10Июл

Назначение аккумуляторной батареи: Назначение аккумуляторной батареи в автомобиле

Содержание

Назначение аккумуляторной батареи в автомобиле

Незаменимыми источниками бесперебойного питания в автомобилях являются аккумуляторы. Без этого устройства невозможна работа современных транспортных средств. Как и все детали автомобиля, аккумуляторная батарея не вечна и периодически требует замены.

Средний срок службы аккумулятора составляет от трех до пяти лет и зависит от условий его эксплуатации и регулярности обслуживания. Поэтому, после покупки не нового автомобиля, может потребоваться замена аккумулятора, которые еще нужно правильно выбрать. Если у Вас внезапно вышел из строя аккумулятор, вот здесь Вас спасут услуги недорогого такси, которое не только доставит вас к месту назначения, но и свозит вас в автомагазин, где продаются аккумуляторные батареи.

Чтобы самостоятельно выбрать и купить новый аккумулятор для автомобиля необходимо прочесть информацию об этом устройстве в автомобильной инструкции или на крайний случай запомнить марку и название аккумулятора, который у вас стоит на автомобиле, чтобы купить такой же.

Замена АКБ требуется только в том случае, когда это устройство перестаёт держать заряд. Например, вы приходите на стоянку или гараж за автомобилем, и пытаетесь его запустить, а он ни в какую, панель приборов гаснет, стартер не крутит — это значит, что аккумуляторная батарея требует зарядки или, как в большинстве случаев, замене. Бывает так, что аккумулятор попросту не «берет заряд». Это значит, что вы поставили аккумулятор на зарядку, прошло несколько часов, а он не заряжается.

Очень часто, повышенному разряду подвержены аккумуляторы на тех автомобилях, которые редко эксплуатируются. Это происходит тогда, когда вы осуществляете очень короткие поездки на авто, особенно случается это зимой. При таких обстоятельствах аккумулятор не успевает полностью зарядиться и из-за постепенной разрядки теряет энергию.

Не редко случается так, что техническое повреждение этого моноблочного изделия, могут стать причиной их выхода из строя. Корпус аккумуляторной батареи может треснуть или отколоться, из батареи может вытекать электролит. В общем, при этих и прочих повреждениях эксплуатация аккумуляторной батареи запрещена. Поэтому во всех автомобилях аккумулятор надежно закреплен под капотом, чтобы избежать повреждений от возможных ударов при движении.

Оценка текста

Назначение аккумуляторной батареи в автомобиле – АвтоТоп

Аккумуляторная батарея предназначена для питания током потребителей до пуска двигателя и для пуска двигателя. На погрузчиках применяются кислотные аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея состоит из нескольких аккумуляторов соединённых последовательно. Аккумулятор – это химический возобновляемый источник электрической энергии. Действие аккумулятора основано на последовательном превращении электрической энергии в химическую (зарядка) и обратно – химической энергии в электрическую (разрядка).

Аккумуляторная батарея состоит из бака 4, разделённого внутри перегородками на отделения. В каждом из них (банке) помещается один аккумулятор. Бак изготавливают из кислостойкой пластмассы или эбонита. Он имеет на дне рёбра 3, на которые опираются пластины. В каждую банку помещён набор положительных 2 и отрицательных 1 пластин.

Пластины аккумулятора изготавливают в виде решёток, заполненных активной массой – порошкообразным свинцом. Для увеличения запаса энергии число парных пластин увеличивают. Количество электричества, которое отдаёт полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде постоянной силой тока до определённого конечного напряжения, называют ёмкостью аккумулятора. Ёмкость аккумулятора измеряют в ампер-часах.

Положительные пластины соединены с полюсным штырём, имеющий знак «+», а отрицательные – с полюсным штырём со знаком «-». Положительная пластина расположена между отрицательными пластинами, поэтому отрицательных пластин на одну больше, чем положительных. Пластины разделены пористыми перегородками – сепараторами 9. они изготовлены из микропористой пластмассы или стекловолокна. Сепараторы предотвращают короткое замыкание пластин и свободно пропускают электролит. Банку закрывают крышкой 6, в которой предусмотрено отверстие для заполнения банки электролитом.

Заливное отверстие закрывается пробкой 5. В пробке расположено вентиляционное отверстие, сообщающее полость аккумулятора с атмосферой, что необходимо для выхода газов, выделяющихся при химических реакциях.

На аккумуляторе указывают марку. Например: 6 СТ – 50 ЭМ. Её расшифровывают следующим образом:

– 6 – число последовательно соединённых аккумуляторов;

– СТ – батарея стартерная;

– 50 – номинальная ёмкость батареи в ампер-часах при 20-часовом разрядном токе 2,5 А;

-Э – материал бака – эбонит;

– М – материал сепараторов – микропористая пластмасса;

Электролит изготавливают из серной кислоты H2 SO4 и дистиллированной воды. Соотношение кислоты и воды в электролите определяют по его плотности. Плотность измеряют денсиметром (ареометром). Плотность электролита для нашего региона должна быть 1,27 – 1,28 г/см 3 . Уровень электролита в аккумуляторе должен быть на 10-15мм выше уровня пластин.

Во время эксплуатации аккумуляторной батареи необходимо:

– контролировать уровень электролита;

– следить затем, чтобы наконечники проводов были надёжно закреплены и имели хороший контакт;

– в случае окисления клемм и наконечников проводов необходимо провода отсоединить, клеммы и наконечники проводов зачистить, затем поставить на место, создав хороший контакт и смазать техническим вазелином;

– следить затем, чтобы поверхность аккумулятора была чистой и сухой (пыль электропроводна, может протекать ток утечки, и АКБ будет разряжаться).

Назначение, виды и периодичность технических обслуживаний. Содержание ежесменного технического обслуживания.

Система технического обслуживания обеспечивает:

– снижение интенсивного износа деталей;

– предупреждение возникновения неисправностей;

– продление срока эксплуатации;

– постоянную готовность погрузчика к работе.

Аккумулятор или сокращённо (АКБ), очень важная деталь в любом автомобиле. Нет ни одной машины с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было.

Он отвечает за всё электрооборудование машины и без него она просто мертва. Далее рассмотрим, что же это такое и из чего он состоит.

Что такое АКБ для автомобиля, предназначение

То, что аккумулятор отвечает за всё электрооборудование в машине, было указано выше, но тут не всё так просто и однозначно. Главная задача батареи обеспечить запуск силового агрегата.

Когда двигатель запущен вся бортовая сеть запитывается от генератора. В середине 20-го века и даже ближе к его концу были двигатели внутреннего сгорания без аккумуляторов, например, моторы мотоциклов. В них запуск осуществлялся за счёт мускульной силы, а дальше все системы работали уже от генератора.

Однако в последнее время, с насыщением автомобилей различными электроприборами, мультимедийными центрами или климатическими системами, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка идёт от АКБ.

Но вернёмся к основному предназначению батареи. Как бы там не было главная задача по-прежнему остаётся это обеспечение электроэнергией стартера двигателя.

При запуске, особенно в холодное время года, батарея серьёзно разряжается. Однако генератор кроме питания электроэнергией бортовой сети машины ещё и обеспечивает зарядку батареи.

Поэтому если генератор вышел из строя, то АКБ очень быстро разряжается. Новой заряженной батареи хватает не более чем на 100 км пробега. Во всех остальных случаях машина с неисправным генератором пройдёт ещё меньше.

Из чего сделан и что внутри аккумулятора

Не смотря, на весь технический прогресс, до сих пор, в автомобилях, используются аккумуляторные батареи, изобретённые в середине 19-го века.

Изобретателем АКБ считается Гастон Планте, которые изобрёл его в 1860 году. Ну а современный вид батареи приобрели в 1878 году, после того как его усовершенствовал Камилл Фор.

С этого времени батареи принципиально не менялись, все изменения были только косметическими, касающиеся их внешнего вида и качества изготовления элементов конструкции.

Данные аккумуляторы называются свинцово-кислотными, и в названии заключается описание принципа действия этих устройств.

Рисунок 19 века, на котором показан один из первых аккумуляторов в разрезе.

Итак, аккумулятор состоит из следующих основных частей:

  • Корпуса;
  • Крышки;
  • Отрицательных электродов;
  • Положительных электродов;
  • Положительной клемы;
  • Отрицательной клемы;
  • Соединительных перемычек;
  • Заливных пробок;
  • Электролита

Далее рассмотрим каждый элемент конструкции.

Итак, корпус и крышка батареи состоит из нейтрального к кислоте пластика.

Отрицательные пластины, впрочем, как и положительные состоят из металлического свинца и выполнены в виде решётки.

В отрицательной пластине, промежутки свинцовой решётки заполнены металлическим свинцом, в виде спрессованного порошка. В положительной – спрессованным порошком диоксида свинца (PbO2).

В промежутке между пластинами располагаются сепараторы, которые представляют собой микропористые пластины, сделанные из эбонита или ревертекса. Оба материала можно считать неким вариантом резины, и делаются они из каучука.

Задача сепараторов заключается в том, чтобы разделять положительные и отрицательные электроды и препятствовать их короткому замыканию, которое может произойти в результате вибраций двигателя и всего автомобиля.

Обе клеммы сделаны из металлического свинца и через них происходит подсоединение батареи к бортовой сети машины.

Соединительные перемычки, так же выполнены из свинца и служат для объединения разных банок в единую батарею.

Для чего нужна заливная пробка, легко догадаться из названия этой детали. Она служит для заливки электролита в банки АКБ.

Ну и последняя в списке, но при этом одна из самых главных деталей аккумулятора является электролит. Он состоит из 30 % раствора серной кислоты (h3SO4) и дистиллированной воды.

Принцип работы АКБ

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, при этом на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.

При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. При зарядке так же происходит обратный процесс.

Особенности конструкции современных АКБ

Не смотря на то что, принципиально, аккумуляторы, за более чем 150 лет, не изменились, современность внесла серьёзные изменения в технологию их изготовления и в материалы, из которых они делаются.

Рассмотрим их по отдельности:

Сегодня на наиболее качественных батареях небольшие изменения претерпел материал пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом появилась возможность снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше.

Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Замыкание происходит из-за того, что из пластин осыпается активная зона и внизу банок она замыкает. Во избежание этого сепараторы делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

В материал же самих сепараторов сегодня добавляется стекловолокно. Это так же позволяет делать их тоньше и прочнее.

Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, как известно вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но он всё равно заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

  • Гелевые электролиты

Аккумуляторы с гелиевыми электролитами можно считать вершиной эволюции кислотных батарей и именно поэтому для них, отведен отдельный раздел. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. Батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Правда цена по сравнению с аккумуляторами старого поколения возросла от 5 до 10 раз. Но это того стоит. И всё равно стоят они не запредельные деньги, где-то в пределах 100 – 200 условных единиц.

Параметры и характеристики аккумуляторной батареи

Параметры и характеристики аккумуляторов зашифрованы в их маркировке и сейчас мы разберём, что она обозначает.

Этот вопрос мы рассмотрим на примере самой распространённой АКБ 6СТ-55.

Итак, в названии аккумулятора, цифра 6 обозначает, что АКБ состоит из 6-и банок.

  • СТ – обозначает что батарея стартерная.
  • 55 – обозначает ёмкость батареи, которая составляет 55 Ампер*час.

Для того что бы понимать какой аккумулятор вам нужен, необходимо знать два параметра:

  • Тип ДВС;
  • Объём двигателя вашей машины;

Далее рассмотрим для каких двигателей, какие аккумуляторы подходят. Это таблица для бензиновых моторов:

  • Двигатели объёмом до 1,6 литра. Для них подходят АКБ 6СТ-45;
  • Двигатели объёмом от 1,6 до 2,5 литров. Для них подходит 6СТ-55;
  • Двигатели объёмом от 2,5 до 3 литров. Для них подходит 6СТ-60;
  • Двигатели объёмом от 3 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-75;
  • Двигатели объёмом более 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90.

Для дизельных силовых агрегатов эти параметры несколько иные:

  • Двигатели объёмом до 1,5 литра. Для них подходит 6СТ-55;
  • Двигатели объёмом от 1,5 до 2,0 литров. Для них подходит 6СТ-60;
  • Двигатели объёмом от 2-х до 2,7 литров. Для них подходит 6СТ-75;
  • Двигатели объёмом от 2,7 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90;
  • Двигатели объёмом от 3,5 до 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-132;
  • Двигатели объёмом более 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-192 и больше.

Как можно увидеть, из-за разных принципов работы дизельных и бензиновых двигателей для них используются аккумуляторы разной ёмкости.

Для дизельных силовых агрегатов вам потребуются более ёмкие батареи.

Аккумуляторы будущего

Как уже упоминалось выше современные батареи по принципу действия точно такие же, как те, что были разработаны в середине 19-го века.

Однако технологии не стоят на месте и, судя по всему, в самое ближайшее время для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) появятся АКБ, созданные на новых принципах. Далее они будут бегло перечислены.

  • Гелевые аккумуляторы

Об этих батареях достаточно подробно было рассказано выше. Эти батареи уже продаются, и их любой может купить.

Гелевая АКБ

  • Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи широко известны по мобильным телефонам и иным гаджетам. Однако, сегодня, существуют разработки и для автомобилей. Но, не смотря на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

  • Во-первых, они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
  • Во-вторых, для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, что требует переделки электронной части генераторов.
  • Ну и самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Литий-ионная АКБ, чешской компании Варта

  • Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Эти аккумуляторы имеют поистине чудесные свойства. Они имеют ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом на много меньшую стоимость, так как в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Опытная графен-полимерная АКБ

Резюме: Выше перечислены только три самых раскрученных или правильней будет сказать, распиаренные технологии.

В мире ведутся работы над батареями, известно что в разработке более тридцати новых схем. Не исключено, что среди этих ещё испытывающихся аккумуляторов могут оказаться некоторые с ещё более интересными свойствами. Как говорится поживем — увидим.

Аккумулятор представляет собой устройство, которое накапливает энергию в химической форме при подключении к источнику постоянного тока, а затем отдает ее, преобразуя в электричество. Его используют многократно за счет способности к восстановлению и обратимости химических реакций. Разряжается – снова заряжают. Применяются аккумуляторы в качестве автономных и резервных источников питания для электротехнического оборудования и различных устройств.

Устройство аккумулятора

В автомобилях обычно применяют свинцово-кислотные аккумуляторы. Рассмотрим их устройство.

Все элементы располагаются в корпусе, который изготавливают из полипропилена. Корпус состоит из емкости, разделенной на шесть ячеек, и крышки, оснащенной дренажной системой для стравливания давления и отвода газа. На крышку выводится два полюса (клеммы) – положительный и отрицательный.

Содержимое каждой ячейки представляет собой пакет из 16 свинцовых пластин, полярность которых чередуется. Восемь положительных пластин, объединенных бареткой, являются плюсовым электродом (катодом), восемь отрицательных – минусовым (анодом). Каждый электрод выводится к соответствующей клемме аккумулятора.

Пакеты пластин в ячейках погружены в электролит – раствор серной кислоты и воды плотностью 1,28 г/см3.

Между пластинами электродов, для предотвращения замыкания, вставлены сепараторы – пористые пластины, которые не препятствуют циркуляции электролита и не взаимодействуют с ним.

Отдельная пластина электрода – это решетка из металлического свинца, в которую впрессован (намазан) реагент. Активная масса катода – диоксид свинца (PbO2), анода – губчатый свинец.

Принцип действия аккумуляторов

Принцип действия аккумулятора основан на образовании разности потенциалов между двумя электродами, погруженными электролит. При подключении нагрузки (электротехнических устройств) к клеммам аккумулятора в реакцию вступают электролит и активные элементы электродов. Происходит процесс перемещения электронов, который, по сути, и является электротоком.

При разряде аккумулятора (подключении нагрузки) губчатый свинец анода выделяет положительные двухвалентные ионы свинца в электролит. Избыточные электроны перемещаются по внешней замкнутой электрической цепи к катоду, где происходит восстановление четырехвалентных ионов свинца до двухвалентных.

При их соединении с отрицательными ионами серного остатка электролита, образуется сульфат свинца на обоих электродах.

Ионы кислорода от диоксида свинца катода и ионы водорода из электролита соединяются, образуя молекулы воды. Поэтому плотность электролита понижается.

При заряде происходят обратные реакции. Под воздействием внешнего напряжения ионы двухвалентного свинца положительного электрода отдают по два электрона и окисляются в четырехвалентные. Эти электроны движутся к аноду и нейтрализуют ионы двухвалентного свинца, восстанавливая губчатый свинец. На катоде, путем промежуточных реакций, снова образуется двуокись свинца.

Химические реакции в одной ячейке вырабатывают напряжение 2 В, поэтому на клеммах аккумулятора из 6 ячеек и получается 12 В.

Из видео Вы сможете более подробно узнать, как работает аккумулятор:

Назначение и принцип работы

Аккумуляторные батареи тепловозов предназначены для питания током тяговых генераторов или стартер-генераторов при пуске дизелей, питания цепей управления и освещения при неработающем дизеле. Аккумуляторная батарея состоит из последовательно соединенных элементов, работа которых основана на способности электрической энергии преобразовываться в химическую и, наоборот, способности химической энергии преобразовываться в электрическую. На тепловозах применяют кислотные (свинцовые) и щелочные (никель-железные и никель-кадмиевые) аккумуляторы, отличающиеся друг от друга материалом пластин и составом электролита.

Простейший кислотный аккумулятор представляет собой сосуд с водным раствором серной кислоты (электролитом), в который погружены два электрода (свинцовые пластины). В кислотных аккумуляторах активной массой положительных пластин служит перекись (двуокись) свинца (РЬО_>) темно-коричневого цвета, а отрицательных - губчатый (чистый) свинец (РЬ) серого цвета. При разрядке ток внутри элемента протекает от отрицательной пластины к положительной, активная масса переходит в сернокислый свинец, на что расходуется серная кислота, взамен которой образуется вода, плотность электролита понижается.

Во время заряда ток от внешнего источника подводится к положительной пластине и проходит по электролиту к отрицательной пластине. Сернокислый свинец на отрицательной пластине восстанавливается в губчатый свинец, а на положительной пластине превращается в двуокись свинца. При этом образуется серная кислота, а так как на ее образование расходуется вода, то плотность электролита повышается.

Аккумулятор после заряда приходит в то же состояние, в каком он находился до разряда.

Напряжение и э.д.с. кислотного аккумуляторного элемента независимо от размеров аккумулятора при нормальной плотности электролита и средней температуре составляют 2-2,1 В; с увеличением плотности электролита э.д.с. элемента возрастает. Если внешняя цепь разомкнута, то э.д.с. и напряжение аккумулятора равны.

Аккумулятор, как и любой другой источник электрической энергии, обладает внутренним сопротивлением 1?Вн, поэтому напряжение U, подведенное к аккумулятору при заряде, больше э.д.с. аккумулятора Е:

У = £+//?,.,.

При разряде напряжение на зажимах аккумулятора меньше его э.д.с. на значение внутреннего паления напряжения:

U = E-IRm.

Во время заряда напряжение аккумулятора изменяется. Вначале напряжение элемента почти не изменяется, а к копну заряда (примерно через 3,5 ч) поднимается до 2,6 2,7 В, при этом около пластин интенсивно выделяются газы (электролит кипит). После отключения аккумулятора от источника тока напряжение элемента быстро снижается до 2,1 2,2 В. Во время разряда напряжение аккумулятора быстро падает до 2 В, а затем медленно уменьшается до 1,8 В. Нел и продолжать разряд дальше, то напряжение начнет резко падать. Чтобы избежать повреждения аккумулятора, при напряжении 1,7 В разряд прекращают.

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое можно получить от полностью заряженного аккумулятора при разряде до минимально допустимого напряжения на зажимах. Емкость аккумулятора равна произведению разрядного тока на вре мя разряда и выражается в ампер-часах (А-ч).

Емкость аккумулятора зависит от количества и пористости активной массы пластин (размера и толщины), плотности (концентра чип) и температуры электролита и значения разрядного тока.

Количество электричества и энергии, которое отдает в пень аккумулятор при разряде, всегда меньше, чем полученные им при заряде. Величины, характеризующие степень использования количества электричества и энергии (выраженные в процентах), называются отдачей аккумулятора. Значение, показывающее степень использования количества электричества, называется ампер-часовой отдачей, а показывающее использование энергии ■-ватт-часовой отдачей, или к.п.д. аккумулятора. Для кислотных аккумуляторов ампер-часовая отдача равна 80- 85%, а для щелочных - 60 70%.

При работе аккумуляторов и их храпении с электролитом происходит потеря емкости (на утечки тока, саморастворение электродов и др.), которая называется саморазрядом аккумулятора.

Щелочные аккумуляторы применяются двух типов: никель-железные и никель-кадмиевые. Активная масса положительных пластин в этих аккумуляторах состоит из окисла никеля, смешанного для увеличения электропроводности с графитом. Эта масса помещена в тонкие железные оболочки с мелкой перфорацией. Отрицательные пластины изготовлены из губчатого железа (никель-железные аккумуляторы) или из губчатого кадмия с добавлением губчатого железа, В качестве электролита используют раствор едкого кали в дистиллированной воде. При разряде аккумулятора окислы никеля в положительных пластинах переходят в гидрат окиси железа. Особенностью щелочных аккумуляторов является то, что концентрация раствора едкого кали при разряде остается неизменной. Поэтому напряжение щелочных аккумуляторов почти не зависит от плотности электролита и определяется степенью окисления активной массы. Во время заряда происходит обратный процесс: на положительных пластинах образуются окислы никеля, а на отрицательных восстанавливается губчатое железо.

Полностью заряженный аккумулятор имеет э.д.с, равную примерному 1,45 В. Об окончании заряда щелочного аккумулятора судят по напряжению. После того как напряжение под нагрузкой достигнет 1,83 В, заряд продолжают еще в течение 30-40 мин, а затем прекращают. Длительность заряда составляет 6-7 ч. Вначале разряда напряжение довольно быстро падает до 1,3 В, затем медленно снижается до 1,1 В; при таком напряжении разряд следует прекратить, иначе напряжение начнет резко уменьшаться.

Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед кислотными: увеличенный срок службы (пять - семь лет вместо двух-трех), использование для изготовления менее дефицитных материалов, они медленнее, чем свинцовые, саморазряжаются (при этом не разрушаются пластины), имеют большую механическую прочность и малую чувствительность к перезаряду и недозаряду, а также к большим разрядным токам, требуют более простого обслуживания и ремонта.

⇐ | Испытания электрических машин | | Рудая К. И., Логинова Е. Ю. Тепловозы. Электрическое оборудование и схемы. Устройство и ремонт | | Устройство тепловозных аккумуляторных батарей | ⇒

Электровоз ВЛ60 | АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ

11.1. НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ

Общие сведения. Аккумуляторная батарея на электровозах служит источником напряжения 50 В для катушек аппаратов, осветительных и сигнальных ламп при неработающих генераторах управления; Кроме того, аккумуляторная батарея необходима для питания малого мотор-компрессора, обеспечивающего подачу сжатого воздуха для подъема токоприемника и наполнения воздушного резервуара главного выключателя (если нет воздуха в главных резервуарах электровоза). На электровозе применяют щелочную аккумуляторную батарею 42НК-125. Буквы и цифры в обозначении типа означают: НК - никель-кадмиевая, 125 - емкость, А-ч, 42 - число элементов в батарее.

Щелочные аккумуляторы обладают большей электрической и механической устойчивостью, чем кислотные.

Щелочные аккумуляторы меньше боятся тряски и толчков и устойчивы к коротким замыканиям. Они также имеют значительно больший срок службы, чем кислотные. К. п. д. щелочных аккумуляторов выше, чем кислотных. Недостатком щелочного аккумулятора является низкое напряжение (1,25 В).

Технические данные:

  • Номинальная емкость, А-ч . . . . 125
  • Номинальное напряжение батареи, В 50
  • Номинальное напряжение элемента, В 1,25

    Заряд (нормальный режим):

  • время, ч.........6
  • ток, А..........31

    Разряд:

  • время, ч.........8
  • ток, А..........12,5

    Габаритные размеры элемента, мм:

  • высота..........330
  • ширина..........128
  • толщина.........70
  • Масса элемента без электролита, кг . 5,4
  • Количество электролита, л . . . .1,2

Конструкция аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея состоит из металлического ящика с открывающейся верхней крышкой; в нем расположено 42 аккумулятора (элемента), из которых 40 соединены последовательно медными никелированными шинами и включены в работу, а два являются резервными.

Ящик батареи имеет три патрубка: для проводов, для отвода щелочи, для отвода газов. Отвод щелочи производится через специальную трубу, соединяющую дно ящика с подку-зовной частью электровоза. Труба для отвода газов соединяет верхнюю часть ящика с крышей электровоза. Ящик батареи внутри покрывают щелочестойкой эмалью.

Элементы установлены в ящике плотно друг к другу и уплотнены деревянными досками или гетинак-совыми листами и фанерой. Дно ящика покрыто досками, имеющими пазы для стекания разлитой щелочи через щелочеотводящий патрубок.

Рис. 11.1. Элемент НК-125 аккумуляторной батареи

Элемент аккумулятора НК-125 (рис. 11.1) состоит из стального бака 7, в котором расположены отрицательный блок 9, состоящий из пяти пластин, и положительный блок 8, состоящий из шести пластин. Каждый блок имеет шпильку, являющуюся выводом.

Активная масса 6 положительных и отрицательных пластин помещена в пакеты 5. Пакеты выполняют в виде плоских стальных никелированных трубок с большим количеством очень малых отверстий, через которые в трубки проникает электролит. Для улучшения контакта между пакетами пластин и активной массой к последней добавляется проводящий материал (например, чешуйчатый графит). Положительные и отрицательные пластины изолированы друг от друга эбонитовыми палочками 4.

Выводные шпильки 2 проходят сквозь крышку бака через изолирующие втулки. Для обеспечения герметичности уплотнение производят кольцом. Блок положительных элементов соединен непосредственно с баком элемента. Изоляцией бака элемента служит резиновый чехол 1. Электролит заливают через отверстие, расположенное между выводами. Заливочное отверстие закрыто пробкой 3.

| КНОПОЧНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ КУ. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ТИПА «ТУМБЛЕР» | | Электровоз ВЛ60 | | ВВЕДЕНИЕ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ НОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ |

Электровоз ВЛ10 | Аккумуляторная батарея 40КН-125

Назначение и технические данные. Аккумуляторная батарея служит источником напряжения 50 В для катушек аппаратов, осветительных и сигнальных ламп при неработающем генераторе управления. На электровозах ВЛЮ и ВЛЮу установлены щелочные (кадмиево-никелевые) аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея состоит из 42 элементов КН-125 ГОСТ 5.1227-72, нз них два элемента запасные. Технические данные аккумуляторного элемента КН-125 следующие:

Номинальная емкость . . . . . . • . . 125 А-ч

Номинальное напряжение......... 1.25 В

Заряд (номинальный режим):

время.......•..... 6 ч сила тока............ 31 А

Разряд:

время............. 84

сила тока............ 12,5 А

Количество электролита......... 1,20 л

Габарит:

высота............. 330 мм ширина............ 128 »

толщина............ 77 »

Масса без электролита......... 5,4 кг

Конструкция. Аккумуляторная батарея состоит из металлического ящика с открывающейся крышкой, в котором расположены аккумуляторы. Ящик внутри покрыт щелочестойкой эмалью. Аккумуляторы (элементы КН-125) соединяют последовательно медными никелированными шинами только после окончания установки элементов в ящике и затяжки болтов на торцовой его части. При этом затяжку гайки на шпильке вывода аккумулятора следует производить с обязательным удерживанием вторым ключом нижней гайки вывода во избежание разрушения вывода. Каждый элемент находится в индивидуальном резиновом чехле.

Ящик имеет три патрубка для подвода проводов и для подсоединения щелочеотвода и газоотвода. Щелочеотвод представляет собой стальную трубу, соединяющую дно ящика с подкузовной частью электровоза. Газоотвод (труба) служит для отвода газов из батареи за крышу электровоза. Элементы установлены в ящике плотно друг к другу и дополнительно уплотнены деревянными досками и фанерой. Дно ящика покрыто досками и фанерой, имеющими пазы для стекания разлитой щелочи через щелочеотводя-щий патрубок.

ЭлементНК-.125состоит из стального корпуса 7 (рис. 175), в котором расположены блок 9, состоящий из пяти отрицательных пластин, и блок 8, состоящий из шести положительных пластин. Каждый блок имеет шпильку, являющуюся выводом. Активная масса 6 пластин помещается в пакетах 5. Они выполнены в виде плоских стальных никелированных трубок с большим числом малых отверстий: через эти отверстия проникает электролит. Для улучшения контакта между пакетами и активной массой к последней добавляют проводящий материал (например, чешуйчатый графнт). Положительные и отрицательные пластины изолированы друг от друга эбонитовыми палочками 4.

Выводные шпильки 2 в месте выхода из корпуса армированы изоляционными втулками. Блок 8 соединен непосредственно с корпусом элемента. Изоляцией корпуса элемента служит резиновый чехол 1. Заливку электролита производят через отверстие, расположенное между выводами. Заливочное отверстие закрыто пробкой 3.

Электролит. В щелочных кадмиево-никелевых аккумуляторах, работающих при температуре воздуха от -19 до +35°С, применяют составной калнево-лнтневый электролит плотностью 1,19- 1,21 г/см3. Калпево-лнтпевый электролит состоит из раствора едкого калия с добавкой па 1 л 20 г едкого лития аккумуляторного (моногидрата лития). При температуре воздуха от -20 до -40 °С применяют раствор едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3. При температуре воздуха от +10 до +50 °С применяют составной электролит плотностью 1,17-1,19 г/см3, состоящий из раствора едкого натрия с добавкой едкого лития 15-20 г на 1 л.

Кадмиево-никелевые аккумуляторы общего назначения применяют при температуре до -40 °С. При температуре воздуха от -20

до -40 °С допускается применять составной электролит плотностью 1,25- 1,27 г/см3. При этом емкость аккумулятора будет ниже на 5-10% по сравнению с его емкостью на калиевом электролите такой же плотности. При эксплуатации на электролите - растворе едкого натрия плотностью 1,17-1,19 г/см3 с добавкой 15-20 г/л едкого лития (моногидрата лития) - емкость аккумуляторов несколько снижается.

Рис. 175. Аккумулятор НК-125 и его блоки положительных н отрицательных пластин

При отсутствии калиево-литиевого электролита допустимо применять составной электролит - раствор едкого натрия плотностью 1,17-1,19 г/см3 с добавкой 20 г на 1 л едкого лития аккумуляторного; раствор едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3 (эксплуатация при температуре от 19 до +10 °С.

В последнем случае установленный срок службы аккумуляторов не гарантируется.

Переводить аккумуляторы на калиевый электролит повышенной плотности перед эксплуатацией при температуре -20 °С и ниже нужно следующим образом.

Аккумуляторы, которые до перехода на электролит из едкого калия повышенной плотности работали на электровозе на составном калиевом электролите или на растворе из едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3, залить раствором едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3.

Если аккумуляторы работали на составном натриевом электролите, то сначала надо их залить (на 2-3 цикла) раствором едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3, а затем дать два режима «заряд - разряд» зарядным током 31 А в течение 6 ч и разрядным током 12,5 А - 8 ч. Напряжение не должно быть ниже 42 В на батарею. После этого электролит следует заменить на раствор едкого калия плотностью 1,25-1,27 г/см3 и батареи заряжать нормальным током 31 А в течение 6ч.

Материалы для составления электролитов' поставляют в следующем виде: отдельно едкий калий ГОСТ 9285-75 марки А (твердый) или марки Б (жидкий) для аккумуляторной промышленности и едкий литий аккумуляторный ГОСТ 8595-75; составная щелочь сорта А - готовая смесь едкого лития и едкого калия едкий литий с соотношением -ъ-г -0,04+0,045 ТУ 6-18-58-69; отдельно едкий натрий (сода каустическая) ГОСТ 2263-79 сорт А и едкий литий аккумуляторный ГОСТ 8595-75; составная щелочь сорта Б - готовая смесь едкого натрия и едкого лития с соотношением

Составные щелочи могут поставляться в твердом виде (сплав однородный, кусками, чешуйками или гранулами) и в виде кон-' центрированных растворов плотностью 1,41 г/см3. Твердые щелочи поставляют в герметически закрытых железных сосудах, а жидкие - в стеклянных бутылях, помещенных в деревянные обрешетины. Во всех случаях тара должна иметь соответствующую маркировку.

Для приготовления электролита соответствующей плотности из едкого калия, едкого натрия или калнево-литиевых и натриево-литиевых готовых составных щелочей в твердом и жидком виде следует пользоваться табл. 14.

Таблица 14

Если составной электролит готовят из отдельных компонентов (едкого калия, едкого натрия и едкого лития), то в готовый раствор едкого калия плотностью 1,19-1,21 г/см3 добавляют едкий литий из расчета 20 г на 1 л раствора; в готовый раствор едкого натрия плотностью 1,17-1,19 г/см3 добавляют едкий литий из расчета 20 г на 1 л раствора.

Количество электролита в литрах, необходимое для заливки аккумуляторных батарей, можно определить, умножив количество электролита, требующееся для заливки одного аккумулятора данного типа (см. технические данные), на число аккумуляторов в батарее.

Чтобы определить массу твердых щелочей (кг), необходимую для приготовления требуемого количества электролита, надо разделить количество электролита (л) на три, если требуется приготовить электролит калиевый или калиево-литиевый плотностью 1,19-1,21 г/см3; на два, если требуется приготовить раствор едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3; на пять, если требуется приготовить электролит натриевый или натриево-литиевый плотностью 1,17-1,19 г/см3.

Отвесив определенное количество щелочи, помещают ее в посуду и заливают необходимым количеством воды. Твердая калие-во-литиевая щелочь имеет однородный состав, и ее можно отвесить в любом необходимом количестве. Жидкая калиево-литиевая щелочь плотностью 1,41 г/см3 содержит белый осадок нерастворив-шегося едкого лития. При приготовлении из нее электролита все содержимое бутыли следует растворять одновременно.

Для растворения щелочи пригодны дистиллированная вода, дождевая вода, собранная с чистой поверхности, вода, полученная при таянии чистого снега, и конденсат. В случае необходимости разрешается применять для приготовления электролита любые естественные воды (грунтовые, речные, озерные), признанные санитарным надзором годными для питья (кроме минеральных). Питьевую воду для приготовления электролита можно применять сырую.

Электролит следует приготовлять в железных, пластмассовых баках или стеклянных сосудах. Баки должны быть плотно закрыты крышками. Предпочтительно иметь баки с двумя кранами для слива осветленной щелочи и скопившегося внизу осадка. В бак наливают половину необходимого количества воды и выливают жидкую щелочь. Другая часть воды служит для ополаскивания бутыли с целью растворения частиц едкого лития, после чего ее тоже сливают в бак. Белый осадок должен быть полностью растворен. Запрещается пользоваться оцинкованной, луженой, алюминиевой, медной, свинцовой и керамической посудой, а также посудой, применяющейся для приготовления электролита свинцовых аккумуляторов.

В щелочных растворах плотностью 1,17-1,23 г/см3 полагающееся количество едкого лития растворяется полностью; после отстаивания этого раствора осадок содержит не литий, а вредные примеси. При растворении щелочи раствор следует перемешивать железным прутком или прутком из щелочеетойкого материала (стекло, винипласт). Остывший раствор щелочи доводят до требуемой плотности по ареометру, добавляя воду илн твердую щелочь (при одновременном перемешивании). После растворения щелочей как в дистиллированной воде, так и в естественных водах дают раствору отстояться до полного осветления (обычно от 3 до 6 ч), после чего сливают осветленную часть. Отстоявшийся и остывший до температуры не выше 20 °С раствор пригоден для заливки в аккумуляторы.

Исходные щелочи, а также электролит при приготовлении и хранении необходимо предохранять от доступа воздуха, чтобы было возможно меньшим поглощение углекислоты (из воздуха), так как она уменьшает емкость и сокращает срок службы аккумуляторов. Поэтому сосуды для разведения и хранения электролита и исходных материалов должны иметь плотно закрывающиеся крышки.

При приготовлении электролита необходимо соблюдать меры предосторожности. Твердая щелочь и электролит разъедают кожу, одежду, обувь. Поэтому при разбавлении и разведении щелочи рабочий должен надеть защитные очки, резиновые перчатки, резиновый фартук. Участки кожи и одежды, облитые щелочью, следует промыть 3%-ным раствором борной кислоты или струей воды до исчезновения признаков щелочи. При ожогах необходимо обратиться к врачу.

Введение в эксплуатацию аккумуляторов и батарей, не бывших в эксплуатации или хранившихся в разряженном состоянии без электролита. С поверхности аккумуляторов и батарейных ящиков удаляют чистой ветошью пыль и соль, проверяют правильность последовательного соединения аккумуляторов в батарее и плотность затяжки гаек межэлементных соединений. Следы ржавчины на деталях, не покрытых лаком, снимают ветошью, смоченной в керосине.

Аккумуляторы заливают электролитом в соответствии с вышесказанным, дают постоять не менее 2 ч (для пропитки пластин), затем проверяют вольтметром напряжение на каждой из них. При отсутствии напряжения на аккумуляторе оставляют его еще на 10 ч, после чего вновь проверяют напряжение. Если и при этом напряжение будет равно нулю, то аккумулятор заменяют.

После пропитки в течение 2 ч проверяют уровень электролита над пластинами аккумуляторов, который должен быть не менее 5 мм и не более 19 мм. Строго соблюдать уровень электролита (не более 19 мм) требуется для предупреждения выбрызгивания его из аккумуляторов во время заряда (рис. 176).

После установления нормального уровня электролита аккумуляторы включают на заряд и проводят 2-4 цикла режимом заряд (нормальным зарядным током в течение 12 ч) -разряд (нормальным разрядным током в течение 8 ч, но до напряжения не менее 1В на худший аккумулятор в каждой батарее). Затем проводят контрольный цикл в режиме заряд (нормальным зарядным током в течение 6 ч) - разряд (нормальным разрядным током до напряжения не ниже 1 В на худший аккумулятор). Если отданная при этом емкость будет не ниже номинальной, аккумуляторы могут быть пущены в эксплуатацию.

Для улучшения качества аккумуляторов рекомендуется перед пуском их в эксплуатацию (после определения емкости на контрольном цикле) сменить электролит на свежий. Иногда в акку-

Рис. 176. Аккумулятор НК-125 в разрезе (а), щуп для проверки уровня электролита (б) и резиновая груша для доливки и отсасывания электролита (в): I - токоведущие пластины; 2, 3 - верхний и нижний допускаемые уровни заливки электролита; 4 - активные пластины; 5 - упорное кольцо; 6 - трубка муляторах после их длительного бездействия происходит временное снижение емкости и требуется дополнительная их тренировка перед пуском в эксплуатацию. В этих случаях после контрольного цикла дают нормальный заряд (6 ч, 31 А) и проводят разряд аккумуляторов нормальным разрядным током в течение 8 ч, не учитывая напряжение аккумуляторов. Разряд ведут без внешнего источника тока на реостат до тех пор, пока можно поддерживать постоянную силу тока.

В конце разряда нормальную силу тока поддерживают с помощью внешнего источника. Для этого аккумулятор подключают к зарядному агрегату так, чтобы положительный полюс аккумулятора был соединен с минусом зарядной сети, а отрицательный полюс - с плюсом сети. Силу тока при этом регулируют реостатом. После такого глубокого разряда производят заряд нормальным зарядным током в течение 16 ч и направляют аккумуляторы в эксплуатацию. Последующие заряды производят в течение 6 ч нормальным током.

Введение в эксплуатацию аккумуляторов, хранившихся залитыми электролитом. Аккумуляторы, хранившиеся с электролитом не более одного года, вводят в эксплуатацию без смены электролита (при условии его соответствия требованиям, указанным на с. 196). При более длительном хранении электролит заменяют. В остальном введение в эксплуатацию производят в соответствии с изложенным выше.

⇐ | Предохранитель ВПК-6/100 | | Электровоз ВЛ10 | | Расположение оборудования | ⇒

что это, значение, принцип работы

В автомобилях и мотоциклах аккумулятор используется для запуска двигателя электростартером. Он служит вспомогательным источником электроэнергии при заглушенном двигателе или в случаях, когда генератор на малых оборотах не справляется с нагрузкой.

Что такое аккумуляторная батарея

Аккумулятор — это перезаряжаемый источник электроэнергии, используемый в машинах и мотоциклах. В автомобилях используются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Этот выбор обоснован тремя качествами:

  • доступная цена;
  • высокая удельная энергоемкость;
  • низкое внутреннее сопротивление (большой пусковой ток).

Принцип действия АКБ (автомобильной кислотной батареи) основан на реакции свинца и его диоксида. При разряде электроэнергия вырабатывается за счет взаимодействия свинца с серной кислотой (образование сульфата). Во время заряда окисляется свинец анода и восстанавливается диоксид свинца на катоде.

Устройства состоят из последовательно соединенных секций («банок») напряжением 2 вольта. Напряжение зависит от сферы применения:

  • 6-вольтовые АКБ применяются на легкой моторной технике;
  • 12-вольтовые — на большинстве мотоциклов, автомобилей, грузовиков и автобусов с бензиновыми моторами;
  • 24-вольтовые — на тяжелых дизельных грузовиках и автобусах, на специальной и армейской технике.

Какие бывают аккумуляторы. Виды аккумуляторов

Аккумуляторные батареи делятся на два типа:

  • Пусковые, главное назначение первых — питание стартера двигателя. Они отличаются большим пусковым током, однако разрушаются при глубоком разряде и не могут долгое время выдавать большой ток. Такие АКБ устанавливаются на технику с двигателями внутреннего сгорания.
  • Тяговые, предназначенные для обеспечения ходовых двигателей электроэнергией. Они не могут выдать ток в сотни ампер, зато могут без вреда разряжаться «в ноль» — пластины не разрушаются при глубоком разряде. Более толстые прочные пластины кислотных тяговых АКБ увеличивают вес и стоимость устройств. Такие аккумы используются на электромобилях, погрузчиках и прочей технике с электродвигателями.

В зависимости от сплава состава пластин и электролита, автомобильные пусковые АКБ делятся на следующие типы:

  • Сурьмянистые. Самая старая разновидность «аккумов», отличающаяся высоким содержанием сурьмы в свинцовых электродах (более 5%). Сурьма увеличивает прочность пластин, однако усиливает процесс электролиза — вода разлагается на кислород и водород. Такие аккумуляторы требуют постоянного контроля уровня содержимого банок и доливки дистиллированной воды.
  • Малосурьмянистые. АКБ с небольшим содержанием сурьмы (до 5%) медленнее выкипают и не требуют частых проверок уровня электролита. Это позволило создать необслуживаемые батареи, которые практически не требуют вмешательства. В отличие от кальциевых и гелиевых батарей, малосурьмянистые менее требовательны к показателям напряжения бортовой сети. Если напряжение на генераторе превышает норму, АКБ не разрушаются и не теряет емкость.
  • Кальциевые. Более современные модели, в которых свинец пластин содержит кальций вместо сурьмы. Это позволило еще больше снизить интенсивность газовыделения и уменьшить саморазряд. Они хранятся дольше, однако теряют емкость при систематическом перезаряде и резких скачках напряжения бортовой сети. Поэтому для старых отечественных авто с ненадежным электрооборудованием актуальны малосурьмянистые аккумы.
  • Гибридные. Малосурьмянистые аноды и кальциевые катоды таких устройств позволяют совместить положительные качества двух типов батарей. Они имеют средние характеристики: расход воды ниже, чем у сурьмянистых, устойчивость к перезаряду выше, чем у кальциевых.
  • Гелевые и AGM. Электролит в них находится в связанном гелеобразном состоянии. Это исключает возможность утечки кислоты при повреждении или опрокидывании аккума. AGM-устройства заполнены пористым материалом, предотвращающим осыпание пластин. Высокая цена, резкое падение емкости при низкой температуре и уязвимость к большому току заряда делает их востребованными лишь на дорогих иномарках, оборудованных системами «стоп-старт».

Отдельно стоит отметить два вида батарей, используемых на технике с электроприводом:

  • Щелочные. Никель-железные и никель-кадмиевые аккумы со щелочью вместо кислоты отличаются устойчивостью к глубокому разряду и долговечностью. Однако они обладают высоким внутренним сопротивлением и не могут выдать ток, достаточный для работы стартера.
  • Литий-ионные. Изделия отличаются высокой энергоемкостью и быстрым зарядом. Однако они дорого стоят, чувствительны к температуре и быстро теряют емкость. Их используют на электромобилях типа Tesla, Nissan Leaf.

Щелочные и литиевые батареи не применяются в качестве пусковых.

Из чего состоит аккумулятор автомобиля (конструкция аккумулятора)

12-вольтовая аккумуляторная батарея состоит из корпуса с отделениями для 6 ячеек. В ячейки помещены сборки из положительных и отрицательных электродов, разделенных сепараторами. Перемычки обеспечивают электрический контакт между анодами и катодами соседних банок. К крайнему катоду и аноду подключена отрицательная и положительная клеммы. Банки заполнены электролитом — водным раствором серной кислоты. Для его заливки и контроля уровня в крышке корпуса имеются пробки.

Основные характеристики автомобильного аккумулятора

При выборе аккума для машины следует обратить внимание на такие показатели:

  • Емкость — количество электроэнергии, которую может отдать аккумулятор до момента полного разряда.
  • Напряжение, которое должно соответствовать напряжению бортовой сети.
  • Пусковой ток, определяющий эффективность работы аккумулятора.
  • Полярность — расположение положительной и отрицательной клеммы. Если расположить АКБ лицевой частью к себе (стороной с клеммами), при прямой полярности плюс находится слева, при обратной — справа. В отечественных авто и большинстве иномарок предусмотрены аккумы с прямой полярностью.
  • Габариты. Слишком большую или маленькую батарею не получится закрепить на штатном месте.

Следует учитывать тип АКБ. Для машин с системами «старт-стоп» нужно покупать гелевые и AGM-системы, а на более простые авто следует ставить кальциевые и гибридные.

План-конспект к уроку на тему Назначение аккумуляторной батареи Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем гене

ПЛАН-КОНСПЕКТ

Назначение аккумуляторной батареи

Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечивает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резервной емкости. Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя). Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования. После разряда на пуск двигателя, и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) — одна из характерных особенностей работы батарей на автомобилях. При большом разнообразии выпускаемых моделей автомобилей и климатических условий их эксплуатации, в массовом производстве батарей наряду с определением оптимальных экономических параметров должное внимание уделяется их унификации, повышению надежности и сроков службы. Надежность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зависимости от технического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле. Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пуска двигателя работают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобы развивать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при низких температурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установлено электро- и радиооборудование повышенного энергопотребления, аккумуляторные батареи могут подвергаться длительным разрядам токами большой силы. Батареи на таких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам. Условия, в которых работает аккумуляторная батарея, зависят от типа, назначения, климатической зоны эксплуатации автомобиля, а также от места установки ее на автомобиле. Режимы работы аккумуляторной батареи на автомобиле определяются температурой электролита, уровнем вибрации и тряски, периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, параметрами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования, продолжительностью работы и перерывов в эксплуатации. Наибольшее влияние на работу аккумуляторных батарей оказывают место размещения и способ крепления батарей на автомобиле, интенсивность и регулярность эксплуатации автомобиля (среднесуточный пробег), температурные условия эксплуатации (климатический район, время года и суток), назначение автомобиля, соответствие характеристик генераторной установки, аккумуляторной батареи и потребителей электроэнергии

Зарядка аккумулятора автомобиля осуществляется постоянным током строго определенного напряжения и тока. Для стандартного 12В-го аккумулятора, заряд проводится напряжением в 13,5-14,2 В с силой тока равной десятой части емкости.

Химические реакций происходящие при зарядки АКБ .

При зарядке, под действием постоянного тока на свинцовом аноде выделяется комплексное соединение из недоокисленного металлического свинца и связанных ионов серной кислоты из электролита. На катоде – отрицательном электроде, выделяется перекись свинца Pb2O5. Из-за связывания части ионов серной кислоты плотность электролита в процессе накопления заряда падает. Напряжение на ячейке устройства устанавливают не выше 2,2В, чтобы обеспечить накопление необходимых ионов и предупредить бесполезное разложение воды на кислород и водород.

При замыкании внешней цепи на контакты происходит быстрое разложение накопленных солей и соединений с выделение на электродах огромного количества электрической энергии. Плотность электролита возрастает по мере разряда аккумуляторной батареи.

Техническое обслуживание аккумуляторной батареи

При наружном загрязнении аккумуляторной батареи ее поверхности необходимо протереть 10%-ным раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды, после чего вытереть чистой, сухой ветошью. Во время заряда батареи в результате химической реакции выделяются газы, значительно повышающие давление внутри аккумуляторов. Поэтому вентиляционные отверстия в пробках нужно постоянно прочищать тонкой проволокой. Периодически необходимо зачищать штыри и клеммы проводов.

В аккумуляторной батареи уровень электролита должен быть пониже кромки тубуса заливного отверстия. Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки "Min" и "Max" и уровень электролита должен поддерживаться между ними.

Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки "Min" и "Max" и уровень электролита должен поддерживаться между ними. При понижении уровня следует долить дистиллированную воду, так как при нагревании электролита испаряется только вода. В холодное время года во избежание замерзания воды, следует доливать непосредственно перед пуском двигателя для быстрого ее перемешивания с электролитом.

Для проверки степени заряженности аккумуляторной батареи определяют плотностью электролита. Для этого наконечник кислотомера опускают в заливное отверстие аккумулятора, засасывают электролит и по делениям плавающего в колбе ареометра определяют величину плотности электролита. Понижение плотности от нормы указанной в таблице, на 0.01 г/см³ соответствует разряду аккумулятора на 6%. Допустимый разряд аккумуляторной батареи составляет зимой 25%, а летом 50%.

Для измерения напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой используют нагрузочную вилку. Для измерения напряжения аккумулятора под нагрузкой в зависимости от его емкости заворачивается гайка. Порядок включения нагрузочных резисторов в зависимости от емкости проверяемого аккумулятора указан на контактных ножках. Измерение производиться при закрытых пробках и с выдержкой под нагрузкой не более 5 секунд. Если напряжение проверяемого аккумулятора более 1.4В, он исправен. А если ниже 1.4В, аккумулятор разряжен или неисправен. Уточнение производят сравнением показаний всех аккумуляторов в батареи и измерение плотности электролита.

Для длительного хранения батареи в зимнее время ее нужно снять с автомобиля, полностью зарядить и хранить в сухом месте при

температуре не выше 0˚, и не ниже минус 30˚.

Что чем ниже температура электролита, тем меньше будет саморазряд. Каждый три месяца аккумуляторную батарею необходимо подзаряжать для восстановления потерь на саморазряд.

Для устранения окисления полюсных штырей нужно снять клеммы проводов с полюсных штырей, зачистить их. Поставить на место и смазать снаружи тонким слоем технического вазелина.

Недостатки и преимущества устройства аккумулятора автомобиля.

В устройстве свинцово-кислотного аккумулятора его природой заложено ряд пороков, делающих устройство капризным и чувствительным к определенным условиям эксплуатации:

ограниченное число циклов разряд-заряд;

необратимые процессы сульфатации пластин, значительно снижающие его емкость и срок службы;

малая механическая прочность электродов, возникновение замыкания анода и катода из-за осыпающейся электродной массы или разрушения сепаратора;

выход из строя при регулярном перезаряде или длительном хранении устройства в разряженном состоянии.

Сульфатация серьезно уменьшает ресурс батареи автомобиля. Комплексные сернокислотные соли свинца, отлагающиеся на катоде, под воздействием выделяющегося свободного кислорода и водорода переходят в слаборастворимое соединение – сульфат свинца, насмерть закупоривающее поры катода и делающее его неработоспособным.

Неисправности аккумуляторной батареи

В процессе эксплуатации автомобиля в аккумуляторной батареи могут возникнуть следующие неисправности:

Сульфатация пластин, ускоренный саморазряд, короткое замыкание, утечка электролита, окисление полюсных штырей.

Сульфатация пластин. В результате систематического недозаряда, длительного хранения незаряженной аккумуляторной батареи с электролитом, заряда батареи ниже допустимого предела, понижения уровня или увеличения плотности электролита на пластинах образуется белый налет из крупных кристаллов сернокислого свинца, называемый сульфатом. Сульфатированные пластины перестают участвовать в химической реакций.

Ускоренный саморазряд батареи при ее эксплуатации и хранения возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов. Местные токи появляются при возникновении электродвижущей силы между окислами активной массы и решеткой пластин.

Кроме того, при длительном хранении аккумуляторной батареи плотность электролита в нижних слоях становиться больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и

возникновению уравнительных токов на поверхности пластин.

Причинами ускоренного саморазряда могут быть: загрязнения

поверхности батареи; применения для доливки обычной воды; попадания внутрь металлических частиц и других веществ.

Короткое замыкание. Разрушение сепаратора, выпадение активной массы, а так же ее оплавление могут вызвать не посредственное соприкосновение разноименных пластин − замыкание, в результате чего прекращается работа аккумуляторов.

Признаками короткого замыкание внутри аккумулятора является "кипение" электролита и резкое падение напряжения. Аккумуляторная батарея, имеющая хотя бы один короткозамкнутый аккумулятор, к дальнейшей эксплуатации непригоден.

Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже прекращению тока.

Подтекание электролита обнаруживают осмотром бака. Для устранения неисправности батареи сдают в ремонт. При вынужденной временной эксплуатации батарею с этой неисправностью необходимо периодически добавлять в неисправное отделение бака электролит.

Техника безопасности

Безопасные условия при ремонтных работах с аккумуляторной батареей

В зависимости от объема выполняемых работ аккумуляторный цех должен иметь следующие отделения: ремонтное; зарядное – для заряда аккумуляторной батареи; кислотное – для приготовления электролита и хранение серной кислоты и дистиллированной воды; машинное – для размещения зарядных агрегатов и щитов с электроизмерительными приборами и реостатами; подсобное – для хранения запасных деталей пластин, баков, крышек.

При ремонте аккумуляторных батарей рабочие имеют дело со свинцом и его соединениями. Вдыхание свинца и его соединений в виде пыли или газа может вызвать хроническое, а в некоторых случаях и острое отравление. При остром отравлении свинцом появляется рвота, боли в желудке, потеря сознания. В этом случае необходимо промыть желудок, дать выпить молоко и вызвать рвоту.

При зарядке аккумуляторных батарей необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности. Перед включением на заряд аккумуляторные батареи должны быть установлены на стеллажи и соединены между собой проводниками с пружинными зажимами, применение которых исключают искрение.

Во время заряда выделяется водород, образующий с кислородом воздуха гремучий газ, легковоспламеняющийся искрой и взрывающийся при сгорании.

При взрыве аккумуляторной батареи электролит разбрызгивается, может попасть на тело и причинить опасные ожоги.

Зарядное и ремонтное отделение цеха должны быть оборудованы вентиляцией и вытяжными целевыми отсосами у рабочих мест.

В помещениях для зарядки аккумуляторных батарей не разрешается выполнять работы с открытым огнем, курить, зажигать спички, вносить раскаленный паяльник и т.д.

Рабочему, занятому ремонтом, зарядом аккумуляторной батареи и приготовлением электролита, выдают хлопчатобумажный костюм с кислостойкой пропиткой, резиновый фартук и полусапоги, защитные очки и резиновые перчатки.

Серную кислоту не разрешается хранить в металлической посуде. Требуется применять стеклянные бутылки с хорошо притертыми пробками. При изготовлении электролита ни в коем случае нельзя лить воду в кислоту, так как струя воды в месте прикосновения с серной кислотой быстро нагревается, вскипает и разбрызгивается, увлекая за собой капли кислоты.

Для избежания ожога от попавшего на кожу электролита нужно место ожога быстро промыть сильной струей воды, а затем нейтрализовать 10%-ным раствором питьевой соды в воде при кислотном электролите и 5%-ным раствором борной кислоты при щелочном. Для промывания глаз следует применять 2-3%-ные нейтрализующие растворы (питьевая сода).

Рабочие, приготавливающие электролит, должны быть дополнительно проинструктированы о мерах безопасности и о порядке оказания первой помощи при ожогах кислотой, щелочью, электролитом.

В помещениях для хранения и заряда аккумуляторных батарей и хранения кислоты или щелочи должны быть умывальники и баки с раствором питьевой соды или борной кислоты в зависимости от типа аккумуляторных батарей.

Вывод: В случаях нарушения нормальных условий работы в зарядном и ремонтном отделениях возможны отравления парами кислоты

Химические процессы в аккумуляторе

В заряженном аккумуляторе активная масса положительных пластин состоит из перекиси свинца РЬ02 темно-коричневого цвета, а активная масса отрицательных пластин — из губчатого свинца РЬ серого цвета. При этом плотность электролита в зависимости от времени года и района эксплуатации колеблется в пределах 1,25- 1,31 г/см3.

При разряде аккумулятора активная масса отрицательных пластин преобразуется из губчатого свинца РЬ в сернокислый свинец PbS04 с изменением цвета из серого в светло-серый.

Активная масса положительных пластин аккумулятора преобразуется из перекиси свинца РЬ02 в сернокислый свинец PbS04 с изменением цвета из темно-коричневого в коричневый.

Практически при допустимом разряде аккумулятора в химических реакциях участвует не более 40 — 50% активной массы пластин, так как к глубоким слоям активной массы вследствие недостаточной ее пористости электролит в необходимом количестве не поступает. Отложение кристаллов PbS04 на поверхности стенок пор сужает и даже закупоривает поры активной массы, что затрудняет проникновение электролита к ее внутренним, более глубоким слоям. Ввиду этого часть химической энергии, запасенной в виде РЬ02 и РЬ во внутренних слоях активной массы, не будет вступать в контакт с электролитом, что уменьшит емкость каждого аккумулятора батареи.

Так как в процессе разряда серная кислота идет на образование сернокислого свинца PbS04 при одновременном выделении воды Н20, то плотность электролита соответственно уменьшается с 1,25 — 1,31 до 1,09 — 1,15 г/см3.

Таким образом, плотность электролита при 100%-ном разряде уменьшается на 0,16 г/см3, следовательно, в период разряда аккумулятора уменьшение плотности электролита на 0,01 г/см3 соответствует снижению емкости аккумулятора на 6%.

Изменение плотности электролита является одним из основных показателей степени разряда аккумулятора.

Для заряда аккумулятор включают в цепь параллельно источнику постоянного тока (генератору, выпрямителю), напряжение которого должно превышать э. д. с. заряжаемого аккумулятора.

Графическая схема реакций при разрядке АКБ.

Происходящее при разряде поглощение сepной кислоты и выделение взамен ее воды вызывает уменьшение концентрации электролита, находящегося в поpax пластин, вследствие чего ЭДС аккумулятора Ea , а слeдoвaтeльно, и напряжение плавно снижаются. Сначала химическим превращениям подвергаются наиболее доступные поверхностные слои активной массы, затем химические реакции распространяются на наиболее глубокие слои пластин. Кроме того, сернокислый свинец PbSO4 , в который превращается активная масса пластин при разряде, занимает больший объем, чем исходные материалы (PbO2 и Pb) и, отлагаясь на внутренних поверхностях пор, суживает их сечение. Эти два обстоятельства замедляют диффузию электролита в пластины, и к концу разряда концентрация последнего в порах пластин и с ней ЭДС аккумулятора быстро падают, стремясь к нулю, а значительная часть активной массы, лежащая в глубине пластин, еще не использована. При этом происходят уже необратимые процессы, и сильно ускоряется сульфатация аккумулятора, поэтому аккумулятор нельзя разряжать ниже 1,7 В.

Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечивает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резервной емкости. Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя). Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования. После разряда на пуск двигателя, и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) — одна из характерных особенностей работы батарей на автомобилях. При большом разнообразии выпускаемых моделей автомобилей и климатических условий их эксплуатации, в массовом производстве батарей наряду с определением оптимальных экономических параметров должное внимание уделяется их унификации, повышению надежности и сроков службы. Надежность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зависимости от технического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле. Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пуска двигателя работают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобы развивать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при низких температурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установлено электро- и радиооборудование повышенного энергопотребления, аккумуляторные батареи могут подвергаться длительным разрядам токами большой силы. Батареи на таких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам. Условия, в которых работает аккумуляторная батарея, зависят от типа, назначения, климатической зоны эксплуатации автомобиля, а также от места установки ее на автомобиле. Режимы работы аккумуляторной батареи на автомобиле определяются температурой электролита, уровнем вибрации и тряски, периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, параметрами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования, продолжительностью работы и перерывов в эксплуатации. Наибольшее влияние на работу аккумуляторных батарей оказывают место размещения и способ крепления батарей на автомобиле, интенсивность и регулярность эксплуатации автомобиля (среднесуточный пробег), температурные условия эксплуатации (климатический район, время года и суток), назначение автомобиля, соответствие характеристик генераторной установки, аккумуляторной батареи и потребителей электроэнергии

Зарядка аккумулятора автомобиля осуществляется постоянным током строго определенного напряжения и тока. Для стандартного 12В-го аккумулятора, заряд проводится напряжением в 13,5-14,2 В с силой тока равной десятой части емкости.

Химические реакций происходящие при зарядки АКБ .

При зарядке, под действием постоянного тока на свинцовом аноде выделяется комплексное соединение из недоокисленного металлического свинца и связанных ионов серной кислоты из электролита. На катоде – отрицательном электроде, выделяется перекись свинца Pb2O5. Из-за связывания части ионов серной кислоты плотность электролита в процессе накопления заряда падает. Напряжение на ячейке устройства устанавливают не выше 2,2В, чтобы обеспечить накопление необходимых ионов и предупредить бесполезное разложение воды на кислород и водород.

При замыкании внешней цепи на контакты происходит быстрое разложение накопленных солей и соединений с выделение на электродах огромного количества электрической энергии. Плотность электролита возрастает по мере разряда аккумуляторной батареи.

Техническое обслуживание аккумуляторной батареи

При наружном загрязнении аккумуляторной батареи ее поверхности необходимо протереть 10%-ным раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды, после чего вытереть чистой, сухой ветошью. Во время заряда батареи в результате химической реакции выделяются газы, значительно повышающие давление внутри аккумуляторов. Поэтому вентиляционные отверстия в пробках нужно постоянно прочищать тонкой проволокой. Периодически необходимо зачищать штыри и клеммы проводов.

В аккумуляторной батареи уровень электролита должен быть пониже кромки тубуса заливного отверстия. Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки "Min" и "Max" и уровень электролита должен поддерживаться между ними.

Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки "Min" и "Max" и уровень электролита должен поддерживаться между ними. При понижении уровня следует долить дистиллированную воду, так как при нагревании электролита испаряется только вода. В холодное время года во избежание замерзания воды, следует доливать непосредственно перед пуском двигателя для быстрого ее перемешивания с электролитом.

Для проверки степени заряженности аккумуляторной батареи определяют плотностью электролита. Для этого наконечник кислотомера опускают в заливное отверстие аккумулятора, засасывают электролит и по делениям плавающего в колбе ареометра определяют величину плотности электролита. Понижение плотности от нормы указанной в таблице, на 0.01 г/см³ соответствует разряду аккумулятора на 6%. Допустимый разряд аккумуляторной батареи составляет зимой 25%, а летом 50%.

Для измерения напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой используют нагрузочную вилку. Для измерения напряжения аккумулятора под нагрузкой в зависимости от его емкости заворачивается гайка. Порядок включения нагрузочных резисторов в зависимости от емкости проверяемого аккумулятора указан на контактных ножках. Измерение производиться при закрытых пробках и с выдержкой под нагрузкой не более 5 секунд. Если напряжение проверяемого аккумулятора более 1.4В, он исправен. А если ниже 1.4В, аккумулятор разряжен или неисправен. Уточнение производят сравнением показаний всех аккумуляторов в батареи и измерение плотности электролита.

Для длительного хранения батареи в зимнее время ее нужно снять с автомобиля, полностью зарядить и хранить в сухом месте при

температуре не выше 0˚, и не ниже минус 30˚.

Что чем ниже температура электролита, тем меньше будет саморазряд. Каждый три месяца аккумуляторную батарею необходимо подзаряжать для восстановления потерь на саморазряд.

Для устранения окисления полюсных штырей нужно снять клеммы проводов с полюсных штырей, зачистить их. Поставить на место и смазать снаружи тонким слоем технического вазелина.

Недостатки и преимущества устройства аккумулятора автомобиля.

В устройстве свинцово-кислотного аккумулятора его природой заложено ряд пороков, делающих устройство капризным и чувствительным к определенным условиям эксплуатации:

ограниченное число циклов разряд-заряд;

необратимые процессы сульфатации пластин, значительно снижающие его емкость и срок службы;

малая механическая прочность электродов, возникновение замыкания анода и катода из-за осыпающейся электродной массы или разрушения сепаратора;

выход из строя при регулярном перезаряде или длительном хранении устройства в разряженном состоянии.

Сульфатация серьезно уменьшает ресурс батареи автомобиля. Комплексные сернокислотные соли свинца, отлагающиеся на катоде, под воздействием выделяющегося свободного кислорода и водорода переходят в слаборастворимое соединение – сульфат свинца, насмерть закупоривающее поры катода и делающее его неработоспособным.

Неисправности аккумуляторной батареи

В процессе эксплуатации автомобиля в аккумуляторной батареи могут возникнуть следующие неисправности:

Сульфатация пластин, ускоренный саморазряд, короткое замыкание, утечка электролита, окисление полюсных штырей.

Сульфатация пластин. В результате систематического недозаряда, длительного хранения незаряженной аккумуляторной батареи с электролитом, заряда батареи ниже допустимого предела, понижения уровня или увеличения плотности электролита на пластинах образуется белый налет из крупных кристаллов сернокислого свинца, называемый сульфатом. Сульфатированные пластины перестают участвовать в химической реакций.

Ускоренный саморазряд батареи при ее эксплуатации и хранения возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов. Местные токи появляются при возникновении электродвижущей силы между окислами активной массы и решеткой пластин.

Кроме того, при длительном хранении аккумуляторной батареи плотность электролита в нижних слоях становиться больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и

возникновению уравнительных токов на поверхности пластин.

Причинами ускоренного саморазряда могут быть: загрязнения

поверхности батареи; применения для доливки обычной воды; попадания внутрь металлических частиц и других веществ.

Короткое замыкание. Разрушение сепаратора, выпадение активной массы, а так же ее оплавление могут вызвать не посредственное соприкосновение разноименных пластин − замыкание, в результате чего прекращается работа аккумуляторов.

Признаками короткого замыкание внутри аккумулятора является "кипение" электролита и резкое падение напряжения. Аккумуляторная батарея, имеющая хотя бы один короткозамкнутый аккумулятор, к дальнейшей эксплуатации непригоден.

Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже прекращению тока.

Подтекание электролита обнаруживают осмотром бака. Для устранения неисправности батареи сдают в ремонт. При вынужденной временной эксплуатации батарею с этой неисправностью необходимо периодически добавлять в неисправное отделение бака электролит.

Техника безопасности

Безопасные условия при ремонтных работах с аккумуляторной батареей

В зависимости от объема выполняемых работ аккумуляторный цех должен иметь следующие отделения: ремонтное; зарядное – для заряда аккумуляторной батареи; кислотное – для приготовления электролита и хранение серной кислоты и дистиллированной воды; машинное – для размещения зарядных агрегатов и щитов с электроизмерительными приборами и реостатами; подсобное – для хранения запасных деталей пластин, баков, крышек.

При ремонте аккумуляторных батарей рабочие имеют дело со свинцом и его соединениями. Вдыхание свинца и его соединений в виде пыли или газа может вызвать хроническое, а в некоторых случаях и острое отравление. При остром отравлении свинцом появляется рвота, боли в желудке, потеря сознания. В этом случае необходимо промыть желудок, дать выпить молоко и вызвать рвоту.

При зарядке аккумуляторных батарей необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности. Перед включением на заряд аккумуляторные батареи должны быть установлены на стеллажи и соединены между собой проводниками с пружинными зажимами, применение которых исключают искрение.

Во время заряда выделяется водород, образующий с кислородом воздуха гремучий газ, легковоспламеняющийся искрой и взрывающийся при сгорании.

При взрыве аккумуляторной батареи электролит разбрызгивается, может попасть на тело и причинить опасные ожоги.

Зарядное и ремонтное отделение цеха должны быть оборудованы вентиляцией и вытяжными целевыми отсосами у рабочих мест.

В помещениях для зарядки аккумуляторных батарей не разрешается выполнять работы с открытым огнем, курить, зажигать спички, вносить раскаленный паяльник и т.д.

Рабочему, занятому ремонтом, зарядом аккумуляторной батареи и приготовлением электролита, выдают хлопчатобумажный костюм с кислостойкой пропиткой, резиновый фартук и полусапоги, защитные очки и резиновые перчатки.

Серную кислоту не разрешается хранить в металлической посуде. Требуется применять стеклянные бутылки с хорошо притертыми пробками. При изготовлении электролита ни в коем случае нельзя лить воду в кислоту, так как струя воды в месте прикосновения с серной кислотой быстро нагревается, вскипает и разбрызгивается, увлекая за собой капли кислоты.

Для избежания ожога от попавшего на кожу электролита нужно место ожога быстро промыть сильной струей воды, а затем нейтрализовать 10%-ным раствором питьевой соды в воде при кислотном электролите и 5%-ным раствором борной кислоты при щелочном. Для промывания глаз следует применять 2-3%-ные нейтрализующие растворы (питьевая сода).

Рабочие, приготавливающие электролит, должны быть дополнительно проинструктированы о мерах безопасности и о порядке оказания первой помощи при ожогах кислотой, щелочью, электролитом.

В помещениях для хранения и заряда аккумуляторных батарей и хранения кислоты или щелочи должны быть умывальники и баки с раствором питьевой соды или борной кислоты в зависимости от типа аккумуляторных батарей.

Вывод: В случаях нарушения нормальных условий работы в зарядном и ремонтном отделениях возможны отравления парами кислоты

Химические процессы в аккумуляторе

В заряженном аккумуляторе активная масса положительных пластин состоит из перекиси свинца РЬ02 темно-коричневого цвета, а активная масса отрицательных пластин — из губчатого свинца РЬ серого цвета. При этом плотность электролита в зависимости от времени года и района эксплуатации колеблется в пределах 1,25- 1,31 г/см3.

При разряде аккумулятора активная масса отрицательных пластин преобразуется из губчатого свинца РЬ в сернокислый свинец PbS04 с изменением цвета из серого в светло-серый.

Активная масса положительных пластин аккумулятора преобразуется из перекиси свинца РЬ02 в сернокислый свинец PbS04 с изменением цвета из темно-коричневого в коричневый.

Практически при допустимом разряде аккумулятора в химических реакциях участвует не более 40 — 50% активной массы пластин, так как к глубоким слоям активной массы вследствие недостаточной ее пористости электролит в необходимом количестве не поступает. Отложение кристаллов PbS04 на поверхности стенок пор сужает и даже закупоривает поры активной массы, что затрудняет проникновение электролита к ее внутренним, более глубоким слоям. Ввиду этого часть химической энергии, запасенной в виде РЬ02 и РЬ во внутренних слоях активной массы, не будет вступать в контакт с электролитом, что уменьшит емкость каждого аккумулятора батареи.

Так как в процессе разряда серная кислота идет на образование сернокислого свинца PbS04 при одновременном выделении воды Н20, то плотность электролита соответственно уменьшается с 1,25 — 1,31 до 1,09 — 1,15 г/см3.

Таким образом, плотность электролита при 100%-ном разряде уменьшается на 0,16 г/см3, следовательно, в период разряда аккумулятора уменьшение плотности электролита на 0,01 г/см3 соответствует снижению емкости аккумулятора на 6%.

Изменение плотности электролита является одним из основных показателей степени разряда аккумулятора.

Для заряда аккумулятор включают в цепь параллельно источнику постоянного тока (генератору, выпрямителю), напряжение которого должно превышать э. д. с. заряжаемого аккумулятора.

Графическая схема реакций при разрядке АКБ.

Происходящее при разряде поглощение сepной кислоты и выделение взамен ее воды вызывает уменьшение концентрации электролита, находящегося в поpax пластин, вследствие чего ЭДС аккумулятора Ea , а слeдoвaтeльно, и напряжение плавно снижаются. Сначала химическим превращениям подвергаются наиболее доступные поверхностные слои активной массы, затем химические реакции распространяются на наиболее глубокие слои пластин. Кроме того, сернокислый свинец PbSO4 , в который превращается активная масса пластин при разряде, занимает больший объем, чем исходные материалы (PbO2 и Pb) и, отлагаясь на внутренних поверхностях пор, суживает их сечение. Эти два обстоятельства замедляют диффузию электролита в пластины, и к концу разряда концентрация последнего в порах пластин и с ней ЭДС аккумулятора быстро падают, стремясь к нулю, а значительная часть активной массы, лежащая в глубине пластин, еще не использована. При этом происходят уже необратимые процессы, и сильно ускоряется сульфатация аккумулятора, поэтому аккумулятор нельзя разряжать ниже 1,7 В.

Каковы основные функции автомобильного аккумулятора?

Мысли о том, что происходит под капотом наших автомобилей, обычно не слишком высоко в рейтинге большинства людей. Даже ярые руководители редукторов, вероятно, подумают о некоторых предметах в моторном отсеке не более, чем мимолетно. Ведете список автомобильных запчастей, которые, скорее всего, будут проигнорированы? Аккумулятор, разумеется, невысокий, но без него у водителей будет целая куча запретов.

Скромный аккумулятор - это, по сути, огромный запас мощности, изначально предназначенный для подачи необходимого количества энергии в пусковой двигатель автомобиля, который запускает двигатель при каждом нажатии кнопки стартера.Во время этого танца аккумулятор также подает электричество в систему зажигания автомобиля.

Это помогает объяснить, почему для двигателя большого рабочего объема требуется батарея большего размера, чем для вашей газонокосилки - величина вращающейся массы и потребности в электроэнергии прямо пропорциональны. Батареи малой емкости, которые обеспечивают меньший резервуар электроэнергии, из которой может потреблять автомобиль, могут в крайнем случае запустить большой двигатель, но, вероятно, не будут делать это надежно.

Несмотря на проделанную всю эту работу, аккумулятор не может уйти в отпуск после того, как помог запустить двигатель.Совместно с электрической системой работает устройство, называемое генератором переменного тока. В дороге эта часть снабжает электроэнергией различные автомобильные аксессуары, такие как фары и дворники. Иногда генератор не успевает за спросом - подумайте о жарком летнем дне в середине семейной поездки, когда работает кондиционер, включены дворники, играет стереосистема и все устройства подключены к USB. порты.

В крайних, но распространенных случаях, подобных этому, система зарядки перегружена и требует дополнительной зарядки аккумулятора, чтобы все работало.Если к транспортному средству добавлены аксессуары для пылесосов, такие как вторичные фонари и инструменты (хороший пример - внедорожный грузовик), аккумулятор становится особенно важной частью удовлетворения спроса на электроэнергию.

Батареи как источники электроэнергии

Батареи как источники электроэнергии

Содержание

Батареи как источники электроэнергии

Это Раздел посвящен батареям - этим маленьким источникам энергии в портативных электрических устройствах.

  • Ежегодно производится более 15 миллиардов аккумуляторов для домашнего использования. продается по всему миру.
  • Многие из них являются щелочными или угольно-цинковыми батареями, которые выбрасываются после одноразовое использование, при значительных затратах как с экономической, так и с экономической точки зрения. среда.
  • Постоянное развитие как аккумуляторных батарей, так и зарядных устройств, означает что одноразовые батареи можно в значительной степени заменить экологически чистыми дружественный перезаряжаемый никель-металлогидридный (NiMH) или литий-ионный (Li-ion) батареи, которые служат намного дольше в устройствах с высоким разрядом - каждый раз, когда они заряжен - и может использоваться много сотен раз...сэкономить много Деньги.

Типы АКБ

Существует множество различных типов бытовых батарей, используемых для различных целей.

Три основных типа:

  • Мокрые элементы: свинцово-кислотные батареи для транспортных средств; также используется в промышленности.
  • Сухие неперезаряжаемые элементы: это наиболее распространенные типы бытовых аккумулятор.
  • Перезаряжаемый сухой элемент аккумуляторы, используемые в электроинструментах, беспроводных устройствах, мобильных телефонах и т. д.

Одноразовые бытовые батареи общего назначения включают:

  • Цинк-уголь, используемый в приборах с низким уровнем дренажа, таких как фонарики, часы, бритвы и радио.
  • Хлорид цинка, используемый в аналогичных целях.
  • Щелочной марганец, используемый в личных стереосистемах, магнитофонах. Меньше склонны к протеканию, чем два вышеупомянутых типа, и имеют более длительный срок службы.
  • Основные кнопочные ячейки:
  • Оксид ртути, используемый в батареях для слуховых аппаратов, кардиостимуляторов, фотографических оборудование.
  • Воздушный цинк - альтернатива кнопочным элементам с оксидом ртути - используется для слуха вспомогательные средства и радиопейджеры.
  • Оксид серебра, используемый для изготовления электронных часов и калькуляторов.
  • Литий, используемый для изготовления часов и фотоаппаратуры.

Сухие аккумуляторные батареи для домашнего использования включают:

  • Никель-кадмиевые (NiCd) батареи - одна из самых ранних технологий, но одна из самых быстрорастущих отраслей на рынке аккумуляторов.
  • Никель-металлогидридные (NiMH) батареи
  • - менее вредны для окружающей среды альтернатива NiCd и, как правило, имеют более длительный срок службы.
  • Литий-ионные (Li-Ion) батареи - большая емкость хранения энергии, чем NiCd и NiMH аккумуляторы.

Используется для беспроводных электроинструментов, персональных стереосистем, портативных телефонов, портативных компьютеров. компьютеры, бритвы, моторизованные игрушки и др. со сроком службы 4-5 лет. Использование аккумуляторных батарей сокращает количество батареи, требующие утилизации, но 80% из них содержат никель-кадмий, известный канцероген для человека, поэтому его необходимо безопасно утилизировать.

Проблемы окружающей среды

В среднем домохозяйство использует 21 батарею в год. Великобритания производит от 20 до 30 000 тонн отходов аккумуляторных батарей общего назначения каждый год, но меньше перерабатывается более 1000 тонн.

В 2001 году мы купили 680 миллионов аккумуляторов в Великобритании. Большинство из них (89%) были батареи общего назначения. Это составило почти 19000 тонн отработанные батареи общего назначения, требующие утилизации в Великобритании.

В настоящее время только очень небольшой процент потребительских одноразовых батарей перерабатываются (менее 2%), и большая часть отработанных батарей утилизируется на свалке места. Скорость утилизации бытовых аккумуляторных батарей оценивается в быть 5%.

Хотя точный химический состав варьируется от типа к типу (см. Ниже), большинство аккумуляторы содержат тяжелые металлы, которые являются основной причиной загрязнения окружающей среды. беспокойство. При неправильной утилизации эти тяжелые металлы могут просочиться в заземление при коррозии корпуса аккумулятора.Это может способствовать развитию почвы и загрязнение воды и опасность для дикой природы. Кадмий, например, может быть токсичным для водные беспозвоночные и могут накапливаться в рыбе, что наносит ущерб экосистемам и делает их непригодными для употребления в пищу. Некоторые батареи, например, кнопочные батареи также содержат ртуть, которая имеет аналогичные опасные свойства. Ртуть больше не используется в производстве одноразовых аккумуляторов. батареи, за исключением кнопочных элементов, где они являются функциональным компонентомВ основные европейские поставщики аккумуляторов предлагают одноразовые безртутные аккумуляторы с 1994 года.

Утилизация аккумуляторов

Все большее число домовладельцев признают остаточную стоимость потраченных батарейки и отделите их от бытовых отходов для вторичной переработки. Ряд местных властей теперь собирают отходы бытовых аккумуляторов на обочине дороги. коллекции. Перезаряжаемые батареи также можно утилизировать после того, как они достигли конца своего срока полезного использования.

Батареи содержат ряд металлов, которые можно повторно использовать в качестве вторичного сырья. материал. Существуют хорошо зарекомендовавшие себя методы утилизации большинства аккумуляторов. содержащие свинец, никель-кадмий, гидрид никеля и ртуть. Для некоторых, таких как новые никель-гидридные и литиевые системы, переработка все еще находится на ранней стадии этапы.

Первый в Великобритании завод по переработке бытовых аккумуляторов недавно открылся в Вест Бромвич. Предполагается, что он сможет перерабатывать до 1800 тонн в год; ожидается, что открытие этого завода будет стимулировать значительный рост объемов утилизации бытовых аккумуляторов в Великобритании.

Чем мы можем помочь?

  • По возможности используйте сеть, а не батареи.
  • Выключайте приборы с батарейным питанием, когда они не используются
  • Используйте аккумуляторные батареи и батарею. зарядное устройство. Это экономит энергию, потому что энергия, необходимая для производства батареи, уменьшается. в среднем в 50 раз больше, чем выделяемая энергия.
  • Однако аккумуляторная батарейки не подходят для дымовых извещателей, так как они могут внезапно разрядиться, предотвращение срабатывания сигнализации при низком уровне заряда батареи.
  • Выбираю бытовую технику которые могут использовать энергию, полученную от солнца через солнечные панели или от обмотки механизм, например радиоприемники, зарядные устройства для мобильных телефонов

Справка о стоимости энергии от аккумуляторов

Если мы посмотрим на выбор, который у нас есть для домашнего хозяйства аккумуляторов, и попытаться сравнить их стоимость, мы должны посмотреть на стоимость киловатт-часа. питание от сети переменного тока оплачивается в тех же единицах, а стоимость 1 кВтч - количество энергии, необходимое для работы типичного электрического камина с одним стержнем в течение одного часа) - на данный момент около 10 пенсов.Одноразовые батареи - гораздо более дорогой способ использования энергии. В зависимости от на тип, емкость и стоимость батареи одноразовые расходные материалы имеют ценник от 300 до более 10 000 за киловатт-час. Напротив, стоимость использование аккумуляторных батарей составляет порядка 1 на киловатт-час!

соток аккумуляторные батареи рентабельны?

На основании приведенного выше аргумента в чистом выражении стоимости энергии да . Но это зависит от приложения.Для портативный CD-плеер, ДА! Однозначно того стоит! Для калькулятора, где время автономной работы может быть значительным, меньше очевидный. Способ решить - выяснить, сколько комплектов аккумуляторов (плюс необходимое зарядное устройство) будет стоимость, по сравнению со стоимостью одноразовых батареек. Разделите результаты и вы иметь число, обозначающее, сколько комплектов сухих батарей вы можете приобрести за такие же затраты!

В некоторых случаях производители оборудования не рекомендуют использовать аккумуляторные батареи. Хотя есть несколько обстоятельств, когда использование аккумуляторных батарей может повлиять на нормальная работа, важно знать, что аккумуляторные батареи могут разрядиться. довольно внезапно - то есть их напряжение на клеммах может упасть до точки, в которой оборудование перестает работать без предупреждения; и они разрядятся вполне заметно, даже если ток не подается. Одноразовые батарейки можно получены со сроком годности год и более; при установке они постепенно снижение производительности, при продолжительном периоде, пока напряжение на клеммах постепенно падает.Они идут плоско, как бегун на длинные дистанции усталость, а аккумуляторные батареи разряжаются, как едет машина закончилось топливо. Аккумуляторы никогда не должны использоваться в аварийном оборудовании - например дымовая сигнализация, аварийное освещение и т. д., так как терминал быстро падает напряжение может остаться незамеченным, и устройство может перестать работать, когда это необходимо.

Как работают аккумуляторы

Батарея состоит из одного или нескольких отдельных элементов .Однако срок Батарея широко используется как для батарей, так и для одиночных элементов. Все батареи преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую. Это достигается заставляя электроны течь всякий раз, когда есть внешний проводящий путь между электродами ячейки. Электроны текут в результате электрохимической реакции между двумя электродами ячейки, разделенными электролитом. Ячейка становится разряжается, когда активные материалы внутри ячейки истощаются и химические реакции замедляются.Напряжение, создаваемое ячейкой, зависит от материала электродов, площади их поверхности и материала между электродами (электролита). Ток прекращается при удалении соединения между электродами. Аккумуляторы работают по тому же принципу, за исключением того, что химическая реакция, которая происходит разряд может быть обратным , если аккумулятор заряжен . Этот вызывает прохождение тока через батарею в обратном направлении, путем подачи внешнего напряжения между клеммами.При подключении к соответствующему зарядному устройству элементы преобразуют электрическую энергию обратно в потенциальную химическую энергию. Процесс повторяется каждый раз, когда аккумулятор разряжается и перезаряжается.

В разных элементах используются разные электродные материалы и разное выходное напряжение (1,2, 1,5, 2 и 3,6 В для типов, обсуждаемых здесь). Более высокие напряжения возможны при последовательном соединении ячеек.

Емкость ячеек определяется материалами, используемыми в их конструкции и выражается в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч).Приблизительное время, в течение которого батареи хватит на одну зарядку, можно узнать, разделив емкость батареи. (часто печатается на самой батарее) по среднему потреблению тока устройством.

Таким образом, можно ожидать, что батарея емкостью 600 мАч будет питать приемник, потребляющий 60 мА в течение 10 часов.

Батареи можно представить как состоящие из одной или нескольких идеальных ячеек с резистором в серия - внутреннее сопротивление. Вы не найдете настоящего резистора, если вскроете аккумуляторную батарею, но эффект тот же.У некоторых типов батарей значения внутреннего сопротивления выше, чем у других. Высокое внутреннее сопротивление не имеет значения, если используются устройства, потребляющие довольно низкие токи (например, часы или небольшой приемник). Однако, если вы используете что-то вроде мощного фонарика или аудиоусилителя, По закону Ома батарея с высоким внутренним сопротивлением может не передавать требуемый для нее ток.

Никель-кадмиевый (NiCad)

Никель-кадмиевые элементы являются наиболее часто используемыми аккумуляторными батареями в потребительских приложениях. Они используют никель и кадмий в качестве электродов и водный гидроксид калия в качестве электролит. Они имеют такие же размеры, что и неперезаряжаемые элементы, и часто могут напрямую заменить неперезаряжаемые щелочные или цинк-углеродные элементы. NiCad имеют несколько более низкое выходное напряжение, чем неперезаряжаемые элементы (1,2 против 1,5 вольт). В большинстве случаев эта разница не важна. Батарейные блоки NiCad имеют напряжение 2,4, 3,6, 4,8, 6, 7,2, 9, 10,8 В и т. Д. Это соответствует 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 элементам соответственно.Никель-кадмиевые батареи лучше всего работают при температуре от 16 до 26 градусов Цельсия. Их емкость снижается при более высоких температурах. При температуре ниже 0 градусов образуется водород, и при использовании элементов существует опасность взрыва. Никель-кадмиевые батареи имеют низкое внутреннее сопротивление. Это делает их подходящими для оборудования, потребляющего большие токи (например, переносных передающих устройств). Тем не мение, низкое внутреннее сопротивление означает, что при коротком замыкании элементов будут протекать чрезвычайно высокие токи (до 30 ампер для ячейки размера C!). Следует избегать короткого замыкания, так как оно может вызвать перегрев и повреждение элементов.

Нормальная скорость зарядки составляет 10% емкости аккумулятора в течение 14 часов. Например, если аккумулятор имеет емкость 600 мАч, его правильный ток зарядки составляет 60 мА. Поскольку процесс зарядки не является эффективным на 100%, зарядное устройство необходимо оставить работающим примерно на 14 часов вместо 10 часов. Возможны более высокие зарядные токи, но время зарядки должно быть пропорционально сокращено.Никель-кадмиевые аккумуляторы можно оставлять на зарядном устройстве на неопределенный срок, если зарядный ток снижен до 2% от номинальной емкости батареи в ампер-часах. Избегайте нагрева во время зарядки, чтобы продлить срок службы батареи. Никель-кадмиевые батареи требуют зарядного устройства постоянного тока; то есть тот, при котором ток, подаваемый на батарею, является фиксированным в течение всего периода зарядки. Такое зарядное устройство может быть чем-то таким же простым, как нерегулируемый источник питания постоянного тока с последовательным резистором для ограничения зарядного тока в элементах. Если известно напряжение зарядного устройства и желаемый ток зарядки аккумулятора, можно использовать закон Ома для расчета правильного номинала последовательного резистора.Поскольку никель-кадмиевые аккумуляторы имеют низкое внутреннее сопротивление, правильная зарядка может происходить с несколькими последовательными элементами. Для обеспечения наилучшего срока службы никель-кадмиевые батареи не должны разряжаться ниже 1,0 В на элемент. При зарядке NiCads должен показывать 1,45 В на элемент. Если во время зарядки напряжение элемента выше (например, 1,6 или 1,7 В), элемент неисправен и его следует выбросить.

Часто обсуждается так называемый «эффект памяти», проявляемый никель-кадмиевыми ячейками. Это относится к заявленной тенденции элементов не выдавать свое номинальное напряжение при помещении в зарядное устройство до полной разрядки.Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что истинный «эффект памяти» встречается редко, и эти наблюдения фактически из-за непрерывной перезарядки, которая может вызвать перезарядку электролита. кристаллизоваться внутри клетки. К счастью, этот эффект можно преодолеть, подвергнув аккумулятор одному или нескольким циклам глубокой зарядки / разрядки. Другой часто встречающийся термин - это обращение ячейки . Это может произойти, когда батарея элементов разряжается ниже безопасного уровня 1,0 вольт на элемент. Во время этого разряда различия между отдельными ячейками могут привести к тому, что одна ячейка истощится раньше остальных.Когда это происходит, ток, генерируемый оставшимися активными ячейками, «заряжает» самую слабую ячейку, но с обратной полярностью. Это может привести к выбросу газа и необратимому повреждению аккумуляторной батареи.

В никель-кадмиевых батареях иногда возникает внутреннее короткое замыкание из-за накопления кристаллов внутри ячейка, и это обычно означает конец ее полезного срока службы. Срок службы от 200 до 800 зарядов и разряды типичны для никель-кадмиевых аккумуляторов.

Металлогидрид никеля (NiMH)

Подобно никель-кадмиевым ячейкам, никель-металлогидридные элементы обеспечивают 1.25 вольт на ячейку. Кадмий в NiCad заменен на гидриды металлов, представляющие меньшую опасность для окружающей среды. Аккумулятор производители заявляют, что NiMH-элементы не страдают «эффектом памяти» и их можно заряжать до 1000 раз. NiMH элементы не так подходят, как NiCad, для экстремальных токовых нагрузок, но предлагают большую емкость при том же размере элемента. Типичный никель-кадмиевый аккумулятор AA, (часто используется в велосипедных лампах, магнитофонах или проигрывателях компакт-дисков) может иметь емкость 750 мАч, но никель-металлгидридный аккумулятор может обеспечить 1100 мАч - на 45 процентов больше.Это делает никель-металлгидридные элементы хорошим выбором для приложений, где желателен долгий срок службы, но текущие требования невысоки. Зарядное устройство, необходимое для никель-металлгидридных аккумуляторов, аналогично зарядному устройству для никель-кадмиевых аккумуляторов; Это должен обеспечивать постоянный ток, но обычно время зарядки необходимо увеличивать ввиду большей емкости ячеек.

Главный враг аккумуляторных батарей - тепло. Если элементы нагреваются во время зарядки, зарядный ток необходимо уменьшить, чтобы предотвратить повреждение.

Литий-ионный (Li-Ion)

Литий-ионные элементы - это новейшие из обсуждаемых здесь типов батарей, появившиеся на рынке.Они предлагают более высокое напряжение ячеек (3,6 В) и большую емкость для данного объема. Это делает их особенно подходящими для портативного оборудования, где важно длительное время работы, например для мобильных телефонов. Например, размер типичного литий-ионного аккумулятора составляет 55x45x20 мм, но он обеспечивает напряжение 7,2 В при емкости 1100 мАч. Литий-ионные батареи по-прежнему довольно дороги, но использование в домашних условиях за счет их включения в фотоаппараты, видеокамеры, карманные компьютеры компьютеры и мобильные телефоны.Требуется специальное зарядное устройство; один предназначен для NiCad или NiMH использовать нельзя.

Некоторые ссылки

Добро пожаловать в Battery University

Батареи как компоненты - из: Образовательные энциклопедия

http://www.energizer.com/learning/howbatterieswork.asp

Руководство по применению резервного аккумулятора

http://www.wasteonline.org.uk/resources/InformationSheets/Batteries.htm

http: // www.cycom.co.uk/howto/electricity_consuming_measurement.html

Практический пример некоторых вопросов устойчивости / окружающей среды, связанных с выбором одноразовых или перезаряжаемых батарей для питания Walkman можно найти здесь (PDF). Она организована как проблема с предложенным решением, и вы может обсудить это с вашим руководителем.

Зарядка аккумулятора


Дэвид Холберн Октябрь 2005 г.

О батареях> Что такое свинцовая батарея?

Первоначальный процесс начинается с изготовления сеток из сплава свинца, смешанного с небольшим процентом других металлов.Решетки проводят ток и создают структуру для прилипания активного материала.

Затем на сетки наносится пастообразная смесь оксида свинца - порошка свинца и других материалов - серной кислоты и воды. В пасту добавляется расширительный материал из порошкообразных сульфатов для изготовления отрицательных пластин.

Оттуда приклеенную пластину нужно будет закрепить. Отверждение обычно происходит в контролируемой среде с температурой от высокой до высокой и изменяющейся влажностью в течение двух-четырех непрерывных дней.Во время этого процесса происходит рост кристаллизации, который связывает пасту с сетками. После отверждения пластины должны полностью остыть и высохнуть.


Когда тарелки будут готовы, их нужно будет в качестве альтернативы уложить друг на друга с кусочком разделителя между ними. Разделители представляют собой листы пористого материала, которые предотвращают короткие замыкания, но позволяют электрическому току течь между пластинами. После соответствующего объединения все плюсы соединяются вместе, а по отдельности все негативы соединяются вместе.Эта комбинация положительных, отрицательных и разделительных элементов называется элементом. Затем элементы должным образом сориентируются, вставляются в аккумуляторный отсек и свариваются. Элементы обычно расположены последовательно, чтобы двухвольтовый элемент достиг шести, 12 или любого другого предполагаемого напряжения конечной батареи.

Затем к верхней части корпуса приваривается крышка, которая содержит соединенные элементы, а клеммы формируются снаружи, создавая кислотостойкое уплотнение.

Поскольку конструкция батареи завершена, ее можно заполнить серной кислотой или электролитом и поместить на пластовый заряд. Во время формирования заряда аккумулятор подключается к источнику электричества и заряжается в течение многих часов. Наконец, после того, как батарея полностью сформирована, она будет проходить различные проверки качества и быть очищена и маркирована перед тем, как поступить в место продажи.

Типы судовых аккумуляторов

| Основы судовых аккумуляторов

Судовые аккумуляторы разработаны специально для использования на лодках, с более тяжелыми пластинами и прочной конструкцией, способной выдерживать вибрацию и удары, которые могут возникнуть на борту любой моторной лодки.По этой причине морские аккумуляторы обычно дороже автомобильных, что может соблазнить некоторых владельцев лодок приобрести автомобильный аккумулятор вместо морского. Не принимай плохого решения. Морской аккумулятор прослужит дольше и будет надежнее автомобильного аккумулятора на лодке.

Руководство по обслуживанию лодки

Типы морских аккумуляторов

Есть три основных типа морских аккумуляторов:

  • Судовые пусковые батареи обеспечивают быстрые, но мощные выбросы энергии в течение коротких периодов времени и предназначены для запуска двигателя и быстрой перезарядки от генератора двигателя.Пусковой аккумулятор не следует использовать для троллинговых двигателей или электроприборов.
  • Морские аккумуляторы глубокого цикла предназначены для медленной разрядки в течение длительного периода времени и выдерживают несколько сотен циклов зарядки и разрядки. Аккумулятор глубокого разряда - правильный выбор для питания электрического троллингового двигателя и других аксессуаров с батарейным питанием, таких как аудиосистемы, брашпиль, эхолоты, локаторы рыбы и приспособления. Батареи глубокого разряда не следует заменять пусковыми.
  • Морские батареи двойного назначения сочетают в себе характеристики пусковой батареи и батареи глубокого разряда и являются хорошим выбором для батарей меньшего размера, когда нет места для двух батарей. Хотя они могут выполнять задачи пусковой батареи и батареи глубокого разряда, они не так эффективны, как отдельные батареи.

Глубокий цикл по сравнению с проворачиванием коленчатого вала

Если у вас есть электрический троллинговый двигатель, подруливающее устройство, брашпиль или другие аксессуары с батарейным питанием, которые потребляют большее количество тока, для этой цели вам понадобится отдельная «домашняя» батарея глубокого разряда.Аккумулятор глубокого разряда предназначен для использования только там, где часто возникают высокие скорости разряда и повторной зарядки. Аккумулятор глубокого разряда сконструирован иначе, чем заводной аккумулятор, с более толстыми и тяжелыми пластинами. Например, более длинные и более высокие требования к силе тока троллинговым двигателям и лебедкам могут вызвать нагрев и деформацию более тонких пластин нормальной пусковой батареи.

Аккумуляторная батарея имеет более тонкие пластины для быстрого скачка напряжения при запуске двигателя, но не предназначена для поддержания высокой выходной мощности в течение длительного времени.Да, аккумулятор глубокого цикла можно использовать для запуска двигателя в крайнем случае, но настоятельно рекомендуется использовать систему из двух или трех аккумуляторов, чтобы отделить аккумулятор двигателя от дополнительных (домашних) аккумуляторов.

Лучший способ удостовериться, что ваша батарея все еще в порядке, - это пройти «нагрузочную проверку». Большинство специализированных магазинов автозапчастей или аккумуляторов бесплатно проведут тестовую нагрузку и сообщат вам, исправна ли она. Тот факт, что он один или два раза сдох, не обязательно означает, что он бесполезен. Остальные электрические и зарядные системы также могут нуждаться в некотором внимании, поскольку причиной проблемы может быть что-то другое, кроме самой батареи.

Замена аккумулятора лодки

Проконсультируйтесь с руководством владельца лодки или обратитесь к морскому дилеру при замене морского аккумулятора и обязательно купите новый аккумулятор, который хорошо подходит для вашей лодки. Морские аккумуляторы оцениваются по номиналу в ампер-часах, реверсивной емкости и току запуска судовых двигателей. Покупая аккумулятор глубокого разряда, обратите внимание на номинал в ампер-часах и резервную емкость. Что касается пусковых аккумуляторов, в первую очередь сосредоточьтесь на судовых пусковых токах.При поиске батареи двойного назначения сверяйтесь со всеми тремя рейтингами.

Если вы добавите к лодке электрические аксессуары, вам может потребоваться установить аккумулятор с более высоким номиналом ампер-часов, особенно если вы тратите много времени на троллинг с двигателем на очень низкой скорости (что приводит к снижению мощности зарядки. от генератора), или вы проводите много времени на берегу или на якоре, используя такие аксессуары, как аудиосистема.

Зарядка морского аккумулятора

Большинство из нас понимают, что когда мы покупаем новую или подержанную лодку, поставляемые батареи не обязательно должны быть первоклассными.Если кажется, что они справляются со своей работой, мы мало о них думаем. Но в более теплом климате повседневная жара является главным врагом батарей и может значительно сократить их срок службы. В тех районах страны, которые заставляют нас ставить лодки на хранение на зиму, уход за батареей в этот период также имеет решающее значение для увеличения продолжительности жизни.

Лучше всего хранить аккумуляторы на регулируемом «струйном» зарядном устройстве, чтобы поддерживать заряд, когда они не используются. Аккумулятор, который не заряжен (и остается заряженным), может замерзнуть при низких температурах, и вероятный результат - треснувший корпус.Батарея похожа на многое в жизни - используйте ее или потеряйте! Автомобильный аккумулятор обычно служит дольше, чем аккумулятор для лодки, потому что автомобиль используется регулярно, а аккумулятор остается заряженным. Когда дело доходит до лодок, старая пословица о двухлетнем сроке службы батареи вполне подходит. Обычно вы получаете предупреждение, когда он собирается отказаться от вас, с предупреждением о том, что однажды утром батарея «разряжена» или скорость вращения коленчатого вала немного ниже, чем вы привыкли. Вы подключаете зарядное устройство, аккумулятор чудесным образом оживает, и вы отправляетесь в путешествие.Вы можете подумать, что свет остался включенным, или что память радио снизила напряжение. Реальность может заключаться в том, что аккумулятор сульфатируется, пластины деформированы, и он больше не принимает и не держит заряд, как раньше.

Советы по предотвращению проблем с аккумулятором

  • Закрепите морскую батарею с помощью хорошего батарейного отсека, у которого должно быть основание, прикрученное или прикрученное к лодке, и либо жесткий кронштейн, либо фиксирующий ремень, чтобы удерживать его на основании. Вы же не хотите, чтобы аккумулятор трясся в бурной воде.
  • Часто проверяйте клеммы аккумуляторной батареи, чтобы убедиться, что они плотно прилегают и не подвержены коррозии. Замените барашковые гайки, которые часто встречаются на морских аккумуляторах, на нейлоновые стопорные гайки, которые с меньшей вероятностью открутятся.
  • Если вы используете лодку нечасто, используйте зарядное устройство для обслуживания аккумуляторов, чтобы поддерживать аккумулятор полностью заряженным между прогулками.
  • Перед межсезонным хранением полностью зарядите аккумуляторы, затем отсоедините клеммы, чтобы аккумулятор не разрядился.Если на вашем складе есть электричество, держите аккумуляторы на устройстве для обслуживания аккумуляторов / зарядном устройстве в межсезонье, чтобы постоянно поддерживать аккумуляторы. В противном случае выньте батареи из лодки и храните их там, где они могут быть подключены к зарядному устройству для обслуживания.
  • Установите крышку или «чехол» поверх положительной клеммы аккумуляторной батареи, если она не была установлена ​​изготовителем лодки, даже если аккумулятор находится в закрытом ящике. Пыльник предотвращает искрение и искрение, а также возможный взрыв, например, при падении инструмента на терминал.

Итог? Держите батареи заряженными, держите клеммы в чистоте и непременно садитесь в лодку и «тренируйте» свою электрическую систему как можно чаще!

Читать дальше: Как подготовить лодку к зиме


Хотите узнать больше о базовом обслуживании лодки? Читать ...

Deka DP27 Батарея двойного назначения

DC27 Deka 12 В 650 CCA / 800 CA 175 Res / Cap Deep Cycle (Gr 27)

Глубокий цикл / запуск - лучшее из обоих миров

  • Высокий пусковой ток и возможность глубокого цикла
  • Продолжительность цикла по сравнению с пусковой батареей
  • Дополнительный резерв мощности для дополнительных нагрузок
  • Прочная вибростойкая конструкция

Серия DEKA MARINE MASTER DUAL PURPOSE CYCLING / STARTING была разработана специально для пользователей, которым требуется надежный запуск и умеренный глубокий цикл обслуживания.Используйте его для больших двигателей с более сильным запуском и / или для троллинговых или вспомогательных нагрузок в умеренных условиях.

DEKA DUAL PURPOSE - это идеальный компромисс между уникальными требованиями запуска и работы с глубоким циклом и низким потреблением тока.

Размеры продукта
Длина (дюймы) 12,5
Ширина (дюймы) 6,75
Высота (дюймы) 9.38
Масса (фунты) 51
Номинальная мощность
Напряжение 12
Ток холодного пуска (CCA) при 0 ° F 650
Судовой ток пуска (MCA) при 32 ° F 800
Резервная мощность Минуты при 25 А 175
Ампер-час (20-часовой режим) 80
Характеристики
Размер группы BCI 27
Номер детали производителя DP27
Тип батареи Свинцово-кислотная смесь двойного назначения
Тип клеммы M, верхняя стойка и шпилька (5 / 16P 5 / 16N)

Гарантия производителя
Период бесплатной замены 12 месяцев

Почему важен здоровый автомобильный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор жизненно важен для жизни вашего автомобиля, и если вы пренебрегаете им, вы обнаружите, что ищете авторемонт Albany NY быстрее, чем если бы вы его отключили.Почему? Что ж, на то есть много причин. Во-первых, аккумулятор взаимодействует с большим количеством деталей в вашем автомобиле, чем вы думаете или знаете о существовании, и он может нанести им вред, если он серьезно поврежден. Автомобильный аккумулятор при плохом обслуживании может полностью отключить ваш автомобиль. Пока, конечно, не заменишь.

Но прежде чем мы перейдем к тому, почему ваша автомобильная батарея так важна, у причин должен быть контекст и контекст, вам нужно немного узнать о том, что делает батарея.

Что он делает?

Автомобильный аккумулятор - это центральный узел питания вашего автомобиля для всего электрического. Он накапливает электричество, а затем посылает толчки каждому электрическому компоненту вашего автомобиля. Он не только питает электрические компоненты, но и поддерживает постоянный электрический ток в вашем автомобиле, что означает, что он запускает ваш автомобиль и имеет достаточно электричества, чтобы продолжать работать.

Это довольно большая ответственность для такой крошечной коробки, и это может даже показаться невозможным.Но это не так. Поэтому давайте посмотрим, как это работает.

Как это работает?

Ваша батарея, как я уже сказал, служит двум целям: она накапливает электричество для запуска и поддерживает работу вашего автомобиля, а также обеспечивает питание электрических компонентов. Принцип работы на самом деле довольно прост: аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую, которая необходима для питания вашего автомобиля.

Короче говоря, он подает напряжение (электрическую энергию) на стартер (компонент, который заставляет автомобиль работать).

Стартер

Стартер - это компонент, который взаимодействует как с аккумулятором, так и с двигателем. Думайте об этом как о среднем человеке, который берет энергию от батареи, когда вы поворачиваете ключ, и отправляет ее в двигатель, чтобы «провернуть» его или «перевернуть». По сути, стартер - это часть, которая вращает двигатель на достаточно высокой скорости, чтобы всасывать топливо и воздух в цилиндры, где двигатель затем сжимает их.

Весь этот процесс - это то, что позволяет вашему автомобилю заводиться, и все это благодаря аккумулятору.

Генератор

Однако важно знать, что стартер потребляет много электроэнергии. Следовательно, его можно использовать только в течение времени, необходимого для запуска вашего автомобиля. В противном случае это разрядит оставшееся напряжение в батарее. Таким образом, после запуска двигателя заменяет генератор. Вкратце объясняя сложный процесс, генератор - это то, что поддерживает работу вашего двигателя, а также то, что поддерживает заряд аккумулятора. Таким образом, ваша батарея всегда будет заряжена на 12 вольт.

Аккумулятор не может поддерживать работу двигателя напрямую, но это все же причина. Конечно, если вы просто включите электрический компонент при не работающем двигателе, он просто будет использовать энергию непосредственно от аккумулятора, поэтому, если вы случайно оставите свет включенным на парковке, ваша батарея в конечном итоге разрядится.

Как долго это длится?

Автомобильный аккумулятор обычно прослужит от трех до пяти лет.Но это не значит, что он будет оптимальным в то время. Спустя три года это считается старым таймером. Однако он может длиться намного дольше трех лет, если вы будете поддерживать его в здоровом состоянии. Но ожидаемый срок службы вашей батареи зависит от гораздо большего, чем просто поддержание ее здоровья; это также определяется другими факторами. Ваши собственные привычки вождения и погодные условия могут сократить срок службы аккумулятора.

Есть несколько признаков того, что нужно выяснить, старый ли у вас аккумулятор или возникли проблемы.Два из наиболее распространенных - это лампа проверки двигателя или двигатель, который изо всех сил пытается перевернуться. Чтобы узнать, сколько лет батарее, просто посмотрите на дату, напечатанную на ней.

Аккумулятор необходимо регулярно проверять и обслуживать, особенно через три года. На этом этапе вам нужно проявить усердие и убедиться, что у него нет серьезных проблем.

Почему это важно

Но почему все это важно знать? Если вы еще не заметили, ваша батарея - это пульс вашего автомобиля.Без него ваша машина не поедет. Батарея также накапливает много электроэнергии, и если она не может должным образом содержать эту мощность, это может привести к повреждению системы зарядки или стартера. Это не только делает ваш двигатель бесполезным, но также увеличивает стоимость восстановления и запуска вашего автомобиля.

Давайте подробнее рассмотрим, как это может повредить некоторые другие компоненты под капотом.

Как это может навредить вашему автомобилю

Что происходит, когда вы вывихиваете лодыжку или обжигаете руку? Очевидно, вы хотите перенести вес на другую ногу или использовать другую руку.То же самое и с вашей машиной. Когда ваша батарея повреждена или разряжена, система вашего автомобиля пытается найти способ сохранить плавание всего корабля. Следовательно, это оказывает дополнительное давление на другие части, которыми могут быть генератор и стартер.

Эти детали выйдут из строя, потому что они потребляют чрезмерное напряжение, чтобы компенсировать недостаток энергии, накопленной в батарее. Это не только сделает ваш двигатель менее эффективным, но и приведет к дорогостоящему ремонту.

Кроме того, лучше дважды подумать, прежде чем принять решение о том, чтобы кто-то вскрыл вашу разряженную батарею. Если ваша батарея разрядилась из-за короткого замыкания в системе, она разрядит и убьет батарею того, кто пытается ее перепрыгнуть.

Все это довольно серьезные проблемы. К счастью, мы знаем некоторые профилактические меры, чтобы их избежать.

Сохранение здоровья

При обращении с аккумуляторами главное внимание уделяется профилактическим мерам. Иногда вы не узнаете, что что-то не так, пока не пойдете заводить машину, а двигатель не перевернется.Первое, что вы можете сделать, это регулярно проверять аккумулятор. Как правило, средняя батарея должна иметь заряд 12 вольт. Остановитесь в гараже или возьмите вольтметр, чтобы определить уровень заряда аккумулятора.

Кроме того, следите за чистотой клемм, а также положительных и отрицательных выводов. Если вы видите вокруг них что-то зеленовато-белое, это коррозия. Не пугайтесь; это происходит со временем со старыми батареями. Возьмите раствор для очистки от коррозии и проволочную щетку и отправляйтесь в город чистить эти клеммы.Если на новой батарее образовалась коррозия или она снова появляется вскоре после этого, вам необходимо осмотреть ее; поскольку это указывает на более серьезную проблему.

Обязательно водите машину, заботясь о здоровье, и держите ее припаркованной зимой в теплом месте, а летом - в прохладном месте, если это возможно. Резкие перепады температуры могут вызвать повреждение и сократить срок службы аккумулятора.

Почему важно поддерживать работоспособность аккумулятора? Потому что, как я уже сказал, это пульс вашей машины.Если ваша батарея не работает должным образом, ваш двигатель не будет работать должным образом. Это может не только привести к дорогостоящим повреждениям в дальнейшем, но также может быть опасно для вас и ваших пассажиров.

Для чего используется батарея ИБП?

Независимо от того, запитываете ли вы критически важное медицинское оборудование или серию камер наблюдения, система UPS Battery может защитить вас от потери зоны покрытия в случае отключения электроэнергии. ИБП означает источник бесперебойного питания, компонент, который мгновенно реагирует на сбой питания, но это не то же самое, что резервная батарея.Понимание различий между этими двумя системами поможет вам сделать правильный выбор в соответствии с вашими потребностями в питании.

Для чего предназначена батарея ИБП?

Батарейная система ИБП является промежуточным звеном между вашим основным источником питания и резервным питанием. Проблема в том, что даже при наличии надежной резервной аккумуляторной батареи или генератора вашей системе может потребоваться несколько минут, чтобы отреагировать на потерю основного источника питания и начать использовать альтернативный источник. В больницах, банках и других важных службах эти несколько драгоценных минут могут быть вопросом жизни и смерти.ИБП предназначен для решения этой проблемы, мгновенно реагируя, обеспечивая большой прирост мощности системы, а затем передавая все в вашу резервную систему, как только она будет запущена и запущена.

Чего не будет делать аккумулятор ИБП?

Самое важное, что нужно понять, это то, что система ИБП не предназначена для использования в качестве резервного. Батарея, подключенная к вашей системе ИБП, не сможет выдерживать длительную нагрузку более нескольких минут. Таким образом, крайне важно, чтобы у вас была полнофункциональная система резервного копирования, готовая к работе в кратчайшие сроки.

Другие функции системы ИБП

Хотя основная функция батареи ИБП заключается в том, чтобы покрыть промежуток между отключением питания и резервным питанием, она также может служить для повышения надежности вашей системы в нормальных условиях. Это связано с тем, что ИБП должен быть сверхчувствительным к колебаниям входящего источника питания, чтобы немедленно реагировать при отключении питания. В результате, если вы находитесь в зоне с нестабильными источниками питания, например, в полевом офисе или в сельской больнице, ИБП может служить для поддержания уровня мощности во время резких падений и скачков напряжения от основного источника питания.В этом случае ИБП на самом деле никогда не перекладывает ответственность на вашу резервную систему, но он играет важную роль, обеспечивая короткие всплески питания, чтобы заполнить пробелы, прежде чем все вернется в норму. Это возможно, если ИБП установлен между вашим основным источником питания и защищаемым оборудованием, так что он будет первой точкой отсчета в случае сбоя питания. Эта настройка также позволяет системе ИБП постоянно заряжать собственную батарею мини-циклами во время работы.

Добавление источника бесперебойного питания к существующей установке - хороший способ гарантировать, что каждый момент имеет значение при отключении питания.Вы не хотите мучиться с запуском генератора, если не знаете, что на борту есть ИБП, который обеспечивает безопасность.