Техническая характеристика аккумуляторной батареи: Основные характеристики автомобильных аккумуляторов АКБ

alexxlab | 18.06.1978 | 0 | Разное

Основные характеристики автомобильных аккумуляторов АКБ

Аккумулятор – основной источник электроэнергии в автомобиле, создающий электрический ток посредством химической реакции и использующий его для запуска стартера двигателя и поддержки разветвленной сети электрических и электронных устройств автомобиля. Аккумуляторная батарея (АКБ) способна заряжаться (запасать и хранить электроэнергию) для последующего использования по назначению.

Типовой автомобильный аккумулятор. Характеристики и принцип работы

Типовой АКБ – электролитическая батарея на 12V, в корпусе которой находится шесть последовательно соединенных и разноименно заряженных пластинчатых блоков (каждый по 2V), разделенных сепараторами и залитых электролитом (плотная серная кислота). Положительно заряженные пластины представляют собой свинцовые решетки на основе PbO2, отрицательно заряженные пластины – решетки из губчатого Pb. Крайние блоки имеют борны на корпусе (контактные выводы на клеммы).

При подаче нагрузки, цепь аккумуляторных пластин замыкается, а возникающая химическая реакция (преобразование свинца в сульфат свинца) создает направленный электрический ток и снижает плотность электролита. При зарядке батареи происходит обратная реакция – восстановлением плотности электролита и активной массы свинцовых пластин.

АКБ в автомобиле – это запуск холодного двигателя стартером и питание бортовых электросистем при неработающем/работающем движке. Оптимальный КПД аккумулятор демонстрирует при +27С (падает до 60% при -18С). При использовании батареи в разных климатических и технических условиях, на разных автомобилях и режимах эксплуатации, характеристики аккумулятора имеют принципиальное значение и должны обязательно приниматься во внимание.
 
Автомобильные аккумуляторы. Технические характеристики
 
Основные характеристики аккумуляторов – это номинальная емкость и пусковой ток.
 

• Номинальная емкость (А·ч) 

Это количество вырабатываемого батареей электричества до установленного конечного напряжения, или количество энергии, которую аккумулятор вырабатывает за определенное время. При недостатке емкости батареи, вы не сможете запустить двигатель в холодную погоду и обеспечить электроприборы автомобиля электроэнергией.
 
Производители авто обычно указывают минимальную требуемую емкость аккумулятора с учетом мощности автомобиля и климатических особенностей эксплуатации (40-60 А·ч – для малолитражек в умеренном/холодном климате, до 80-100 А·ч – для бензиновых/дизельных автомобилей в любом климате, более 100 А·ч – для коммерческого транспорта, большегрузной и специальной техники). Чем холоднее в вашем регионе, тем большую емкость аккумулятора следует выбирать.
 

• Разрядный ток (А) 

Пусковой ток (стартерный ток, ток холодного запуска) – это максимальное значение силы тока для запуска холодного двигателя от стартера. В теплое время года стартер должен преодолеть давление сжатия на цилиндрах вала маховика в 12-13 атмосфер, а в зимнее время – дополнительное противодействие загустевающего масла.
 
Номинальная емкость АКБ напрямую связана с пусковым током: чем она больше, тем больший электрический заряд может выдать батарея для одномоментного запуска холодного движка. Например, при внешней температуре – 18С необходима емкость батареи в 40 А·ч с пусковым током не менее 255 А (малолитражки на 1-2 литра). Для двигателей на 2-3.5 литра требуется пусковой ток не менее 300 А. То есть, чем пусковой ток выше, тем выше емкость батареи, и тем дольше стартер сможет прокручивать вал двигателя при его холодном запуске.
 
Кроме того, с характеристиками емкости и пускового тока напрямую связана пусковая мощность – максимальная выходная мощность, которую аккумулятор может выдать при внешней температуре до -18С в течение 30 секунд (единый стандарт EN/SAE).
 
Значение также имеют характеристики:

• Коэффициента преобразования энергии – превышение количества энергии при зарядке АКБ над энергией при разряде. Для зарядки аккумулятора необходимо, чтобы это соотношение было 1.05-1.10 (105-110%).
• Номинального напряжения АКБ – суммарное напряжение всех батарей аккумулятора, помноженное на их количество. Эта характеристика определяет три основных вида батарей: для легкой техники и мотоциклов – 6V, для легковых автомобилей – 12V, для тяжелых грузовых авто и спецтехники – 24V.
• Напряжение начала газовыделения – уровень напряжения аккумулятора, обеспечивающий начало процесса выделения газов (более 14.4V или 2.4V на клеммах).
• Резервная емкость АКБ – время, которое аккумулятор сможет работать без подзарядки при нагрузке в 25А (обычно не менее 40 минут). Это важно при выходе генератора из строя на морозе: при наличии достаточной резервной емкости, автомобиль сможет доехать до СТО или дома при работающей на аккумуляторе электросистеме. 

Очень важен и конструктивный тип аккумулятора – обслуживаемый (сурьмянистый с постоянным контролем уровня и плотности электролита), малообслуживаемый (кальциевый с конверт-сепараторами) и необслуживаемый (гибридный гелевый). В России наиболее распространены недорогие обслуживаемые и малообслуживаемые АКБ, которые отличаются надежностью, не боятся глубокого разряда и морозов, подлежат восстановлению. Для холодного климата оптимальным будет гибридный гелевый аккумулятор.
 
При выборе аккумуляторной батареи следует также обратить внимание на ее полярность (расположение токовыводящих стержней). Прямая полярность (аккумуляторы для большинства отечественных авто) – положительный электрод находится слева, обратная полярность (евростандарт) – положительный электрод справа.

какие параметры аккумуляторных батарей нужно проверять и как это сделать?

При использовании аккумуляторных батарей на любых объектах, особенно в системах бесперебойного питания, за их состоянием нужно следить и регулярно проводить проверки. В этом материале мы рассмотрим основные параметры АКБ, а также рассмотрим, какими приборами и как можно провести их контроль и проверку!

Основная задача при проверке состояния любой аккумуляторной батареи – выяснить, обладает ли она достаточной емкостью, может ли обеспечить заявленные производителем характеристики в течение необходимого времени. Однако непосредственно средствами измерения определяются только несколько основных параметров – напряжение, сила тока. В обслуживаемых аккумуляторах можно также замерить плотность электролита. Измерения можно проводить неоднократно, фиксируя изменение значений с течением времени. Все остальные параметры и характеристики не измеряются напрямую, а выводятся по разработанной изготовителем методике, причем она зависит и от типа АКБ, и от рекомендаций производителя, и от вида подключенной нагрузки. При этом необходимо учитывать, что многие зависимости, характеризующие работу АКБ, носят нелинейный характер. Могут сказываться и другие факторы, например, влияние температуры.

При выполнении краткосрочных измерений при использовании даже самых совершенных методик тестирование носит не точный количественный, а качественный характер. Единственный достоверный способ измерения емкости АКБ – его полная разрядка в течение многих часов с тщательной фиксацией параметров в ходе всего процесса. Но использовать столь продолжительную процедуру на практике можно далеко не всегда, особенно если батарей много. Тем не менее, и краткосрочных оценочных измерений достаточно для того, чтобы отличить работоспособный аккумулятор от изношенного, утратившего емкость, и вовремя произвести замену АКБ.

Способы проверки АКБ

1. Подключение нагрузки

К АКБ на некоторое время подключается рабочая или второстепенная нагрузка той или иной величины. Вольтметром или мультиметром измеряется падение напряжения. Если процедура выполняется несколько раз, между измерениями выжидается определенное время, чтобы батарея восстановилась. Полученные данные сопоставляются с параметрами, заявленными производителем АКБ для данного типа батареи и данной величины нагрузки.

2. Измерения при помощи нагрузочной вилки

Строение простейшей нагрузочной вилки показано на схеме:

Устройство оснащено вольтметром, параллельно которому установлен большой по мощности нагрузочный резистор, и имеет два щупа. В старых моделях вольтметры аналоговые; новые модели, как правило, оснащены ЖК-дисплеем и цифровым вольтметром. Существуют нагрузочные вилки с усложненной схемой, использующие несколько нагрузочных спиралей (сменных сопротивлений), рассчитанные на разные диапазоны измерения напряжений, предназначенные для тестирования кислотных либо щелочных аккумуляторов. Есть даже вилки, которыми тестируют отдельные банки аккумуляторов. В состав продвинутых устройств помимо вольтметра может входить амперметр.

Получаемые при измерениях данные также необходимо сопоставлять с параметрами, заявленными производителями для данного типа батарей и данного сопротивления.

3. Измерения при помощи специальных устройств, тестеров анализаторов АКБ

Приборы Кулон

Принципиальным развитием идеи нагрузочной вилки можно считать семейство цифровых приборов-тестеров Кулон (Кулон-12/6f, Кулон-12m, Кулон-12n и другие) для проверки состояния свинцовых кислотных аккумуляторов, а также другие подобные устройства. Они позволяют проводить быстрые замеры напряжения, приближенно определять емкость АКБ без контрольного разряда и сохранять в памяти несколько сотен, а иногда и тысяч измерений.

Приборы Кулон питаются от аккумулятора, на котором проводятся измерения. Входящие в комплект провода с разъемами «крокодил» имеют части, изолированные друг от друга, что обеспечивает четырехзажимное подключение к аккумулятору и устраняет влияние на показания прибора сопротивления в точках подключения зажимов. По заявлению разработчика, прибор анализирует отклик аккумулятора на тестовый сигнал специальной формы, при этом измеряемый параметр примерно пропорционален площади активной поверхности пластин аккумулятора и, таким образом, характеризует его емкость. Фактически, точность показаний зависит от достоверности методики, разработанной производителем.

Емкость аккумулятора – электрический заряд, отдаваемый полностью заряженным аккумулятором – измеряется в ампер-часах и представляет собой произведение тока разряда на время. Для точного определения емкости необходимо произвести разряд батареи (процесс длительный, многочасовой), постоянно фиксируя величину заряда, отдаваемого батареей. При этом относительная емкость АКБ в зависимости от времени изменяется нелинейно. Например, для аккумуляторной батареи типа LCL-12V33AP относительная емкость меняется со временем следующим образом:

Время разряда, часы	Относительная емкость, %
0,1	37
1,3	48
0,7	53
1,9	76
4,2	84
9,2	92
20	100

Прибор Кулон при помощи быстрого измерения ориентировочно определяет емкость полностью заряженного аккумулятора. Он не предназначен для оценки степени заряженности АКБ, все измерения необходимо проводить на полностью заряженной батарее. Устройство кратковременно подает тестовый сигнал, регистрирует отклик от батареи и через несколько секунд выдает ориентировочную емкость АКБ в ампер-часах. Одновременно на экран выводится измеренное напряжение. Полученные значения можно сохранять в памяти прибора.

Производитель подчеркивает, что устройство не является прецизионным измерителем, но позволяет оценочно определять емкость свинцовой кислотной батареи, особенно если пользователь самостоятельно откалибровал прибор при помощи аккумулятора такого же типа, что и тестируемый, но с известной емкостью. Процедура калибровки подробно изложена в инструкции к прибору.

Тестеры PITE

Следующая разновидность устройств для тестирования АКБ – тестеры PITE: модель  Kongter BT-3915  для измерения внутреннего сопротивления батарей.

Управление осуществляется при помощи цветного сенсорного экрана, но основные управляющие кнопки вынесены на клавиатуру в нижней части корпуса. Прибором можно тестировать батареи емкостью от 5 до 6000 А·ч, с элементами аккумулятора 1.2 В, 2 В, 6 В и 12 В. Диапазон измерения напряжения – от 0.000 В до 16 В, сопротивления – от 0.00 до 100 мОм. Прибор позволяет задать тип проверяемых батарей, выполнить измерение напряжения и сопротивления (модель 3915) или напряжения и проводимости (модель 3918), и на их основании судить о том, соответствует емкость батареи заявленной производителем или нет. При этом параметр Capacity (емкость батареи) выводится в процентах.

Интерфейс прибора позволяет проводить как одиночные измерения, так и последовательные (до 254 измерений в каждой последовательности, совокупное количество результатов более 3000), что удобно при проверке большого количества однотипных АКБ (в последнем случае результаты сохраняются автоматически, помимо данных в них фиксируется также порядковый номер измерения). В зависимости от настроек прибор может использовать для выдачи результата (статуса Good, Pass, Warning или Failed) собственные критерии либо значения, заданные пользователем. Результаты тестирования через порт USB могут быть перенесены на компьютер для просмотра и последующей подготовки отчетов.

Анализаторы Fluke

Более глубокое развитие той же идеи – приборы Fluke Battery Analyzer серии 500 (BT 510, BT 520, BT 521), которые позволяют измерять и сохранять в памяти напряжение, внутреннее сопротивление стационарной батареи, температуру минусовой клеммы, напряжение при разрядке. При наличии дополнительных аксессуаров можно измерять и сохранять в памяти и другие параметры. Тесты можно проводить как в режиме отдельных измерений, так и в последовательном режиме; используя настраиваемые профили. Есть возможность задать пороговые значения для различных параметров. Встроенный порт USB позволяет передавать собранные записи (до 999 записей каждого типа) на компьютер для подготовки отчетов с помощью программного обеспечения Analyze Software, входящего в комплект поставки.

Щупы прибора имеют специальную конструкцию: внутренний подпружиненный контакт предназначен для измерения тока, внешний – для измерения напряжения. Если на щуп надавить, внутренний наконечник смещается внутрь таким образом, что оба контакта каждого щупа касаются поверхности одновременно. В результате одни и те же щупы позволяют организовать как 2-проводное, так и 4-проводное подключение к полюсам батареи (последнее необходимо для измерения Кельвина).

• Прибор позволяет измерять следующие параметры:

• Внутреннее сопротивление батареи (измерение занимает менее 3 с).

• Напряжение батареи (производится одновременно с измерением внутреннего сопротивления)

• Температура минусовой клеммы (рядом с черным наконечником на щупе BTL21 Interactive Test Probe предусмотрен ИК-датчик)

• Напряжение при разрядке (определяется несколько раз в ходе разрядки или во время теста на нагрузку)

Также возможно измерение пульсирующего напряжения, измерение переменного и постоянного тока (при наличии токовых клещей и адаптера), выполнение функций мультиметра. С анализаторами Fluke можно использовать интерактивный тестовый щуп BTL21 Interactive Test Probe со встроенным датчиком температуры. С приборами совместимо большое разнообразие дополнительных аксессуаров (токовые клещи, удлинители разного размера, съемный фонарик и т. п.).

 

 

Хотя прибор обладает богатым функционалом, ключевым этапом в определении состояния АКБ остается сопоставление измеренных показателей с расчетными или заданными изготовителем для данного конкретного типа батарей. Устройства Fluke Battery Analyzer серии 500 удобны для массовой инспекции состояния батарей. Последовательный режим и система профилей позволяют выполнять необходимые измерения одно за другим, результаты запоминаются прибором и хранятся в упорядоченной форме, последовательно пронумерованные и разбитые на группы. Но прибор не имеет функции прямого или косвенного измерения емкости АКБ в ампер-часах – хотя бы потому, что для батарей разного типа на сегодняшний день вряд ли возможно разработать единую точную методику такого определения.

Все перечисленные выше устройства, хоть и отличаются друг от друга по размеру, относятся к классу портативных. В отдельную группу можно выделить стационарные комплексы для проверки АКБ, которые могут проводить быстрые испытания с определением внутреннего сопротивления, контролировать все параметры, включая активную и реактивную составляющие сопротивления, управлять процессом разряда/заряда и т. п. Подобные комплексы адресованы скорее исследовательским лабораториям, промышленным производителям АКБ и разработчикам нового оборудования, чем конечным пользователям.

4. Полная разрядка/зарядка

На сегодняшний день полная разрядка и зарядка – это единственный прямой и максимально достоверный способ определения емкости АКБ. Специализированные устройства контроля разряда/заряда батареи (УКРЗ) позволяют выполнить глубокую разрядку и последующую полную зарядку батареи с постоянным контролем емкости. Однако эта процедура занимает очень много времени: 15-17-20-24 часа, иногда и более суток, в зависимости от емкости и текущего состояния батареи. Хотя метод дает наиболее точные результаты, из-за временных затрат его применение ограничено.

5. Измерение плотности электролита

В обслуживаемых аккумуляторах для определения их состояния можно измерять плотность электролита, поскольку между этим параметром и емкостью АКБ существует непосредственная зависимость. Плотность электролита может меняться в силу разных причин, которые вдобавок взаимосвязаны (частый глубокий разряд батареи, сульфатация, неоптимальная плотность электролита, испарение и утечка раствора и т. д.). Аккумулятор начинает быстрее разряжаться, отдает меньше заряд. При этом необходимо понимать, что плотность электролита даже в исправном аккумуляторе, находящемся в идеальном состоянии – не константа, она меняется с температурой и степенью зарядки аккумулятора. Более того, для разных регионов рекомендованная плотность электролита отличается в зависимости от типовых климатических условий.

Результаты измерения плотности ареометром можно сопоставить со следующей диаграммой для кислотных аккумуляторов.

В зависимости от того, больше или меньше плотность электролита, чем требуемая (а для батареи вредно отклонение и в ту, и в другую сторону), можно частично или полностью заменить электролит, залить дистиллированную воду или раствор необходимой концентрации, обязательно обеспечив перемешивание. Как и при использовании всех ранее описанных способов проверки состояния АКБ ключевым является сопоставление измеренных значений с рекомендациями производителя батареи и следование всем предусмотренным процедурам обслуживания.

Выводы

Каждый способ определения текущего состояния аккумуляторной батареи имеет свои преимущества и недостатки. Каким из них пользоваться – зависит от ваших задач и возможностей. Сориентироваться вам поможет эта сводная таблица.

Способ определения состояния АКБ	Преимущества	Недостатки
Подкл ючение нагрузки	Достаточно реалистичные результаты без использования специализированного оборудования	Времязатратность при многократных измерениях Измеренные параметры документируются вручную
Нагрузочная вилка, специализированные анализаторы и тестеры	Портативность устройств Простота использования Быстрое проведение измерений, особенно многократных Некоторые модели способны проводить измерения без выведения АКБ из режима эксплуатации Специализированные модели позволяют сохранять результаты и переносить их на компьютер для подготовки отчетов	Часть параметров АКБ определяется по косвенным методикам Оценочная точность измерений
Полный разряд/заряд	Единственный достоверный способ оценки емкости АКБ	Очень продолжительная процедура – многие часы, иногда сутки
Измерение плотности электролита ρ	Непосредственное определение состояния батареи по концентрации электролита	Способ применяется только для обслуживаемых батарей

 

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

См. также:

виды и технические параметры аккумуляторных батарей для автомобилей

При выборе и эксплуатации АКБ нужно обращать внимание на ее основные свойства. Технические характеристики автомобильных аккумуляторов позволят определить целесообразность использования устройств на конкретной модели транспортного средства.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Устройство и назначение аккумуляторных батарей в авто

Основная особенность конструкции любого типа АКБ заключается в том, что он состоит из нескольких батарей. Они называются банками и монтируются внутри конструкции. В 12-вольтных устройствах такие элементы рассчитаны примерно на 2 вольта, они соединяются друг с другом последовательным образом.

Конструкция АКБ включается в себя:

1. Непосредственно банки. Данные компоненты выполнены в виде набора пластин различной полюсности. Друг от друга они изолированы посредством кислото-упорных сепараторов.
2. Корпус конструкции. Обычно производится из эбонита либо кислото-упорного пластика. Внутри корпуса располагаются специальные отсеки, в которые монтируются банки.
3. Сама полюсная пластина производится из свинца и выполнена в виде решетки. В ячейки, расположенные внутри, впрессовывается состав пористого типа, который предназначен для увеличения площади соприкосновения с рабочей жидкостью — электролитом. Данное активное вещество производится из свинцового порошка, в него также добавляется серная кислота, а в отрицательные пластины — сернокислый борий. При изготовлении батареи эти элементы заряжаются, что приводит к формированию диоксида свинца в плюсовых устройствах. В отрицательных образуется губчатый металл.
4. Раствор электролита заливается в банки АКБ. Жидкость используется для передвижения заряженных элементов от отрицательного полюса к положительному. Рабочий раствор производится из дистиллята (очищенной воды), а также серной кислоты.

Сама по себе батарея является одним из основных компонентов в транспортном средстве. Функционируя в бортовой сети машины вместе с генераторным устройством, АКБ является источником электрической энергии.

О конструктивных особенностях автомобильных батарей рассказал пользователь Аккумуляторщик.

Функции, которые выполняет приспособление:

1. Запуск силового агрегата. В момент, когда генераторный узел еще не запущен, напряжение от АКБ подается на стартерное устройство при пуске.
2. Обеспечение питания током всего электрооборудования транспортного средства при выключенном двигателе.
3. Возможность запитки приборов и устройств машины во время движения, когда генераторный узел перегружен.

Поскольку емкость АКБ ограничена, не рекомендуется длительно использовать устройство и включать все потребители энергии при отключенном моторе. Батарея, работая в паре с генераторной установкой, выполняет сглаживание пульсаций электротока в сети машины.

Основные типы АКБ

Устройства делятся между собой по таким параметрам:

• состав внутренних пластин;
• технологическое исполнение.

В мотоциклетной технике устанавливаются АКБ, рассчитанные на 6 вольт, в автомобильной — на 12 В, а в грузовых авто — на 24 В.

В зависимости от состава пластин

По этому свойству АКБ разделяются на:

• малосурьмянистые;
• гибридные;
• кальциевые;
• гелиевые;
• щелочные;
• литий-ионные.

Канал «Книга отзывов» вкратце рассказал о разновидностях автомобильных батарей и нюансах их выбора.

Малосурьмянистые аккумуляторы

В таких устройствах используются пластины с уменьшенным объемом сурьмы (менее 5 процентов), что дает возможность снизить интенсивность испарения жидкости из раствора электролита. Это позволяет автовладельцам не доливать постоянно дистиллированную воду в банки. Но это не значит, что такие АКБ не нуждаются в обслуживании (они считаются малообслуживаемыми). Частичная потеря раствора присутствует, поэтому периодически автовладельцам необходимо проверять уровень жидкости и добавлять ее.

Основные преимущества:

1. Пониженная степень саморазряда устройства во время хранения, если сравнивать с традиционными сурьмянистыми моделями.
2. Устойчивость к электрическим параметрам бортовой сети машины. При появлении скачков напряжения основные свойства АКБ не пострадают. Поэтому многие специалисты рекомендуют использовать подобный тип АКБ на транспортных средствах российского производства. Для таких авто характерно нестабильное напряжение в электросети.
3. Доступная стоимость по сравнению с другими типами АКБ.

Гибридные аккумуляторы

Данный вид батарей маркируется символами Ca+ либо Ca/Sb на корпусе. Решеточные элементы электродов в них могут выполняться по разным методикам. Плюсовые составляющие производятся с добавлением сурьмы, а минусовые — по кальциевой технологии. Гибридный тип устройств был создан с целью объединить положительные характеристики других разновидностей батарей. Но в итоге все свойства получились средними.

По сравнению с устройствами малосурьмянистого типа расход рабочей жидкости в таких аккумуляторах меньше, но значительно больше, чем в кальциевых. Основным преимуществом данного вида батарей является высокая устойчивость к глубокому разряду, а также перепадам напряжения в бортовой сети машины.

Подробно о гибридных разновидностях устройств и особенностях их эксплуатации рассказал пользователь Аккумуляторщик.

Кальциевые аккумуляторы

Основное отличие данного типа заключается в использовании кальция в свинцовых решетках вместо сурьмы, это позволило снизить величину испарения жидкости. Такие аккумуляторы имеют на корпусе маркировку Ca/Ca. Это свидетельствует об использовании кальция в решетках обоих электродов — отрицательных и положительных.

В зависимости от производителя в состав приспособления может добавляться серебро, что позволяет:

• снизить величину внутреннего сопротивления устройства;
• повысить коэффициент полезного действия;
• увеличить значение емкости.

Но одной из основных особенностей кальциевых батарей стало снижение интенсивности электролиза, в результате чего раствор рабочей жидкости практически не испаряется. Благодаря этому у автовладельца пропадает возможность периодической диагностики уровня и замера плотности. Кроме того, такие АКБ характеризуются пониженной степенью саморазряда. Данный параметр по сравнению с устаревшими сурьмянистыми устройствами меньше приблизительно на 70%.

Это позволяет аккумулятору намного дольше хранить эксплуатационные свойства, если он не используется. Замена сурьмы на кальций позволила повысить величину напряжения, которое требуется для запуска процесса электролиза — с 12 до 16 вольт. Соответственно, для таких устройств переразряд не критичен.

Недостатки, характерные для кальциевых приспособлений:

1. Такие аккумуляторы более чувствительны к повышенному разряду по сравнению с традиционными АКБ. Батарее достаточно около трех сильных циклов, что приведет к необратимому снижению емкости. Соответственно, в итоге аккумулятор сможет накапливать меньше тока и будет менее мощным. Потребуется замена устройства.
2. Из-за этого недостатка потребителю необходимо регулярно следить за состоянием бортовой сети машины. Кальциевые устройства более чувствительны к стабильности электрических параметров в авто. Перепады напряжения негативно отразятся на функционировании аккумуляторов в целом. Перед выполнением монтажа АКБ необходимо удостовериться, что генераторный узел исправен. Также требуется диагностика регуляторного приспособления и прочего оборудования, влияющего на величину напряжения.
3. Стоимость кальциевых устройств значительно выше по сравнению с малосурьмянистыми. Такие АКБ обычно устанавливаются на современные иномарки, обладающие стандартными набором функций. Речь идет о транспортных средствах, в которых установлено качественное оборудование и гарантируется стабильность электрических параметров.

Покупая кальциевый аккумулятор, надо помнить, что при работе подобного устройства не допускается глубокий разряд.

Об особенностях зарядки такого типа автомобильных батарей рассказал канал «Avto-Blogger».

Гелевые аккумуляторы

Подобные устройства производятся по технологиям GEL и AGM, в них используется электролит в связанном виде. Данный тип батарей позволил решить проблему безопасного применения. В традиционных аккумуляторах рабочая жидкость может вытечь из конструкции при повреждении корпуса либо его переворачивании. А сама серная кислота — агрессивный состав, представляющий опасность для человеческого организма. В гелиевых устройствах раствор электролита помещается в связанное состояние, что способствует снижению его текучести.

Также данная технология позволила снизить величину осыпания активной составляющей пластин. Единственное различие между устройствами AGM и GEL состоит в методе связывания рабочей жидкости. В первом случае раствором пропитывается пористое стекловолокно, расположенное между пластинами. А во втором — жидкость переводится в гелеобразный вид посредством использования соединений кремния в составе.

В результате того, что жидкий электролит в конструкции практически не применяется, такие аккумуляторы не боятся использования в наклонном положении. Но все же эксплуатировать батареи в перевернутом состоянии не рекомендуется.

Основные преимущества гелевых устройств:

1. Низкая величина саморазряда. Поэтому их можно хранить длительное время без необходимости подзарядки.
2. Устойчивость к воздействию вибраций.
3. Основное достоинство заключается в способности аккумулятора выдавать высокий пусковой ток независимо от заряда устройства. Причем практически при полном разряде. Это позволяет увеличить ресурс эксплуатации, поскольку после запуска двигателя аккумулятор все равно зарядится.
4. Способность выдерживать большое число циклов заряда-разряда. В среднем этот показатель составляет около двухсот.

Основным недостатком АКБ является ее высокая чувствительность. Заряд данного типа устройств должен выполняться меньшей величиной тока, если сравнивать с традиционными кислотно-свинцовыми моделями. Для подзарядки аккумулятора должны использоваться ЗУ, обладающие специальными характеристиками. Также такой тип устройств очень требователен к стабильности параметров электрической сети транспортного средства.

При работе в условиях серьезных холодов значительно снижается проводимость гелеобразного раствора жидкости, поэтому АКБ может вести себя некорректно. В идеале ресурс эксплуатации таких устройств составляет около десяти лет, но по факту не стоит рассчитывать больше, чем на семь. В современных транспортных средствах такие аккумуляторы используются редко, что обусловлено их высокой стоимостью по сравнению с другими типами. Они нашли широкое применение в мотоциклетной технике, а также водных транспортных средствах.

Канал «Avto-Blogger» подробно рассказал о преимуществах и недостатках, характерных для гелиевых АКБ авто.

Щелочные аккумуляторы

В составе аккумулятора вместо кислоты используется щелочь. В автомобильных транспортных средствах они применяются редко, поскольку из всего многообразия есть только два типа стартерных АКБ. Устройства комплектуются плюсовыми и минусовыми пластинами, первые имеют покрытие из гидроксида или метагидроксида, а вторые — из кадмия и железа.

Сами пластинные элементы устанавливаются в специальные конверты, но они производятся из стали. Внутрь устройств запрессовывается активная масса, что позволяет увеличить устойчивость батареи к воздействию вибраций. Надо учитывать, что в щелочных АКБ используется разное количество плюсовых и минусовых электродных элементов. Обычно на один положительный компонент больше. Пластинные элементы устанавливаются по краям конструкции и подключаются к корпусу АКБ.

Основные достоинства щелочного типа батарей:

1. Такие устройства проще переносят перезаряд. АКБ можно длительно хранить без эксплуатации, причем ее свойства не будут нарушены.
2. Щелочные устройства лучше функционируют в условиях пониженных температур.
3. Данный тип аккумуляторов характеризуется более низким саморазрядом по сравнению с кислотными устройствами.
4. Вредные испарения в конструкции практически отсутствуют.
5. Щелочные батареи позволяют накапливать большую емкость на единицу массы. В итоге при использовании в качестве тяговых АКБ они позволяют отдавать ток в течение длительного времени.

Минусы, характерные для щелочного типа устройств:

1. Такие батареи обладают меньшим напряжением, по сравнению с кислотно-свинцовыми. В итоге для достижения необходимого параметра в конструкции устройства надо объединить большее количество банок. Это способствует увеличению габаритных размеров АКБ.
2. Стоимость щелочных устройств намного больше по сравнению с кислотными.

На сегодняшний день щелочный тип АКБ производится только для некоторых моделей грузовых машин. Основная сфера их использования — тяговые батареи, какие устанавливаются в складскую технику, погрузчики. Применение щелочных устройств на легковых транспортных средствах пока не целесообразно.

Об особенностях обслуживания такого типа батарей рассказал канал «Nesh34».

Литий-ионные аккумуляторы

Подобный вид устройств считается перспективным в плане вспомогательного источника тока. В качестве носителей в них используются ионы лития. Сам материал электродных элементов может меняться с совершенствованием данной технологии. Изначально для этого использовался металлический литий, но со временем он был заменен графитом в результате повышенной взрывоопасности. В качестве положительных элементов на более старых АКБ применяются литийные оксиды с добавлением кобальта либо марганца.

Сегодня вместо этого состава используются литий-ферро-фосфатные сплавы. Это обусловлено их меньшей стоимостью и пониженной токсичностью. Такие составы проще перерабатываются.

Основные преимущества данного типа аккумуляторов:

1. Высокая удельная электроемкость на единицу массы устройства.
2. Напряжение отдельного компонента значительно выше по сравнению с традиционными кислотно-свинцовыми АКБ. Этот параметр составляет 4 вольта для каждой банки. У классических аккумуляторов — 2 В.
3. Пониженная степень саморазряда.

Недостатки, присущие для литий-ионных аккумуляторов, не позволяют их массово устанавливать на транспортные средства:

1. Такие батареи чувствительны к работе в условиях пониженных температур. Когда на улице мороз, ток в АКБ, который она отдает, уменьшается.
2. Небольшое количество циклов заряда-разряда, составляющее около пятисот.
3. Старение устройств. При длительном хранении ресурс эксплуатации аккумулятора падает в результате снижения емкости приспособления. За два года этот показатель может снизиться на 20%.
4. Литий-ионные устройства более чувствительны к глубокому разряду.
5. Такие батареи не могут похвастаться высокой мощностью. Этот показатель слишком низкий, чтобы устройство можно было использовать в качестве стартерного.

Игорь Цветков предоставил видеоролик, в котором подробно описана процедура производства литий-ионных АКБ.

В зависимости от технологического исполнения

В этом плане устройства делятся на:

• необслуживаемые;
• малообслуживаемые;
• обслуживаемые.

Необслуживаемые

Такой тип АКБ появился на современных автомобилях еще в 80-х годах прошлого века. Эти аккумуляторы считаются наиболее дорогими, в их конструкции не предусмотрены отверстия для добавления раствора электролита. Они характеризуются наличием высокого пускового тока, а ресурс эксплуатации выше примерно на 20-30%. Для качественной работы необслуживаемым батареям необходимо стабильное напряжение в бортовой сети. Такие устройства плохо относятся к длительным попыткам запуска двигателя, когда в работе систем зажигания или питания имеются сбои.

Малообслуживаемые

Обладают доступом к каждой банке. Для эффективного функционирования требуют изредка контроля объема и плотности рабочего раствора. На практике такой тип батарей демонстрирует хорошие эксплуатационные свойства, хотя с технической точки зрения они устарели.

Обслуживаемые

Считается одним из наиболее дешевых типов устройств. Данный вид аккумуляторов нуждается в частой диагностике и контроле уровня рабочей жидкости. Из-за технических особенностей электролит в них быстро испаряется. Основным недостатком является разрушение битумной мастики, которая используется для фиксации корпуса. В результате этого конструкция теряет герметичность, увеличивается концентрация кислотных паров в моторном отсеке, что приводит к окислению клеммных зажимов.

Пользователь Аккумуляторщик подробно рассказал о нюансах технического обслуживания автомобильных батарей.

Технические характеристики АКБ

При покупке следует смотреть на следующие технические характеристики автомобильных аккумуляторов:

• емкость;
• электродвижущая сила;
• ток холодной прокрутки;
• внутреннее сопротивление и напряжение;
• полярность;
• степень заряженности;
• особенности конструкции;
• срок эксплуатации и хранения;
• саморазряд батареи.

Емкость

Данный параметр дает возможность оценить количество электричества, которое отдает АКБ при разряде до минимального значения. Величина замеряется в Ампер-часах. Определить номинальный показатель емкости можно по специальной технологии. АКБ разряжается до момента, пока величина напряжения не составит 10,5 вольт, причем разряд происходит силой тока, которая составляет 4% от заявленного параметра. Процедура выполняется на протяжении двадцати часов, а температура рабочей жидкости при ее проведении должна составить в диапазоне 18-27 градусов.

Если емкость АКБ составляет 50 Ач, то к ее клеммам подсоединяется нагрузка током 2 ампера. Это может быть лампа, рассчитанная на 24 Ватта для использования в 12-вольтной сети. Устройство разряжается до 10,5 вольт. Общее время для выполнения задачи при идеальном состоянии АКБ составит около 25 часов. В ходе использования показатель емкости всегда снижается и концом эксплуатации можно считать момент, когда этот параметр составит 40% от заявленного.

Чтобы точно определить рабочую величину, потребуется нагрузочная вилка, которая включает в себя:

• сопротивление;
• вольтметр;
• контактные элементы;
• рукоятку;
• корпус устройства.

Клеммы прибора соединяются с выводами АКБ, затем надо засечь время, когда величина напряжения упадет до 6 вольт. Если аккумулятор работает идеально, то этот параметр составит не меньше трех минут. Величина температуры рабочей жидкости должна быть около 25 градусов.

Пользователь Юрий Крым подробно рассказал об измерении данного параметра в домашних условиях.

Значение емкости батареи зависит от нескольких характеристик:

• число пластин и тип конструкции, по которому они расположены;
• значение температуры жидкости;
• величина разрядного тока, а также режим разряда;
• степень изношенности устройства.

Емкость является единственным параметром, который позволяет максимально охарактеризовать состояние аккумулятора. Для увеличения ресурса эксплуатации в кислотных АКБ следует использовать минимальную часть от общей величины до зарядки устройства. Если происходит глубокий разряд, срок использования батареи значительно падает.

Электродвижущая сила

Эта характеристика определяет величину напряжения на выводах приспособления без воздействия внешних нагрузок, при отсутствии утечки. Рабочий параметр замеряется с помощью тестера, в качестве которого можно использовать мультиметр либо вольтметр. На электродвижущую силу влияет две характеристики — плотность рабочего состава, а также температура жидкости. Чем больше первая величина, тем выше параметр ЭДС.

При температуре аккумулятора 18 градусов и значении плотности 1,27 г на см3 величина электродвижущей силы составит 2,12 вольт для одной банки. Соответственно, если батарея состоит из шести элементов, то общее значение будет 12,7 вольт. По параметру электродвижущей силы не получится точно определить состояние АКБ. Эта величина позволяет распознать критические проблемы в работе устройства, например, замыкание пластин.

Формула для расчета зависимости напряжения и ЭДС при зарядке АКБ Вычисление аналогичного параметра при разряде аккумулятора

Ток холодной прокрутки

Данная величина часто именуется пусковой. Параметр маркируется на корпусе аккумулятора рядом с показателем емкости. Для определения параметра холодной прокрутки АКБ надо охладить до температуры -18 градусов. Затем производится ее разрядка пусковым током на протяжении тридцати секунд. В соответствии с ГОСТом данная величина должна составить не меньше 8,4 вольт. После двух с половиной минут разряда этот параметр может опуститься на уровень не ниже 6 вольт.

Внутреннее сопротивление и напряжение

Данная величина включает в себя параметры:

• пластинчатых элементов;
• раствора рабочей жидкости;
• сепараторных устройств;
• крепежных соединений и т. д.

Величина внутреннего сопротивления снижается при росте показателя емкости аккумулятора. Этот параметр возрастает при падении температуры, а также заряда устройства. При регулярном использовании автомобиля АКБ не заряжается до конца приблизительно на 15-20%, поэтому специалисты рекомендуют периодически выполнять ее подзарядку. Это связано с функционированием генераторной установки. Данный узел может вырабатывать не более 14,5 вольт, но необходимый заряд устройство позволяет выдавать в случае, когда обороты коленвала составляют 2 тысячи в минуту.

Соответственно, процедура подзарядки оптимально выполняется при разгоне автомобиля либо когда машина движется на высокой скорости по трассе. В таком режиме работы полное восстановление емкости возможно только при функционировании на протяжении двенадцати часов. Величину напряжения, которое выдает генераторный узел, повысить не получится, поскольку это приведет к началу процесса электролиза и испарению жидкости.

Пользователь Misha343 рассказал о практическом вычислении внутреннего сопротивления АКБ автомобиля.

Полярность

Данная характеристика определяет расположение батареи в моторном отсеке машины. В продаже можно встретить аккумуляторы с прямой и обратной полярностью. Отличить их несложно. Повернув устройство клеммами на себя, в аккумуляторе с прямой полярностью отрицательный вывод находится справа, а положительный — слева. Если характеристика обратная, то будет наоборот.

Российские производители выпускают аккумуляторы с прямой полярностью, а зарубежные — преимущественно с обратной.

Непосредственно клеммы в АКБ могут иметь различные стандарты:

1. Европейский Тип 1. Диаметр положительного вывода составляет 1,95 см, а отрицательного — 1,79 см.
2. Азиатский стандарт 3. Положительный контакт имеет диаметр 1,27 см, а отрицательный — 1,11 см.

Степень заряженности

На данный технический параметр влияют различные характеристики, поэтому точно определить его значение будет проблематично. Узнать степень заряженности позволит только многофункциональное зарядное оборудование, оснащенное сложной электроникой. Но для использования батареи достаточно знать оценочные величины. Рабочий параметр можно определить по значению напряжения, а также плотности раствора. Первая характеристика для заряженной батареи с жидким электролитом составляет примерно 12,7 вольт, а для гелиевых устройств — в диапазоне 13-13,4 В.

Таблица взаимосвязи степени заряженности с другими параметрами АКБ

Особенности конструкции

Большинство современных устройств для легковых транспортных средств весят около 14-20 килограмм. Почти всегда производитель указывает точную массу на этикетке с другими свойствами и параметрами АКБ. В случае с типоразмерами ситуация обстоит иначе. В продаже можно найти аккумуляторы, выполненные в различных исполнениях.

Но почти все разновидности устройств относятся к одному из этих типоразмеров:

1. Европейский. Приспособления, выполненные в таком корпусе, имеют высоту 19 см. Клеммные выводы устанавливаются в углублениях конструкции.
2. Азиатский. В таких аккумуляторах высота корпуса может составить от 22 до 25 см. Клеммные зажимы выступают за саму конструкцию АКБ.
3. Американский. В подобных устройствах контактные выходы располагаются сбоку. Но на российском рынке найти данные аккумуляторы проблематично.

В плане технологической конструкции все батареи можно разделить на три типа, о которых сказано выше:

• необслуживаемые;
• обслуживаемые;
• малообслуживаемые.

Срок эксплуатации и хранения

Если аккумулятор не используется, то его ресурс сохранения будет небольшим. В полностью разряженном состоянии и без электролита устройство может пролежать до двух лет. Но гарантийный ресурс хранения АКБ составит только один год. Если будут соблюдаться основные правила применения, то общий срок эксплуатации увеличится на четыре года в среднем. При правильном и своевременном техническом обслуживании ресурс использования батареи может составить до восьми лет.

Пользователь Аккумуляторщик подробно рассказал о сроке эксплуатации АКБ и нюансах, которые влияют на его снижение.

Саморазряд батареи

Этот показатель представляет собой процесс снижения величины емкости приспособления, пока оно простаивает. Процедура происходит в результате появления окислительно-восстановительных процессов на электродных элементах различной полярности. Но минусовая часть устройства страдает больше, что обусловлено взаимодействием свинца от пластин с серной кислотой из рабочего раствора. Такой процесс приводит к выделению водорода. Степень растворения свинца увеличивается при возрастании параметра плотности рабочего раствора электролита.

Кроме того, процедура саморазряда может провоцироваться загрязнениями, образующимися на поверхности батареи. Рабочий раствор, вода и другие жидкости способствуют созданию неблагоприятных условий для функционирования АКБ, в частности, ее разряду. Это происходит благодаря образованию проводящей пленки между контактными выводами АКБ.

Особенности процедуры саморазряда, которые надо знать автовладельцу:

1. Когда температура падает, этот параметр снижается, а если она составит 0 градусов, то он почти прекращается. Поэтому не рекомендуется хранение аккумуляторов в помещениях, где жарко. АКБ должна быть заряженной.
2. Процедура саморазряда становится активной, когда ресурс эксплуатации батареи приближается к концу. Этому способствует подзарядка устройства при глубоком разряде.
3. Данный параметр можно уменьшить, если вовремя заливать в АКБ чистую серную кислоту с дистиллятом. Эти вещества позволят сделать электролит.
4. Процедура саморазряда происходит более активно на протяжении 24 часов после последней подзарядки аккумулятора.
5. Если батарея теряет 1% емкости за сутки, это считается нормальным.

Канал «НИк86 авто-стройка» подробно рассказал о причинах саморазряда устройств.

Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании АКБ

Чтобы обеспечить длительную работу приспособления, надо учитывать следующие нюансы использования:

1. Устройство должно быть надежно зафиксировано в моторном отсеке машины.
2. Если производится замер параметра плотности рабочей жидкости и ее замена, необходимо пользоваться средствами защиты. Речь идет об очках и резиновых перчатках. Если электролит попадет на кожу, пораженный участок необходимо обработать раствором воды с пищевой содой.
3. Не допускается замыкание клемм АКБ друг с другом. Это может привести к выходу из строя электрооборудования и даже взрыву батареи.
4. Прежде чем подзаряжать приспособление, необходимо открутить пробки из банок. Это нужно, когда батарея относится к категории обслуживаемых.
5. Не допускается хранение аккумулятора, если он разряжен. Это приведет к быстрой сульфатации электродных элементов, в результате чего снизится емкость устройства.
6. При подключении надо обязательно соблюдать полярность. Если батарея заряжена, то ее запас энергии высокий. Соответственно, при неправильном подсоединении клемм может произойти поломка АКБ.
7. Не допускается самостоятельное вскрытие корпуса приспособления. Попадание раствора электролита на кожу приведет к химическому ожогу.

Видео «Нюансы проведения технического обслуживания АКБ»

Пользователь Аккумуляторщик подробно рассказал об особенностях профилактики автомобильных аккумуляторных батарей в домашних условиях.

 Загрузка …

Аккумулятор Delta GEL 12-55 (12В 55Ач) со склада в СПб с доставкой по РФ

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея Delta GEL 12-55 герметизированная, необслуживаемая. Изготовлена по комбинированной технологии AGM+GEL. Это современное технологическое решение, сочетающее в себе специализированные AGM сепараторы, с частичным сгущением электролита, для получения двойного преимущества: высоких разрядных характеристик, присущих AGM технологии, и высокой эксплуатационной устойчивости, которая характерна для аккумуляторов, изготовленных по технологии AGM+GEL. Аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах. Рекомендуются для применения в автономных энергосистемах, а также совместно с системами на базе альтернативных источников энергии. На верхней части корпуса расположен LCD дисплей показывающий состояние и уровень заряда АКБ, а также срок эксплуатации.

Технические характеристики аккумулятора DELTA GEL 12-55

Общие параметры

• Номинальное напряжение: 12 В
• Число элементов: 6
• Срок службы: 10-12 лет
• Номинальная емкость (25°С):
• 20 часовой разряд (5,5 А; 1.80 В/эл): 55 Ач
• 10 часовой разряд (9,05 А; 1.75 В.эл): 45,25 Ач
• 5 часовой разряд (34,5 А; 1.65 В.эл): 34,5 Ач
• Саморазряд: 3% емкости в месяц при 20 °С
• Внутреннее сопротивление
  полностью заряженной батареи (25°С): 6 мОм

Рабочий диапазон температур

• Разряд: -20 +60 °С
• Заряд: -10 +60 °С
• Хранение: -20 +60 °С
• Макс. разрядный ток (25°С): 550 А(5с)
• Циклический режим: (2.3-2.35 В/эл)
• Макс. зарядный ток: 11 А
• Температурная компенсация: 30 мВ/°С
• Буферный режим: (2.23-2.27 В/эл)
• Температурная компенсация: 20 мВ/°С

Сферы применения

• Источники бесперебойного питания
• Системы связи и телекоммуникаций
• Системы солнечной и ветро энергетики
• Автономное электроснабжение
• Электромедицинское оборудование, инвалидные коляски

Расположение и тип клемм

Особенности

• Технология AGM + GEL;
• Продолжительный срок службы;
• Устойчивость к глубоким разрядам;
• Температурная стабильность характеристик;
• Исключены утечки кислоты, гарантирована безопасная эксплуатация;
• Отсутствует газовыделение, достаточно естественной вентиляции;
• Нет необходимости в контроле уровня и доливе воды;
• Корпус аккумулятора выполнен из пластика ABS, не поддерживающего горение;

Габариты (±1 мм)

• Длина, мм: 228
• Ширина, мм: 137
• Высота, мм: 214
• Полная высота, мм: 214
• Вес (±3%), кг: 16,7

Срок службы аккумулятора

Срок службы в буферном режиме

Буферный режим эксплуатации – режим, при котором электропитание осуществляется постоянно, при этом батарея служит буфером между электросетью и электроприбором. В этом режиме аккумулятор почти постоянно находится в заряженном состоянии. Разряды случаются редко. Период эксплуатации в буферном режиме в значительной степени зависит от температуры, при которой осуществляется буферный режим заряда. При низкой температуре заряда этот период увеличивается (10°C ~ 20°C), а при высокой (> 20°С) сокращается.
Работа в блоках ИБП, UPS, резервное питание ОПС и видеонаблюдение – это буферный режим эксплуатации.

Срок службы в циклическом режиме

Циклический режим работы это регулярный “заряд-разряд”. Срок эксплуатации в данном случае зависит от количества циклов заряда-разряда и в значительной мере зависит от глубины разряда, которой подвергается аккумуляторная батарея в течении каждого цикла. Отношение различного числа циклов к глубине разряда продемонстрировано на графике.
Работа в системах альтернативного электроснабжения, совместно с солнечными батареями – это циклический режим эксплуатации.

Разряд постоянным током, А (при 25 °С)

В/эл-т

5 мин

10 мин

15 мин

30 мин

45 мин

1 ч

3 ч

5 ч

10 ч

1.60V

171

127

97.7

58.2

42.6

34.5

14.4

9.62

5.59

1.65V

162

122

93.9

56.4

41.4

33.5

13.9

9.41

5.71

1.70V

152

113

89.2

54.7

40.0

32.7

13.7

9.26

5.54

1.75V

143

104

84.4

53.0

38.9

31.9

13.3

9.05

5.53

1.80V

134

98.0

78.1

50.9

37.9

31.1

13.1

8.92

5.51

Разряд постоянной мощностью, Вт/эл-т (при 25 °С)

В/эл-т

5 мин

10 мин

15 мин

30 мин

45 мин

1 ч

3 ч

5 ч

10 ч

1.60V

309

234

181

109

81.5

67.9

28.5

18.4

9.93

1.65V

294

221

174

107

79.8

66.2

27.9

18.3

9.91

1.70V

279

210

166

105

78.3

64.8

27.4

17.9

9.86

1.75V

261

197

159

103

76.4

63.0

26.8

17.7

9.82

1.80V

255

183

151

102

75.1

61.4

26.3

17.6

9.78

---

Эксплуатация аккумуляторной батареи GEL 12-55

Разряд аккумулятора

Минимальная величина конечного напряжения для Delta GEL 12-55 составляет 9.60В. Разряд батареи ниже данного значения приведет к необратимым последствиям. Важно понимать, что при разряде аккумулятора свинец, из которого сделаны пластины аккумулятора, посредством химической реакции преобразуется в сульфат свинца. Чем глубже разряд аккумулятора, тем большая часть свинца будет преобразована в сульфат. При заряде аккумуляторной батареи происходит обратная реакция – сульфат свинца переходит в состояние свинца. Но !!! не весь сульфат можно вернуть обратно, это называется старением аккумуляторной батареи.

Нельзя разряжать аккумулятор током выше максимально допустимого (см. параметр «Максимальный разрядный ток» во вкладке «Характеристики»). Результатом таких сильных токов может стать, обрыв внутренних связей между клеммами аккумулятора и пластинами. Также важно не допускать разряд аккумулятора больше, чем на номинальную емкость.

Заряжайте аккумулятор сразу после его эксплуатации, даже если он разряжен не полностью. Сульфат свинца, образовавшийся после разряда аккумулятора, довольно быстро «костенеет», и если оставить аккумулятор в разряженном состоянии более чем на 2-3 дня, на пластинах образуется «корка» из нерастворимого сульфата – сульфатация. Такой аккумулятор придет в негодность, и данный вид неисправности не является гарантийным случаем.

Заряд аккумулятора

От того, как правильно заряжается аккумулятор, зависит продолжительность его службы. Ток заряда, равный 10% от емкости заряжаемого аккумулятора, считается оптимальным. При заряде таким током аккумулятор должен зарядиться за 10 часов. Можно увеличить ток заряда аккумулятора для ускорения времени заряда, при этом величина зарядного тока не должна превышать 20% от емкости АКБ.

При нагреве аккумулятора выше температуры 50°С необходимо приостановить заряд или сменить режим на поддерживающий.

Об особенностях заряда аккумулятора в зависимости от режима его работы, а также о том, что такое уравнительный заряд и как его проводить, читайте в «Инструкции по эксплуатации» (см. вкладку «Документация»). Информация о влиянии на заряд батареи температуры, времени и тока заряда приведена во вкладке «Разрядные таблицы».

Химическая реакция и механизм рекомбинации

Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:
PbO2 + 2h3SO4 + Pb Разряд/Заряд PbSO4 + 2h3O
При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца: 2Pb + O2 → 2PbO.
Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой: 2Pb + 2h3SO4 → 2PbSO4 + 2h3O.
Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты: 2PbSO4 + 2h3 → 2Pb + 2h3SO4.
Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее: 2h3 + O2 → 2h3O.

---

Безопасность и долговечность АКБ Delta GEL 12-55

В процессе эксплуатации АКБ Delta GEL 12-55 не выделяет никаких вредных для здоровья веществ благодаря герметичному корпусу. Поэтому она не нуждается ни в отдельном помещении, ни в дополнительной вентиляции, и может использоваться в жилых помещениях. Батарея пригодна для работы, как в циклическом, так и в буферном режиме.

Герметизированные стационарные батареи не требуют долива дистиллята на протяжении всего срока службы. Вскрытие крышки и герметизирующего клапана категорически запрещено и ведет к повреждению аккумуляторной батареи. Герметизация батарей проводится посредством использования клапана, обеспечивающего сброс избыточного давления газов в аккумуляторной батарее для предотвращения ее деформации.

Расчетный срок службы Delta GEL 12-55 в зависимости от режима эксплуатации:

• режим “разряд-заряд” (циклический режим) – 1100 циклов при 30% глубине разряда, 400 циклов при 50% глубине разряда.
• режим “постоянная подзарядка” (буферный режим) – 6 лет.

Обращаем внимание, что фактический срок эффективной работы аккумулятора может оказаться отличным от эталонных данных. К факторам, влияющим на срок эффективной работы относятся:

• глубина разряда АКБ
• категорически нельзя оставлять разряженный аккумулятор на длительное время, аккумулятор сульфатируется и придет в негодность
• скорость коррозии электродов
• самое важное, это температура эксплуатации, при повышенных температурах (больше 25 градусов) аккумуляторы высыхают, что довольно часто наблюдается в котельных загородных домов

Буферный режим – это когда аккумулятор хранится без режимов заряда-разряда постоянно заряженный на 100%
При работе аккумулятора в режиме “ИБП” срок службы составит 50%-90% от буферного режима, в зависимости от качества зарядного устройства инвертора (ИБП) и частоты работы потребителей от аккумуляторов (количества циклов разряда-заряда).

При работе в автономных системах без внешней сети (солнечные батареи, ветряки) срок службы составляет 20%-60% от буферного режима.

---

Транспортировка аккумуляторных батарей Delta GEL 12-55

Аккумулятор Delta GEL 12-55 является полностью герметизированным, поэтому утечка из него электролита (кислоты) невозможна. Допускается транспортировка данного аккумулятора в любом удобном положении (вертикальном или горизонтальном).

Запрещается переворачивать АКБ во время перевозки и хранения клеммами вниз, так как это приводит к преждевременному выходу АКБ из строя.
Важно всегда соблюдать меры предосторожности во время загрузки/разгрузки и транспортировки аккумуляторов!

Аккумулятор – Что такое Аккумулятор?

Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.

Аккумулятор – это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии.
Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно.
Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.
Батареи – это электрохимические устройства, которые преобразуют активные материалы более высокого уровня в альтернативное состояние во время разряда.
Скорость такой преобразования определяет нагрузочные характеристики аккумулятора.
Никелевые и литиевые батареи превосходят свинцовые батареи по скорости реакции. 

Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Никель-кадмиевые батареи:

• являются одними из самых долговечных аккумуляторов с точки зрения срока службы.
• способны выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчивы к низким температурам, также у них большой допустимый ток разряда.
• имеют низкую цену и большой срок службы.

Недостатки :

• быстро саморазряжается,
• имеет низкую плотность энергии,
• имеет «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи.

Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство.
Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку.
Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.

Никель-металлогидридные (NiMh)

Эта батарея предлагает до 50% больше энергии, чем никель-кадмиевые.
Имеет короткий срок службы.
Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными.
Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.

Литий-ионные (LiIon)


Среди аккумуляторов имеют самую высокую плотность энергии и самые легкие.
Стоят дороже и не могут обеспечить большие токи – это негатив.
Чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах они уже используются редко, т. к. вытесняются более прогрессивным типом батарей.
Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.

Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства.
Основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими.
Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры.
Т. к. такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя.
Если нарушается герметичность. также нельзя эксплуатировать такую батарею.

Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.

Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность.
Во время заряда ток пропускают в направлении, противоположном тому, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.

Основной характеристикой аккумулятора является емкость, т. е. величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения.
Для ее измерения обычно используют Ач.

Промышленные аккумуляторы:

• обычно крупнее аккумуляторов, используемых в потребительских товарах, 
• имеют более длительный срок службы,
• сконструированы таким образом, чтобы выдерживать ряд условий, которые не могут выдержать потребительские батареи;
• примеры: 
• батареи, используемые для контроля структурных нагрузок на мосты,
• вилочные погрузчики, где надлежащее обслуживание и системы зарядки имеют решающее значение;
• номенклатура промышленных аккумуляторов гораздо шире, нежели бытовых;
• стоимость выше, чем потребительских аккумуляторов;
• нуждаются в обслуживании, чтобы обеспечить их эффективную работу как можно дольше.

характеристика батареи, принцип работы АКБ, конструктивные отличия

Каждый владелец автомобиля рано или поздно сталкивается с ситуацией, когда нужно приобрести качественный и долговечный аккумулятор. При этом покупка должна быть не только проста в обслуживании, но и надёжна, ведь качественная батарея отлично справляется со своим главным предназначением независимо от условий эксплуатации. В связи с этим самым востребованным считается аккумулятор 6СТ-55, который отличается множеством преимуществ и доступной ценой.

Общее описание изделия

Универсальный аккумулятор 6СТ-55А относится к категории классических стартерных батарей, благодаря чему вот уже несколько лет занимает лидирующие позиции по показателям мощности. Эта АКБ в состоянии обеспечить своевременный запуск двигателя и полноценное обслуживание оборудования, которое установлено на автомобилях разного уровня. Это касается не только малолитражек, но и тех машин, которые относятся к среднему и даже повышенному классу мощности.

Производителями были проведены многочисленные исследования такой батареи, благодаря которым удалось установить, что 6СТ-55 может восполнить потребности грузового автомобиля. Такой результат достигается благодаря тому, что АКБ имеет высокие пусковые показатели, а также хороший запас резервной мощности.

Чаще всего такие аккумуляторы можно встретить на отечественных автомобилях ГАЗ и ВАЗ. А вот перечень известных мировых брендов более широк, так как АКБ 6СТ-55 часто устанавливают на Мерседес, Ауди, Хонду, Ниссан, БМВ, Рено.

Производители такой батареи утверждают, что её можно использовать для пуска двигателей и питания вспомогательного оборудования легковых автомобилей, тракторов и другой автотракторной техники. АКБ характеризуется как надёжный свинцово-кислотный агрегат. Это связано с тем, что только кислотные модели обладают наибольшим внутренним сопротивлением и способны отдавать ток силой в несколько сотен ампер за небольшой промежуток времени. Именно этот параметр очень важен для стабильной работы стартера в момент запуска двигателя (особенно в зимний период).

Характеристики аккумулятора 6Ст55 указывают на то, что это оборудование изготавливается в соответствии со всеми инновационными технологиями, где используется высокотехнологическое оборудование и самые современные и качественные материалы. Длительный срок работы АКБ обусловлен тем, что на производстве широко применяются полиэтиленовые сепараторы-конвертеры, которые предотвращают возможное замыкание. Быстрая зарядка аккумулятора происходит благодаря использованию специфических расширителей. За счёт того, что производители задействовали сбалансированное соотношение электролита и активной массы, в итоге была достигнута высокая мощность батареи.

На сегодняшний день такое оборудование выпускается в двух исполнениях:

1. Обратная полярность.
2. Прямая полярность.

Как показывает практика, аккумулятор 6 СТ 55 очень надёжен, стабилен, долговечен и не требует специального обслуживания. Его размеры универсальны, благодаря чему батарея может быть установлена на любую технику в своём классе.

Конструктивные особенности

Стабильную работу батареи обеспечивают шесть встроенных аккумуляторов, которые закрыты специальным моноблоком из пластмассы. Все они соединены между собой в определённой последовательности с помощью прочных межэлементных деталей, которые скрыты от посторонних глаз. Конструктивные особенности этих элементов обеспечивают повышенную устойчивость к различным механическим нагрузкам. Стоит отметить, что два крайних аккумулятора имеют специальные борны вводного типа, которые обязательно соединены с выводами для болтового или же конусного соединения.

Шесть мощных аккумуляторов закрыты цельной крышкой, которая изготовлена из того же материала, что и сам моноблок. Производители отмечают тот факт, что надёжная герметизация батареи в местах соединения крышки и моноблока выполнена с помощью специальной термосварки. Что касается электродов, они изготовлены из малосурьмянистых сплавов. Благодаря чему удаётся добиться минимального расхода воды во время активной эксплуатации. На поверхности крышки размещены шесть небольших заливочных отверстия, которые закрываются специальными пробками.

Стоит отметить, что положительный борн от первого аккумулятора и отрицательный борн от последнего аккумулятора обязательно проходят через своеобразные втулки крышки и запаиваются. Благодаря этому образуются отверстия под болтовое соединение или же выводные конуса. Помимо этого, батареи обязательно снабжаются переносными устройствами.

Высокое качество аккумуляторов 6СТ-55 достигается благодаря тому, что эта категория автомобильных оборудований изготавливается в соответствии со всеми законодательными нормами. Номинальное напряжение свинцово-кислотных батарей находится в пределах 12 В.

Для внутреннего рынка все АКБ изготавливаются исключительно в цельном исполнении, а вот для экспорта — с крышками различной конструкции (переносные устройства, болтовое соединение, пробки, выводы разной полярности, газоотводные коллекторы).

Все аккумуляторы поставляются уже готовыми к использованию (полностью заряжены и заправлены электролитом). Стоит отметить, что в некоторых случаях можно приобрести батареи в сухоразряженном состоянии. По конструктивному исполнению такой вид оборудования полностью безопасен для человека и окружающей среды. Стабильная работа аккумуляторов достигается при условии эксплуатации в тропическом или умеренном климате.

Основные элементы аккумулятора

Процесс подключения батареи к электрооборудованию основан на двух выводах, которые изготовлены из свинца. К тому же плюсовая клемма всегда гораздо толще, нежели отрицательная. Благодаря этому пользователю будет сложно ошибиться в момент подключения. Полярность может быть обратной либо прямой. Обратная полярность — плюс справа, прямая — слева. Некоторые модели могут быть оснащены специальным индикатором, который всегда показывает уровень заряженности батареи. Качественная АКБ 6СТ-55 включает в себя четыре базовых элемента:

1. Универсальные электроды. Эти детали производятся исключительно из свинца в виде решёток. В их ячейки обязательно впрессовывают специальное активное вещество, которое имеет пористую структуру. Для отрицательных пластин оно изготавливается из свинцового порошка, с незначительными примесями сернокислого бария, а вот для плюсовых добавляют серную кислоту. Стоит отметить, что именно пластины заряжают.
2. Электролит. Это вещество изготавливается из нескольких компонентов: серной кислоты и чистой воды. Вся эта смесь обязательно заливается в банки. Именно электролит позволяет заряженным частицам перемещаться от электрода к электроду.
3. Специальная банка. Этот элемент состоит из набора специфических пластин (электродов), все они изолированы специальными кислотоупорными сепараторами.
4. Корпус аккумулятора. Для изготовления этой части батареи используется кислотоустойчивая пластмасса. В самой ёмкости предусмотрены специальные отделения для монтажа шести банок.

Функциональные возможности

Аккумулятор 6СТ-55 — это многофункциональное устройство, в котором под воздействием химических процессов вырабатывается и накапливается электрическая энергия. Принцип работы основан на том, что между вмонтированными свинцовыми пластинами происходит специфическая реакция. Стоит отметить, что электроды опущены в серную кислоту (электролит). Во время зарядки электрическая энергия перерабатывается в химическую, а при разряде — все наоборот. Этот процесс носит циклический характер: разрядка — зарядка.

Когда пользователь подключает батарею, то происходит разряд. В этот момент все пластины активно взаимодействуют с серной кислотой. В результате этого образуется сульфат свинца и вода, что провоцирует незначительное уменьшение плотности электролита. Зарядка происходит в тот момент, когда двигатель автомобиля активно работает, основную функцию в этом случае выполняет генератор. Благодаря этому сульфат свинца преобразуется в серную кислоту, что повышает плотность электролита.

Стоит отметить, что высокое напряжение при зарядке аккумулятора существенно снижает уровень электролита. В то время как низкое напряжение не может полностью зарядить батарею, что уменьшает её эксплуатационный срок. Именно поэтому, чтобы приобретённая АКБ служила как можно дольше, нужно создать оптимальные условия для её работы.

Кроме того, температура окружающей среды существенно влияет на работоспособность устройства. Слишком жаркая погода увеличивает коррозию электролитов, что чревато уменьшением заряда батареи (саморазряд). А вот в морозы происходит снижение плотности электролита. Когда аккумулятор не эксплуатируется, то он постепенно разряжается.

Технические характеристики АКБ

Аккумуляторы 6СТ-55 относятся к категории необслуживаемых устройств. От пользователя требуется только периодическая доливка дистиллированной воды (при нормальных эксплуатационных условиях эта процедура проводится не раньше, чем через 1 год после покупки). Но, чтобы устройство исправно работало и не подводило в самые ответственные моменты, нужно обеспечить оптимальные эксплуатационные условия. В этом случае важно учитывать основные технические характеристики батареи:

• Показатели номинального напряжения достигают отметки 12 вольт.
• Полярность имеет два варианта: обратная и прямая.
• Стандартная ёмкость батареи. Этот показатель составляет 55 ампер в час.
• Масса аккумулятора с залитым электролитом — 14,5 кг.
• Способность к разбросу показателей вырабатываемого пускового тока. Минимальный показатель составляет 450 ампер, а вот максимальный — 560 ампер.
• Внутри корпуса расположено шесть мощных аккумуляторов (6 отдельных элементов по 2 вольта).
• Габариты. Чаще всего аккумуляторы этой серии имеют параметры 242х175х190. Но в некоторых случаях могут быть исключения — длина может быть увеличена до 270 мм. А вот показатели высоты и ширины остаются неизменными.

Критерии правильного выбора

В момент покупки новой аккумуляторной батареи для своего автомобиля нужно учитывать ряд основных правил. Прежде всего, выбранное устройство должно соответствовать отведённому для него месту. Речь касается габаритов аккумулятора, которые лучше всего несколько раз перепроверить. Помимо этого, нужно учитывать показатели пускового тока, который в пределах ёмкости на 55 Ач может существенно отличаться (более чем на 100 ампер).

Немаловажным показателем считается полярность. Специалисты не рекомендуют ставить на место старой АКБ с обратной полярностью прямую, и наоборот.

Особое внимание нужно уделить нескольким эксплуатационным характеристикам. К ним относится интенсивность эксплуатации машины (вероятность дальних междугородних переездов, средний дневной пробег). Особое внимание нужно уделить климатическим условиям, резким перепадам температуры. Но главную роль в этом случае играет количество установленной электроники, так как дополнительные приборы могут перегружать сеть.

Определение уровня залитого электролита

Специалисты утверждают, что уровень электролита в каждом элементе батареи должен находиться между линиями МАХ и MIN (эти метки нанесены на полупрозрачный корпус аккумулятора). Категорически нельзя допускать эксплуатацию устройства, когда уровень электролита находится ниже минимума. Стоит отметить, что если таковых меток на корпусе просто нет, тогда нужно следить за тем, чтобы уровень серной кислоты был на 15 мм выше, чем верхний край сепараторов.

Во время эксплуатации количество электролита постепенно уменьшается, так как испаряется вода, которая входит в его состав. Чтобы восстановить все эти показатели, нужно просто долить дистиллированную воду. Если недостаточный объем электролита связан с его выплескиванием, тогда нужно долить эту жидкость такой же плотности, что и оставшаяся в аккумуляторе.

ENERGON

Вакансия

Менеджер по продажам, Новосибирск Менеджер по работе с ключевыми клиентами (Key Account Manager), Новосибирск Менеджер по продажам, Хабаровск Менеджер отдела продаж (специализированная дистрибуция), Новосибирск Pre-sale менеджер направления тяговые литиевые аккумуляторы, Москва Технический писатель, Москва Руководитель склада, Хабаровск Менеджер по закупкам, Москва Главный бухгалтер, Москва Аналитик департамента контроллинга, Москва Старший бизнес-аналитик, Москва Ассистент отдела ВЭД логистики, Москва Ведущий менеджер по персоналу, Москва Специалист по сертификации, Москва Web-разработчик, Москва

Поле заполнено неверно

DoITPoMS – Батарейки библиотеки TLP

При выборе батареи необходимо учитывать следующие характеристики батареи:

1) Тип

См. Страницу первичных и вторичных батарей.

2) Напряжение

Теоретическое стандартное напряжение ячейки может быть определено из электрохимического ряда с использованием значений E ^или :

E ^o (катодный) – E ^o (анодный) = E ^o (элемент)

Это стандартное теоретическое напряжение.Теоретическое напряжение ячейки модифицируется уравнением Нернста, которое учитывает нестандартное состояние реагирующего компонента. Нернтовский потенциал будет меняться со временем либо из-за использования, либо из-за саморазряда, посредством которого изменяется активность (или концентрация) электроактивного компонента в ячейке. Таким образом, номинальное напряжение определяется химией ячейки в любой момент времени.

Фактическое создаваемое напряжение всегда будет ниже теоретического напряжения из-за поляризации и потерь сопротивления (падения IR) батареи и зависит от тока нагрузки и внутреннего импеданса элемента.Эти факторы зависят от кинетики электрода и, таким образом, зависят от температуры, состояния заряда и возраста элемента. Фактическое напряжение, появляющееся на клеммах, должно быть достаточным для предполагаемого применения.

Типичные значения напряжения находятся в диапазоне от 1,2 В для никель-кадмиевых аккумуляторов до 3,7 В для литий-ионных аккумуляторов.

На следующем графике показана разница между теоретическим и фактическим напряжениями для различных аккумуляторных систем:

3) Кривая расхода

Кривая разряда представляет собой график зависимости напряжения от разряженной емкости в процентах.Желательна плоская кривая разряда, поскольку это означает, что напряжение остается постоянным по мере разряда батареи.

4) Вместимость

Теоретическая емкость батареи – это количество электричества, участвующего в электрохимической реакции. Обозначается Q и определяется как:

.

$$ Q = xnF $$

, где x = количество молей реакции, n = количество электронов, перенесенных на моль реакции и F = постоянная Фарадея

Вместимость обычно выражается в массе, а не в количестве молей:

\ [Q = {{nF} \ over {{M_r}}} \]

, где M _r = молекулярная масса.Это дает емкость в ампер-часах на грамм (Ач / г).

На практике полная емкость аккумулятора никогда не может быть реализована, поскольку значительный вес составляют нереактивные компоненты, такие как связующие и проводящие частицы, сепараторы и электролиты, токосъемники и подложки, а также упаковка. Типичные значения варьируются от 0,26 Ач / г для Pb до 26,59 Ач / г для H ₂ .

5) Плотность энергии

Плотность энергии – это энергия, которая может быть получена из единицы объема веса клетки.

6) Удельная энергия

Удельная плотность энергии – это энергия, которая может быть получена на единицу веса ячейки (или иногда на единицу веса активного электродного материала). Это произведение удельной емкости и рабочего напряжения за один полный цикл разряда. Как ток, так и напряжение могут изменяться в течение цикла разряда, и, таким образом, полученная удельная энергия рассчитывается путем интегрирования произведения тока и напряжения во времени.Время разряда связано с максимальным и минимальным порогом напряжения и зависит от состояния доступности активных материалов и / или предотвращения необратимого состояния для аккумуляторной батареи.

7) Удельная мощность

Плотность мощности – это мощность, которая может быть получена на единицу веса элемента (Вт / кг).

8) Температурная зависимость

Скорость реакции в ячейке будет зависеть от температуры в соответствии с теориями кинетики.Внутреннее сопротивление также зависит от температуры; низкие температуры дают более высокое внутреннее сопротивление. При очень низких температурах электролит может замерзнуть, что приведет к снижению напряжения, поскольку движение ионов затруднено. При очень высоких температурах химические вещества могут разлагаться, или может быть достаточно энергии, чтобы активировать нежелательные обратимые реакции, снижая емкость.
Скорость уменьшения напряжения с увеличением разряда также будет выше при более низких температурах, как и емкость – это показано на следующем графике:

9) Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи определяется как количество циклов зарядки / перезарядки, которое может выполнить аккумуляторная батарея, прежде чем ее емкость упадет до 80% от первоначальной.Обычно это от 500 до 1200 циклов.

Срок годности батареи – это время, в течение которого батарею можно хранить в неактивном состоянии до того, как ее емкость упадет до 80%. Уменьшение емкости со временем вызвано истощением активных материалов из-за нежелательных реакций внутри ячейки.

Батареи также могут быть подвержены преждевременной смерти:

• Чрезмерная зарядка
  
• Перегрузка
  
• Короткое замыкание
  
• Потребляемый ток больше, чем предусмотрено для производства
  
• Воздействие экстремальных температур
  
• Подверженность ударам или вибрации
  

Задержка напряжения

Смерть батареи из-за старения

10) Физические требования

Это включает в себя геометрию ячейки, ее размер, вес и форму, а также расположение клемм.

11) Цикл зарядки / разрядки

Есть много аспектов цикла, которые требуют рассмотрения, например:

• Напряжение, необходимое для зарядки
  
• Время, необходимое для зарядки
  
• Наличие источника заряда
  
• Потенциальная угроза безопасности при зарядке / разрядке

12) Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи – это количество циклов разрядки / зарядки, которое она может пройти, прежде чем ее емкость упадет до 80%.

13) Стоимость

Сюда входит начальная стоимость самой батареи, а также стоимость зарядки и обслуживания батареи.

14) Возможность глубокого разряда

Существует логарифмическая зависимость между глубиной разряда и сроком службы батареи, таким образом, срок службы батареи может быть значительно увеличен, если она не разряжена полностью; Например, аккумулятор мобильного телефона прослужит в 5-6 раз дольше, если перед подзарядкой он разрядится только на 80%.

Для приложений, где это может быть необходимо, доступны специальные аккумуляторы глубокого разряда.

Никель-кадмиевые батареи

15) Требования к приложению

Батареи должно хватить для предполагаемого применения. Это означает, что он должен иметь возможность производить правильный ток с правильным напряжением. Он должен иметь достаточную емкость, энергию и мощность. Он также не должен слишком сильно превышать требования приложения, поскольку это может привести к ненужным расходам; он должен обеспечивать достаточную производительность при минимально возможной цене.

предыдущая | следующий

Рабочие характеристики аккумулятора – Как определить и протестировать аккумулятор

Технические характеристики, стандарты и реклама

Батареи могут рекламироваться как Long Life, High Capacity, High Energy, Deep Cycle, Heavy Duty, Fast Charge, Quick Charge, Ultra и другие, плохо определенные параметры, и существует несколько отраслевых или юридических стандартов, точно определяющих каждый из этих терминов. средства.Рекламные слова могут означать все, что хочет продавец. Помимо базовой конструкции батареи, производительность фактически зависит от того, как используются батареи, а также от условий окружающей среды, в которых они используются, но эти условия редко, если вообще когда-либо, указываются в рекламе для массового рынка. Для потребителя это может сбивать с толку или вводить в заблуждение. Однако сама аккумуляторная промышленность не использует такие расплывчатые термины для определения характеристик батареи, а спецификации обычно включают заявление, определяющее или ограничивающее условия эксплуатации или окружающей среды, в которых может быть достигнута заявленная производительность.

В следующем разделе описаны основные параметры, используемые для характеристики элементов или батарей, и показано, как эти параметры могут изменяться в зависимости от условий эксплуатации.

Кривые нагнетания

Энергетические элементы

были разработаны для широкого спектра применений с использованием множества различных технологий, что привело к широкому диапазону доступных рабочих характеристик.На графиках ниже показаны некоторые из основных факторов, которые разработчик приложений должен учитывать при выборе батареи для соответствия требованиям к производительности конечного продукта.

Клеточная химия

Номинальное напряжение гальванического элемента определяется электрохимическими характеристиками активных химических веществ, используемых в элементе, так называемой химией элемента. Фактическое напряжение, появляющееся на выводах в любой конкретный момент времени, как и в любой ячейке, зависит от тока нагрузки и внутреннего импеданса ячейки, и это зависит от температуры, состояния заряда и возраста элемента.

На приведенном ниже графике показаны типичные кривые разряда-разряда для ячеек с различным химическим составом элементов при разряде со скоростью 0,2 ° C. Обратите внимание, что химический состав каждой ячейки имеет свое собственное номинальное номинальное напряжение и кривую разряда. Некоторые химические вещества, такие как литий-ионный, имеют довольно плоскую кривую разряда, в то время как другие, такие как свинцово-кислотная, имеют ярко выраженный наклон.

Мощность, отдаваемая элементами с наклонной кривой разряда, постепенно падает на протяжении всего цикла разряда.Это может вызвать проблемы для приложений с большой мощностью ближе к концу цикла. Для приложений с низким энергопотреблением, которым требуется стабильное напряжение питания, может потребоваться установка регулятора напряжения, если наклон слишком крутой. Обычно это не вариант для приложений с большой мощностью, поскольку потери в регуляторе могут лишить аккумулятор еще большей мощности.

Плоская кривая разряда упрощает конструкцию приложения, в котором используется батарея, поскольку напряжение питания остается достаточно постоянным на протяжении всего цикла разряда.Наклонная кривая облегчает оценку состояния заряда батареи, поскольку напряжение элемента может использоваться как мера оставшегося заряда в элементе. Современные литий-ионные элементы имеют очень плоскую кривую разряда, поэтому для определения состояния заряда

необходимо использовать другие методы.

Ось X показывает характеристики ячейки, нормированные в процентах от емкости ячейки, так что форма графика может быть показана независимо от фактической емкости ячейки.Если бы ось X была основана на времени разряда, длина каждой кривой разряда была бы пропорциональна номинальной емкости элемента.

Температурные характеристики

Производительность элемента может резко меняться в зависимости от температуры. В нижнем пределе, в батареях с водными электролитами, сам электролит может замерзнуть, задав нижний предел рабочей температуры. При низких температурах литиевые батареи страдают от литиевого покрытия анода, что приводит к необратимому снижению емкости.В крайнем случае активные химические вещества могут выйти из строя и разрушить аккумулятор. Между этими пределами характеристики элемента обычно улучшаются с повышением температуры. См. Также «Управление температурным режимом» и «Срок службы батареи» для получения более подробной информации.

На приведенном выше графике показано, как характеристики ионно-литиевых батарей ухудшаются при снижении рабочей температуры.

Вероятно, более важным является то, что как для высоких, так и для низких температур, чем дальше рабочая температура от комнатной, тем больше сокращается срок службы.См. Неисправности литиевых батарей.

Характеристики саморазряда

Скорость саморазряда – это мера того, как быстро элемент теряет свою энергию, находясь на полке, из-за нежелательных химических воздействий внутри элемента. Скорость зависит от химического состава клеток и температуры.

Клеточная химия

Ниже показан типичный срок хранения некоторых первичных ячеек:

• Цинк Углерод (Leclanché) от 2 до 3 лет
• Щелочная 5 лет
• Литий 10 лет и старше

Типичные скорости саморазряда для обычных перезаряжаемых элементов следующие:

• Свинцово-кислотный от 4% до 6% в месяц
• Никель Кадмий от 15% до 20% в месяц
• Никель-металлогидрид 30% в месяц
• Литий от 2% до 3% в месяц

Влияние температуры

Скорость нежелательных химических реакций, которые вызывают внутреннюю утечку тока между положительным и отрицательным электродами элемента, как и все химические реакции, увеличивается с температурой, что увеличивает скорость саморазряда батареи.См. Также Срок службы батареи. На приведенном ниже графике показана типичная скорость саморазряда литий-ионной батареи.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление ячейки определяет ее пропускную способность по току. Низкое внутреннее сопротивление допускает большие токи.

Схема эквивалента батареи

На схеме справа показана эквивалентная схема для энергетической ячейки.

• Rm – сопротивление металлического пути через ячейку, включая клеммы, электроды и межсоединения.
• Ra – сопротивление электрохимического тракта, включая электролит и сепаратор.
• Cb – емкость параллельных пластин, которые образуют электроды ячейки.
• Ri – нелинейное контактное сопротивление между пластиной или электродом и электролитом.

Типичное внутреннее сопротивление порядка миллиомов.

Влияние внутреннего импеданса

Когда через элемент протекает ток, на внутреннем сопротивлении элемента возникает ИК-падение напряжения, которое снижает напряжение на выводах элемента во время разряда и увеличивает напряжение, необходимое для заряда элемента, таким образом уменьшая его эффективную емкость, а также уменьшая его заряд. / эффективность разряда.Более высокие скорости разряда приводят к более высоким внутренним падениям напряжения, что объясняет более низкие кривые разряда напряжения при высоких скоростях C. См. «Скорость разряда» ниже.

На внутренний импеданс влияют физические характеристики электролита: чем меньше размер гранул материала электролита, тем ниже полное сопротивление. Размер зерна контролируется производителем ячейки в процессе измельчения.

Спиральная конструкция электродов часто используется для увеличения площади поверхности и, таким образом, уменьшения внутреннего импеданса.Это снижает тепловыделение и обеспечивает более быструю зарядку и разрядку.

Внутреннее сопротивление гальванического элемента зависит от температуры и уменьшается с ростом температуры из-за увеличения подвижности электронов. График ниже является типичным примером.

Таким образом, элемент может быть очень неэффективным при низких температурах, но эффективность повышается при более высоких температурах из-за более низкого внутреннего импеданса, а также из-за увеличения скорости химических реакций.Однако более низкое внутреннее сопротивление, к сожалению, также приводит к увеличению скорости саморазряда. Кроме того, срок службы ухудшается при высоких температурах. Для поддержания ячейки в ограниченном температурном диапазоне для достижения оптимальных характеристик в приложениях с большой мощностью может потребоваться какая-либо форма нагрева и охлаждения.

Внутреннее сопротивление большинства химических элементов ячеек также имеет тенденцию значительно увеличиваться к концу цикла разряда, поскольку активные химические вещества переводятся в свое разряженное состояние и, следовательно, эффективно израсходуются.Это в основном отвечает за быстрое падение напряжения на элементе в конце цикла разряда.

Кроме того, эффект джоулева нагрева I ² R, потери во внутреннем сопротивлении элемента вызовут повышение температуры элемента.

Падение напряжения и потери I ² R могут быть незначительными для элемента емкостью 1000 мАч, питающего мобильный телефон, но для 100-элементного автомобильного аккумулятора на 200 Ач они могут быть значительными.Типичное внутреннее сопротивление литиевой батареи мобильного телефона емкостью 1000 мА составляет от 100 до 200 мОм и около 1 мОм для литиевой батареи емкостью 200 Ач, используемой в автомобильной батарее. См. Пример.

При работе со скоростью C падение напряжения на элемент будет около 0,2 В в обоих случаях (немного меньше для мобильного телефона). Потери I ² R в мобильном телефоне будут составлять от 0,1 до 0,2 Вт. Однако в автомобильной батарее падение напряжения на всей батарее будет 20 В, а потеря мощности, рассеиваемой в виде тепла внутри батареи, составит 40 Вт на элемент или 4 кВт для всей батареи.Это в дополнение к теплу, выделяемому в результате электрохимических реакций в ячейках.

По мере старения элемента сопротивление электролита имеет тенденцию к увеличению. Старение также приводит к ухудшению качества поверхности электродов и увеличению контактного сопротивления, и в то же время эффективная площадь пластин уменьшается, уменьшая их емкость. Все эти эффекты увеличивают внутренний импеданс клетки, что отрицательно сказывается на ее работоспособности.Сравнение фактического импеданса ячейки с ее импедансом, когда она была новой, может быть использовано для измерения или представления возраста ячейки или ее эффективной емкости. Такие измерения намного удобнее, чем фактическая разрядка элемента, и их можно проводить без разрушения тестируемого элемента. См. «Испытания импеданса и проводимости»

Внутреннее сопротивление также влияет на эффективную емкость ячейки.Чем выше внутреннее сопротивление, тем выше потери при зарядке и разрядке, особенно при более высоких токах. Это означает, что при высоких скоростях разряда доступная емкость ячейки ниже. И наоборот, если он разряжается в течение длительного периода, емкость в ампер-часах выше. Это важно, потому что некоторые производители указывают емкость своих батарей при очень низкой скорости разряда, что делает их намного лучше, чем они есть на самом деле.

Скорость разряда

Приведенные ниже кривые разряда литий-ионного элемента показывают, что эффективная емкость элемента уменьшается, если элемент разряжается с очень высокой скоростью (или, наоборот, увеличивается с низкой скоростью разряда).Это называется смещением емкости, и этот эффект характерен для большинства химических составов ячеек.

Нагрузка аккумулятора

Время разряда батареи зависит от нагрузки, которую она должна обеспечивать.

Если разрядка происходит в течение длительного периода в несколько часов, как в некоторых высокопроизводительных приложениях, таких как электромобили, эффективная емкость аккумулятора может быть вдвое больше указанной емкости при коэффициенте C.Это может быть наиболее важным при выборе дорогой батареи для использования с высокой мощностью. Емкость маломощных аккумуляторов бытовой электроники обычно указывается для разряда со скоростью C, тогда как SAE использует разряд в течение 20 часов (0,05 ° C) в качестве стандартного условия для измерения емкости автомобильных аккумуляторов в ам-часах. График ниже показывает, что эффективная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов с глубокой разрядкой почти удваивается, поскольку скорость разряда снижается с 1,0 ° C до 0.05C. При времени разряда менее одного часа (высокие значения C) эффективная емкость резко падает.

Эффективность зарядки также зависит от скорости зарядки. Объяснение причин этого приведено в разделе «Время зарядки».

Из этого графика можно сделать два вывода:

• Следует проявлять осторожность при сравнении характеристик емкости аккумуляторов, чтобы обеспечить сопоставимые скорости разряда.
• В автомобильной промышленности, если высокие значения тока используются регулярно для резкого ускорения или для подъема на холм, дальность полета транспортного средства будет уменьшена.

Рабочий цикл

Рабочие циклы различаются для каждого приложения. Приложения EV и HEV накладывают особые переменные нагрузки на аккумулятор. См. Пример нагрузочного тестирования. Стационарные батареи, используемые в распределенных сетевых накопителях энергии, могут иметь очень большие изменения SOC и много циклов в день.

Важно знать, сколько энергии используется за цикл, и рассчитывать на максимальную пропускную способность и мощность, а не на средний уровень.

Примечания: Для информации

• Типичный небольшой электромобиль будет потреблять от 150 до 250 Втч энергии на милю при нормальном вождении. Таким образом, для диапазона 100 миль при 200 Вт-час на милю потребуется аккумулятор емкостью 20 кВт-ч.
• В гибридном электромобиле используются батареи меньшего размера, но они могут потребоваться для работы при очень высокой скорости разряда до 40 ° C. Если в автомобиле используется рекуперативное торможение, аккумулятор также должен выдерживать очень высокую скорость зарядки, чтобы быть эффективным. См. В разделе о конденсаторах пример того, как это требование может быть выполнено.

Уравнение Пойкерта

Уравнение Пойкерта – удобный способ характеризовать поведение ячейки и количественно определять смещение емкости в математических терминах.

Это эмпирическая формула, которая приблизительно определяет, как доступная емкость батареи изменяется в зависимости от скорости разряда. C = I ⁿ T, где «C» – теоретическая емкость аккумулятора, выраженная в ампер-часах, «I» – ток, «T» – время, а «n» – число Пейкерта, постоянная для данного аккумулятор. Уравнение показывает, что при более высоких токах в батарее меньше доступной энергии. Число Пейкерта напрямую связано с внутренним сопротивлением батареи.Более высокие токи означают больше потерь и меньшую доступную мощность.

Значение числа Пейкерта показывает, насколько хорошо батарея работает при длительных сильных токах. Значение, близкое к 1, указывает на то, что аккумулятор работает нормально; чем выше число, тем больше емкость теряется при разряде аккумулятора при больших токах. Число Пейкерта батареи определяется эмпирически. Для свинцово-кислотных аккумуляторов это число обычно составляет от 1,3 до 1,4

График выше показывает, что эффективная емкость аккумулятора снижается при очень высокой скорости непрерывной разрядки.Однако при периодическом использовании батарея успевает восстановиться в периоды покоя, когда температура также возвращается к уровню окружающей среды. Из-за этой возможности восстановления емкость меньше уменьшается, а эффективность работы выше, если аккумулятор используется с перерывами, как показано пунктирной линией.

Это обратное поведение двигателя внутреннего сгорания, который наиболее эффективно работает при постоянных постоянных нагрузках.В этом отношении электроэнергия – лучшее решение для средств доставки, которые подвержены постоянным перебоям.

Участки Рагон

График Рагона полезен для характеристики компромисса между эффективной мощностью и управляемой мощностью. Обратите внимание, что графики Рагона обычно основаны на логарифмических шкалах.

График ниже показывает превосходную гравиметрическую плотность энергии литий-ионных элементов.Также обратите внимание, что литий-ионные элементы с анодами из титаната лития (Altairnano) обеспечивают очень высокую плотность мощности, но пониженную плотность энергии.

Энергия и плотность мощности – участок Рагона

Источник Альтаирнано

На графике Ragone ниже сравниваются характеристики ряда электрохимических устройств.Это показывает, что ультраконденсаторы (суперконденсаторы) могут обеспечивать очень высокую мощность, но емкость хранилища очень ограничена. С другой стороны, топливные элементы могут хранить большое количество энергии, но имеют относительно низкую выходную мощность.

Ragone Участок электрохимических устройств

Наклонные линии на графиках Ragone показывают относительное время, необходимое для того, чтобы зарядить устройство или выйти из него.С одной стороны, мощность может накачиваться или извлекаться из конденсаторов за микросекунды. Это делает их идеальными для сбора энергии рекуперативного торможения в электромобилях. С другой стороны, топливные элементы имеют очень плохие динамические характеристики, требуя часов для выработки и передачи энергии. Это ограничивает их применение в электромобилях, где они часто используются вместе с батареями или конденсаторами для решения этой проблемы. Литиевые батареи находятся где-то посередине и обеспечивают разумный компромисс между ними.

См. Также Сравнение альтернативных хранилищ энергии.

Характеристики импульса

Способность передавать сильноточные импульсы является требованием многих батарей. Пропускная способность ячейки по току зависит от эффективной площади поверхности электродов. (См. Компромисс между энергией и мощностью). Однако ограничение по току устанавливается скоростью, с которой происходят химические реакции в ячейке.Химическая реакция или «перенос заряда» происходит на поверхности электродов, и начальная скорость может быть довольно высокой, так как химические вещества, расположенные рядом с электродами, преобразуются. Однако, как только это произошло, скорость реакции ограничивается скоростью, с которой активные химические вещества на поверхности электрода могут пополняться путем диффузии через электролит в процессе, известном как «массоперенос». Тот же принцип применяется к процессу зарядки и более подробно описан в разделе «Время зарядки».Следовательно, импульсный ток может быть значительно выше, чем частота C, которая характеризует характеристики непрерывного тока.

Срок службы

Это один из ключевых параметров производительности ячейки, который указывает ожидаемый срок службы ячейки.

Срок службы определяется как количество циклов, которое может выполнить элемент, прежде чем его емкость упадет до 80% от его первоначальной указанной емкости.

Каждый цикл заряда-разряда и связанный с ним цикл превращения активных химикатов, который он вызывает, сопровождается медленным ухудшением химикатов в элементе, что будет почти незаметно для пользователя. Это ухудшение может быть результатом неизбежных нежелательных химических воздействий в ячейке или роста кристаллов или дендритов, изменяющих морфологию частиц, составляющих электроды. Оба эти события могут иметь эффект уменьшения объема активных химических веществ в элементе и, следовательно, его емкости, или увеличения внутреннего импеданса элемента.

Обратите внимание, что элемент не умирает внезапно в конце указанного жизненного цикла, а продолжает свое медленное разрушение, так что он продолжает нормально функционировать, за исключением того, что его емкость будет значительно меньше, чем когда она была новой.

Срок службы батареи, как он определен, является полезным способом сравнения батарей в контролируемых условиях, однако он может не дать наилучшего показателя срока службы батарей в реальных условиях эксплуатации.Элементы редко эксплуатируются в последовательных полных циклах заряда-разряда, они с большей вероятностью будут подвергаться частичным разрядам различной глубины перед полной перезарядкой. Поскольку в частичных разрядах задействовано меньшее количество энергии, аккумулятор может выдерживать гораздо большее количество неглубоких циклов. Такие циклы использования типичны для гибридных электромобилей с рекуперативным торможением. Посмотрите, как продолжительность цикла зависит от глубины разряда (DOD) в разделе «Срок службы батареи».

Срок службы также зависит от температуры, как от температуры эксплуатации, так и от температуры хранения.См. Более подробную информацию в разделе «Неисправности литиевых батарей».

Общая пропускная способность по энергии

Более репрезентативный показатель срока службы батареи – это Lifetime Energy Throughput . Это общее количество энергии в ватт-часах, которое может быть вложено в аккумулятор и снято с него в течение всех циклов в течение срока его службы, прежде чем его емкость снизится до 80% от первоначальной емкости нового аккумулятора.Это зависит от химического состава клетки и условий эксплуатации. К сожалению, эта мера еще не используется производителями элементов питания и еще не принята в качестве отраслевого стандарта для аккумуляторов. Пока он не войдет в широкое использование, его нельзя будет использовать для сравнения производительности элементов от разных производителей таким образом, но, если он доступен, по крайней мере, он предоставляет более полезное руководство для инженеров по применению для оценки срока службы используемых аккумуляторов. в своих проектах.

См. Также Состояние здоровья (SOH) и Расчетный срок службы батареи

Глубокий разряд

Срок службы в цикле уменьшается с увеличением глубины разряда (DOD) (см. Срок службы батареи), и многие химические составы элементов не допускают глубокую разрядку, и элементы могут быть необратимо повреждены при полной разрядке.Специальные конструкции ячеек и химические смеси необходимы, чтобы максимально увеличить потенциальную мощность разряда батарей глубокого разряда.

Зарядные характеристики

Кривые зарядки и рекомендуемые методы зарядки включены в отдельный раздел зарядки

Общие сведения о технических характеристиках аккумуляторов.~ Изучение электротехники

Обычно в листе технических характеристик типичной батареи у вас есть всевозможные технические термины, которые необходимо понимать, чтобы иметь возможность использовать батарею правильным образом, чтобы получить максимальную выгоду от батареи в конкретном приложении. Ниже приведены некоторые из ключевых технических терминов, используемых в характеристиках батарей:

Номинальное напряжение (В)

Это опорное напряжение батареи, которое также иногда называют «нормальным» напряжением батареи.

Напряжение отключения (В)

Это минимально допустимое напряжение аккумулятора. Именно это напряжение обычно определяет «разряженное» состояние батареи.

Емкость или номинальная емкость (AH для определенной скорости C)

Это общий доступный ампер-час, когда батарея разряжается при определенном токе разряда (указанном как C-rate) от 100-процентного состояния заряда до напряжения отключения. Емкость рассчитывается путем умножения тока разряда (в амперах) на время разряда (в часах) и уменьшается с увеличением C-rate.

Состояние заряда (% SOC)
SOC определяется как оставшаяся емкость аккумулятора и зависит от условий его эксплуатации, таких как ток нагрузки и температура. Он рассчитывается как:

$$ SOC = {\ frac {Remaining \ Capacity} {Rated \ Capacity}} $$

Глубина разряда
DOD используется для обозначения разряженного процента от общей емкости батареи.

$$ DOD = 1 – SOC $$

Энергия или номинальная энергия (Втч для определенной скорости C)

Это «энергоемкость» батареи, общее количество ватт-часов, доступное, когда батарея разряжается при определенном токе разряда (указанном как C-rate) от 100-процентного состояния заряда до напряжения отключения.Энергия рассчитывается путем умножения мощности разряда (в ваттах) на время разряда (в часах). Как и емкость, энергия уменьшается с увеличением C-rate.
Номинальная емкость батареи в часах может быть рассчитана как:

$ Номинальная \ Втч = Номинальная \ Ач \ Емкость \ * \ Номинальная \ Батарея \ Напряжение $

Срок службы (число для конкретного DOD)

Это количество циклов разрядки-зарядки, которое может выдержать аккумулятор, прежде чем он перестанет соответствовать определенным критериям производительности.Срок службы оценивается для конкретных условий заряда и разряда. Фактический срок службы батареи зависит от частоты и глубины циклов, а также от других условий, таких как температура и влажность. Чем выше DOD, тем меньше продолжительность цикла.

Удельная энергия (Втч / кг)

Это номинальная энергия батареи на единицу массы, иногда называемая гравиметрической плотностью энергии. Удельная энергия является характеристикой химического состава и упаковки батареи.Выражается в ватт-часах на килограмм (Втч / кг) как:

$$ Specific \ Energy = {\ frac {Rated \ Wh \ Capacity} {Battery \ Mass \ in \ Kg}} $$

.

Удельная мощность (Вт / кг)

Это максимальная доступная мощность на единицу массы. Удельная мощность – это характеристика химического состава и упаковки батареи. Он определяет вес батареи, необходимый для достижения заданной производительности. Выражается в Вт / кг как:

$$ Specific \ Power = {\ frac {Rated \ Peak \ Power} {Battery \ Mass \ in \ Kg}} $$

Пиковая мощность
Пиковая мощность батареи определяется как:
$$ P = {\ frac {2V_ {oc} ^ 2} {9r}} $$
Где:
$ V_ {oc} $ – открытый напряжение цепи батареи
$ r $ – внутреннее сопротивление батареи

Плотность энергии (Втч / л)

Это номинальная энергия батареи на единицу объема, иногда называемая объемной плотностью энергии.Удельная энергия является характеристикой химического состава и упаковки батареи. Наряду с потреблением энергии автомобилем он определяет размер батареи, необходимый для достижения заданного электрического диапазона.

Плотность мощности (Вт / л)

Максимально доступная мощность на единицу объема. Удельная мощность – это характеристика химического состава и упаковки батареи. Он определяет размер батареи, необходимый для достижения заданной цели производительности.

Максимальный непрерывный ток разряда

Это максимальный ток, при котором аккумулятор может непрерывно разряжаться.Этот предел обычно устанавливается производителем батареи, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая может повредить батарею или снизить ее емкость.

Максимальный 30-секундный импульсный ток разряда

Это максимальный ток, при котором аккумулятор может разряжаться импульсами длительностью до 30 секунд. Этот предел обычно устанавливается производителем батареи, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая может повредить батарею или снизить ее емкость.

Напряжение заряда (В)

Это напряжение, до которого заряжается аккумулятор при полной зарядке.Схемы зарядки обычно состоят из зарядки постоянным током до тех пор, пока напряжение аккумулятора не достигнет напряжения заряда, а затем зарядки постоянным напряжением, позволяя току заряда уменьшаться до очень малого.

Напряжение холостого хода (В)

Это напряжение, при котором батарея поддерживается после 100-процентной зарядки SOC для поддержания этой емкости за счет компенсации саморазряда батареи.

(рекомендуется) Ток заряда

Идеальный ток, при котором батарея изначально заряжается (примерно до 70 процентов SOC) при схеме постоянной зарядки перед переходом в режим зарядки при постоянном напряжении.

Внутреннее сопротивление (максимум)

Это сопротивление внутри батареи, обычно разное для зарядки и разрядки.

6.12: Характеристики батареи – Engineering LibreTexts

При выборе батареи необходимо учитывать следующие характеристики батареи:

Напряжение

Теоретическое стандартное напряжение ячейки может быть определено из электрохимического ряда с использованием значений E ^или :

E ^o (катодный) – E ^o (анодный) = E ^o (элемент)

Это стандартное теоретическое напряжение.Теоретическое напряжение ячейки модифицируется уравнением Нернста, которое учитывает нестандартное состояние реагирующего компонента. Нернтовский потенциал будет меняться со временем либо из-за использования, либо из-за саморазряда, посредством которого изменяется активность (или концентрация) электроактивного компонента в ячейке. Таким образом, номинальное напряжение определяется химией ячейки в любой момент времени.

Фактическое создаваемое напряжение всегда будет ниже теоретического напряжения из-за поляризации и потерь сопротивления (падения IR) батареи и зависит от тока нагрузки и внутреннего импеданса элемента.Эти факторы зависят от кинетики электрода и, таким образом, зависят от температуры, состояния заряда и возраста элемента. Фактическое напряжение, появляющееся на клеммах, должно быть достаточным для предполагаемого применения.

Типичные значения напряжения находятся в диапазоне от 1,2 В для никель-кадмиевых аккумуляторов до 3,7 В для литий-ионных аккумуляторов.

На следующем графике показана разница между теоретическим и фактическим напряжениями для различных аккумуляторных систем:

Кривая нагнетания

Кривая разряда представляет собой график зависимости напряжения от разряженной емкости в процентах.Желательна плоская кривая разряда, поскольку это означает, что напряжение остается постоянным по мере разряда батареи.

Вместимость

Теоретическая емкость батареи – это количество электричества, участвующего в электрохимической реакции. Обозначается Q и определяется как:

.

\ [Q = x n F \]

, где x = количество молей реакции, n = количество электронов, перенесенных на моль реакции и F = постоянная Фарадея

Вместимость обычно выражается в массе, а не в количестве молей:

\ [Q = \ frac {n F} {M_ {r}} \]

, где M _r = молекулярная масса.Это дает емкость в единицах ампер-часов на грамм (Ач / г).

На практике полная емкость аккумулятора никогда не может быть реализована, поскольку значительный вес составляют нереактивные компоненты, такие как связующие и проводящие частицы, сепараторы и электролиты, токосъемники и подложки, а также упаковка. Типичные значения варьируются от 0,26 Ач / г для Pb до 26,59 Ач / г для H ₂ .

Плотность энергии

Плотность энергии – это энергия, которая может быть получена равной единице объема веса клетки.

Удельная энергия

Удельная плотность энергии – это энергия, которая может быть получена на единицу веса ячейки (или иногда на единицу веса активного электродного материала). Это произведение удельной емкости и рабочего напряжения за один полный цикл разряда. Как ток, так и напряжение могут изменяться в течение цикла разряда, и, таким образом, полученная удельная энергия рассчитывается путем интегрирования произведения тока и напряжения во времени. Время разряда связано с максимальным и минимальным порогом напряжения и зависит от состояния доступности активных материалов и / или предотвращения необратимого состояния аккумуляторной батареи.

Плотность мощности

Плотность мощности – это мощность, которая может быть получена на единицу веса элемента (Вт / кг).

Температурная зависимость

Скорость реакции в ячейке будет зависеть от температуры в соответствии с теориями кинетики. Внутреннее сопротивление также зависит от температуры; низкие температуры дают более высокое внутреннее сопротивление. При очень низких температурах электролит может замерзнуть, что приведет к снижению напряжения, поскольку движение ионов затруднено. При очень высоких температурах химические вещества могут разлагаться, или может быть достаточно энергии для активации нежелательных обратимых реакций, снижающих емкость.
Скорость уменьшения напряжения с увеличением разряда также будет выше при более низких температурах, как и емкость – это показано на следующем графике:

Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи определяется как количество циклов зарядки / перезарядки, которое может выполнить аккумуляторная батарея, прежде чем ее емкость упадет до 80% от первоначальной. Обычно это от 500 до 1200 циклов.

Срок годности батареи – это время, в течение которого батарею можно хранить в неактивном состоянии до того, как ее емкость упадет до 80%.Уменьшение емкости со временем вызвано истощением активных материалов из-за нежелательных реакций внутри ячейки.

Батареи также могут быть подвержены преждевременному выходу из строя:

• Чрезмерная зарядка
• Перегрузка
• Короткое замыкание
• Потребляет больше тока, чем предусмотрено для производства
• Воздействие экстремальных температур
• Подвержены физическим ударам или вибрации

Задержка напряжения

В некоторых аккумуляторных системах может происходить пассивация .Пассивация – это процесс, при котором образующийся восстановленный продукт (часто оксид) не растворяется в электролите и не отпадает от электрода, а вместо этого образует пленку на поверхности электрода. Это может значительно затруднить реакцию, так как электрический контакт внутри ячейки уменьшается. Это может существенно продлить срок хранения батареи, однако, когда батарея разряжается, начальное напряжение может быть ниже ожидаемого до тех пор, пока покрытие не будет разрушено. Это известно как задержка напряжения .

Смерть батареи из-за старения

За время жизни клетки морфология компонентов будет меняться, что пагубно сказывается на функционировании клетки.

• Кристаллы в ячейке растут, увеличивая импеданс,
• Металлические дендриты растут на клетках, вызывая набухание электродов, заставляя их сближаться и увеличивая саморазряд,
• Дендриты могут проникать в сепаратор, вызывая очень высокий саморазряд или даже короткое замыкание.

В конце концов, внутренний импеданс и саморазряд станут настолько высокими, что аккумулятор больше не будет использоваться.

Металлические дендриты (подробности смотрите на микрофотографии)

Физические требования

Это включает в себя геометрию ячейки, ее размер, вес и форму, а также расположение клемм.

Цикл зарядки / разрядки

Есть много аспектов цикла, которые требуют рассмотрения, например:

• Напряжение, необходимое для зарядки
• Время, необходимое для зарядки
• Наличие источника заряда
• Потенциальная угроза безопасности при зарядке / разрядке

Срок службы

Срок службы аккумуляторной батареи – это количество циклов разрядки / зарядки, которое она может пройти, прежде чем ее емкость упадет до 80%.

Стоимость

Сюда входит начальная стоимость самой батареи, а также стоимость зарядки и обслуживания батареи.

Возможность глубокого разряда

Существует логарифмическая зависимость между глубиной разряда и сроком службы батареи, таким образом, срок службы батареи может быть значительно увеличен, если она не разряжена полностью; Например, батарея мобильного телефона прослужит в 5-6 раз дольше, если перед подзарядкой она разрядится только на 80%.

Для приложений, где это может быть необходимо, доступны специальные аккумуляторы глубокого разряда.

Никель-кадмиевые батареи

Исключением являются никель-кадмиевые батареи, поскольку их частичный разряд вызывает «эффекты памяти»; батарея, кажется, «запоминает», сколько заряда используется, и будет перезаряжать только это количество, а не полное количество заряда.

Фактически, повторяющаяся неглубокая зарядка вызывает изменение кристаллической структуры в батарее: кристаллы в ячейке становятся больше, увеличивая импеданс и тем самым уменьшая ее емкость.

Требования к приложениям

Батареи должно хватить для предполагаемого применения. Это означает, что он должен иметь возможность производить правильный ток с правильным напряжением. Он должен иметь достаточную емкость, энергию и мощность. Он также не должен слишком сильно превышать требования приложения, поскольку это может привести к ненужным расходам; он должен обеспечивать достаточную производительность при минимально возможной цене.

Базовые знания об аккумуляторах | Tech

Типы аккумуляторов и проблемы

Вокруг нас встречаются различные типы электроприборов.За исключением крупногабаритных электроприборов, таких как телевизоры и холодильники, которые питаются от розеток, они работают от батарей. Например, это смартфоны, планшеты и портативный музыкальный проигрыватель. Для больших, например электромобилей. Многие батарейки используются в пультах дистанционного управления для телевизоров, кондиционеров и так далее. Недавно была разработана и продана большая аккумуляторная батарея для домашнего использования для хранения электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями, и для использования в ночное время. Также есть идеи использовать электромобили в качестве аккумуляторных батарей.

В эти изделия встроены различные типы батарей и аккумуляторов, которые используются должным образом в зависимости от области применения. Вы можете узнать о типах батарей и проблемах на этой странице.

Сначала мы познакомимся с типом аккумулятора. Его можно разделить на первичные элементы, такие как сухие батареи, вторичные элементы (перезаряжаемые батареи), которые можно перезаряжать и использовать многократно, и топливные элементы, которые непрерывно вырабатывают электроэнергию за счет химических реакций.Первичный элемент является одноразовым, и он вырабатывает электроэнергию в результате химической реакции, и его больше нельзя использовать, если нет вещества, инициирующего химическую реакцию.

С другой стороны, аккумуляторные батареи можно многократно заряжать и разряжать. Он также генерирует электроэнергию в результате химических реакций, но отличается от первичных клеток обратимостью химической реакции. После разряда нет вещества, которое подвергается химической реакции, можно выполнить «зарядку», чтобы вернуться из состояния после реакции в состояние до реакции.

Однако циклы заряда-разряда имеют верхний предел и могут вызвать временное падение напряжения из-за эффектов памяти. Топливные элементы вырабатывают электроэнергию, реагируя на водород и кислород. В этом случае водород извлекается из сплава для хранения водорода или высвобождает водород, содержащийся в углеводородах, таких как метан, этан, пропан и бутан, в городском газе, и вступает в реакцию с кислородом воздуха. Следовательно, если мы сможем продолжать поставлять материалы для источников водорода, мы сможем продолжить добычу электроэнергии.

Характеристики каждой батареи

Давайте познакомимся с особенностями каждой батареи.

NiCd (никель-кадмиевый аккумулятор), NiMH (никель-металлогидридный аккумулятор)

И NiCd, и NiMH используют гидроксид никеля в качестве положительного электрода. NiCd использует кадмий для отрицательного электрода, NiMH использует сплав для хранения водорода, а электролит представляет собой водный раствор, в основном состоящий из KOH (гидроксида калия). Хотя как NiCd, так и NiMH могут использоваться для мощных приложений, таких как двигатели, NiCd заменяется более безопасным NiMH, потому что NiCd содержит кадмий, который вызывает заболевания, связанные с загрязнением.Сейчас большинство аккумуляторных батарей – никель-металлгидридные. Батареи типа сухих элементов, например eneloop и evolta, также являются NiMH.

NiMH отличается устойчивостью к многократной зарядке и разрядке, а также высокой безопасностью. С другой стороны, NiMH обладает сильным эффектом памяти, и существует проблема, заключающаяся в том, что количество электроэнергии, которая может быть выработана, уменьшается по мере продолжения заряда батареи. Чтобы сбросить этот эффект памяти, его необходимо полностью разрядить, а затем снова зарядить.

LiB (литий-ионная аккумуляторная батарея)

Литий-ионная аккумуляторная батарея

используется в различных продуктах, таких как персональные компьютеры, смартфоны и планшеты.Вы можете подумать, что почти весь LiB используется в батареях, которые существуют вокруг вас. Он также широко используется в качестве аккумулятора для электромобилей. Поскольку LiB имеет очень высокую плотность энергии, примерно в 2,5 раза больше, чем у NiMH, это важный аккумулятор для снижения веса мобильных устройств, таких как мобильные телефоны. Кроме того, поскольку нет эффекта памяти, преимуществом является то, что можно добавить заряд, и он не сильно саморазрядится, даже если оставить его на долгое время.

Таблица.Скорость саморазряда каждой батареи

тип батареи	Скорость саморазряда [% / месяц]
свинцовая аккумуляторная батарея	от 3 до 20
никель-кадмиевый аккумулятор	от 20 до 45
никель-металлогидридный аккумулятор	от 15 до 40
литий-ионный аккумулятор	от 1 до 5

Однако из-за высокой плотности энергии даже небольшое колебание напряжения приводит к перезарядке, что приводит к значительному сокращению срока службы батареи.Кроме того, если перезарядка или переразряд повторяются, внутреннее давление аккумулятора возрастает, что может привести к взрыву или возгоранию. Возможно, вы видели новости о том, что смартфон взорвался и вызвал сильный ожог, или что в самолете взорвалась батарея.

Твердотельный аккумулятор

Одна из проблем вышеперечисленных аккумуляторов – “протечка”. Если оставить его на долгое время, электролит, содержащийся в аккумуляторе, может вытечь. Утечка может вызвать короткое замыкание, а в некоторых случаях может повредить внутреннюю схему.Утечка происходит из-за того, что в качестве электролита используется водный раствор, и чтобы избежать этого, была разработана твердотельная батарея с твердым электролитом. Преимущество в том, что с ним легко обращаться, и вероятность аварии меньше.

С другой стороны тоже есть недостаток. Твердотельная батарея, разработанная Toyota для электромобилей, представляет собой литий-ионную аккумуляторную батарею, в которой используется твердый электролит на основе сульфида и положительный электрод со слоистым оксидом, и в настоящее время она имеет объемную плотность энергии всего около 200 Втч / л.Это меньше половины. Чтобы увеличить дальность плавания, необходимо увеличить объемную плотность энергии до 400–600 Втч / л, и в настоящее время ее разработка продолжается.

Металло-воздушная батарея

В металло-воздушной батарее в качестве положительного электрода используется кислород из воздуха, а в качестве отрицательного электрода – металл. Он используется для небольших и легких электроприборов, таких как слуховые аппараты и кухонные таймеры. Щелочные металлы, такие как Li, Na и Ca, а также щелочноземельные металлы вступают в химическую реакцию с кислородом воздуха для извлечения электричества.

Поэтому, когда он не используется, держите его защищенным, чтобы блокировать доступ кислорода, и снимайте экран, когда он используется. Производительность аккумулятора зависит от используемого металла (элемента), и достоинством является то, что его можно уменьшить, поскольку он не требует электролита. С другой стороны, его сложно разработать как перезаряжаемую батарею, потому что металл вызывает рост дендритов во время зарядки, и необходима инфраструктура для переработки.

Топливная батарея

Топливные батареи принципиально отличаются от аккумуляторных батарей, представленных до сих пор.По сути, вы можете думать об этом как о генераторе. Другими словами, продолжая подавать какое-то топливо, генератор продолжает вырабатывать электроэнергию.

Хотя создается впечатление, что вряд ли такое, как у нас, «ENE-FARM» от Panasonic является типичным примером бытовой топливной батареи. Водород, который используется в качестве топлива, и кислород воздуха взаимодействуют друг с другом с образованием воды и выработки электроэнергии. Электроэнергия вырабатывается обратной реакцией эксперимента по электролизу воды, проводимого в научных экспериментах.

Однако, поскольку водород имеет высокую скорость реакции и требует внимания при обращении, например, с топливной батареей, которую предполагается установить на электромобиль, он не должен накапливаться, даже если водород протекает или водород не выходит в окружающую среду.

Двухслойный конденсатор

Это своего рода конденсатор, который в последние годы стал центром внимания. Как и батарея, он состоит из электрода и электролита, но когда между электродами прикладывается напряжение (до такой степени, что электролит не разлагается), есть область, где увеличивается заряд электрода и противоположный знак. вокруг электрода.Затем он может хранить потенциал, как конденсатор, и это называется конденсатором с двойным электрическим слоем.

Подобно аккумуляторным батареям, его можно многократно заряжать и разряжать, но он отличается высокой скоростью заряда и разряда, поскольку образует только двойной электрический слой. Однако плотность энергии меньше по сравнению с аккумуляторными батареями. С другой стороны, плотность энергии выше, чем у керамических конденсаторов, но номинальное напряжение ниже.

Соответствующие технические знания

Рекомендуемые товары

Продукция

Matsusada может использоваться во всех типах аккумуляторных батарей и конденсаторов для разработки, оценки и тестирования.

Ссылка (японский сайт)

Типы и характеристики батарей | Tech

Тип батареи

Аккумуляторные батареи имеют различные характеристики в зависимости от их типа.Сначала мы познакомимся с типом батареи.

LiB

Литий-ионный аккумулятор

используется в различных приложениях, от небольших устройств, таких как смартфоны, до устройств, устанавливаемых на электромобили и летательные аппараты. Он отличается высокой плотностью энергии, небольшими размерами и малым весом при такой же емкости.

NiMH

Сухие аккумуляторные батареи размера AA и AAA, такие как eneloop и Evolta, почти используют никель-металлогидридные батареи (некоторые никель-кадмиевые батареи остались).Однако, поскольку схема предотвращения перезарядки различается в зависимости от продукта, необходимо использовать специальное зарядное устройство для предотвращения утечки жидкости и ухудшения срока службы.

Свинцовая аккумуляторная батарея

Третий – свинцовая аккумуляторная батарея. Свинец (Pb) используется для отрицательного электрода, диоксид свинца (PbO ₂ ) используется для положительный электрод, а в качестве электролита используется разбавленная серная кислота. Это универсальная аккумуляторная батарея в качестве батареи 12 В для запуска. автомобили и мотоциклы, поэтому можно сказать, что это привычная аккумуляторная батарея.

NAS (натрий-сера) Батарея

В батарее NAS (натрий-сера) для отрицательного электрода используется натрий (или натрий, Na), а для положительного электрода – сера (S). Форд Мотор объявил об этом принципе в 1967 году, и NGK является первой аккумуляторной батареей в мире, коммерциализированной. Для изготовления изделий используется тонкая керамика. электролит, разделяющий два электрода. В отличие от обычных аккумуляторных батарей, Na и S, используемые в электродах, являются жидкостями, а мелкодисперсный керамический электролит – твердым.

Он в основном прикреплен к электростанциям, использующим природную энергию, такую ​​как солнечная энергия и энергия ветра. Он используется для регулировки количества подаваемой мощности и поддержания качества электроэнергии.

Батарея Redox Flow

Наконец, это проточная батарея окислительно-восстановительного потенциала. НАСА провозгласило основной принцип в 1970-х годах, а окислительно-восстановительный потенциал – это придуманное слово, объединяющее восстановление и окисление. Присоедините электрод к ячейке и поместите в центре диафрагму, через которую могут проходить только ионы водорода.Затем два разных электролита из внешнего резервуара циркулируют насосами к электродам, разделенным диафрагмой, для ускорения окислительно-восстановительной реакции и заряда / разряда. В настоящее время практическое применение находит применение растворов на основе ванадия для обоих электролитов. Когда пятивалентный ион ванадия становится четырехвалентным в положительном электроде, а двухвалентный ион ванадия становится трехвалентным в отрицательном электроде, электроны могут высвобождаться из отрицательного электрода и переноситься на положительный электрод.
Во время зарядки происходит обратная реакция.

Они также прикреплены к электростанциям, работающим на естественной энергии, например, к батареям NAS.

Различные функции в зависимости от аккумуляторной батареи

Далее мы познакомимся с особенностями каждой батареи.

LiB

Литий-ионные аккумуляторы

имеют электродвижущую силу около 3,7 В и обладают тем преимуществом, что независимо друг от друга достигают высокого напряжения. Электродвижущая сила сила зависит от типа оксида лития, используемого для положительного электрода.Основными материалами положительного электрода являются кобальтат лития (LiCoO ₂ ), манганат лития (LiMn ₂ O ₄ ), никелат лития (LiNiO ₂ ), фосфат лития-железа (LiFePo ₄ ) и т. Д. на. Кобальт и марганец имеют максимальное напряжение 4,2 В. С другой стороны, фосфаты железа имеют низкое напряжение около 3,6 В, но продолжительность цикла заряда / разряда в три-четыре раза больше. Еще одно преимущество – отсутствие эффекта памяти.

Однако есть недостаток, потому что он использует Li с чрезвычайно высокой реакционной способностью.Меры безопасности важны, как и в случае с батареей NAS, описанной ниже.
Есть три типа литий-ионных батарей: цилиндрические, квадратные и ламинатные. Цилиндрический тип при разрыве вызывает большой ущерб окружающей среде, потому что внутреннее давление газа, создаваемое циклами заряда / разряда, трудно избежать. По сравнению с этим квадратный тип легко расширяется, облегчая сброс внутреннего давления. Хотя именно ламинат легче всего снимает давление, это означает, что он легко разбухает.Если он опух, вам следует прекратить его использование.

Контроль постоянного тока / постоянного напряжения используется для заряда. Это тот же принцип, что и для быстрой зарядки свинцовых аккумуляторных батарей, описанный ниже. Сначала зарядка фиксированным током (например, током 1 Кл), но когда напряжение достигает 4,2 В, зарядка меняется на постоянное напряжение. Ток постепенно уменьшается до полного заряда.
Однако с соединениями лития трудно обращаться, и перезарядка может привести к серьезным несчастным случаям.Следовательно, требуются функции защиты, такие как остановка зарядки, когда напряжение элемента составляет 4,30 ± 0,05 В или более.

NiMH

Никель-металлогидридные батареи имеют электродвижущую силу 1,2 В, которая почти такая же, как у никель-кадмиевых батарей. Их воздействие на окружающую среду невелико, поскольку они не используют кадмий. Используя сплав для хранения водорода в качестве отрицательного электрода, водород можно эффективно вводить и выводить, поэтому плотность энергии выше, чем у NiCd, несмотря на то же напряжение.Удобство, которое можно приобрести в магазине, также является преимуществом NiMH.

С другой стороны, эффект памяти – это недостаток. Следовательно, необходимо соблюдать осторожность при зарядке / разрядке, и если добавление и повторение заряда повторяются, произойдет падение напряжения, и существует высокая вероятность того, что напряжение, необходимое для работы устройства, не может поддерживаться.

Регулятор постоянного тока используется для зарядки. Напряжение аккумулятора возрастает по мере приближения к полной зарядке, но при перезарядке напряжение падает.Поскольку необходимо прекратить зарядку в этой точке, выполните регулировку ΔV в цепи управления. Абсолютный контроль температуры (контроль dT / dt) для обнаружения повышения температуры может использоваться вместе. Это также для NiCd.

Свинцовая аккумуляторная батарея

Свинцовая аккумуляторная батарея может получать относительно высокое напряжение с электродвижущей силой около 2,24 В. Мы не можем использовать приложения, в которых количество циклов заряда / разряда велико, но преимущество состоит в том, что их можно легко получить без эффектов памяти.Имеющийся в продаже аккумулятор на 12 В реализуется путем последовательного подключения шести аккумуляторных батарей.

Еще одно преимущество – устойчивость к перепадам температур. В случае автомобильных аккумуляторов он находится в диапазоне от 80 до -18 градусов, чтобы соответствовать характеристикам разрядки.
В конкретном случае также доступны -30 градусов, но рекомендуется 25 градусов в качестве правильной температуры. Причина в том, что при использовании в низкотемпературной среде концентрация электролита уменьшается по мере протекания разряда, так что электролит замерзает и разряд не может продолжаться.Или не достигает этой точки, есть проблема, что количество электричества, которое может быть отключено, невелико.

Недостатком является то, что допустимое количество циклов зарядки / разрядки невелико, как описано ранее. Это приводит к тому, что электродная пластина разбивается из-за многократного расширения и сжатия электрода при зарядке / разряде.

Контроль постоянного напряжения используется для заряда. Контроль конуса V и контроль постоянного тока / постоянного напряжения используются, когда вы хотите быстро зарядить.В отличие от управления постоянным током / постоянным напряжением, которое точно регулирует ток и напряжение, проектирование схемы может быть выполнено относительно недорого в случае использования управления конусом V, поскольку оно прекращает заряд только при резком повышении напряжения.

NAS (натрий-сера) Батарея

Внутри батареи NAS при разрядке происходит следующая реакция.

Когда натрий становится одновалентным ионом, он испускает электроны, в то время как полисульфид натрия образуется на положительном электроде.При зарядке это обратная реакция. Аккумуляторы
NAS имеют почти такую ​​же плотность энергии, что и литий-ионные аккумуляторы, и не саморазряжаются. Еще одно преимущество – возможность быстрой зарядки / разрядки.
Есть и минус. Самым большим из них является использование натрия с очень высокой реакционной способностью по отношению к отрицательному электроду, поэтому существует вероятность воспламенения. Если есть даже небольшие отверстия или щели, они вступают в реакцию с водяным паром в воздухе и выделяют тепло. Поэтому при разработке аккумуляторов NAS необходимо проводить различные тесты для подтверждения характеристик безопасности, такие как внешний нагрев, погружение в воду, падение и внешнее короткое замыкание.

Батарея Redox Flow

Проточная окислительно-восстановительная батарея имеет длительный срок службы заряда / разряда, превышающий 10 000 раз, и имеет то преимущество, что она может использоваться более 10 лет. Электролиты на основе растворов ванадия негорючие, а работа от аккумуляторов осуществляется при комнатной температуре. Таким образом, отсутствует опасность воспламенения или взрыва, и нет необходимости в термостойкости, поэтому также возможна эксплуатация более 20 лет.
Кроме того, поскольку емкость аккумулятора определяется количеством электролита, а выходная мощность также определяется размером стопки аккумуляторных элементов, их можно проектировать индивидуально.Это также преимущество при проектировании и разработке.
С другой стороны, поскольку миниатюризация невозможна, она ограничивается крупными объектами. Это также связано с тем, что плотность энергии составляет всего от 25 до 35 Втч / кг, и только от половины до 1/8 от 80–200 Втч / кг литий-ионных батарей. Если плотность энергии не может быть увеличена путем разработки раствора электролита, миниатюризация затруднена.

Таблица1. Контроль заряда для каждого типа батареи

тип батареи	режим контроля заряда
никель-кадмиевый аккумулятор никель-металлогидридный аккумулятор	– Управление ΔV (управление постоянным током / низким напряжением) Использование функции падения напряжения непосредственно перед полной зарядкой.Если он обнаружит падение значения напряжения, он прекратит зарядку.
	dT / dt control (абсолютный контроль температуры) Использование функции быстрого повышения температуры непосредственно перед полной зарядкой. Зарядка прекращается, если скорость повышения температуры превышает установленное значение.
свинцовая аккумуляторная батарея	Контроль постоянного напряжения Зарядка при постоянном напряжении.Текущее значение постепенно уменьшается по мере приближения к полной зарядке.
	Регулировка конуса V Переключение посредством управления постоянным током на фиксированное напряжение и прекращение зарядки при достижении установленного значения напряжения. Легко контролировать, но заряжен не полностью.
	Контроль постоянного тока / постоянного напряжения Зарядка с помощью контроля постоянного тока до фиксированного напряжения и после достижения установленного значения напряжения, зарядка с контролем постоянного напряжения.Может быть полностью заряжен, но требует точного контроля.
литий-ионный аккумулятор	Регулятор постоянного тока Зарядка фиксированным током. Чтобы предотвратить перезарядку, необходимо контролировать, когда напряжение достигает установленного значения, или завершать зарядку за фиксированное время.
	Контроль постоянного тока / постоянного напряжения Зарядка с помощью контроля постоянного тока до фиксированного напряжения и после достижения установленного значения напряжения, зарядка с контролем постоянного напряжения.Может быть полностью заряжен, но требует точного контроля.

Соответствующие технические знания

Рекомендуемые товары

Продукция

Matsusada может использоваться во всех типах аккумуляторных батарей и конденсаторов для разработки, оценки и тестирования.

Ссылка (японский сайт)

Руководство по пониманию технических характеристик аккумулятора

Yuasa Number

Каталожные номера аккумуляторов Yuasa

основаны на стандарте BBMS (Британское общество производителей аккумуляторов), который используется и понимается британскими предприятиями вторичного рынка в течение многих лет.

Номер DIN 72310 1988

Используемая для идентификации типов батарей, система номеров деталей DIN (Немецкий промышленный стандарт) традиционно используется в Европе, но теперь она заменена системой номеров ETN.
например 560,49

• 1-я цифра – Напряжение
  • 1-2 = батарея 6 В
  • 5-7 = батарея 12 В
• 2-я и 3-я цифры – номинальная мощность
  • 560 = 60 Ач при 20-часовом режиме работы
  • 660 = 160 Ач при 20-часовом режиме
• 4-я и 5-я цифры – уникальный кодовый номер, указывающий на срок службы аккумулятора и характеристики

Номер ETN

ETN (европейский типовой номер) был введен для замены номера DIN во время европеизации стандартов на батареи.ETN представляет собой комбинацию системы нумерации DIN, которая упрощает переход и дает дополнительные технические подробности.

Внедрение системы ETN привело к тому, что за период формального контроля вплоть до 2006 года было выпущено около 2000 номеров деталей, что может привести к дополнительной путанице, если перекрестные ссылки номеров деталей требуются без формальных записей индекса номеров. Контроль над выпуском номеров со стороны Eurobat был прекращен в 2006 году, и впоследствии выпускаемые номера сейчас трудно понять, поскольку официальные централизованные записи не хранятся и не выпускаются.
9-значный ETN предлагает дополнительную информацию к системе нумерации DIN.
например 536 046 030

• 1-я цифра Напряжение – 1-2 = 6 В Батарея, 5-7 12 В Батарея
• 2-я и 3-я цифры – номинальная емкость
  • 560 = 60 Ач при 20-часовом режиме
  • 660 = 160 Ач при 20-часовом режиме
• 4-я, 5-я и 6-я цифры – Уникальный кодовый номер
  • 5-я и 6-я цифры могут иногда относиться к более старой конструкции батареи и оригинальному номеру DIN (4-я и 5-я цифры)
  • Уникальный кодовый номер дает подробную информацию об уровне износостойкости, уровне производительности холодного запуска, уровне вибрации, крышке, клеммах и зажимных деталях
• 7-я, 8-я и 9-я цифры – Характеристики холодного пуска
  • Существует 2 разных рейтинга EN: EN1 и EN2
  • Это может вызвать путаницу, поскольку конечному пользователю непонятно, какой стандарт используется, особенно при использовании цифровых тестеров проводимости, которые в настоящее время не могут выполнять испытания по обоим стандартам.
  • Подробная информация о спецификациях, в соответствии с которыми поставляется аккумулятор, скрыта в уникальном кодовом номере.

Характеристики холодного пуска (амперы)

Характеристики холодного пуска (CCA) измеряют пусковые характеристики аккумулятора. Проще говоря, чем выше CCA, тем легче будет завести автомобиль.

SAE (J537, июнь 1994 г., американский стандарт)

Это стартовый тест согласно SAE (Общество автомобильных инженеров).Тест показывает, что аккумулятор при температуре –18 ° C будет обеспечивать ток, равный току холодного пуска, в течение 30 секунд при напряжении выше 7,2 вольт (3,6 вольт для аккумулятора на 6 вольт).

Несмотря на конструкцию батареи, приблизительное соотношение SAE и DIN CCA составляет: – SAE = (DIN x 1,5) + 40.
Производительность батареи быстро падает с температурой, поэтому этот тест является хорошей проверкой пусковой способности батареи. С 10-секундным напряжением рейтинга EN и его необходимостью поддерживать от 30 секунд до 7.2 В, тест SAE дает хорошее представление о высокой емкости аккумулятора.

DIN (Немецкий промышленный стандарт при -18 ° C)

Опять же, как и в случае с SAE, тест DIN проводится при -18 ° C. Полностью заряженный аккумулятор разряжается до 6 В номинальным испытательным током. Напряжение должно быть не менее 9,0 В через 30 секунд, а время достижения 6 В должно составлять не менее 150 секунд.

В зависимости от конструкции батареи соотношение DIN и SAE CCA приблизительно равно: – DIN = (SAE – 40) x 0.66.
С появлением современных автомобилей с системой впрыска топлива и необходимостью быстрого запуска стандарт DIN потерял популярность среди производителей автомобилей. Тем не менее, он показывает четкую взаимосвязь с количеством материалов, используемых в батарее, но не с запуском.

IEC (Международная электротехническая комиссия) (IEC 60095-1, ноябрь 2006 г.)

Опять же, испытание IEC проводится при -18 ° C. После периода отдыха до 24 часов после приготовления (согласно п.6.2 стандарта) аккумулятор помещают в охлаждающую камеру с циркуляцией воздуха при температуре -18 ° C +/- 1 ° C до тех пор, пока температура среднего элемента не достигнет -18 ° C +/- 1 ° C. Затем батарея разряжается в соответствии со стандартом, и требуется, чтобы напряжение составляло 7,5 В через 10 секунд и 7,2 В через 30 секунд. Затем батарея выдерживается в течение 20 +/- 1 секунды, после чего батарея разряжается на 60% от первоначального тока и должна соответствовать напряжению 6 В через 40 секунд, в соответствии с таблицей 7 стандарта.Стандарт IEC имеет взаимосвязь между стандартами SAE и IEN1, и для батарей Yuasa значение SAE можно принять равным IEC.

EN (EN50342.1A1, ноябрь 2011 г., п. 5.3)

Испытание EN также проводится при -18 ° C. Однако требование EN разделено на два уровня: EN1 и EN2.

EN1 – Батарея должна соответствовать напряжению 7,5 В через
10 секунд; и после 10 секунд отдыха батарея дополнительно разряжается @ 0,6 x исходный ток и требуется 73 секунды на второй стадии, что дает общий комбинированный период разряда 90 секунд (предположим, что начальный период равен (10 с / 0.6) 16,7 секунды.

EN2 – Первый разряд такой же, как EN1, но второй период разрядки до 6,0 В должен составлять 133 секунды, что дает общее время 150 секунд. Способность разрядного тока соответствовать обоим конструкциям во многом зависит от конструкции батареи и может варьироваться от производителя к производителю и от конструкции к конструкции. Однако, если посмотреть на результаты сравнительного анализа наших конкурентов в Yuasa, соотношение между EN1 и EN2 следующее: –
EN2 = 0,85–0,92% EN1

Из-за этой взаимосвязи мы обычно указываем SAE как наш стандарт, чтобы избежать путаницы.

JIS (D5301: 1999)

Испытание по японскому промышленному стандарту проводится при -15 ° C. Автомобильные аккумуляторы обычно испытываются при токе 150 или 300 А с различным напряжением 10/30 с и требованиями к долговечности до 6 В. Мы полагаем, что для европейских приложений это не дает четкого представления покупателю о возможности запуска батареи и редко демонстрируется и используется на европейском вторичном рынке.

Судовой механизм кривошипа (MCA)

Этот судовой тест проворачивания двигателя основан на требовании SAE CCA, но проводится при более высокой температуре 0 ° C, обычно обозначается на аккумуляторах как CA (ток пуска) или MCA (ток пуска в судостроении), а не CCA (ток холодного пуска).Пусковой ток (CA / MCA) обычно на 25% выше, чем у соответствующей батареи с маркировкой SAE CCA. Рекомендуется проверить это в отношении любых запросов о пусковом токе, связанных с судном.

На мировом рынке существует множество стандартов автомобильных аккумуляторов. Yuasa в настоящее время использует стандарт SAE CCA как норму, что дает четкое и сбалансированное представление о характеристиках проворачивания аккумулятора между пусковыми характеристиками и стартовой выносливостью.

В соответствии с Директивой о маркировке емкости EU1103: 2010 Yuasa использует емкость (20 часов) и EN1 CCA, как указано в стандарте EN50342.1 A1 2011. Обратите внимание, что из-за проблем с алгоритмом в существующих на рынке тестерах импеданса все испытания батарей Yuasa должны проводиться по старому алгоритму SAE (не EN или IEC, поскольку диапазоны все еще указаны для устаревших версий стандарта).

Минуты резервной мощности (EN50342.1 A1, ноябрь 2011 г., пункт 5.2)

Резервная емкость – это время в минутах, в течение которого батарея при 25 ° C может выдавать ток 25 А до тех пор, пока напряжение не упадет до 10,50 В (5,25 В для 6-вольтовой батареи).

25 А представляет собой типичную электрическую нагрузку на автомобиль при нормальных условиях работы, поэтому резервная мощность указывает время, в течение которого автомобиль с нормальной электрической нагрузкой будет работать с неисправным генератором или ремнем вентилятора. Это хороший практический тест.

Очевидно, что чем больше электрических аксессуаров вы отключите, тем дальше вы сможете проехать на машине.

Резервная емкость первоначально использовалась для указания емкости аккумулятора в случае отказа системы зарядки (динамо) и оставшегося времени вождения после того, как впервые загорелся индикатор зарядки.С большей надежностью современных систем зарядки транспортных средств прямая полезность резервной емкости для автомобильного пользователя упала, но показывает относительное снижение производительности батареи при увеличении тока разряда.

Емкость в ампер-часах при 20-часовом режиме (Ач) (EN50342.1 A1, ноябрь 2011 г., пункт 5.1)

Емкость в ампер-часах измеряет общее количество электроэнергии, хранящейся в батарее.

Ампер-час представляет собой количество электричества, когда ток в 1 ампер проходит в течение 1 часа.

Емкость в ампер-часах зависит от скорости разряда аккумулятора; чем медленнее разрядка, тем большее количество электричества выдает аккумулятор.

Емкость в ампер-часах – это количество электричества, которое батарея выдает в течение 20 часов, прежде чем напряжение упадет до 10,50 В. Например, батарея на 60 Ач будет обеспечивать ток 3 А в течение 20 часов.

Рекомендуемая скорость заряда (амперы)

Это рекомендуемый ток для зарядки аккумуляторов с помощью зарядного устройства постоянного тока.

Дополнительные сведения см. В разделе G «Все, что вам нужно знать о батареях».

Размеры – длина (мм)

Это размер самой длинной части батареи, включая прижим, если он установлен.

Размеры – ширина (мм)

Это размер самой широкой части батареи, включая прижим, если он установлен.

Размеры – высота (мм)

Это общая высота аккумулятора до верхних частей клемм, если они выступают за крышку.

Масса с кислотой (кг)

Это средний вес поставляемой батареи.

Схема ячейки

Схема расположения элементов

и схемы полярности можно найти на вкладке «Диаграммы» на каждой странице с аккумулятором Yuasa. Кроме того, можно загрузить техническое описание батареи.

Терминал

Информацию о типе клеммы, установленной на батарею, можно найти на вкладке «Технические характеристики», а также на вкладке «Диаграммы».

Характеристики контейнера

Опять же, информацию об удержании контейнеров и других функциях можно найти на «вкладке диаграмм» на каждой странице с аккумулятором Yuasa.

Ручки

Информацию о том, оснащен ли аккумулятор ручками для переноски, также можно найти во вкладке «Технические характеристики».

Отвод воздуха

В настоящее время в линейке есть несколько аккумуляторов с торцевым отводом воздуха, а не с обычным отводом через отдельные вентиляционные заглушки.

Информацию о том, оборудован ли аккумулятор торцевым отводом воздуха на отрицательном конце, можно найти на вкладке «Технические характеристики».
Аккумуляторная батарея оснащена выходом для отвода газа в соответствии с EN60095-2 + EN50342.2 2007, пункт 5.5.3 и рисунок 10, позволяющие удаленно вентилировать аккумулятор.

Индикатор состояния заряда

Умный плавающий шар и призма, установленный на одном элементе батареи, чтобы дать быстрое визуальное представление о состоянии заряда батареи и уровне электролита в батарее. Если возникают проблемы, это следует использовать как совет для поиска дополнительной инженерной поддержки.

Элементы крышки

Указание на конструктивную особенность крышки, которая может зависеть от комплектации автомобиля: –

• Блок – Т-образная крышка, обеспечивающая углубление для клемм, а для европейских типов этого достаточно для зажима сверху в соответствии с IEC 60095-2 и EN50342.2 007 п. 5.5.1.
• Flat – Плоская крышка без выступающих заглушек, которые могут мешать производителю с верхней зажимной рамой.
• Заглушки с выступом – Конструкция вентиляционной заглушки с выступом располагается над верхней поверхностью крышки.

Характеристики полу тяги

Это делает аккумулятор подходящим для приложений, в которых есть некоторые велосипедные нагрузки (например, автомобили с гидробортом).

GS Yuasa Автомобильный онлайн-инструмент поиска аккумуляторов

GS Yuasa стремится включить самую последнюю и точную информацию в онлайн-инструмент для поиска аккумуляторов.Мы собираем данные оригинального оборудования и сравниваем эту информацию с аккумуляторами в нашем ассортименте. Затем мы выводим соответствие между оригинальной батареей, установленной производителем транспортного средства, и линейкой аккумуляторов GS Yuasa.

Неизбежно могут быть незначительные различия в CCA и Ah между тем, что было изначально установлено, и батареей в нашем ассортименте. Очень небольшие различия не окажут вредного воздействия на электрическую систему автомобиля.

Банкноты

В течение всего срока службы любой свинцово-кислотной автомобильной аккумуляторной батареи ее емкость будет медленно уменьшаться из-за эффектов старения и использования.По окончании срока службы батареи недостаток емкости и последующее падение напряжения могут вызвать коды электрических ошибок. При установке новой батареи любые коды ошибок, вызванные старой батареей, могут остаться. Когда автомобиль попадает в гараж, можно предположить, что проблема возникла из-за новой батареи. Небольшие различия в ампер-часах между оригинальными и неоригинальными батареями не вызовут подобных проблем с электричеством.

Стандарты аккумуляторов

, такие как EN50342.1, допускают отклонения в фактических Ач и номинальных значениях, указанных на этикетке, для учета отклонений при производстве.Эти различия будут очевидны для оригинальных аккумуляторов, как и для любых вторичных аккумуляторов.