ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

принцип работы, из чего состоит, назначение и схема акб

Автор Aluarius На чтение 10 мин. Просмотров 3.6k. Опубликовано

Принципиально устройство аккумулятора больше чем за 150 лет с момента его изобретения не изменилось, хотя современность внесла серьёзные новшества в технологические процессы их изготовления и используемые материалы, из чего состоит аккумулятор.

Автономный источник энергии

 

Что такое аккумулятор

Аккумулятор – автономный источник электричества, который накапливает, сохраняет и отдает энергию. Аккумуляторная батарея – важный элемент электрооборудования транспортного средства. Назначение акб определяется в запуске двигателя и обеспечении подачи электричества в бортовую сеть. Все электроприборы, когда выключен мотор, и не работает генератор, работают от батареи. Накопитель помогает в пробке, когда энергии генератора не хватает.

 

Устройство и принцип работы аккумулятора

Для того, чтобы разобраться, как работает аккумулятор, необходимо знать устройство акб, что внутри аккумулятора обеспечивает работу прибора. Основной принцип работы аккумулятора заключается в разности потенциалов при погружении двух пластин в электролит. В 12-ти вольтовой батарее объединены шесть аккумуляторов, каждый из которых вырабатывает 2 вольта. Все они объединены совместным корпусом, который образует единое целое конструкции.

Аккумулятор в разрезе

При работе этой конструкции, пластинки из-за действия серной кислоты выделяют сульфат свинца, в результате чего образуется электрический ток. Также выделяется вода, и поэтому концентрация электролита становится менее плотной. Во время зарядки АКБ процесс осуществляется в обратном порядке, свинец снова обретает металлическую форму, электролит становится более концентрированным. Принцип работы аккумулятора основан на методе двойной сульфатации, который позволяет полностью восстанавливать первоначальные свойства батареи.

Срок службы аккумулятора зависит от качества используемых материалов, из чего состоит акб.

 

Схема строения

 

Схема строения

Виды аккумуляторов

Классификация акб по составу активного вещества

Свинцовые пластины, используемые в старых аккумуляторах перестали устраивать потребителей. Возникала необходимость по улучшению качества работы акб. Сначала добавили сурьму к свинцу, что позволило заметно продлить срок эксплуатации батареи. На следующем этапе – уменьшили процентное содержания сурьмы до оптимальной концентрации. Такой подход привел к созданию малообслуживаемых аккумуляторов, потому что в них уже намного реже требовался долив воды.

При использовании металлического кальция для покрытия пластин появились кальциевые энергосберегающие источники. В предыдущих моделях потери воды из-за электролиза на 12 вольт требовали постоянного долива, а кальций позволил повысить этот порог до 16 вольт. Так появилась возможность в производстве необслуживаемых аккумуляторов использовать герметичный, неразборной корпус.

  • Сурьмянистые батареи относятся к классике из-за повышенного состава сурьмы, которая ускоряет процесс электролиза.
  • В малосурьмянистых акб материалом для пластин служит свинец с небольшой примесью сурьмы. В них степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.
  • При производстве кальциевых источников свинцовые пластины легированы до 0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды, как отрицательный, так и положительный.
  • Гибридные источники энергии вытесняют кальциевые. Конструктивные отличия состоят в том, что при их производстве объединили две технологии: одна, когда пластины формируются из сплава свинца и сурьмы, положительные электроды, а другая – когда пластины формируются из сплава свинца и кальция, отрицательные электроды.
  • EFB является улучшенной жидкозаполненной батареей. Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, вследствие чего увеличивается их ёмкость. Каждая из пластин закрыта в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
  • В гелевых аккумуляторах применяется гелеобразный электролит. Такая технология позволила снизить текучесть электролита, в котором содержится агрессивная серная кислота.
  • В литиевых акб используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития в смеси эфиров угольной кислоты.
  • Отличительной особенностью AGM является то, что в электролит с помощью специальной технологии между пластинами вставляются стекловолоконные микропористые прокладки.
  • Во всех щелочных батареях применяется растворенная в воде щёлочь.

Классификация батарей по типу электролита

Электролиты бывают кислотными, щелочными. Щелочные растворы используются в заправке аккумуляторных батарей. Щелочные аккумуляторные жидкости представляют собой сильные основания, которые проявляют большую активность по отношению к металлам и кислотам. При реакциях с кислотами образуются соль и вода. Растворы щелочей подвергаются гидролизу. Химические свойства позволяют использовать этот тип электропроводящей жидкости для накопления электрической энергии в аккумуляторе.

Кислотные смеси с дистиллированной водой применяются в основном в автомобильных аккумуляторах. Такие составы можно приобрести в специализированных магазинах или же приготовить самостоятельно в домашних условиях. На заводе процесс изготовления таких смесей осуществляется в масштабном производстве по ГОСТу. В домашней обстановке также возможно довольно точно при соблюдении обязательных пропорций и правил техники безопасности смешать кислоту с дистиллированной водой.

Важно! вода при минусовых температурах превращается в лед. Всегда при морозе нужно применять меры, необходимые для предотвращения замерзания аккумулятора.

 

Основные технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

Важно! Емкость не характеризует полностью энергию аккумулятора, т.е. энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия.

Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке, ведь именно по этому критерию большинство пользователей выбирают нужную модель.

Пусковой ток

Величину, характеризующую параметр тока, протекающего в стартере автомобиля в момент пуска силового узла, принято считать пусковым током. Пусковой ток или стартерный возникает в момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Он же ток холодной прокрутки является показателем, как аккумулятор поведет себя в морозную погоду и сможет запустить двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

Полярность

Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Полюса всего два – положительный и отрицательный, вариантов расположения – прямое и обратное.

Прямая полярность – отечественная разработка. Чтобы ее определить, нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что акб с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

Прямая, обратная полярность

Исполнение корпуса

Корпус большинства аккумуляторов состоит из ударопрочного полипропилена, который характеризуется как материал легкий, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен довольно стоек к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Традиционно появились американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты. Например, у батарей емкостью 60 Ач общая высота от 17,5 до 19 сантиметров. У азиатских этот показатель немного выше, до 22 сантиметров за счет верхнего расположения электродов. Именно поэтому важно корректно анализировать возможности посадочного места под капотом, чтобы надежно закрепить АКБ прижимной планкой и избежать замыкания при случайном касании токоотводами металлических частей кузова.

У АКБ с европейским типом корпуса клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. Иногда клеммы дополнительно защищены от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке, верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора.

Какую клемму снимать с аккумулятора первой читайте здесь. 

Важно! При приобретении акб нужно знать, что европейские производители указывают габаритные размеры аккумулятора по корпусу. На азиатских корпусах могут указывать высоту батареи с учетом клемм или без них.

Российский стандарт акб

Обозначение Описание букв
А АКБ имеет общую крышку для всего корпуса
З Корпус батареи залит и она является полностью заряженной изначально
Э Корпус-моноблок АКБ выполнен из эбонита
Т Корпус-моноблок АБК выполнен из термопластика
М В корпусе использованы сепараторы типа минпласта из ПВХ
П В конструкции использованы полиэтиленовые сепараторы-конверты

 

Европейские корпусы и американские имеют идентичные габариты

Тип и размер клемм

Распространены аккумуляторы с клеммами трех разных стандартов: тип Euro – Type 1, и Asia –Type 3, «под болт» – американский стандарт. В типе Euro плюсовая клемма имеет диаметр 19,5 мм, минусовая клемма – 17,9 мм. В типе Asia клемма плюс имеет диаметр 12,7 мм, клемма минусовая – 11,1 мм. Клеммы «под болт» находятся на боковой стенке аккумулятора и сверху. Болт, соединённый с проводом, продевается в отверстие клеммы и фиксируется гайкой.

Американский стандарт

Тип крепления

При выборе акб особое внимание следует обращать на тип крепления АКБ, при котором батарея может крепиться снизу или сверху. Вверху крепится элемент с помощью специальной монтажной рамки, которая охватывает аккумулятор. Крепление аккумулятора происходит с помощью планки и двух шпилек. Чаще такой вид установки и фиксации аккумуляторной батареи встречается на автомобилях китайского или корейского производства.

Тип крепления встречается на «азиатах»

 

Нижнее крепление применимо на европейских автомобилях. На нижней части корпуса акб находится выступ, за который аккумулятор прижимается к платформе с помощью пластины и винта.

Нижнее крепление

Назначение аккумуляторных батарей

Автомобильная аккумуляторная батарея выступает как источником электрического тока, необходимого для пуска двигателя, так и резервным источником питания, в случае, если энергии, вырабатываемой генератором, оказывается мало для электроснабжения авто. Аккумуляторная батарея действует как стабилизатор напряжения, так как она выполняет роль накопителя электроэнергии, отдающего во время пуска двигателя за короткое время большой ток, и пополняемого постепенно генератором автомобиля в процессе подзарядки.

Важно! Перед проверкой системы электроснабжения и электрического пуска, необходимо убедиться в том, что аккумуляторная батарея находится в заряженном состоянии и готова к эксплуатации.

В каких сферах используется

Аккумуляторные батареи используются как дополнительный или основной источник питания. Надежность, простота в использовании позволяет применять батареи в различных областях:

  • автомобильная промышленность;
  • освещение в аварийном состоянии;
  • переносное электрооборудование;
  • медицинское оборудование;
  • игрушки;
  • сигнализация в разных сферах применения;
  • телекоммуникационное оборудование.

 

Применение батареи в игрушках

Роль акб в работе приборов не оспорима. Применение источника энергии практически во всех отраслях доказывает значимость и необходимость знаний о внутреннем содержимом батарей. С использованием в автомобилях широкого разнообразия электроприборов, кондиционеров, мультимедийных центров, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка энергией поступает от АКБ, который кроме этого выполняет основную функцию, обеспечивает электроэнергией стартер двигателя. Водителю необходимо знать, как устроен аккумулятор, чтобы выявить сбои в работе источника энергии, назначение аккумулятора, чтобы правильно использовать ресурс, подобрать батарею к условиям эксплуатации и автомобилю. О способах и рекомендациях как проверить аккумулятор читай тут.

что такое аккумулятор и для чего он нужен

Чтобы пользоваться автомобилем, конечно, не обязательно разбираться в том, что же такое АКБ, для чего она нужна и как функционирует, но весьма желательно. Недорогие аккумуляторы в Тамбове ежегодно покупают десятки тысяч автолюбителей. Большинство из них – люди осведомленные по части конструкции и назначения АКБ. Наша статья — для тех, кто недавно сел за руль собственного авто и у кого еще руки не дошли разобраться в сути источника электрического питания машины.

Назначение автоаккумулятора:

  1. Служить источником пускового тока для запуска двигателя. От цены модели функции автомобильных аккумуляторов не зависят, изменяется только качество и технические характеристики батарей.
  2. Служить источником электричества для питания электроприборов бортовой сети при выключенном моторе. В зависимости от марки и модели автомобиля потребителями электроэнергии являются:
  • автоматическая коробка передач с электронным управлением двигателем, бортовой компьютер,
  • стартер, система зажигания, электроусилитель руля,
  • ABS — антиблокировочная система колёс, SRS — система безопасности автомобиля: подушки безопасности, ременные натяжители и проч. ,
  • наружное (фары дальнего и ближнего света, габаритные огни, указатели поворота) и внутреннее (лампы в салоне, под капотом, в багажном отсеке, перчаточном ящичке, подсветка приборной панели) освещение,
  • магнитола, двигатели вентиляторов, приводов стеклоочистителей, электростеклоподъёмников, обогрев стекол и сидений,
  • прикуриватель, GPS, сигнализация и проч. системы и приборы, которые не могут функционировать без недорогих аккумуляторов на европейские, азиатские, американские, отечественные авто. В продаже в Тамбове они всегда имеются.
  • Служить стабилизатором напряжения бортовой электрической сети.
  • Для запуска автомобиля требуется прокрутка двигателя. Ее обеспечивает стартер. В свою очередь, стартер получает электроэнергию от аккумуляторной батареи. В момент запуска мотора стартер потребляет большой (пусковой) ток в несколько сот А, тем самым разряжая АКБ. Как только машина завелась, электроэнергию для бортовой сети вырабатывает генератор. Схема сети продумана таким образом, что во время движения авто происходит восполнение отданного АКБ для запуска мотора заряда аккумулятора.

    Купить недорогой автомобильный аккумулятор для своего «немца», «француза», «азиата» в Тамбове – не проблема. Нужно только знать технические параметры батареи, которые будут полностью отвечать потребностям Вашей машины.

    Как работает аккумулятор — принцип работы АКБ простыми словами

    Аккумулятор или сокращённо (АКБ), это основное и необходимое устройство в любом автомобиле. Каждый водитель знает, что серце его машины — это конечно же аккумулятор, и нет таких машин с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было. Как бы это устройство не менялось за 150 лет с момента его изобретения, принцип работы аккумуляторной батареи остался низменным. Однако, современность внесла серьёзные коррективы в технологические процессы их изготовления. В этой статье вы ознакомитесь с и используемыми материалами, из чего состоит аккумулятор и как он работает. Итак, как работает аккумулятор (АКБ)?

    Как работает аккумулятор (АКБ)

    Понятие аккумулятор и его устройство

    В общем понимании этого слова в технике под термином «Аккумулятор» подразумевается устройство, позволяющие при разных условиях эксплуатации накапливать определенный вид энергии, либо же — расходовать ее для человеческих нужд.

    Хотите узнать, как построить энергосберегающий дом? Смотрите секреты строительства  дома , который сам экономит

    Применимы в тех ситуациях, когда необходимо собрать энергию за определенное время, после чего использовать ее для совершения больших трудоемких процессов. Так — гидравлические аккумуляторы, используемые в шлюзах, позволяют поднимать корабли на новый уровень русла реки.

    Электрические аккумуляторы работают с электроэнергией по такому же принципу: когда вначале накапливают (аккумулируют) электричество от внешнего источника заряда, а после отдают его подключенным приборам для совершения дальнейшей работы. По своей природе они относятся к химическим источникам тока, способным совершать много раз периодические циклы разряда и заряда.

    В процессе работы постоянно происходят химические реакции между компонентами электродных пластин с заполняющим их веществом — электролитом.

    Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

    На рисунке ниже изображена схема устройства аккумулятора. Изображен тот вид, когда в корпус сосуда вставлены две пластины из разнородных металлов с выводами для обеспечения электрических контактов. Между пластинами залит электролит.

    Устройство аккумулятора

    Как работает аккумулятор (АКБ) при разряде

    В момент, когда к электродам подключена нагрузка в виде лампочки, создается замкнутая электрическая цепь, через которую протекает ток разряда. Его формированию способствует движение электронов в металлических частях и анионов с катионами в электролите.

    Этот процесс условно показан на схеме с никель-кадмиевой конструкцией электродов.

    Заряд и разряд аккумулятора

    В данном примере в качестве материала положительного электрода используют окислы никеля с добавками графита, которые повышают электрическую проводимость. Металлом отрицательного электрода работает губчатый кадмий.

    Во время разряда частицы активного кислорода из окислов никеля выделяются в электролит и направляются на отрицательные пластины, где окисляют кадмий.

    Общее устройство и маркировка аккумуляторных батарей

    Работа аккумулятора при заряде

    Беря за основу отключенную нагрузку на клеммы пластин, подаем постоянное (в определенных ситуациях пульсирующее) напряжение большей величины, чем у заряжаемого аккумулятора с той же полярностью, когда плюсовые и минусовые клеммы источника и потребителя совпадают.

    Таким образом мощность зарядного устройства всегда больше, чем та, которая «подавляет» оставшуюся в аккумуляторе энергию и создает электрический ток с направлением, противоположным разряду. Это приводит к изменениям внутренних химических процессов между электродами и электролитом. К примеру на банке с никель кадмиевыми пластинами положительный электрод обогащается кислородом, а отрицательный — восстанавливается до состояния чистого кадмия.

    При разряде и заряде аккумулятора происходит изменение химического состава материала пластин (электродов), а электролита не меняется.

    Способы соединения аккумуляторов (как работает аккумулятор)

    Параллельное соединение (как работает аккумулятор)

    Величина разряда тока, зависит от многих факторов, хотя в первую очередь от конструкции, примененных материалов и их габаритов. Чем значительнее площадь пластин у электродов, тем больший ток они могут выдерживать.

    Этот принцип используется для параллельного подключения однотипных банок у аккумуляторов при необходимости увеличения тока на нагрузку. Чтобы зарядить такую конструкцию потребуется поднять мощность источника. Этот способ используется редко для готовых конструкций, в настоящее время куда проще сразу приобрести необходимый аккумулятор. Но им пользуются производители кислотных АКБ, соединяя различные пластины в единые блоки.

    Последовательное соединение (как работает аккумулятор)

    В зависимости от применяемых материалов, между двумя электродными пластинами распространенных в быту аккумуляторов может быть выработано напряжение 1,2/1,5 или 2,0 вольта. На самом деле этот диапазон гораздо шире. И многим электрическим приборов его явно недостаточно. Поэтому однотипные аккумуляторы подключают последовательно, делают это зачастую в едином корпусе.

    Примером подобной конструкции служит широко распространенная автомобильная разработка на основе серной кислоты и свинцовых пластин-электродов.

    Часто среди водителей транспорта, под понятием «аккумулятор» принято понимать любое устройство, независящее от количества его составных элементов — банок. Это не является правильным. Собранная из нескольких последовательно подключенных банок конструкция считается уже батареей, за которой закрепилось сокращенное название «АКБ». Ее внутреннее устройство показано на рисунке.

    Устройство кислотной аккумуляторной батареи (АКБ)

    Любая банка состоит из двух блоков с набором пластин для положительного и отрицательного электродов. Блоки входят друг в друга без металлического контакта с возможностью надежной гальванической связи через электролит.

    При этом контактные пластины имеют дополнительную решетку и отдалены между собой разделительной пластиной — сепаратором.

    Благодаря соединению пластин в блоки увеличивается их рабочая площадь. Это снижает общее удельное сопротивление всей конструкции, позволяет повышать мощность подключаемой нагрузки.

    Компоновка АКБ

    С внешней стороны корпуса такая АКБ имеет элементы, показанные на рисунке ниже.

    Компоновка кислотной аккумуляторной батареи (АКБ)

    Из него видно, что прочный пластмассовый корпус закрыт герметично крышкой и сверху оборудован двумя клеммами. Они обычно имеют конусную форму, для подключения к электрической схеме автомобиля. На их выводах выбита маркировка полярности: «+» и «-». При этом есть одно правило: во избежании ошибок при подключении, диаметр положительной клеммы немного больше, чем у отрицательной.

    У обслуживаемых аккумуляторных батарей сверху каждой банки помещена заливная горловина, чтобы контролировать уровень электролита либо доливки дистиллированной воды при эксплуатации. В нее вворачиваются пробка, предохраняющая внутренние полости банки от попадания загрязнений и одновременно не дает выливаться электролиту при наклонах АКБ.

    Для того, чтобы предотвратить бурное выделение газов из электролита, который возможен при интенсивной езде, в пробках делаются отверстия для предотвращения повышения давления внутри банки. И через эти отверстия выходят кислород и водород, а также пары электролита. Такие ситуации, связанные с чрезмерными токами заряда, желательно избегать.

    На том же рисунке выше показано соединение элементов между банками и расположение пластин-электродов.

    Стартерные автомобильные АКБ (свинцово-кислотные) работают по принципу двойной сульфатации. На них во время разряда/заряда происходит электрохимический процесс, что сопровождается изменением химического состава активной массы электродов с выделением или поглощением в электролит (серную кислоту) воды.

    Этим явлением можно объяснить повышение удельной плотности электролита при заряде, а так же снижение при разряде батареи. Иными словами, величина плотности дает возможность оценивать электрическое состояние АКБ. Для ее замера используют специальный прибор — автомобильный ареометр.

    В состав электролита кислотных батарей входит дистиллированная вода. Она же при отрицательной температуре переходит в твердое состояние — лед. Поэтому, чтобы автомобильные аккумуляторы не замерзали в холодное время, необходимо применять специальные меры, предусмотренные правилами эксплуатации.

    Виды аккумуляторов

    Классификация АКБ по составу активного вещества

    Свинцовые пластины, используемые в старых аккумуляторах перестали устраивать потребителей. Таким образом, возникала необходимость по улучшению качества работы АКБ. Сначала добавили сурьму к свинцу, что позволило заметно продлить срок эксплуатации батареи. На следующем этапе – уменьшили процентное содержания сурьмы до оптимальной концентрации. Такой подход привел к созданию малообслуживаемых аккумуляторов, характерной чертой которых является более редкий процесс долива воды.

    При использовании металлического кальция для покрытия пластин появились кальциевые энергосберегающие источники. В предыдущих моделях потери воды из-за электролиза на 12 вольт нуждались в постоянном доливе, а кальций позволил повысить этот порог до 16 вольт. Так появилась возможность в производстве необслуживаемых аккумуляторов и использовать герметичный, неразборной корпус.

    Виды АКБ

    • Сурьмянистые батареи. Этот вид относится к классике из-за повышенного состава сурьмы, которая ускоряет процесс электролиза.
    • АКБ со свинцом. В малосурьмянистых АКБ материалом для пластин служит свинец с небольшой примесью сурьмы. В них степень саморазряда значительно меньше, чем в сурьмянистых АКБ.
    • Калициевые источники. При производстве кальциевых источников свинцовые пластины легированы до 0,1% кальцием. Они могут иметь различные заряды, как отрицательный, так и положительный.
    • Гибридные источники энергии вытесняют кальциевые. При их производстве, две объединенные основные технологии имеют конструктивные отличия: одна, когда пластины формируются из сплава свинца и сурьмы, положительные электроды, а другая – когда пластины формируются из сплава свинца и кальция, отрицательные электроды.
    • EFB является улучшенной жидкозаполненной батареей. Свинцовые пластины в ЕФБ аккумуляторах в два раза толще, чем у обычных, вследствие чего увеличивается их ёмкость. Каждая платина закрыта в пакет из специальной ткани, который наполнен жидким сернокислотным электролитом.
    • В гелевых аккумуляторах применяется гелеобразный электролит. Суть такой технологии в том, что она позволяет снизить текучесть электролита, который содержит агрессивную серную кислоту.
    • В литиевых АКБ используется жидкий электролит, представляющий собой раствор фторсодержащих солей лития в смеси эфиров угольной кислоты.
    • AGM имеет отличительную особенность в электролите, где с помощью специальной технологии между пластинами вставляются стекловолоконные микропористые прокладки.
    • Во всех щелочных батареях применяется растворенная в воде щёлочь.

    Классификация батарей по типу электролита

    Электролиты бывают кислотными и щелочными.

    Щелочные растворы применяются в заправке аккумуляторных батарей. Щелочные аккумуляторные жидкости этот такие жидкости, которые проявляют большую активность по отношению к металлам и кислотам. При реакциях с кислотами образуются соль и вода. Растворы щелочей подвергаются гидролизу. Химические свойства позволяют использовать этот тип электропроводящей жидкости для накопления электрической энергии в аккумуляторе.

    Кислотные смеси с дистиллированной водой применяются в основном в автомобильных аккумуляторах. Составы этого типа легко можно приобрести в специализированных магазинах либо, при желании, приготовить самостоятельно на дому. На заводе процесс изготовления таких смесей осуществляется в масштабном производстве по ГОСТу. В домашней обстановке его приготовление так же возможно при соблюдении обязательных пропорций и правил техники безопасности. Для этого нужно смешать кислоту с дистиллированной водой.

    Как работает аккумулятор — АКБ

    Как работает аккумулятор (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, в то время, как 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. А при зарядке происходит обратный процесс.

    Материалы АКБ

    Пластины

    На данный момент наиболее качественные батареи потерпели небольшие изменения. И связаны эти изменения с материалом пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом удалось 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.

    Сепараторы

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

    Когда из пластин осыпается активная зона внизу банок происходит замыкание. Чтобы этого не случилось на помощь приходят сепараторы, которые делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

    Литий-ионные аккумуляторы

    Эти батареи получили широкое распостранение благодаря мобильным телефонам и иным гаджетам. Сегодня же, существуют разработки и для автомобилей. Однако, невзирая на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

    Литий-ионные аккумуляторы
    1. Они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
    2. Для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, а это требует переделки электронной части генераторов.
    3. И самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

    Электролит

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

    Но тем не менее она 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

    Их по праву можно считать вершиной эволюции кислотных батарей. 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. В итоге батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

    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.

    Графен-полимерные аккумуляторы

    Принцип работы этих поистине чудесных аккумуляторов заключается в следующем: их ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом имеет меньшую стоимость, поскольку в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

    Основные технические характеристики аккумуляторов

    Технические характеристики аккумуляторов

    Номинальная емкость аккумулятора

    Номинальная емкость элемента – способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрического аккумулятора показывает время питания подключенной к нему нагрузки.

    Важно! Полностью емкость не характеризует энергию аккумулятора, то есть энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия.

    Емкость всегда указывается на корпусе АКБ, а также на упаковке. Именно по этому критерию, большинство пользователей выбирают нужную модель.

    Пусковой ток

    Это величину, характеризующая параметр тока, который протекает в стартере автомобиля в момент пуска силового узла. Пусковой или стартерный ток возникает в тот момент, когда в замке зажигания поворачивается ключ и начинает проворачиваться стартер. Единица измерения величины – Ампер. Тот же ток холодной прокрутки является показателем поведения аккумулятора в морозную погоду и сможет запускать двигатель при минусовых показателях. Определяется мощностью тока, которую батарея может выдать в течение первых 30 секунд при температуре -18°С. При высоких показателях пускового тока увеличиваются шансы завести машину при минусовой температуре.

    Полярность

    Порядок расположения на крышке аккумулятора присоединительных клемм, которые являются токовыводящими соединительными элементами, называется полярностью. Имеет два полюса – положительный и отрицательный и варианты расположения – прямое и обратное.

    Прямая полярность – отечественная разработка. Дла ее определения нужно повернуть аккумулятор таким образом, чтобы этикетка была перед глазами. При расположении плюсовой клеммы слева, а минусовой справа, можно утверждать, что АКБ с прямой полярностью. На иномарках устанавливаются аккумуляторные батареи обратной полярности.

    Прямая и обратная полярность АКБ

    Устройство корпуса

    У большинства аккумуляторов корпус состоит из ударопрочного полипропилена. Он характеризуется как легкий материал, не вступающий в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен имеет весьма хорошую стойкость к перепадам температур, возникающих под капотом автомобиля, где нагрев может достигать до +60 ̊С, а при морозах до -30°С. Корпус большинства АКБ состоит из ручки для переноса, пробок, индикатора заряда, клемм для подключения к электросети. Вес АКБ емкостью 55Ач около 16,5 кг. Известными типами аккумуляторов, обладающих спросом являются: американский, европейский, азиатский и российский типы корпусов.

    Европейский тип корпуса характерен тем, что АКБ клеммы находятся в углублении, их верхний край не выступает над плоскостью крышки. В некоторых случаях клеммы дополнительно защищаются от внешнего воздействия специальными крышечками. Азиатский тип корпуса – это коробка, на которой клеммы расположились на верхней крышке. Верхний край клемм является самой высокой точкой аккумулятора.

    Российский стандарт АКБ

    ОбозначениеОписание букв
    ААКБ имеет общую крышку для всего корпуса
    ЗКорпус батареи залит и она является полностью заряженной изначально
    ЭКорпус-моноблок АКБ выполнен из эбонита
    ТКорпус-моноблок АБК выполнен из термопластика
    МВ корпусе использованы сепараторы типа минпласта из ПВХ
    ПВ конструкции использованы полиэтиленовые сепараторы-конверты
    Аккумулятор (АКБ) ALPHALINE 60 Ач

    Тип крепления аккумулятора

    Особое внимание при выборе АКБ следует уделять типу крепления АКБ, при котором батарея может крепиться снизу или сверху. С помощью специальной монтажной рамки, которая охватывает аккумулятор, элемент крепится вверху. Крепление аккумулятора происходит с помощью планки и двух шпилек. Чаще всего такой вид установки и фиксации аккумуляторной батареи встречается на автомобилях китайского или корейского производства.

    Тип крепления на АКБ

    Нижнее крепление применимо на европейских автомобилях. На нижней части корпуса АКБ находится выступ. За этот выступ аккумулятор прижимается к платформе с помощью пластины и винта.

    Выступ для фиксации АКБ

    Заключение

    Теперь вы знаете, как работает аккумулятор. Его роль в работе приборов трудно оспорить. Данный источник энергии применяться почти во всех отраслях. Что доказывает его значимость и необходимость знаний о принципе работы АКБ. А также ее внутреннем содержимом. Аккумуляторы широко используются в автомобилях, разнообразных электроприборах, кондиционерах, мультимедийных центрах. Там, где, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. И тогда в «игру» вступает АКБ, которая кроме подпитки энергией еще и выполняет основную функцию, обеспечивая электроэнергией стартер двигателя. Водителю необходимо знать, как устроен аккумулятор. Ведь в нужное время придется устранять сбои в работе источника энергии. К тому же, важно иметь представление о назначении и видах аккумулятора, чтобы правильно использовать ресурс, подобрать батарею к условиям эксплуатации и автомобилю.

    Как работает аккумулятор (АКБ)

    Что такое автомобильный аккумулятор? (с иллюстрациями)

    Автомобильный аккумулятор — это физический запас энергии внутри автомобильной системы. Аккумулятор обычно заряжается генератором переменного тока — устройством, преобразующим механическую энергию двигателя в электрическую. Затем эта энергия используется для инициирования реакций в электролите батареи, который обычно состоит из пластин оксида свинца, погруженных в смесь серной кислоты и воды. Когда батарея используется, серная кислота реагирует с пластинами оксида свинца с образованием сульфата свинца. Зарядка аккумулятора включает в себя обращение этой реакции, что позволяет ей накапливать энергию химически.

    Автомобильный аккумулятор.

    Аккумулятор в автомобиле используется для питания автомобиля во время зажигания и обеспечения энергией системы освещения.В бензиновых двигателях он также используется для воспламенения топлива, поэтому этот тип двигателя не может работать без аккумулятора. Дизельные двигатели могут работать без аккумуляторов, если исходная электрическая энергия поступает при зажигании. Аккумулятор также используется для обеспечения тягового усилия электромобилей.

    Автомобильный аккумулятор на месте.

    Доступно несколько типов автомобильных аккумуляторов. Самым распространенным является затопленный тип, который в основном представляет собой набор свинцовых пластин, погруженных в серную кислоту в псевдооткрытом резервуаре. Этот тип требует регулярного долива дистиллированной воды, чтобы компенсировать потери воды в виде водорода и кислорода во время процесса электролиза.Небольшая модификация этого приводит к другому типу батареи, известной как герметичная батарея, которая, по сути, представляет собой затопленную батарею, которая герметизирована, чтобы не терять воду.

    Автомобильный аккумулятор обычно заряжается от генератора.

    Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея с регулируемым клапаном (VRLA) также герметична. Один тип имеет предохранительные клапаны, которые обеспечивают безопасную утечку водорода и кислорода, образующегося во время зарядки. Существует еще один тип батареи VRLA, в которой нет предохранительных клапанов, а вместо этого есть дополнительная поверхность катализатора, на которой два газа снова объединяются с образованием воды.

    Автомобильные аккумуляторы питают систему освещения автомобиля.

    Автомобильный аккумулятор со стеклянным матом радикально отличается от аккумуляторов типа VRLA, герметичных и заливных. Его композиты представляют собой маты из боросиликатного стекла, пропитанные электролитом между пластинами. Используя рекомбинантную технологию, они не теряют водород или кислород, а также сохраняют заряд в течение гораздо более длительного периода, теряя всего от 1% до 3% в месяц. Однако они обычно в два-три раза дороже обычных залитых батарей. Другой вариант — силикагелевые батареи, но из-за их медленной перезарядки они не распространены в автомобилях.

    Два других электролита реже используются в автомобильных аккумуляторах.Одним из них является гидрид металла никеля (NiMH), который содержит относительно более высокую энергию в единице пространства. Это также называется высокой плотностью энергии. NiMH аккумуляторы легко перерабатываются, поскольку они не содержат токсичных металлов. Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы также обладают высокой плотностью энергии. Кроме того, они самостоятельно разряжаются в течение некоторого периода времени.

    При хранении сульфатных батарей важно следить за тем, чтобы они всегда были заряжены, желательно до максимума.Разряженные сульфатные батареи имеют тенденцию к разложению в результате сульфатирования, которое включает образование в батареях крупных кристаллов сульфата свинца. Это препятствует нормальной обратной реакции, определяющей подзарядку. Батареи следует хранить в прохладном месте, так как высокие температуры приводят к более высокой скорости разряда и коррозии контактных пластин.

    Разряженный автомобильный аккумулятор можно запустить, подключив соединительные кабели к аккумулятору другого автомобиля с заряженным аккумулятором.

    Автомобильный аккумулятор переменного или постоянного тока? Узнайте, как это работает и какие преимущества

    Электронная схема может работать от переменного или постоянного тока. Итак, автолюбителям может быть интересно узнать, ли автомобильный аккумулятор переменного тока или постоянного тока . Давайте выясним, что означают переменный и постоянный ток, как работает автомобильный аккумулятор, и о преимуществах устройств постоянного тока?

    Автомобильный аккумулятор переменного или постоянного тока?

    Фактически автомобильный аккумулятор или любой другой аккумулятор вырабатывает постоянное напряжение.Это требует дополнительных цепей, если вы хотите сделать его переменным током. Например, аккумулятор постоянного тока может производить переменный ток, если он соединен с преобразователем переменного тока.

    Автомобильный аккумулятор всегда вырабатывает постоянное напряжение.

    Что такое переменный и постоянный ток?

    DC (постоянный ток) — это поток электронов в одном направлении. Томас Эдисон использовал постоянный ток для первых изобретенных им систем передачи электроэнергии. Батареи, использующие постоянный ток, питают небольшие электронные приборы и гаджеты, такие как ноутбук, радио, микроволновая печь и другие.

    В качестве альтернативы переменный ток (переменный ток) — это поток электронов, при котором они непрерывно меняют направление. Ток использовался в системе передачи энергии, изобретенной Никола Тесла.

    Фактически нет батарей переменного тока. Есть некоторые батареи постоянного тока, которые используют преобразователи для генерации переменного тока. Переменный ток течет в двух направлениях и может переносить электроны на большие расстояния без потери энергии. Использование преобразователя переменного тока на батарее постоянного тока позволяет лучше контролировать источник энергии с дополнительными преимуществами резервирования энергии в портативном батарейном блоке.Электросеть, которая подает питание на электрические розетки в вашем доме, является одним из мест, где можно использовать батареи постоянного тока с преобразователями переменного тока.

    УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

    Как работает автомобильный аккумулятор?

    Вы уже знаете ответ на вопрос, какой у вас автомобильный аккумулятор переменного тока или постоянного тока. Но как работает эта батарея C?

    Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор используется в большинстве автомобилей, в то время как некоторые современные автомобили могут иметь литий-ионные аккумуляторы.Эти свинцово-кислотные батареи имеют 6 ячеек и вырабатывают 12 вольт (точнее, 12,6 В). Их вместимость варьируется в зависимости от размера и потребляемой мощности автомобилей. Например, в небольших транспортных средствах используются батареи емкостью от 65 до 80 Ач, а во внедорожниках — от 100 до 120 Ач.

    В споре, будь то автомобильный аккумулятор переменного тока или постоянного тока, всегда помните, что постоянный ток преобладает в низковольтных системах питания и электронных устройствах.

    Полная разрядка аккумулятора приведет к его разрушению.

    >> Купить подержанную машину у надежных японских продавцов можно здесь <<

    Генератор постоянно подзаряжает аккумулятор во время движения автомобиля.Ремень приводит в движение генератор переменного тока, задействуя несколько вспомогательных устройств, включая два шкива — один на генераторе, а другой на двигателе.

    Автомобильные аккумуляторы могут генерировать большое количество постоянного тока на короткое время. Они теряют свою эффективность с годами. Но полная разрядка может их испортить. Можно просто убить аккумулятор, полностью разрядив его.

    Преимущества батарей постоянного тока

    Во всех транспортных средствах используются аккумуляторные батареи постоянного тока, включая электромобили, которые являются отличным изобретением для снижения потенциальной экологической катастрофы за счет снижения выбросов углерода.

    Батареи

    постоянного тока могут передавать больше энергии с меньшими электрическими потерями на большие расстояния. Это означает, что они обеспечивают более высокий КПД при более низкой стоимости.

    Однако они изнашиваются в течение определенного периода времени — это нормально. Заменять аккумулятор один или два раза в течение всего срока службы автомобиля — это нормально. Если вы не хотите менять что-то еще, выберите один из лучших автомобильных аккумуляторов от известного бренда.

    В чем разница между обычным автомобильным аккумулятором и аккумулятором глубокого разряда?

    Люди, у которых есть автомобили для отдыха и лодки, знакомы с аккумуляторными батареями глубокого разряда.Эти батареи также распространены в гольф-карах и больших солнечных энергетических системах (солнце производит энергию в течение дня, а батареи накапливают часть энергии для использования ночью). Если вы читали статью «Как работают системы аварийного питания», то вы также знаете, что альтернативой бензиновым генераторам является инвертор, работающий от одной или нескольких батарей глубокого цикла.

    И автомобильные аккумуляторы, и аккумуляторы глубокого разряда представляют собой свинцово-кислотные аккумуляторы , в которых для работы используется один и тот же химический состав (дополнительную информацию см. В разделе «Как работают аккумуляторы»).Разница в том, что батареи оптимизируют дизайн :

    Объявление

    • Автомобильный аккумулятор рассчитан на передачу очень большого количества тока в течение короткого периода времени. Этот скачок тока необходим для запуска двигателя. После запуска двигателя генератор обеспечивает всю мощность, необходимую автомобилю, поэтому автомобильный аккумулятор может проработать весь свой срок службы, не разряжая более 20 процентов своей общей емкости.При таком использовании автомобильный аккумулятор может прослужить несколько лет. Чтобы получить большой ток, в автомобильном аккумуляторе используются тонкие пластины, чтобы увеличить площадь его поверхности.
    • Батарея глубокого разряда предназначена для обеспечения постоянного тока в течение длительного периода времени. Аккумулятор глубокого разряда может обеспечить скачок напряжения при необходимости, но ничего подобного скачку напряжения автомобильного аккумулятора не может. Аккумулятор глубокого разряда также предназначен для того, чтобы снова и снова глубоко разряжаться (что-то, что может очень быстро разрушить автомобильный аккумулятор).Для этого в батарее глубокого разряда используются более толстые пластины.

    Автомобильный аккумулятор обычно имеет два номинала:

    • CCA (ток холодного пуска) — количество ампер, которое батарея может выдавать при 32 градусах F (0 градусов C) в течение 30 секунд
    • RC (резервная емкость) — количество минут, в течение которых может работать батарея. выдает 25 ампер при сохранении напряжения выше 10,5 вольт

    Обычно аккумулятор глубокого разряда имеет в два или три раза больше RC, чем автомобильный аккумулятор, но обеспечивает половину или три четверти CCA.Кроме того, аккумулятор глубокого разряда может выдержать несколько сотен полных циклов разрядки / перезарядки, в то время как автомобильный аккумулятор не рассчитан на полную разрядку.

    Что вызывает выход из строя автомобильных аккумуляторов? — Батарейный университет

    Привычки вождения, а не неисправность аккумулятора часто являются причиной выхода аккумулятора из строя.

    Немецкий производитель автомобилей класса люкс сообщает, что из 400 автомобильных аккумуляторов, возвращенных по гарантии, 200 работают нормально и не имеют проблем.Низкий заряд и расслоение кислоты являются наиболее частыми причинами очевидного отказа. Производитель автомобилей заявляет, что проблема чаще встречается на больших роскошных автомобилях, предлагающих энергоемкие вспомогательные опции, чем на более базовых моделях.

    В Японии поломка аккумулятора — самая большая жалоба владельцев новых автомобилей. Средний автомобиль проезжает всего 13 км (8 миль) в день и в основном в густонаселенном городе. В результате аккумуляторы никогда не будут полностью заряжены и произойдет сульфатация. Батареи в японских автомобилях маленькие, и их мощности достаточно только для запуска двигателя и выполнения некоторых элементарных функций. Северная Америка может быть защищена от этих проблем с аккумулятором, отчасти из-за езды на большие расстояния.

    Хорошая производительность аккумулятора важна, потому что проблемы в течение гарантийного периода ставят под сомнение удовлетворенность клиентов. Любая потребность в обслуживании в течение этого времени записывается, и номер публикуется в отраслевых журналах. Эти данные вызывают большой интерес у потенциальных покупателей автомобилей во всем мире.

    Неисправность батареи редко бывает вызвана заводским дефектом; привычки вождения являются более распространенными виновниками.Высокая мощность аксессуаров при движении на короткие расстояния предотвращает периодический полный заряд, который так важен для долговечности свинцово-кислотных аккумуляторов. По данным ведущего европейского производителя автомобильных аккумуляторов, заводской брак составляет менее 7 процентов.

    Аккумулятор остается слабым звеном, и поломки 1,95 миллиона автомобилей за шесть лет или менее выглядят следующим образом:

    52% аккумулятор
    15% спущенная шина
    8% двигатель
    7% колеса
    7% впрыск топлива
    6% нагрев & охлаждение
    6% топливная система

    Поломка из-за аккумулятора остается причиной номер один.

    * Источник ADAC 2008 за 2007 год

    Кислотное расслоение, проблема роскошных автомобилей

    Частая причина выхода из строя аккумуляторной батареи — расслоение кислоты. Электролит в многослойной батарее концентрируется на дне, в результате чего верхняя половина элемента становится бедной кислотой. Этот эффект похож на чашку кофе, в которой сахар собирается на дне, когда официантка забывает принести ложку для перемешивания. Батареи имеют тенденцию расслаиваться при низком уровне заряда (ниже 80%) и никогда не имеют возможности получить полный заряд.Этому способствует езда на короткие расстояния с включенными дворниками и электрическими обогревателями. Кислотное расслоение снижает общую производительность аккумулятора.

    На рис. 1 показан обычный аккумулятор, в котором кислота равномерно распределена сверху вниз. Эта батарея обеспечивает хорошую производительность, потому что правильная концентрация кислоты окружает пластины. На рисунке 2 показана многослойная батарея, в которой концентрация кислоты мала сверху и повышена снизу. Легкая кислота ограничивает активацию пластины, способствует коррозии и снижает производительность.С другой стороны, высокая концентрация кислоты на дне искусственно повышает напряжение холостого хода. Батарея кажется полностью заряженной, но имеет низкий CCA. Высокая концентрация кислоты также способствует сульфатированию и еще больше снижает и без того низкую проводимость. Если этот флажок не установлен, это в конечном итоге приведет к отказу аккумулятора.

    Рис. 1. Обычный аккумулятор
    Кислота равномерно распределяется сверху вниз в элементе и обеспечивает максимальную ОСА и емкость.
    Рис. 2: Многослойная батарея
    Концентрация кислоты небольшая сверху и высокая снизу. Высокая концентрация кислоты искусственно повышает напряжение холостого хода. Батарея кажется полностью заряженной, но имеет низкий CCA. Избыточная концентрация кислоты вызывает сульфатирование в нижней половине пластины
    с.

    Если дать батарее отдохнуть в течение нескольких дней, встряхнуть или опрокинуть устройство, можно решить проблему.Дополнительная зарядка, с помощью которой 12-вольтная батарея доводится до 16 вольт в течение одного-двух часов, также меняет кислотное расслоение. Добавочная загрузка также снижает сульфатирование, вызванное высокой концентрацией кислоты. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы аккумулятор не нагревался и не терял излишек электролита из-за выделения водорода. Всегда заряжайте аккумулятор в хорошо проветриваемом помещении. Накопление газообразного водорода может привести к взрыву. Водород не имеет запаха и может быть обнаружен только с помощью измерительных приборов.

    Проблема тестирования батарей

    В течение последних 20 лет тестирование аккумуляторов отставало от других технологий. Причина: аккумулятор — очень сложное животное для тестирования, если не считать полной зарядки, разрядки и перезарядки. Батарея ведет себя так же, как и люди. Мы до сих пор не знаем, почему в одни дни мы выступаем лучше, чем в другие.

    Даже при использовании высокоточного зарядно-разрядного оборудования свинцово-кислотные аккумуляторы вызывают очень большие колебания емкости при повторяющихся измерениях.Чтобы продемонстрировать вариации, Cadex протестировал 91 автомобильный аккумулятор с различными уровнями производительности (Рисунок 3). Сначала мы подготовили батареи, полностью зарядив их и предоставив 24-часовой период отдыха. Затем мы измерили емкость, применив разряд 25 А к 10,50 В или 1,75 В на элемент (черные ромбы).

    Эту процедуру повторяли во второй раз, и полученные емкости наносили на график (фиолетовый квадрат). Это привело к колебанию показаний емкости на +/- 15% среди всего населения.У некоторых батарей второй раз показания были выше; другие были ниже. Другие химические составы, кажется, более последовательны по показаниям емкости, чем свинцово-кислотные.

    Рис. 3: Колебания производительности. Емкость 91 автомобильного аккумулятора, измеренная обычным методом разряда, показывает отклонение +/- 15% .

    С самого начала нагрузочные тестеры были стандартным методом тестирования автомобильных аккумуляторов.1992 год принес нам метод измерения проводимости переменного тока, который упростил тестирование батарей. Сейчас мы экспериментируем с многомодельной спектроскопией электрохимического импеданса (EIS) в портативной версии по доступной цене.

    Трудно быстро и надежно оценить неисправный аккумулятор. Большинство используемых тестеров аккумуляторов измеряют только ток холодного пуска (CCA) и напряжение. Емкость, самый важный показатель батареи, недоступна. Хотя считывание одного только CCA относительно просто, измерение емкости очень сложно, а инструменты, предлагающие эту функцию, дороги.

    Spectro CA-12 от Cadex Electronics — первый в серии тестеров аккумуляторов высшего класса, способных измерять емкость, CCA и состояние заряда (SoC) в одном неинвазивном тесте. Технология основана на многомодельной спектроскопии электрохимического импеданса (EIS). Система вводит 24 частоты возбуждения в диапазоне от 20 до 2000 Гц. Синусоидальные сигналы регулируются на уровне 10 мВ / элемент, чтобы оставаться в пределах напряжения свинцово-кислотной тепловой батареи. Это обеспечивает стабильные показания для малых и больших батарей.

    Во время 30-секундного теста было выполнено более 40 миллионов транзакций. Запатентованный алгоритм анализирует данные, и окончательные результаты отображаются в виде емкости, CCA и состояния заряда.

    EIS очень сложен и до недавнего времени требовал специализированных компьютеров и дорогостоящего лабораторного оборудования, не говоря уже о химиках и инженерах

    Основы тестирования батарей — Battery University

    Узнайте, что вызывает отказ аккумуляторов и почему тестирование все еще находится в зачаточном состоянии.

    Не существует практического метода для количественной оценки всех состояний батареи с помощью короткого всеобъемлющего теста. Состояние здоровья (SoH) невозможно измерить само по себе, его можно только оценить с различной степенью точности на основе имеющихся симптомов. Если симптомы расплывчаты или отсутствуют, надежное измерение невозможно. При тестировании батареи необходимо оценить три индикатора SoH:

    1. Вместимость , возможность хранения энергии
    2. Внутреннее сопротивление , способность передавать ток и
    3. Саморазряд , отражающий механическую целостность и условия, связанные с напряжением

    Батареи бывают во многих условиях, и заряд может легко скрыть симптом, позволяющий слабой батарее работать нормально.Точно так же сильный аккумулятор с низким зарядом имеет сходство с аккумулятором, который демонстрирует потерю емкости. Характеристики аккумулятора также зависят от недавней зарядки, разрядки или длительного хранения. Эти перепады настроения необходимо четко идентифицировать при тестировании батарей.

    Рисунок 9-1 демонстрирует полезную емкость батареи в объеме, который может быть заполнен жидкостью, необратимую потерю емкости в виде «каменного содержимого», которое уменьшает объем, и внутреннее сопротивление в размере отвода, символизирующем протекание тока

    Рисунок 1: Концептуальная батарея , символизирующая полезную емкость, пустую часть, которую можно пополнить, постоянную потерю емкости как «каменное содержимое» и ответвление, обозначающее подачу энергии как часть внутреннего сопротивления.

    Предоставлено Cadex

    Ведущим показателем работоспособности аккумулятора является емкость, показатель, характеризующий накопление энергии. Новый аккумулятор должен обеспечивать 100% номинальной емкости. Это означает, что батарея на 5 Ач должна выдавать пять ампер в течение 1 часа. Если аккумулятор разрядится через 30 минут, значит, емкость всего 50 процентов. Емкость также поддерживает гарантийные обязательства с заменой при падении ниже 80 процентов. Самое главное, емкость определяет конец срока службы батареи.

    Содержание свинцовой кислоты начинается примерно с 85 процентов и увеличивается за счет использования до того, как начнется долгое и постепенное снижение. (См. BU-701: Как заправить батареи.) Литий-ионный начинается с пика и сразу же начинает снижаться, хотя и очень медленно. Никелевые батареи нуждаются в заливке для достижения полной емкости в новых или после длительного хранения.

    Производители основывают технические характеристики устройства на новом аккумуляторе. Это состояние временное и не соответствует разряду батареи в реальных ситуациях, потому что угасание начинается со дня его создания.Снижение производительности становится видимым только после того, как новое устройство исчерпает свой блеск и повседневные дела станут само собой разумеющимся. Аналогия — стареющий мужчина, выносливость которого начинает истощаться после самых продуктивных лет (рис. 2).

    Рис. 2: Аккумулятор можно сравнить со стареющим человеком. Мало кто знает, когда заменять аккумулятор; некоторые заменяются слишком рано, но большинство хранится слишком долго.

    Многие пользователи аккумуляторов не знают, когда заменить батарею.На вопрос: «На какой емкости вы меняете батарею?» большинство в замешательстве ответят: «Прошу прощения?» Мало кто знаком с термином «емкость» как с измерением времени работы, и еще меньше знают, что емкость используется в качестве порогового значения для вывода батарей из эксплуатации. Во многих организациях проблемы с батареями становятся очевидными только при увеличении количества поломок, которые могут быть вызваны недостаточным обслуживанием батарей.

    Срок службы батареи зависит от приложения. Организации, использующие анализаторы батарей, обычно устанавливают порог замены на 80 процентов. (См. BU-909: Оборудование для проверки аккумуляторов.) В некоторых отраслях аккумуляторная батарея может храниться дольше, чем в других, и возникает разница между «что, если» и экономикой. Сканирующие устройства на складах могут опуститься до 60 процентов и при этом обеспечивать полный рабочий день. Стартерная аккумуляторная батарея в автомобиле по-прежнему хорошо проворачивается на уровне 40 процентов, но это сильно снижает ее.

    Любая миссия с батарейным питанием должна предусматривать наихудший сценарий. Несмотря на то, что производители включают некоторый запас при указании времени работы, количество редко определяется четко.Критические миссии требуют более жестких допусков, и батарею необходимо заменять раньше, чем можно допустить внезапный отказ. (См. BU-503: Как рассчитать время работы от батарей)

    Медицинские и военные устройства считаются критически важными, и батареи часто заменяются слишком рано. Вместо того, чтобы тестировать их, производители устройств предпочитают использовать счетчик циклов или отметку даты для обязательного вывода из эксплуатации.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.