мы продаем аккумуляторы Concorde (и Lifeline производства Concorde) AGM. Их также называют «голодным электролитом», так как мат насыщен примерно на 95%, а не полностью пропитан. Это также означает, что они не будут пропускать кислоту, даже если они сломаны.

Аккумуляторы AGM имеют ряд преимуществ как перед гелевыми, так и перед жидкими аккумуляторами при примерно такой же стоимости, что и гелевые:

Поскольку весь электролит (кислота) содержится в стеклянных матах, они не могут пролиться, даже если они разбиты.Это также означает, что, поскольку они неопасны, стоимость доставки ниже. Кроме того, поскольку нет жидкости для замерзания и расширения, они практически невосприимчивы к повреждениям от замерзания.

Почти все батареи AGM являются « рекомбинантными » — это означает, что Кислород и Водород рекомбинируют ВНУТРИ батареи. В них используется перенос кислорода в газовой фазе к отрицательным пластинам, чтобы рекомбинировать их обратно в воду во время зарядки и предотвратить потерю воды в результате электролиза.Эффективность рекомбинации обычно составляет 99+%, поэтому потери воды практически отсутствуют.

Зарядное напряжение такое же, как и у любого стандартного аккумулятора — нет необходимости в каких-либо специальных настройках или проблемах с несовместимыми зарядными устройствами или средствами управления зарядом. А так как внутреннее сопротивление крайне низкое, нагрев батареи практически отсутствует даже при больших токах заряда и разряда. Аккумуляторы Concorde (и большинство AGM) не имеют ограничений по току заряда или разряда.

AGM имеют очень низкий саморазряд — обычно от 1% до 3% в месяц.Это означает, что они могут храниться без подзарядки гораздо дольше, чем стандартные батареи. Аккумуляторы Concorde могут быть почти полностью заряжены (95% или больше) даже после 30 дней полной разрядки.

AGM не допускает проливания жидкости, и даже в условиях сильного перезаряда выброс водорода намного ниже максимального значения 4%, указанного для самолетов и закрытых помещений. Пластины в AGM плотно упакованы и жестко закреплены и выдерживают удары и вибрацию лучше, чем любая стандартная батарея.

Несмотря на все вышеперечисленные преимущества, место для стандартной залитой батареи глубокого разряда все же есть. AGM будут стоить примерно в 1,5-2 раза дороже, чем залитые аккумуляторы той же емкости. Во многих установках, где батареи установлены в зоне, где вам не нужно беспокоиться о дыме или утечке, стандартный или промышленный глубокий цикл является лучшим экономичным выбором. Основными преимуществами аккумуляторов AGM являются отсутствие обслуживания, полная герметизация от паров, водорода или утечек, непроливаемость, даже если они сломаны, и они могут выдержать большинство заморозков.Не всем нужны эти функции.

Вернуться к началу

Влияние температуры на батареи

Емкость батареи (сколько ампер-часов она может удерживать) уменьшается при понижении температуры и увеличивается при повышении температуры. Вот почему ваш автомобильный аккумулятор садится холодным зимним утром, хотя днем ​​ранее он работал нормально. Если ваши аккумуляторы проводят часть года, дрожа на холоде, при выборе размера системных аккумуляторов необходимо учитывать уменьшенную емкость.Стандартная оценка для батарей при комнатной температуре — 25 градусов C (около 77 F). Примерно при -22 градусах по Фаренгейту (-27 C) емкость Ач аккумулятора падает до 50 %. При заморозке емкость снижается на 20%. Емкость увеличивается при более высоких температурах — при 122 градусах по Фаренгейту емкость батареи будет примерно на 12% выше.

Зарядка аккумулятора Напряжение также меняется в зависимости от температуры. Оно будет варьироваться примерно от 2,74 вольта на элемент (16,4 вольта) при -40°C до 2,3 вольта на элемент (13,8 вольта) при 50°C.Вот почему вы должны иметь температурную компенсацию на своем зарядном устройстве или контроль заряда, если ваши батареи находятся на улице и / или подвержены большим колебаниям температуры. Некоторые элементы управления зарядкой имеют встроенную температурную компенсацию (например, Morningstar) — это нормально работает, если контроллер подвергается воздействию тех же температур, что и аккумуляторы. Однако, если ваши батареи снаружи, а контроллер внутри, это не так хорошо работает. Еще одна сложность заключается в том, что большие блоки батарей образуют большую тепловую массу .

Тепловая масса означает, что из-за большой массы они будут изменять внутреннюю температуру гораздо медленнее, чем температура окружающего воздуха. Большой блок изолированных батарей может колебаться внутри всего на 10 градусов в течение 24 часов, даже если температура воздуха колеблется от 20 до 70 градусов. По этой причине внешние (дополнительные) датчики температуры должны быть присоединены к одной из ПОЗИТИВНЫХ пластинчатых клемм и немного увязаны с какой-либо изоляцией на клемме.Затем показания датчика будут очень близки к фактической внутренней температуре батареи.

Несмотря на то, что емкость батареи при высоких температурах выше, срок службы батареи сокращается. Емкость батареи уменьшается на 50% при -22 градусах по Фаренгейту, но срок службы батареи увеличивается примерно на 60%. Срок службы батареи сокращается при более высоких температурах — на каждые 15 градусов по Фаренгейту сверх 77 срок службы батареи сокращается вдвое. Это справедливо для ЛЮБОГО типа свинцово-кислотных аккумуляторов, будь то герметичные, гелевые, AGM, промышленные или любые другие.На самом деле это не так плохо, как кажется, поскольку батарея имеет тенденцию усреднять хорошие и плохие времена. Нажмите на небольшой график, чтобы увидеть полноразмерную диаграмму зависимости температуры от емкости.

И последнее замечание о температурах. В некоторых местах с очень холодными или жаркими условиями могут продаваться батареи, которые НЕ имеют стандартную концентрацию электролита (кислоты). Электролит может быть более сильным (для холодного) или более слабым (для очень жаркого) климата. В таких случаях удельный вес и напряжение могут отличаться от того, что мы показываем.

Количество циклов и срок службы

«Цикл» батареи — это один полный цикл разрядки и перезарядки. Обычно считается разрядка со 100% до 20%, а потом обратно до 100%. Однако часто встречаются рейтинги для другой глубины циклов разрядки, наиболее распространенные из них — 10%, 20% и 50%. Вы должны быть осторожны при просмотре оценок, в которых указано, на сколько циклов рассчитана батарея, если только в ней также не указано, насколько сильно она разряжается. Например, один из широко разрекламированных телефонных аккумуляторов (плавающего типа) рекламируется как имеющий 20-летний срок службы.Если вы посмотрите на мелкий шрифт, он имеет этот рейтинг только при 5% DOD — он намного меньше при использовании в приложении, где они регулярно зацикливаются глубже. Те же самые батареи рассчитаны на срок менее 5 лет при циклическом использовании до 50%. Например, большинство аккумуляторов для гольф-мобилей рассчитаны примерно на 550 циклов до 50% разрядки, что соответствует примерно 2 годам.

Срок службы батареи напрямую зависит от того, как глубоко перезаряжается батарея каждый раз. Если батарея разряжается до 50% каждый день, она прослужит примерно в два раза дольше, чем если бы она циклически разряжалась до 80% глубины разряда.Если зациклить только 10% DOD, он продлится примерно в 5 раз дольше, чем один зацикленный до 50%. Очевидно, что на это есть некоторые практические ограничения — обычно вы не хотите иметь 5-тонную кучу батарей только для того, чтобы уменьшить DOD. Наиболее практичным числом для использования на регулярной основе является 50% DOD. Это НЕ означает, что вы не можете время от времени доходить до 80%. Просто при проектировании системы, когда у вас есть некоторое представление о нагрузках, вы должны рассчитывать на среднее значение DOD для около 50% для наилучшего фактора хранения и стоимости.Кроме того, существует верхний предел — батарея, которая постоянно заряжена на 5% или меньше, обычно не прослужит так долго, как батарея, заряженная на 10%. Это происходит потому, что при очень мелких циклах диоксид свинца имеет тенденцию накапливаться в виде комков на положительных пластинах, а не в виде ровной пленки. На приведенном выше графике показано, как глубина разряда влияет на срок службы. Диаграмма относится к аккумулятору Concorde Lifeline, но все свинцово-кислотные аккумуляторы будут иметь одинаковую форму кривой, хотя количество циклов будет различаться.

Вернуться к началу

Напряжение батареи

Все свинцово-кислотные аккумуляторы обеспечивают напряжение около 2,14 В на элемент (от 12,6 до 12,8 для 12-вольтового аккумулятора) при полной зарядке. Аккумуляторы, хранящиеся в течение длительного времени, в конечном итоге теряют весь свой заряд. Эта «утечка» или саморазряд значительно зависит от типа батареи, возраста и температуры. Она может варьироваться от 1% до 15% в месяц. Как правило, самые низкие значения имеют новые AGM-аккумуляторы, а самые высокие — старые промышленные (свинцово-сурьмяные пластины).В системах, которые постоянно подключены к какому-либо источнику зарядки, будь то солнечная батарея, ветер или зарядное устройство с питанием от сети переменного тока, это редко является проблемой. Тем не менее, один из самых больших убийц батарей хранится в частично разряженном состоянии в течение нескольких месяцев. На батареях должен поддерживаться «плавающий» заряд, даже если они не используются (или , особенно , если они не используются). Даже большинство «сухих заряженных» аккумуляторов (те, которые продаются без электролита, чтобы их было легче транспортировать, с добавлением кислоты позже) со временем изнашиваются.Максимальный срок хранения на них составляет от 18 до 30 месяцев.

Батареи саморазряжаются быстрее при более высоких температурах. Срок службы также может серьезно сократиться при более высоких температурах — большинство производителей заявляют, что это 50%-ная потеря срока службы на каждые 15 градусов по Фаренгейту при температуре ячейки 77 градусов. Срок службы увеличивается с той же скоростью, если температура ниже 77 градусов, но емкость уменьшается. Это имеет тенденцию к выравниванию в большинстве систем — они проводят часть своей жизни при более высоких температурах, а часть — при более низких. Типичные показатели саморазряда для затопленных аккумуляторов составляют от 5% до 15% в месяц.

Миф: Старый миф о том, что аккумуляторы нельзя хранить на бетонном полу, на самом деле всего лишь миф. Этой истории уже 100 лет, и она возникла еще тогда, когда корпуса батарей были сделаны из дерева и асфальта. Кислота будет вытекать из них и образовывать медленно разряжающуюся цепь через теперь пропитанный кислотой и проводящий пол.
Состояние заряда Проблемы с автомобильным аккумулятором

: когда пора покупать новый аккумулятор?

«Если бы я только знал раньше.«Да, мы все были там раньше. К счастью, есть несколько симптомов, которые могут указывать на то, что аккумулятор требует внимания. Пока не поздно.

Пришло время для новой батареи, когда вы заметите

  1. Медленная рукоятка двигателя

    Когда вы пытаетесь завести автомобиль, двигатель прокручивается медленно, и его запуск занимает больше времени, чем обычно.

  2. Индикатор проверки двигателя

    Индикатор Check Engine иногда загорается, когда батарея разряжена.

  3. Низкий уровень жидкости в аккумуляторной батарее

    Автомобильные аккумуляторы

    обычно имеют полупрозрачную часть корпуса, поэтому вы всегда можете следить за уровнем жидкости в аккумуляторе. Если уровень жидкости ниже свинцовых пластин : (проводник энергии:) внутри, пришло время проверить аккумулятор и систему зарядки.

  4. Отек, вздутие корпуса батареи

    Если корпус вашей батареи выглядит так, вы можете обвинить чрезмерное тепло в том, что корпус батареи вздулся, что привело к сокращению срока службы батареи.

  5. Утечка батареи

    Утечка также вызывает коррозию вокруг штырей: (где расположены кабельные соединения + и –.:) Грязь, возможно, придется удалить; иначе ваш автомобиль может не завестись.

  6. Старость

    Ваша батарея может работать более трех лет, но, по крайней мере, проверяйте ее текущее состояние ежегодно, когда она достигает отметки в три года.

    Самые популярные вопросы и ответы

    Как мог разрядиться аккумулятор за ночь?

    Батарейки могут делать многое, пока мы не смотрим.Самый распространенный способ разрядить батарею за ночь — это оставить включенным свет или подключенный к сети адаптер питания, что полностью разрядит батарею, пока вы крепко спите.

    Аккумулятор также может разрядиться за ночь, если есть неисправные электрические компоненты или проводка. Если это так, давайте проверим это, чтобы мы могли решить проблему и снова начать работу.

    Какие факторы повлияют на срок службы моего автомобильного аккумулятора?

    Итак, вы хотите знать, прослужит ли ваша батарея три года или, еще лучше, пять лет, а? Что ж, все зависит от ваших привычек вождения, а также от круглогодичного климата в вашем регионе.

    1. Короткие поездки. Более короткий срок службы батареи. Если вы совершаете много коротких поездок (менее 20 минут), у вашей батареи не будет достаточно времени для полной зарядки, что сократит ее общий срок службы.
    2. Экстремальные температуры убивают батареи. Собачьи дни лета больше всего сказываются на вашей батарее. Палящие температуры и даже отрицательные температуры могут сократить срок службы батареи. Много раз ждать, пока сильные зимние морозы не заменят батарею, часто бывает слишком поздно.Холодная погода может в значительной степени разрядить изношенную батарею по прибытии.
    3. Найдите свой регион. Узнайте среднее время автономной работы.
    4. Быстрые шаги:

      Каковы предупреждающие признаки того, что мой аккумулятор выходит из строя?

      «Если бы я только знал раньше.» Мы все были там раньше. К счастью, есть различные признаки и симптомы того, что ваша батарея может нуждаться в замене:

      1. Медленный запуск двигателя: когда вы пытаетесь завести автомобиль, двигатель прокручивается медленно, и для его запуска требуется больше времени, чем обычно. Лучше всего описать его как начальный шумовой звук «рур-рур-рур».
      2. Индикатор проверки двигателя: иногда индикатор проверки двигателя появляется, когда батарея разряжена. Странные индикаторы системы, такие как индикатор проверки двигателя и низкий уровень охлаждающей жидкости, могут означать проблему с аккумулятором.(Это также может означать, что вам нужно больше охлаждающей жидкости).
      3. Низкий уровень жидкости в аккумуляторе: автомобильные аккумуляторы обычно имеют полупрозрачную часть корпуса, поэтому вы всегда можете следить за уровнем жидкости в аккумуляторе. Вы также можете проверить его, сняв красную и черную крышки, если они не закрыты (большинство современных автомобильных аккумуляторов теперь постоянно герметизируют эти части).
      4. Итог: если уровень жидкости ниже свинцовых пластин (проводника энергии) внутри, пора проверить аккумулятор и систему зарядки.Когда уровень жидкости падает, это обычно вызвано перезарядкой (нагревом).
      5. Опухший, раздутый корпус аккумулятора: если корпус аккумулятора выглядит так, будто он съел очень много еды, это может указывать на то, что аккумулятор вышел из строя. Вы можете обвинить чрезмерное тепло в том, что корпус батареи вздулся, что сократило срок службы батареи.
      6. Фу, вонючий запах тухлых яиц: Вы можете заметить резкий запах тухлых яиц (запах серы:) вокруг батареи.Причина: Батарея течет. Утечка также вызывает коррозию вокруг стоек (где расположены кабельные соединения (+) и (–).) Возможно, потребуется удалить грязь; в противном случае ваша машина может не завестись.
      7. Три года + срок службы батареи считается старым таймером: ваша батарея может работать более трех лет, но, по крайней мере, ее текущее состояние необходимо проверять ежегодно, когда она достигает отметки в три года. Срок службы батареи варьируется от трех до пяти лет в зависимости от батареи.Однако манера вождения, погода и частые короткие поездки (менее 20 минут) могут значительно сократить реальный срок службы автомобильного аккумулятора.
      8. Увеличьте срок службы батареи с помощью мелочей.

        Представьте, что вы просыпаетесь с разряженным автомобильным аккумулятором. Это не весело. Вообще. Но поскольку батареи могут делать что-то, когда мы не смотрим, нам нужно помочь им преодолеть расстояние. Это означает выключение всех внутренних и внешних огней при выходе из поездки.Также важно отключить адаптеры питания. Естественно, мы также здесь, чтобы наблюдать. Наш анализатор раннего обнаружения определяет, сколько времени осталось в вашей батарее. Если что-то пошло не так, технические специалисты Firestone Complete Auto Care помогут исправить проблему.

        Руководство по аккумуляторам и техническим терминам

        КИСЛОТА
        Серная кислота. Это электролит или жидкость, содержащаяся в элементах батареи

        .

        АКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ
        Активным материалом в положительных пластинах батареи является двуокись свинца, а в отрицательных пластинах — металлический губчатый свинец.Когда создается электрическая цепь, эти материалы реагируют с серной кислотой во время зарядки и разрядки в соответствии со следующей химической реакцией

        .

        PbO2 + Pb + 2h3SO4 = 2PbSO4 + 2h3O

        АКТИВАЦИЯ
        Добавление электролита в сухую батарею.

        AGM
        Мат из впитывающего стекла

        АККУМУЛЯТОР AGM
        Аккумулятор, не содержащий свободного жидкого электролита. Электролит поглощается материалом из стекломата, расположенным в каждой из ячеек батареи.Аккумуляторы AGM и VRLA имеют одинаковую конструкцию

        АМПЕР (Ампер, А)
        Единица измерения скорости потока электронов или тока в цепи

        АМПЕР-ЧАС (Ампер-час, Ач)
        Единица измерения электрической емкости батареи, полученная путем умножения силы тока в амперах на время разряда в часах. (Например, батарея, выдающая 5 ампер в течение 20 часов, обеспечивает емкость 5 А x 20 часов = 100 Ач)

        СУРЬМА
        Твердый хрупкий серебристо-белый металл с сильным блеском из семейства мышьяковистых.Химическая формула Sb, атомный номер 51.

        КАДМИЙ
        Металлический элемент с высокой коррозионной стойкостью, используемый в качестве защитного покрытия на компонентах батареи. Химическая формула Cd, атомный номер 48.

        ЕМКОСТЬ
        Способность полностью заряженной батареи поставлять определенное количество электроэнергии (Ач) с заданной скоростью (А) в течение определенного периода времени (ч). Емкость батареи зависит от ряда факторов, таких как: вес активного материала, плотность активного материала, адгезия активного материала к сетке, количество, конструкция и размеры пластин, расстояние между пластинами, конструкция сепараторов, специфические плотность и количество доступного электролита, сплавы сетки, конечное предельное напряжение, скорость разряда, температура, внутреннее и внешнее сопротивление, возраст и история жизни батареи.

        ТЕСТ ЕМКОСТЬ
        Тест, при котором батарея разряжается постоянным током при комнатной температуре до тех пор, пока напряжение не упадет до 1,75 В на элемент.

        ЯЧЕЙКА
        Основной электрохимический блок выработки тока в батарее, состоящий из набора положительных и отрицательных пластин, электролита, сепараторов и корпуса. В 12-вольтовой свинцово-кислотной батарее шесть ячеек.

        ЗАРЯЖЕННЫЙ
        Максимальная способность элемента батареи отдавать ток (ампер).Положительные пластины содержат максимальное количество оксида свинца и минимальное количество сульфата свинца, а отрицательные пластины содержат максимальное количество губчатого свинца и минимальное количество сульфата. Электролит имеет максимальную удельную плотность.

        ЗАРЯЖЕННАЯ И СУХАЯ (DRY CHARGED)
        Аккумулятор в сборе с сухими, заряженными пластинами и без электролита.

        ЗАРЯЖЕННЫЙ И ВЛАЖНЫЙ (ВЛАЖНО ЗАРЯЖЕННЫЙ)
        Полностью заряженный аккумулятор, содержащий электролит (готовый к установке)

        ЗАРЯДКА
        Процесс преобразования электрической энергии в сохраненную химическую энергию

        СКОРОСТЬ ЗАРЯДКИ
        Ток (в амперах) в амперах, при котором заряжается батарея.

        ЦЕПЬ
        Электрическая цепь — это путь, по которому движется поток электронов. Замкнутая цепь — это полный путь. Разомкнутая цепь имеет разорванный или отсоединенный путь.

        ЦЕПЬ (ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ)
        Цепь, которая имеет только один путь для протекания тока. Батареи, расположенные последовательно, соединяются минусом первой с плюсом второй, минусом второй с плюсом третьей и так далее. Если две 12-вольтовые батареи емкостью 50 Ач каждая соединены последовательно, напряжение цепи равно сумме двух напряжений батарей, или 24 В, а емкость комбинации в ампер-часах составляет 50 Ач.

        ЦЕПЬ (ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ)
        Цепь обеспечивает более одного пути для протекания тока. При параллельном расположении батарей (с одинаковым напряжением и емкостью) все положительные клеммы подключены к проводнику, а все отрицательные клеммы подключены к другому проводнику. Если две 12-вольтовые батареи емкостью 50 Ач каждая соединены параллельно, напряжение цепи составит 12 В, а емкость комбинации в ампер-часах составит 100 Ач.

        ОЦЕНКА ХОЛОДНОГО ЗАВОДА
        Количество ампер свинцово-кислотной батареи при нуле градусов по Фаренгейту (-17.8 градусов по Цельсию) может подавать в течение 30 секунд и поддерживать не менее 1,2 вольта на ячейку.

        ЗАРЯДКА ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
        Зарядное устройство для аккумуляторов, вырабатывающее постоянный ток (ампер) в процессе зарядки

        КОРРОЗИЯ
        Разрушительная химическая реакция жидкого электролита с реактивным материалом. (например, разбавленная серная кислота на железе с образованием продуктов коррозии, таких как ржавчина). Клеммы аккумуляторной батареи подвержены коррозии, если за ними не ухаживают должным образом.

        ТОК
        Скорость потока электричества или движение электронов вдоль проводника. Его можно сравнить с потоком воды. Единицей измерения тока в системе СИ является ампер (А)

        .

        ТОК (ПЕРЕМЕННЫЙ) (AC)
        Ток, который периодически изменяется по величине и направлению. Аккумулятор не дает переменного тока.

        ТОК (ПРЯМОЙ) (ПОСТОЯННЫЙ)
        Электрический ток, протекающий в электрической цепи только в одном направлении.Аккумулятор обеспечивает постоянный ток (DC) и должен заряжаться постоянным током в направлении, противоположном направлению разряда.

        ЦИКЛ
        В батарее одна разрядка плюс одна перезарядка равняются одному циклу.

        СКОРОСТЬ РАЗРЯДА
        Любая указанная сила тока, при которой батарея разряжается

        РАЗРЯДКА
        Когда батарея подает ток, говорят, что она разряжается.

        ЭЛЕКТРОЛИТ
        В свинцово-кислотных батареях электролит представляет собой серную кислоту, разбавленную водой.Это проводник, который подает воду и сульфат для электрохимической реакции.

        PbO2 + Pb + 2h3SO4 = 2PbSO4 + 2h3O

        ЭЛЕМЕНТ
        В аккумуляторе набор положительных и отрицательных пластин в сборе с сепараторами.

        ПЛАВАЮЩАЯ ЗАРЯДКА
        Напряжение перезарядки, которое немного превышает напряжение холостого хода (OCV) батареи

        ФОРМОВКА
        В производстве аккумуляторов формование — это процесс первой зарядки аккумулятора.Электрохимически формование превращает пасту оксида свинца на положительных сетках в двуокись свинца, а пасту оксида свинца на отрицательных сетках — в металлический губчатый свинец.

        GLASS MAT
        Ткань из стекловолокна с полимерным связующим, например, стиролом или акрилом, который используется для удержания позитивно активного материала. Стекломаты также поглощают электролит в аккумуляторе AGM.

        РЕШЕТКА
        Каркас из свинцового сплава, поддерживающий активный материал пластины аккумулятора и проводящий ток.

        ЗАЗЕМЛЕНИЕ
        Опорный потенциал цепи. В автомобилестроении результат прикрепления одного кабеля аккумуляторной батареи к кузову или раме транспортного средства, который используется в качестве пути для замыкания цепи вместо прямого провода от компонента. Сегодня более 99% автомобильных и LTV приложений используют отрицательную клемму аккумулятора в качестве земли.

        АРЕРОМЕТР
        Устройство поплавкового типа, используемое для определения состояния заряда аккумулятора путем измерения удельного веса электролита.(т.е. концентрация серной кислоты в электролите).

        СВИНЦ
        Химический элемент, основной компонент свинцово-кислотной батареи. Химическая формула Pb, атомный номер 82.

        СВИНЦОВАЯ СУРЬМА
        Металлический сплав, обычно используемый для отливки аккумуляторных батарей или пластин.

        СВИНЦОВЫЙ КАЛЬЦИЙ
        Сплав на основе свинца, иногда используемый для компонентов аккумуляторов вместо сурьмяно-свинцовых сплавов.

        ПЕРОКСИД СВИНЦА
        Коричневый оксид свинца, который является положительным материалом в полностью сформированной положительной пластине аккумулятора.

        СВИНЦОВАЯ ГУБКА
        Основной компонент активного материала полностью сформированной отрицательной пластины аккумуляторной батареи.

        СУЛЬФАТ СВИНЦА
        Соединение, образующееся в результате химической реакции серной кислоты на оксиды свинца в аккумуляторной батарее.

        СЕРНАЯ КИСЛОТА
        Основное кислотное соединение серы. Серная кислота в разбавленном виде является электролитом свинцово-кислотного аккумулятора. Химическая формула h3SO4.

        НЕПРЕРЫВНАЯ ЗАРЯДКА
        Непрерывная зарядка с низкой скоростью, приблизительно равная внутренним потерям батареи и способная поддерживать батарею в полностью заряженном состоянии.

        НАГРУЗОЧНЫЙ ТЕСТЕР
        Прибор, который потребляет ток (разряжает) от батареи с помощью электрической нагрузки при измерении напряжения. Он определяет способность батареи работать в реальных условиях разрядки.

        БАТАРЕЯ С НИЗКИМИ ПОТЕРЯМИ ВОДЫ
        Батарея, не требующая периодического добавления воды при нормальных условиях. Также известна как необслуживаемая батарея .

        МИЛЛИАМПЕР
        Одна тысячная ампера (ампер)

        МОДИФИЦИРОВАННАЯ ЗАРЯДКА ПОСТОЯННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ
        Заряд, при котором зарядное напряжение поддерживается постоянным, в то время как в цепь зарядки батареи вставлено постоянное сопротивление, вызывающее повышение напряжения по мере зарядки.

        ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ
        Обозначает электрический потенциал или относится к нему. Отрицательная клемма аккумулятора — это точка, из которой вытекают электроны во время разряда.

        ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ПЛАСТИНА
        Сетка и активный материал, к которым протекает ток от внешней цепи при разрядке батареи.

        ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ КЛЕММА
        Клемма батареи, от которой ток течет через внешнюю цепь к положительной клемме, когда батарея разряжается.

        ОМ
        Единица электрического сопротивления в системе СИ. Также единица электрического сопротивления в электрической цепи.

        ЗАКОН ОМА
        Выражает зависимость между вольтами (v) и амперами (A) в электрической цепи с сопротивлением (R). Это можно выразить следующим образом

        В = ИК

        Вольта (В) = Ампер (I) x Ом (R). Если известны любые два из трех значений, третье можно рассчитать с помощью приведенного выше расчета.

        НАПРЯЖЕНИЕ ОТКРЫТОЙ ЦЕПИ
        Напряжение залитой свинцово-кислотной батареи, когда она не подает или не получает питание. Это 2,11 вольта для полностью заряженного аккумулятора или 12,66 для полностью заряженного 12-вольтового аккумулятора (6,33 для 6-вольтового аккумулятора).

        ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ
        Обозначающий или относящийся к виду электрического потенциала; противоположное отрицательному. Точка или клемма на аккумуляторе с более низким относительным электрическим потенциалом.

        ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ КЛЕММА
        Клемма батареи, к которой течет ток во внешней цепи, когда батарея разряжается.

        ОСНОВНАЯ БАТАРЕЯ
        Аккумуляторы этого типа могут накапливать и отдавать электроэнергию, но не подлежат перезарядке.

        НОМИНАЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ
        Ампер Количество часов разряда, которое можно снять с полностью заряженной батареи с определенной постоянной скоростью.

        НОМИНАЛЬНАЯ РЕЗЕРВНАЯ ЕМКОСТЬ
        Время в минутах, в течение которого новая, полностью заряженная батарея обеспечивает силу тока 25 ампер при температуре 80 градусов по Фаренгейту и поддерживает напряжение на клеммах, равное или превышающее 1.75 вольт на ячейку. Этот рейтинг представляет собой время, в течение которого батарея будет продолжать работать с основными аксессуарами, если генератор переменного тока или генератор транспортного средства выйдет из строя.

        СОПРОТИВЛЕНИЕ (ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ)
        Противодействие свободному протеканию тока в цепи. Обычно измеряется в Омах.

        ВТОРИЧНАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ
        Аккумуляторная батарея, которая может накапливать и отдавать электрическую энергию и может заряжаться путем пропускания через нее постоянного тока в направлении, противоположном направлению разряда.

        САМОРАЗРЯД
        Постепенная потеря электроэнергии при хранении батареи.

        СЕПАРАТОР
        Разделитель между положительной и отрицательной пластинами элемента, позволяющий протекать через него току. Сепараторы изготавливаются из различных материалов, таких как полиэтилен, поливинилхлорид, каучук, стекловолокно, целлюлоза и т. д.

        КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ
        Непреднамеренное отключение тока в электрическом устройстве или проводке, обычно с очень низким сопротивлением, вызывающее протекание большого тока.В батарее короткое замыкание ячейки может быть достаточно постоянным, чтобы разрядить ячейку и сделать батарею бесполезной.

        УДЕЛЬНЫЙ ВЕС (SG)
        Плотность жидкости по сравнению с плотностью воды. Удельный вес электролита — это вес электролита по отношению к весу равного объема чистой воды.

        СОСТОЯНИЕ ЗАРЯДА
        Количество электроэнергии, хранящейся в батарее в любой момент времени, выраженное в процентах от энергии при полной зарядке.

        ВОЛЬТ
        Единица измерения электрического потенциала в системе СИ.

        НАПРЯЖЕНИЕ
        Разность электрических потенциалов между клеммами батареи или любыми двумя точками электрической цепи.

        ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
        Суммарная разность электрического потенциала (напряжения) при измерении сопротивления или импеданса (Ом). Его связь с током описана в Законе Ома .

        VRLA
        Свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном.Герметичная батарея с предохранительным клапаном, предназначенным для сброса избыточного внутреннего давления при сохранении достаточного давления для рекомбинации кислорода и водорода в воду. VRLA и AGM относятся к одному и тому же типу конструкции батареи.

        ВАТТ
        Единица СИ для измерения электрической мощности. (т. е. скорость выполнения работы по перемещению электронов под действием электрического потенциала или против него.

        Формула: Вт = Ампер x Вольт

        ВАТТ-ЧАС (Ватт-ч., белый)

        Единица измерения электрической энергии, выраженная в ваттах x часах.

         

        Батарея какого размера используется в дистанционных ключах Lexus?

        модельный год

        Модель(и)

        Тип батареи

        2019

        GX 460

        CR1632

        ES 300h, ES 350, GS 300, GS 350, GS F, IS 300, IS 350, LC 500, LC 500h, LS 500, LS 500h, LX 570, NX 300, NX 300h, RC 300, RC 350, RC F, RX 350, RX 450h, RX 450hL, UX 200, UX 250h

        CR2032

        2018

        GX 460

        CR1632

        ES 300h, ES 350, GS 300, GS 350, GS 450h, GS F, IS 300, IS 350, LC 500, LC 500h, LX 570, NX 300, NX 300h, RC 300, RC 350, RC F, RX 350, RX 450ч, RX 450hL

        CR2032

        2017

        CT 200h, GX 460, LS 460

        CR1632

        ES 300h, ES 350, GS 200t, GS 350, GS 450h, GS F, IS 200t, IS 300, IS 350, LX 570, NX 200t, NX 300h, RC 200t, RC 300, RC 350, RC F, RX 350, РХ 450ч

        CR2032

        2016

        CT 200h, GX 460, LS 460, LS 600h

        CR1632

        ES 300h, ES 350, GS 200t, GS 350, GS 450h, GS F, IS 200t, IS 300, IS 350, LX 570, NX 200t, NX 300h, RC 200t, RC 300, RC 350, RC F, RX 350, РХ 450ч

        CR2032

        2015

        CT 200h, GX 460, IS 250 C, IS 350 C, LS 460, LS 600h, LX 570, RX 350, RX 450h

        CR1632

        ES 300h, ES 350, GS 350, GS 450h, IS 250, IS 350, NX 200t, NX 300h, RC 350, RC F

        CR2032

        2014

        CT 200h, GX 460, IS 250 C, IS 350 C, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570, RX 350, RX 450h

        CR1632

        ES 300h, ES 350, GS 350, GS 450h, IS 250, IS 350

        CR2032

        2013

        CT 200h, GX 460, IS 250, IS 250 C, IS 350, IS 350 C, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570, RX 350, RX 450h

        CR1632

        ЭС 300ч, ЭС 350, ГС 350, ГС 450ч

        CR2032

        2012

        CT 200h, ES 350, GS 350, GX 460, HS 250h, IS 250, IS 250 C, IS 350, IS 350 C, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570, RX 350, RX 450h

        CR1632

        МАФ

        CR2016

        2011

        CT 200h, ES 350, GS 350, GS 450h, GS 460, GX 460, HS 250h, IS 250, IS 250 C, IS 350, IS 350 C, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570, RX 350 , RX 450ч

        CR1632

        2010

        СК 430

        CR1616

        ES 350, GS 350, GS 450h, GS 460, GX 460, HS 250h, IS 250, IS 250 C, IS 350, IS 350 C, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570, RX 350, RX 450h

        CR1632

        2009

        ГХ 470, СК 430

        CR1616

        ES 350, GS 350, GS 450h, GS 460, IS 250, IS 350, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570

        CR1632

        РХ 350

        CR2016

        2008

        ГХ 470, СК 430

        CR1616

        ES 350, GS 350, GS 450h, GS 460, IS 250, IS 350, IS F, LS 460, LS 600h, LX 570

        CR1632

        РХ 350, РХ 400ч

        CR2016

        2007

        ГХ 470, СК 430

        CR1616

        ES 350, GS 350, GS 430, GS 450h, IS 250, IS 350, LS 460

        CR1632

        LX 470, RX 350, RX 400h

        CR2016

        2006

        ГХ 470, СК 430

        CR1616

        ГС 300, ГС 430, ИС 250, ИС 350

        CR1632

        ES 330, LX 470, RX 330, RX 400h

        CR2016

        ЛС 430

        CR2032

        2005

        GS 300, GS 430, GX 470, IS 300, LX 470, SC 430

        CR1616

        ЭС 330, РХ 330

        CR2016

        ЛС 430

        CR2032

        2004

        GS 300, GS 430, GX 470, IS 300, LX 470, SC 430

        CR1616

        ЭС 330, РХ 330

        CR2016

        ЛС 430

        CR2032

        2003

        ES 300, GS 300, GS 430, GX 470, IS 300, LS 430, LX 470, RX 300, SC 430

        CR1616

        2002

        ES 300, GS 300, GS 430, IS 300, LS 430, LX 470, RX 300, SC 430

        CR1616

        2001

        ES 300, GS 300, GS 430, IS 300, LS 430, LX 470, RX 300

        CR1616

        2000

        ES 300, GS 300, GS 400, LS 400, LX 470, RX 300, SC 300, SC 400

        CR1616

        1999

        GS 300, GS 400, LS 400, LX 470, RX 300, SC 300, SC 400

        CR1616

        1998

        GS 400, LS 400, LX 470, SC 300, SC 400

        CR1616

        Аккумулятор в качестве источника питания

        Существуют различные виды аккумуляторов.Наиболее распространенным типом является свинцово-кислотный аккумулятор. Менее известным является никель-кадмиевый (NiCad) аккумулятор, который до сих пор часто можно найти в старых системах аварийного питания. Из-за высокого зарядного напряжения, необходимого для никель-кадмиевой батареи, и того факта, что они очень неблагоприятны для окружающей среды, эти батареи не подходят для использования на борту судна или автомобиля/грузовика.

        Принцип работы свинцово-кислотной батареи

        Аккумулятор — это устройство, которое накапливает электроэнергию в виде химической энергии.При необходимости энергия снова высвобождается в виде электроэнергии для потребителей постоянного тока, таких как освещение и стартеры. Батарейка состоит из нескольких гальванических элементов напряжением 2 вольта каждый. В 12-вольтовой батарее шесть элементов соединены последовательно и помещены в один корпус. Чтобы получить 24 вольта, две 12-вольтовые батареи соединены последовательно. Каждая ячейка имеет положительные оксидированные свинцовые пластины и отрицательные металлические свинцовые пластины, а также электролит, состоящий из воды и серной кислоты. Во время разрядки оксид свинца на свинцовых пластинах превращается в свинец.Содержание кислоты уменьшается, потому что для этого процесса требуется серная кислота.

        Для подзарядки аккумулятора необходимо подключить внешний источник питания, например зарядное устройство, генератор переменного тока или солнечную панель, с напряжением около 2,4 В на элемент. Сульфат свинца будет снова преобразован в свинец и оксид свинца, а содержание серной кислоты возрастет. Для напряжения заряда установлены пределы, чтобы предотвратить выделение чрезмерного количества водорода. Напряжение заряда более 2.4 В на элемент, например, высвобождает много газообразного водорода, который может образовывать взрывоопасную смесь с кислородом воздуха.

        Верхний предел зарядного напряжения для 12-вольтовой батареи составляет 14,4 В, а соответствующее значение для 24-вольтовой батареи составляет 28,8 В при 20 °C. Соотношение между тем, насколько заряжена батарея, и удельным весом смеси воды и серной кислоты выглядит следующим образом:


                 

        Различные типы аккумуляторов — с точки зрения толщины и количества пластин на элемент — соответствуют различным приложениям.Максимальный ток, который может быть отдан, определяется общей поверхностью пластины. Количество циклов разрядки и перезарядки аккумулятора зависит от толщины пластин. Батарея может состоять как из множества тонких пластин, так и из нескольких толстых.

        Стартерная батарея

        Стартерная батарея имеет много тонких пластин на элемент, что приводит к большой общей поверхности пластин. Таким образом, этот тип батареи подходит для обеспечения высокого уровня тока в течение короткого периода времени.Количество раз, когда стартерная батарея может быть сильно разряжена, ограничено примерно 50-80. Но поскольку при запуске двигателя используется лишь небольшая часть запасенной энергии (около 0,01 %), срок службы батареи составляет много лет. Этот тип батареи обычно не подходит для циклического использования.

        Литий-ионный аккумулятор

        До недавнего времени литий-ионные аккумуляторы в основном выпускались в виде перезаряжаемых аккумуляторов небольшой емкости, что сделало их популярными для использования в мобильных телефонах и ноутбуках.Mastervolt предлагает литий-ионные аккумуляторы большой емкости. Наши литий-ионные аккумуляторы обладают высокой плотностью энергии и идеально подходят для циклических применений. По сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами литий-ионные аккумуляторы обеспечивают экономию до 70 % объема и веса, а количество циклов зарядки в три раза больше, чем у полутяговых свинцово-кислотных аккумуляторов. Дополнительным преимуществом является то, что литий-ионные аккумуляторы могут обеспечивать постоянную емкость независимо от подключенной нагрузки. Доступная емкость свинцово-кислотной батареи уменьшается в случае более высоких разрядных токов.Литий-ионные аккумуляторы могут быть разряжены до 80 % без ущерба для их срока службы, в то время как свинцово-кислотные аккумуляторы более подвержены глубокому разряду.

        Прослужит дольше

        По сравнению с традиционными открытыми или свинцово-кислотными батареями литий-ионные батареи обладают еще большими преимуществами, такими как гораздо большая удельная мощность и более длительный срок службы. И поскольку литий является самым легким металлом, литий-ионные батареи также более легкие. Их также можно заряжать в любое время, в то время как никель-кадмиевые батареи требуют полной разрядки для оптимальной работы и предотвращения эффекта памяти.Кроме того, ионно-литиевые аккумуляторы можно заряжать очень высоким током, до 100 % емкости, что приводит к очень короткому времени зарядки и отсутствию эффекта памяти.

        Система управления батареями

        Литий-ионные аккумуляторы Mastervolt

        оснащены системой управления батареями. Система сохраняет все отдельные ячейки идеально сбалансированными, что приводит к более высокой емкости и более длительному сроку службы.

        Де полутяговая батарея

        Полутяговая батарея имеет меньшее количество пластин, но более толстых в каждой ячейке.Эти батареи обеспечивают относительно меньший пусковой ток, но могут разряжаться чаще и в большей степени (от 200 до 600 полных циклов). Аккумулятор такого типа отлично подходит для комбинированной функции стартерной и сервисной батареи.

        Залитая тяговая батарея

        (в ассортименте Mastervolt нет аккумуляторов этого типа)

        В этом типе батарей еще меньше, но очень толстые плоские или цилиндрические пластины. Поэтому его можно разряжать много раз и достаточно полностью (1000-1500 полных циклов).Вот почему залитые тяговые батареи часто используются в вилочных погрузчиках и небольшом электрическом оборудовании, таком как промышленные уборочные машины. А вот залитые тяговые батареи требуют особого способа заряда. Поскольку эти батареи в основном высокие, они чувствительны к накоплению серной кислоты на дне контейнера батареи. Это явление называется расслоением и происходит потому, что серная кислота тяжелее воды. Кислотность увеличивается в нижней части батареи, локально усиливая коррозию пластин, и снижается в верхней части, снижая емкость.

        Аккумулятор разряжается неравномерно, что значительно сокращает срок его службы. Чтобы снова равномерно распределить кислоту, батарею приходится целенаправленно перегружать чрезмерным напряжением. При этом образуется большое количество газообразного водорода, который образует опасную смесь с кислородом воздуха. Напряжение, необходимое для перезарядки этих батарей, составляет около 2,7 В на элемент или 16,2 В для системы 12 В и 32,4 В для системы 24 В. Эти высокие уровни напряжения чрезвычайно опасны для подключенного оборудования, а большое количество образующегося газа делает эти батареи непригодными для использования на судах и транспортных средствах, за исключением двигателей.

        << Вернуться к обзору

        Аккумулятор

        Yuasa Часто задаваемые вопросы | Yuasa Battery Resources, Yuasa Inc.

        Когда батарея находится в чрезмерно разряженном состоянии, стандартная зарядка невозможна. Может показаться, что батарея принимает заряд, но зарядка происходит только на поверхности пластин.

        Аккумулятор AGM

        Для работы с AGM (герметичной свинцово-кислотной) батареей требуется более высокое напряжение.Зарядите аккумулятор с помощью зарядного устройства, которое может стабильно обеспечивать напряжение от 18 до 20 вольт. Обычно такое зарядное устройство можно найти только в сервисном отделе мотомагазина. Специалист по обслуживанию должен проверить батарею перед зарядкой и еще раз после завершения зарядки. Время зарядки зависит от того, насколько сильно разряжена батарея. Окончательное тестирование покажет вам, была ли восстановлена ​​​​батарея и в какой степени.

        Обычная свинцово-кислотная батарея

        При использовании обычной (залитой) свинцово-кислотной батареи для восстановления батареи из чрезмерно разряженного состояния требуется немного более высокий зарядный ток, чем обычно.Этот более высокий показатель может быть до 10 ампер, но не более. Аккумулятор может нагреваться во время зарядки, но это хороший признак. Это означает, что батарея заряжается. Перед зарядкой убедитесь, что уровень воды в аккумуляторе соответствует верхней отметке, и следите за процессом зарядки, чтобы не допустить потери воды. Если это так, замените воду по мере необходимости.

        Дальнейшие действия после устранения неполадок с аккумулятором Yuasa

        Если аккумулятор по-прежнему не держит заряд после выполнения этих процедур, лучше всего приобрести новый аккумулятор.