Аккумуляторные батареи
сообщение №893
Характеристика аккумуляторных батарей.
Работоспособность и техническое состояние батарей определяются следующими основными показателями: плотностью электролита, электродвижущей силой, напряжением, внутренним сопротивлением, емкостью.
Плотность электролита. В процессе разряда аккумулятора часть серной кислоты в электролите затрачивается на образование сернокислого свинца в активной массе положительных и отрицательных пластин и одновременно образуется вода, поэтому плотность электролита постепенно уменьшается примерно на 0,16. Например, если в заряженном аккумуляторе плотность электролита была 1,27, то в конце допустимого разряда она уменьшится до 1,11.
При заряде аккумулятора происходит распад сернокислого свинца активной массы положительных и отрицательных пластин и воды в электролите. В результате химических реакций образуется серная кислота при одновременном уменьшении количества воды; поэтому плотность электролита увеличивается.
Плотность электролита влияет на величину э. д. с., напряжение, внутреннее сопротивление и емкость аккумулятора, а также на температуру замерзания воды в электролите. Наибольшая емкость батареи будет при плотности электролита 1,285. Электролит плотностью 1,27 замерзает при —58° С, а плотностью 1,11 — при —18° С.
Электродвижущая сила (э. д. с.) аккумулятора зависит в основном от плотности электролита; чем больше плотность электролита, тем больше э. д. с. аккумулятора. Электродвижущую силу аккумулятора измеряют вольтметром при разомкнутой внешней цепи. При отсутствии вольтметра для определения э. д. с. аккумулятора (Е) нужно к величине замеренной плотности (d) электролита прибавить число 0,84.
Например, при плотности электролита d = 1,27 э. д. с. аккумулятора будет равна E = d + 0,84 = 1,27 + 0,84 = 2,11 в. В разряженном аккумуляторе при плотности электролита 1,11 э. д. с. аккумулятора будет равна Е = 1,11 + 0,84 = 1,95 в.
По величине э. д. с. нельзя судить о степени заряда аккумулятора. Если в разряженный аккумулятор залить электролит повышенной плотности, то и э. д. с. аккумулятора увеличится.
Внутреннее сопротивление батареи должно быть очень малым, что необходимо для получения большой силы разрядного тока при работе стартера.
Например, внутреннее сопротивление исправной заряженной батареи 6-СТ-68 при +40° Си плотности электролита 1,27 составляет 0,01 Ом, а разряженной — около 0,02 Ом.
Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от количества пластин и их площади, пористости и толщины сепараторов, изменения температуры и плотности электролита и состояния активной массы пластин.
Для уменьшения сопротивления и увеличения разрядной емкости батареи в зимнее время нужно утеплять ее или устанавливать под капотом двигателя.
Напряжение (U) батареи при ее разряде всегда меньше э. д. с. (Е) на величину падения напряжения (IR) ; U = Е — IR.
Напряжение (U) на зажимах батареи будет заметно снижаться при увеличении силы разрядного тока (I) и внутреннего сопротивления (R) аккумуляторов батареи. В момент включения стартера напряжение на зажимах исправной и предварительно заряженной 12-вольтовой батареи снижается до 7—8 в, что значительно ухудшает работу системы зажигания и других потребителей.
Номинальная емкость аккумуляторной батареи определяется количеством электричества в ампер-часах, которое полностью заряженная батарея отдает, разряжаясь до 1,7 в на зажимах одного аккумулятора при силе тока, равной 0,1 емкости, и температуре электролита +30° C. Емкость батареи зависит от количества пластин и их размера, пористости активной массы, температуры электролита и силы разрядного тока.
Увеличение активной массы пластин увеличивает емкость батареи.
Повышение температуры также увеличивает емкость батареи, так как электролит становится менее вязким и проникает глубже в поры активной массы пластин. Повышение температуры на 1° увеличивает емкость батареи на 1 % при нормальной силе разрядного тока и до 2% — при большой силе разрядного тока.
Увеличение силы разрядного тока уменьшает емкость батареи, так как на поверхностных слоях пластины образуется сернокислый свинец, препятствующий проникновению электролита в поры активной массы и активная масса внутренних слоев пластин не будет участвовать в работе.
Например, если исправная и заряженная батарея 6-СТ-68 при силе разрядного тока 6,8 а и температуре электролита +30° C отдает 68 а-ч, то при температуре электролита 0° C она отдает только 47,6 а-ч, а при стартерном режиме разряда силой тока 205 а при температуре электролита +30° С — только 18,7 а-ч, а при более низкой температуре еще меньше.
На автомобилях ГАЗ-66 устанавливают батареи 6-СТ-68 ЭМСЗ; ЗИЛ-131 — 6-СТ-78 ЭМСЗ; КрАЗ-257 — 6-СТ-128 ЭМСЗ.
Выключатель аккумуляторной батареи.
Для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и длительной стоянке автомобиля применяют выключатель (рис. 35), устанавливаемый на полу кабины водителя.
Рис. 35. Выключатель ВК318 аккумуляторной батареи: а — выключен; б — включен1 — изолированный контакт; 2 — вспомогательный контактный диск; 3 — основные контактные пластины, 4 — корпус; 5 — держатель основных пластин; 6 — резиновая шайба; 7 — шток с кнопкой выключения; 8 и 11 — уплотнители штоков; 9 — пружина вспомогательного контактного диска; 10 — шток с кнопкой включения; 12 — кольцевая выточка штока; 13 — крышка фиксаторного механизма; 14 — пружина фиксаторной пластины; 15 — крышка выключателя; 16 — фиксаторная пластина; 17 — ось крепления основных контактных пластин;18 — контакт, соединенный с массой; 19 — пружины основной контактной пластины; 20 — пружины подъема штока; 21 — винт крепления корпуса с крышкой; 22 — держатель вспомогательного контактного диска; 23 — изоляционные шайбы
В корпусе 4 выключателя закреплены два латунных неподвижных контакта 1 и 18; контакт 1 изолирован от массы, а контакт 18 хорошо соединен с массой.
Две основные контактные пластины 3 шарнирно укреплены на оси 17 и нагружены пружинами 19. Вспомогательный контактный диск 2 изолирован от держателя 22 и отжимается вниз пружиной 9.
Подъем штока 10 вверх вместе с контактными пластинами 3 и вспомогательным диском 2 обеспечивается двумя пружинами 20, установленными на винтах 21.
Для включения батареи на массу нажимают на кнопку штока 10, шток опускается и происходит замыкание контактов 1 и 18 сначала вспомогательным диском 2, а затем основными контактными пластинами 3.
При таком положении штока усилием пружин 14 фиксаторная пластина 16 входит в кольцевую выточку 12 штока и запирает шток во включенном положении.
Для выключения батареи от массы нажимают на кнопку штока 7, тогда фиксаторная пластина 16 выходит из кольцевой выточки 12 штока и усилием пружин 20 шток 10 с укрепленными на нем контактными пластинами 3 и диском 2 поднимается вверх и произойдет выключение контактов 1 и 18.
В.М. Кленников, Н. М. Ильин
Статья из книги «Устройство грузового автомобиля». Читайте также другие статьи из
Глава «Электрооборудование»:
- Генераторы и реле-регуляторы
- Приборы зажигания
- Контактно-транзисторная система зажигания
- Стартеры
- Контрольно-измерительные приборы. Приборы освещения и сигнализации
авточтиво, Устройство грузовых автомобилей
Поделиться в FacebookДобавить в TwitterДобавить в Telegramизмерение удельного веса: Техническая поддержка
Удельный вес:
Самый точный и прямой способ проверить состояние заряда элемента батареи — определить удельный вес электролита батареи. Чем выше удельный вес электролита, тем выше степень заряда. Лучший способ по-настоящему контролировать вашу систему в течение всего срока ее службы — это регулярно снимать и записывать показания удельного веса.
К сожалению, пользоваться ареометрами непросто. Тестирование может занять много времени, возможны ошибки, и необходимо учитывать безопасность. По этим причинам мы представляем этот бюллетень.
Типы ареометров
Ареометры бывают разных размеров и форм. Мы рекомендуем ареометр с поплавком, помещенный в стеклянный сосуд с резиновой грушей, чтобы набрать кислоту в трубку. Держитесь подальше от плавающих цветных шариков, так как дополнительная неточность приводит к очень субъективному тестированию. Ареометр должен давать вам числовые показания непосредственно с прибора. Хороший ареометр имеет точность +/- 0,005 пункта, поэтому 1,265 может считываться в диапазоне 1,260-1,270. Точность прибора должна быть известна.
Проверка калибровки
Как и в случае любого измерительного оборудования, делать выводы на основе результатов не стоит усилий, если оборудование не откалибровано.
Правильный способ проверить калибровку ареометра — проверить ареометр на известном эталоне, который имеет точность еще на один десятичный знак. Эти ареометры; однако очень дорогой (100-150 долларов США) и его легко сломать.
Самый простой и дешевый способ, когда есть оборудование, это отмерить объем кислоты и взвесить его. Небольшой градуированный цилиндр и электронные весы идеальны. Затем удельный вес рассчитывается следующим образом:
SG = Масса (г) / Объем (мл)
Для преобразования в шкалу удельного веса на основе воды необходимо использовать метрические единицы. Влагомер калибруется, если он соответствует образцу в пределах производственного допуска.
Метод использования
Точные процедуры зависят от прибора, и они даны как общие процедуры и предполагают ареометр со стеклянным поплавком и корпусом.
- Наденьте защитные очки и резиновые перчатки.
- Рекомендуется отключать аккумулятор, особенно при высокой скорости заряда/разряда.
- Снимите крышку вентиляционного отверстия. Аккуратно вставьте ареометр в ячейку, не нажимая на верхнюю часть пластин.
- Осторожно наберите жидкость в ареометр, избегая ударов по ареометру. Будьте осторожны, поплавок не залит (слишком много жидкости) и не прилипает к стенкам стеклянной трубки.
- Получите показания, глядя прямо на поплавок.
- Повторите шаги 3–5, чтобы подтвердить чтение.
- ЗАПИШИТЕ номер ячейки и результат.
- Если очень тепло или очень холодно, скорректируйте удельный вес по температуре. Если температура окружающей среды достаточно постоянна и берется первоначальный вес при вводе батарей в эксплуатацию, коррекция температуры не так критична и необходима только в случае возникновения проблем. Убедитесь, что электролит не горячий, если он только что выведен из эксплуатации. Дайте ему достичь комнатной температуры.
Простая процедура состоит в том, чтобы пронумеровать ячейки, начиная с положительной ячейки, и двигаться от ячейки к ячейке по направлению к отрицательной клемме. Если это часть программы профилактического обслуживания, полезно пронумеровать батареи.
Поправка на температуру
SG кислоты зависит от температуры. Если температура очень низкая или очень высокая, это может привести к неверным показаниям. Чтобы скорректировать температуру, используйте следующие уравнения: уравнения или ниже 70ºF вычтите баллы (0,003 на 10ºF), а выше 70ºF добавьте баллы.
Это действительно для 0-130ºF или -17,8- 54,4ºC
Ниже показано приблизительное состояние заряда при различной плотности при 77ºF / 25ºC.
| Charged | Specific Gravity |
| 100% | 1.255-1.275 |
| 75% | 1.215-1.235 |
| 50% | 1.180-1.200 |
| 25% | 1. 155-1.165 |
| 0% | 1,110-1,130 |
В лучшем случае точность ареометров составляет +/-0,005 пункта. Напряжение можно использовать для оценки состояния заряда, однако следует соблюдать осторожность при интерпретации показаний напряжения.
К сожалению, мы не смогли быть полезными. Помогите нам улучшить эту статью своими отзывами.
Ванадиевая окислительно-восстановительная батарея – Исследовательская группа Чжана
Краткое описание ванадиевой окислительно-восстановительной батареи
Введение
Ванадиевая окислительно-восстановительная батарея — это тип перезаряжаемой проточной батареи, в которой для хранения химической потенциальной энергии используются ионы ванадия в различных степенях окисления. [1] Настоящая форма (с сернокислотными электролитами) была запатентована Университетом Нового Южного Уэльса в Австралии в 1986 году.
Свойства
| Обычная емкость | 250 МВтч (регулирование частоты) 4-40 МВтч (коммунальные) |
| Выходная мощность | 50 МВтч (регулирование частоты) |
| Плотность энергии | 15–25 Вт·ч/л (54–65 кДж/л) |
| Плотность мощности | 800 Вт/ч |
| Продолжительность нормальной зарядки и разрядки | 5 часов (регулировка частоты) 4 часа (утилита) |
| Время отклика | 0,001–0,02 с |
| Срок службы в годах | 15-25 |
| Срок службы в циклах | >10000 |
| Эффективность туда и обратно | 65%-75% (Регулировка частоты) 65%-70%(Полезность) |
| Капитальные затраты на мощность | 620-740/кВтч (частотное регулирование) 750-830/кВтч (коммунальные) |
Области применения
Уникальные преимущества проточных ванадиевых аккумуляторов обеспечивают широкое применение в приложениях.
1. Рынок ветроэнергетики
В настоящее время ветряным турбинам требуется электроэнергия, мощность которой примерно эквивалентна 1% свинцово-кислотной батареи для защиты лопастей вентилятора в аварийных ситуациях. Дополнительно каждый ветрогенератор оснащается необходимой мощностью, примерно эквивалентной мощности от 10% до 50% динамических аккумуляторных батарей. Для вентилятора вне сети вам потребуется большая доля динамических аккумуляторных батарей. В будущем ванадиевые аккумуляторы могут заменить существующие свинцово-кислотные аккумуляторы для построения динамических систем накопления энергии ветровых электростанций.
2. Правила электроснабжения
Основными методами регулирования пиковой мощности являются ГАЭС. Из-за того, что гидроаккумулирующая электростанция построена на двух водохранилищах по большим географическим условиям, сооружение непросто построить на равнинах с большой площадью и высокой стоимостью обслуживания. Аккумулирующая электростанция на ванадиевых батареях может быть построена без географических ограничений, с небольшой площадью и низкими затратами на обслуживание.
Рис. 1. Системы VRB-ESS компании PancifiCorp мощностью 2 МВтч, штат Юта.
3. Фотоэлектрическая электростанция
Как следует из названия, для производства фотоэлектрической энергии требуется солнечная энергия. В вечернее время и в дождливые дни электроэнергия не вырабатывается, поэтому возникает потребность в аккумуляторных батареях. Из-за того, что емкость и срок службы существующих свинцово-кислотных аккумуляторов очень ограничены, ванадий в фотогальваническом элементе в качестве аккумулятора энергии будет хорошим выбором.[4]
Рис. 2. Автономная зарядная станция для ванадиевых аккумуляторов Cellstrom Austria емкостью 100 кВт·ч к быстрой сильноточной зарядке и большой токовой глубине разряда, высокой удельной мощности. это может быть решено, вызванное проблемами загрязнения воздуха выбросами транспортных средств.
5. Источник бесперебойного и аварийного питания
ИБП можно использовать не только в офисных зданиях, театрах, больницах, аварийном освещении и других местах, но также можно использовать в качестве резервного питания компьютера и некоторой военной техники.
Преимущества
1. Выходная мощность ячейки зависит от размера стека, в зависимости от емкости хранения и концентрации запасов электролита, поэтому его конструкция очень гибкая. При определенной выходной мощности мы можем увеличить емкость накопителя, до тех пор, пока увеличивается объем резервуара для хранения электролита или увеличивается концентрация электролита.
2. Активные материалы ванадиевых батарей присутствуют в жидкости, и имеется только один ионный электролит. Отсутствие заряда и разряда других ионов, что приводит к более длительному сроку службы по сравнению с другими вариантами аккумуляторов.
4. Низкий саморазряд и саморазряд в баке без электролита отсутствует, когда система находится в выключенном состоянии.
5. Ванадиевая аккумуляторная система может быть полностью автоматизирована в закрытом режиме, не загрязняет окружающую среду, отличается простотой обслуживания и низкими эксплуатационными расходами.
6. Это безопасно из-за отсутствия потенциальной опасности взрыва или возгорания.
7. Детали аккумуляторов в основном изготовлены из недорогих углеродных материалов, инженерных пластиков, которые легко перерабатываются. Драгоценный металл в качестве электродного катализатора отсутствует.
8. С высоким КПД до 70%.
Недостатки
- Низкая плотность энергии, текущая плотность энергии передовых продуктов составляет всего около 40 Втч/кг, что связано с трудностями при хранении и обращении с большими объемами (несколько коррозионно-активных) жидких электролитов.
- Текущий международный продвинутый уровень диапазона рабочих температур от 5 ° до 45 ° C, который очень строго регулируется, когда температура слишком высокая или слишком низкая.