Параметры аккумулятора автомобиля: Ошибка 404. Страница с указанным адресом не существует.

Содержание

Характеристики автомобильных аккумуляторов

Без аккумулятора автомобиль превращается в бесполезную недвижимость — лишь редкие современные машины допускается заводить с толчка. Аккумулятор служит источником питания не только для стартера, но и для многочисленных электронных устройств, отвечающих за безопасность либо комфортабельность транспортного средства. Именно поэтому к подбору батареи стоит относиться очень серьёзно — неподходящее устройство может стать причиной отказа автомобиля в неподходящий момент либо даже его повреждения. Чтобы не допускать подобных ошибок, стоит внимательно рассмотреть основные характеристики аккумулятора для автомобиля.

Совместимость

Современные аккумуляторы максимально унифицированы, что позволяет облегчить их выбор, но между батареями всё же имеется немало различий. Главной отличительной чертой аккумулятора является его номинальное напряжение. Выделяют три основных вида батарей:

  • 6 Вольт — для мопедов, багги, некоторых квадроциклов и прочей лёгкой техники;
  • 12 Вольт — все легковые автомобили, большинство мотоциклов и квадроциклов;
  • 24 Вольт — тяжёлые дизельные грузовики, спецтехника.

Конечно, существуют и нестандартные аккумуляторы, однако ими комплектуется только техника, изготовленная в единичном экземпляре.

Большинство современных батарей по-прежнему имеет классическую свинцово-кислотную компоновку. Её нельзя назвать наиболее эффективной, однако такая технология позволяет достичь оптимального баланса между характеристиками аккумулятора и его стоимостью. В последнее время начали набирать популярность гелевые батареи. Принцип их действия аналогичен, однако такие аккумуляторы содержат очень густой электролит, который не допускает выхода газов наружу — это позволяет улучшить характеристики устройства и сделать его максимально безопасным. Существуют батареи, созданные с применением никель-металлгидридной технологии и литиевые аккумуляторы (литий-ионные, литий-полимерные, литий-фосфатные) — обычно они предназначаются для гибридных транспортных средств и несовместимы с электросетью обычного автомобиля.

При покупке аккумулятора необходимо обращать внимание на его клеммы, которые различаются по толщине и полярности. В отечественных и европейских автомобилях применяется прямая полярность батарей, что предполагает расположение плюсовой клеммы справа. Японские и некоторые американские автомобили требуют установки батарей с обратной полярностью — теоретически, можно использовать и другой аккумулятор, но для этого понадобится существенно удлинить провода. Толщина клемм может соответствовать двум стандартам — наиболее распространён европейский, которому соответствует диаметр 19,5 мм у контакта «+» и 17,9 мм у «-». Альтернативой ему служит азиатский стандарт, у которого диаметр клемм равен 12,7 и 11,1 мм соответственно.

Нельзя забывать о наружных габаритах батареи, например, в лёгких грузовиках могут использоваться 12-вольтовые приспособления с крупным корпусом, которые точно не подойдут для установки на легковушку. Покупателю рекомендуется обращать внимание и на тип крепления аккумулятора, который может быть верхним либо нижним. Закрепить батарею можно и с помощью самодельного фиксатора, но никто не даст гарантию надёжности электросистемы в этом случае. Чтобы не допустить ошибки при покупке, лучше перепишите всю информацию со старого аккумулятора либо возьмите с собой инструкцию по эксплуатации транспортного средства. Продавец поможет вам разобраться в условных обозначениях и подберёт подходящую батарею.

Электротехнические параметры

Главной характеристикой любого аккумулятора — в том числе и не автомобильного, является его ёмкость, которая измеряется в Ампер-часах (Ач). Подбор оптимальной батареи в этом случае осуществляется по рекомендациям производителя — в инструкции по эксплуатации транспорта должна указываться минимально допустимая ёмкость для гарантированного запуска мотора. Специалисты дают следующие рекомендации по выбору аккумуляторов:

  • До 40 Ач — малолитражные легковые авто, использующиеся в тёплом климате;
  • До 60 Ач — бензиновые авто в умеренном климате;
  • До 80 Ач — бензиновые и некоторые дизельные авто в холодном климате;
  • До 100 Ач — любые бензиновые и дизельные легковые машины;
  • Свыше 100 Ач — коммерческая и специальная техника.

Покупать батарею чрезмерно большой ёмкости не рекомендуется, поскольку генератор не будет успевать подзаряжать её и со временем произойдёт накопление серы в ячейках. В условиях суровой зимы неполная зарядка мощного аккумулятора способна уменьшить срок его службы почти вдвое.

Перед покупкой следует внимательно изучить характеристики аккумулятора

Очень большое значение имеет ток холодной прокрутки — он показывает, какой будет отдача аккумулятора при попытке завести автомобиль после ночи, проведённой под открытым небом на морозе. Существует два стандарта измерения этого показателя, которые отличаются базовыми условиями — DIN и EN. Продавцы иногда идут на махинации, пытаясь выдать ток по EN за DIN и привлечь клиента завышенными характеристиками аккумулятора — чтобы избежать этого, нужно самостоятельно взглянуть на изделие и найти соответствующие буквы после обозначения тока холодной прокрутки. Нормальным значением согласно DIN является ток выше 250 А, в соответствии с EN — 420 А и выше.

Рассматривая характеристики автомобильного аккумулятора, обязательно обратите внимание на резервную ёмкость такого компонента. В отличие от основного параметра, она измеряется не в Ампер-часах, а минутах, в течение которых батарея сможет работать без подзарядки с нагрузкой в 25 А. Такой стандарт измерения соответствует ситуации, в которой генератор выходит из строя холодной зимней ночью. Показатель позволяет узнать, хватит ли заряда, чтобы доехать домой либо до СТО с включёнными фарами, обогревом салона и всеми электронными системами. Резервная ёмкость батареи должна превышать 40 минут — оптимальным вариантом считаются модели с показателем, составляющим 60–120 минут непрерывной автономной работы автомобиля.

Технологии

Наибольшее распространение на территории России получили обслуживаемые аккумуляторы, которые требуют регулярного долива дистиллированной воды для поддержания свойств электролита. Главное преимущество подобной технологии — невысокая себестоимость изделия, а также его превосходная надёжность. Обслуживаемый аккумулятор не боится глубокого разряда и может быть восстановлен после длительного хранения автомобиля под открытым небом на морозе. Очень популярная модификация таких батарей — малообслуживаемые устройства, которые требуют восполнения запаса дистиллированной воды примерно один раз в год против 2–3 раз у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Такие приспособления имеют увеличенный срок эксплуатации и большую морозостойкость.

Однако в последнее время на российский рынок вышли необслуживаемые батареи, которые вовсе не требуют долива электролита и могут работать без вмешательства человека в течение всего срока годности. Жидкость в их банках может быть впитана в специальный стекловолоконный наполнитель, который препятствует её испарению. Кроме того, недавно были разработаны и гелевые аккумуляторы, технические характеристики которых также позволяют называть их необслуживаемыми. Благодаря добавлению кремния в электролит, он превращается в густой гель, не испаряющийся и не меняющий своего объёма даже под воздействием сильного нагрева. Гелевые аккумуляторы считаются наиболее безопасными — благодаря полному отсутствию газообразования их можно хранить даже в жилых помещениях.

Поскольку свинец достаточно плохо переносит длительное пребывание в агрессивной среде, которую представляет собой электролит на базе серной кислоты, его необходимо легировать для получения требуемых параметров надёжности. Чаще всего используется сурьма, которая делает батарею намного более устойчивой к таким воздействиям, как нагрев и переохлаждение. Однако аккумуляторы с большим количеством сурьмы имеют достаточно серьёзный недостаток, который представлен закипанием электролита при значительных отклонениях электротехнических параметров от нормы. Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны батареи с другими легирующими веществами — наибольшую популярность получил кальций.

Кальциевые батареи очень надёжны и долговечны, а также практически не подвержены разрушению при воздействии на них ударных нагрузок и вибраций. Образующийся при контакте с серной кислотой сульфат кальция покрывает свинцовые пластины аккумулятора, защищая их от коррозии и чрезмерного перегрева при перезарядке. Как результат, устройства кальциевого типа выдерживают скачки напряжения в пределах 25% без существенных повреждений. Казалось бы, кальциевые батареи, эффективные и недорогие в производстве, должны полностью вытеснить с рынка устройства другого типа. Однако стоит обратить внимание на значительные недостатки таких аккумуляторов:

  • Потеря половины ёмкости при первом глубоком разряде без возможности её последующего восстановления;
  • После потери 70% ёмкости существует вероятность полного выхода из строя батареи — это может произойти, если автомобиль долгое время будет стоять с включённым электрооборудованием;
  • Кальциевые устройства запрещается использовать в автомобилях с неисправным электрооборудованием — это гарантированно нарушает их нормальную работу;
  • При температуре ниже -30 градусов хранить кальциевый аккумулятор лучше в тёплом помещении — иначе гарантию его исправности получить не удастся;
  • Для перезарядки такого приспособления потребуется дорогостоящее зарядное устройство с электронным управлением.

Чтобы избавиться от недостатков кальциевых и сурьмянистых аккумуляторов, многие крупные компании начали выпуск гибридных батарей, в которых используется оба легирующих элемента. Они имеют умеренную надёжность и ёмкость, но не повреждаются при глубоком разряде и не требуют соблюдения столь же строгих правил. Существуют и альтернативные гибридные батареи, в которых вторым легирующим элементом кроме кальция является серебро. Такие устройства очень надёжны и долговечны, а также невосприимчивы к быстрому глубокому разряду, но по понятным причинам дороги. Выпускаются и малосурьмянистые аккумуляторы, в которых содержание легирующего элемента не превышает 3% — они невосприимчивы к нагреву и глубокому разряду, но имеют ограниченный срок пригодности.

Дополнительная информация

Обслуживаемые аккумуляторы позволяют контролировать уровень электролита без малейших проблем — достаточно открутить пробку одной банки, чтобы увидеть, требуется ли долив дистиллированной воды. Однако малообслуживаемые и необслуживаемые устройства такой возможности не предоставляют — без помощи специалиста получить доступ к внутренним компонентам таких батарей не удастся. Контроль плотности электролита осуществляется в них с помощью специального индикатора, называемого «магическим глазком». В зависимости от степени износа батареи он меняет свой цвет с зелёного на красный, сигнализируя о необходимости обслуживания либо замены источника питания. В моделях с белыми стенками уровень электролита удаётся замерить, посветив на них фонариком.

Многие современные аккумуляторы оснащены полиэтиленовым пористым сепаратором, который устанавливается внутри их корпуса — такое приспособление предотвращает замыкание пластин между собой и существенно повышает срок эксплуатации устройства. Сепаратор улучшает характеристики источника питания, предотвращая его разрушение при длительном воздействии вибраций или сильных ударов. Ещё одним защитным компонентом для батареи является отсекатель пламени, который предотвращает возгорание и взрыв при попадании на корпус искры. Он применяется в качественных устройствах обслуживаемой и малообслуживаемой компоновки, повышая уровень защиты автомобиля.

При сильном нагреве батареи серная кислота, содержащаяся в электролите, способна испаряться, образуя едкий аэрозоль. Его появление представляет собой угрозу для безопасности транспорта, а также снижает остаточный срок эксплуатации приспособления. Чтобы устранить эти проблемы, аэрозоль необходимо улавливать и осаждать обратно в резервуары. Для этого применяют крышки аккумуляторов с лабиринтной формой — она позволяет осаждать электролит в форме конденсата, стекающего в банки через специальные каналы.

Аккумуляторы могут комплектоваться защитными крышками и колпачками, которые предотвращают случайный контакт клемм с металлическими деталями автомобиля или проводами — с их помощью удаётся избежать появления серьёзных неполадок электросистемы. Некоторые модели нестандартных размеров, например, азиатские батареи либо изделия для специальной техники, могут комплектоваться набором переходников. В них часто включены накладки, обеспечивающие фиксацию широких клемм на тонких стержнях, а также провода увеличенной длины для быстрой смены полярности. Среди особенностей батарей нужно назвать и наличие ручки для переноски — она выручает автомобилистов, которым приходится поднимать источник питания на высокий этаж многоквартирного дома для его прогрева.

Оптимальный выбор

При подборе аккумуляторной батареи обязательно обратите внимание на её совместимость с вашим автомобилем — достаточно перепутать напряжение или полярность, чтобы устройство не подошло для транспортного средства. Оцените объём двигателя и климатические условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль — от этих параметров зависит ёмкость и сила тока холодной прокрутки. Только после определения этих характеристик приступайте к выбору аккумулятора по технологии его изготовления. Если автомобиль будет использоваться в тёплом климате, стоит отдать предпочтение кальциевой модели, а в холодном — гибридной либо малосурьмянистой. Не забывайте проверять, соответствует ли выбранная вами батарея стандартам надёжности и безопасности.

Размеры автомобильных аккумуляторов

Содержание:

Важность выбора правильных габаритов аккумуляторных батарей

Размеры аккумуляторных батарей стандартизированы. Однако количество стандартных размеров достаточно велико. Выбрать правильный размер АКБ важно, от этого зависит возможность правильного закрепления батареи штатным креплением и установки на штатном месте.

При выборе АКБ для автомобиля необходимо учитывать:

  • габаритные размеры аккумулятора;
  • расположение клемм аккумулятора;
  • полярность клемм;
  • тип и размер клемм аккумулятора.

В этой статье мы постараемся систематизировать информацию о размерах автомобильных аккумуляторов, производимых по различным стандартам. Надеемся, что собранная нами информация будет полезна при осуществлении подбора необходимого АКБ.

Размеры аккумуляторов европейского производства ёмкостью от 40 до 70 Ач

Аккумуляторные батареи небольшой ёмкости, выпускаемые европейскими производителями, имеют следующие габариты:

  • длина от 175 до 242 мм;
  • стандартная ширина — 175 мм;
  • два размера по высоте — 175 и 190 мм.

Фото небольших аккумуляторов европейского стандарта

Таблица габаритных размеров автомобильных аккумуляторных батарей стандарта «Европа» ёмкостью от 40 до 70 Ач

Тип аккумуляторной батареи Размер аккумулятора
длина/ширина/высота (мм)
1 Европа 42 6СТ-42 175/175/190
2 Европа 44 6СТ-44 207/175/175
3 Европа 52 6СТ-52 207/175/190
4 Европа 60 6СТ-60 242/175/190
5 Европа 61 6СТ-61 242/175/175
6 Европа 62 6СТ-62 242/175/190
7 Европа 63 6СТ-63 242/175/190


Размеры аккумуляторов европейского производства ёмкостью от 70 до 225 Ач

Аккумуляторные батареи большой ёмкости, выпускаемые европейскими компаниями, имеют следующие габариты:

  • длина от 278 до 518 мм;
  • ширина от 175 до 240 мм;
  • высота от 175 до 242 мм.

Фото больших аккумуляторов европейского стандарта

Таблица габаритных размеров автомобильных аккумуляторных батарей стандарта «Европа» ёмкостью от 70 до 225 Ач

Тип аккумуляторной батареи Размер аккумулятора
длина/ширина/высота (мм)
1 Европа 72 6СТ-72 278/175/175
2 Европа 74 6СТ-74 278/175/190
3 Европа 77 6СТ-77 278/175/190
4 Европа 80 6СТ-80 315/175/175
5 Европа 95 6СТ-95 353/175/190
6 Европа 100 6СТ-100 353/175/190
7 Европа 110 6СТ-110 390/175/190
8 Европа 140 6СТ-140 513/189/223
9 Европа 180 6СТ-180 518/240/242
10 Европа 200 6СТ-200 518/240/242
11 Европа 225 6СТ-225 518/240/242


Размеры аккумуляторов азиатского производства ёмкостью от 35 до 70 Ач

Аккумуляторные батареи небольшой ёмкости, выпускаемые азиатскими компаниями, имеют следующие габаритные размеры:

  • длина от 187 до 261 мм;
  • ширина от 127 до 175 мм;
  • высота от 190 до 227 мм.

Фото небольших аккумуляторов азиатского стандарта

Таблица габаритных размеров автомобильных аккумуляторных батарей стандарта «Азия» ёмкостью от 35 до 70 Ач

Тип аккумуляторной батареи Размер аккумулятора
длина/ширина/высота (мм)
1 Азия 35 NS40Z 187/127/227
2 Азия 40 NS40Z 187/127/227
3 Азия 45 NX100-S6S 238/129/227
4 Азия 60 55D23R 232/173/225
5 Азия 65 75D23R 232/173/190
6 Азия 70 NX110-5 261/175/220


Размеры аккумуляторов азиатского производства ёмкостью от 90 до 120 Ач

Аккумуляторы большой ёмкости, производимые азиатскими изготовителями, имеют следующие размеры:

  • длина 306 мм;
  • ширина 173 мм;
  • высота 225 мм.

Фото больших аккумуляторов азиатского стандарта

Таблица габаритных размеров автомобильных аккумуляторных батарей стандарта «Азия» емкостью от 90 до 120 Ач

Тип аккумуляторной батареи Размер аккумулятора
длина/ширина/высота (мм)
7 Азия 90 NX120-7 306/173/225
8 Азия 95 NX120-7 306/173/225


Габаритные размеры аккумуляторов различных стандартов и таблица заменяемости батарей

В качестве дополнительной информации приведём таблицу размеров АКБ некоторых марок, выполненных по различным стандартам.

Таблица габаритов аккумуляторных батарей известных производителей

Таблица габаритов аккумуляторных батарей по стандарту DIN с указанием типа батареи

Дополнительную информацию о правилах подбора автомобильного аккумулятора смотрите в следующем видеоролике.


Читайте также:

Размеры аккумуляторов для авто: габаритная таблица

Отправляясь в магазин за АКБ, многие автовладельцы в первую очередь смотрят на такие параметры, как ёмкость (А/ч), ток пуска, дату изготовления. И это правильно. Но нельзя забывать и о мелочи, а именно габаритных размерах автомобильного аккумулятора. Попытайтесь поставить АКБ, используемую в японских машинах, на авто, произведённое в Европейском Союзе: у вас ничего не выйдет. И всё дело не только в типе клемм или полярности. Неудача будет обусловлена именно габаритами изделия. Так какие же размеры аккумулятора наиболее ходовые в мире и как они связаны с иными параметрами?

Размеры АКБ

Число штатных габаритов, предлагаемых рынком, достаточно велико. При этом в разных частях света требования к типоразмерам автомобильных аккумуляторов совсем не похожи. В Европе свои стандарты, в Азии свои, и североамериканский континент использует совсем другие варианты конструкции. А вот в Южной Америке выпускают аккумуляторы, которые можно смело устанавливать как на европейские, так и на отечественные автомобили.

Современные типоразмеры аккумуляторов

Что касается автомобилей из Азии, здесь всё связано со стремлением производителей к выпуску машин, где подкапотное пространство максимально уплотнено. Это вынудило конструкторов комплектовать технику высокими, но узкими и короткими батареями. Поэтому, покупая авто из Кореи либо Японии, имейте в виду, что после окончания срока эксплуатации родной АКБ на замену придётся подыскивать только фирменное изделие.

У североамериканских батарей свои заморочки. Дело в том, что клеммы находятся не вдоль наиболее длинной стороны, а на боку. Помимо этого они ещё и могут быть снабжены внутренней резьбой. И если вы стали владельцем машины, произведённой на североамериканском континенте, то аккумуляторы, реализуемые на территории РФ, вряд ли подойдут к данному авто. В таких случаях не рекомендуется заниматься самодеятельностью: целесообразнее заказать оригинальную АКБ. Попытки слепить что-то своё зачастую заканчиваются печально: плохой контакт между клеммой и проводом может привести к искрообразованию, что чревато возникновением пожара.

Высота аккумулятора с клеммами и без

Контакты батареи тоже важный момент. Здесь большую роль играет их расположение, размеры. Если брать в расчёт европейские, российские и южноамериканские модели изделий, то клеммы могут быть расположены разными способами:

  • прямая полярность: справа «минус» («масса»), слева «плюс»;
  • обратная полярность подразумевает противоположное расположение клемм.

Чтобы правильно выяснить полярность, достаточно батарею повернуть к себе фирменной наклейкой. Если не посчастливилось и в вашем распоряжении оказалась батарея с не таким, как надо, расположением клемм, можно (но не рекомендуется) нарастить провод. В подобном случае целесообразнее подыскать на авторынке или в магазине цельный кабель нужной длины.

Интересно: изредка в продаже попадаются АКБ с клеммами по диагонали или по центру корпуса. Их можно ставить почти на все машины. Форма, размер аккумуляторных контактов тоже бывают разными. Чаще всего они имеют вид конуса. Автомобильные наконечники проводов соответствуют такой конструкции. При этом верхний диаметр «минуса» по размеру чуть уступает «плюсу». Кроме этого конусные клеммы могут быть маленькими, что характерно для продукции японского автопрома. Существуют и более экзотические варианты:

  • под винтовое крепление;
  • под болт;
  • в виде уголка.

При покупке АКБ стоит обращать внимание на высоту аккумулятора с клеммами или без. На большинстве батарей пробки или крышки банок расположены на более высокой части, которая выше контактов. Поэтому их соприкосновение с капотом невозможно. Однако есть модели, где верхняя часть корпуса не в виде ступеньки, а совершенно плоская. В этом случае тщательно измерьте высоту контактов на родной АКБ, чтобы не допустить их замыкания через капот автомобиля.

Ещё один важный нюанс: речь идёт о креплении батареи к кузову машины. Многие совершают ошибку, никак не закрепляя батарею. А это чревато:

  • сокращением срока эксплуатации из-за тряски и вибраций;
  • возможным выливанием кислоты при ДТП, что опасно для здоровья.

Поэтому, приобретая батарею, обратите внимание на возможность её фиксации. Если АКБ крепится через верх, то причин для волнений нет, можно покупать любую. Но некоторые (например, на ВАЗ2108-2105) крепятся посредством специального выступа снизу, который есть не на каждой батарее.

Габаритные таблицы

Габаритные размеры автомобильных аккумуляторов напрямую связаны с ёмкостью. По этому признаку их и разделяют в первую очередь. Далее рассмотрены размеры изделий в зависимости от континента, где они выпускаются.

Европа

АКБ, выпущенные в государствах Евросоюза, имеющие ёмкость 40–70 А/ч, обладают следующими габаритами:

  • длина: 175–242 мм;
  • ширина: 175 мм;
  • две высоты: 175 и 190 мм.

В последнем случае имеется в виду расстояние от дна изделия до основания клемм и до наивысшей плоскости, где расположены пробки либо крышка банок.

Таблица габаритов аккумулятора для авто

Ёмкость (А/ч)Размеры (мм): длина, ширина и высота
42175х175х190
44207х175х175
52207х175190
60242х175х190
61242х175х175
62242х175х190
63242х175х190

Европейские батареи, имеющие ёмкость 70–225 А/ч, имеют следующие габариты:

  • длина: 278–518 мм;
  • ширина: 175–240 мм;
  • высота: 175–242 мм.

Таблица размеров аккумуляторов для авто

Ёмкость (А/ч)Размеры (мм): длина, ширина и высота
72272х175х175
74278х175х190
77278х175х190
80315х175х175
95353х175х190
100353х175х190
110390х175х190
140513х189х223
180, 200 и 225518х240х242

Азия

Батареи малой ёмкости, выпускаемые в Корее, Японии, Китае, Таиланде, имеют следующие типоразмеры:

  • длина: 187–261 мм;
  • ширина: 127–175 мм;
  • высота: 190–227 мм.

Таблица габаритных размеров автомобильных аккумуляторов

Ёмкость (А/ч)Размеры (мм): длина, ширина и высота
35 и 40187х127х227
45238х129х227
60232х173х225
65232х173х190
70261х175х220

АКБ, выпускаемые азиатскими компаниями и обладающие ёмкостью 90–120 А/ч, имеют фиксированную длину, ширину и высоту: 306, 173, 225 мм соответственно. В ряде случаев возможна замена азиатской батареи на европейскую и наоборот. Но тогда необходимо вооружиться рулеткой и тщательно измерить не только габариты самого корпуса, но и высоту клемм.

Самый лучший вариант при покупке батареи – купить точно такую же. Если нет возможности, принесите свою как образец или попросите продавца, чтобы он разрешил примерить изделие к вашей машине. Кроме того, можно воспользоваться приведёнными выше таблицами.

Таблица размеров аккумуляторов для автомобилей: габариты

Одной из важнейших характеристик при выборе аккумуляторной батареи является ее габаритные размеры. На этот показатель стоит обратить особое внимание, так как могут возникнуть трудности при дальнейшем монтаже источника питания в подкапотном пространстве. Бывают случаи, когда из–за акб другого размера не удается подключить клеммы, они банально оказываются короткими. Для того чтобы не столкнуться с такого рода проблемами, ниже будет представлена таблица размеров аккумуляторов для автомобилей.

Содержание

От габаритов аккумулятора, прежде всего, зависят его мощностные и емкостные характеристики. Эти величины прямо пропорциональны размерам, а значит и емкости батареи.

Также могут отличаться своими размерами клеммы и их расположение на корпусе. Специалисты рекомендуют приобретать аккумуляторы по размерам, которые идентичны размерам первоначально установленного агрегата, желательно того – же производителя.

Современные стандарты аккумуляторов

В настоящее время типоразмеры акб строго регламентированы общепринятыми стандартами качества. Перечислим основные их виды:

  1. Европейский стандарт. По нему производятся аккумуляторы, предназначенные к эксплуатации в автомобилях европейского и нашего, российского производства (в данном случае стоит обратить внимание на полярность клемм, она обычно противоположная).
  2. Североамериканский стандарт. Токоотводы на этих батареях расположены в верхней ее части сбоку на крышке корпуса (в отличие от других акб, у которых токовыводы располагаются вдоль длинной стороны). Клеммы на данных батареях производятся с внутренней резьбой, поэтому поиск подобного экземпляра на рынке РФ будет очень затруднителен. Скорей всего, вам придется заказывать акб напрямую из США, в случае необходимости.
  3. Азиатский стандарт. Размеры аккумуляторных батарей у азиатских производителей коренным образом отличаются от европейских размеров. В автомобилях, производимых в азиатских странах, пространство под капотом намного меньше, по сравнению с остальными авто. Все подкапотное оборудование и двигатель очень плотно скомпонованы. Азиатские аккумуляторы значительно короче и уже конкурентов, но значительно выше их.

Размеры автомобильных аккумуляторов могут зависеть не только от стандарта, но и от страны – производителя. Например, азиатские источники питания, которые производятся в Европе для ее рынка, могут иметь габариты, схожие с европейским. В любом случае, всегда перед приобретением нового источника питания стоит внимательно изучить подкапотное пространство своего автомобиля и все технические нюансы, связанные с ее дальнейшей установкой.

Размеры акб и таблицы с данными

В данном разделе приведем основные цифровые данные, характерные для каждого стандарта при производстве аккумуляторных батарей для автомобилей. Также будут представлены размеры аккумуляторов для авто, таблица 1, 2, 3, 4.

Аккумуляторы европейской сборки

В Европе производят батареи, которые имеют следующие емкостные характеристики – от 40 до 225 Ач (ампер – часов). Размеры акб подразделяются на 2 группы:

  1. Батареи с емкостями 40 – 70 Ач обладают следующими габаритами:
    • Шиpинa – 174 мм.
    • Высoтa – 174 или 189 мм.
    • Длинa – 174 – 241 мм.

  1. Батареи с емкостями 70 – 225 Ач обладают следующими габаритами:
    • Шиpинa – 174 – 239 мм.
    • Высoтa – 174 – 241 мм.
    • Длинa – 277 – 517 мм.


Аккумуляторы азиатской сборки

В Азии производят батареи, которые имеют следующие емкостные характеристики – от 35 до 120 Ач (ампер – часов). Они подразделяются на 2 группы:

  1. Батареи с емкостями 35 – 70 Ач обладают следующими габаритами:
    • Шиpинa – 126 — 174 мм.
    • Высотa – 189 или 226 мм.
    • Длинa – 186 – 260 мм.

  1. Батареи с емкостью 90 – 120 Ач обладают следующими габаритами:
    • Шиpинa – 174 мм.
    • Высота – 224 мм.
    • Длинa – 305 мм.

Cтоит отметить, что американский стандарт полностью идентичен европейскому. Подбор аккумулятора в данном сегменте можно осуществить, изучив таблицы 1 и 2. Изменение в конструкции этих акб может зависеть от клемм.

Размерность клемм

Размер аккумулятора никак не соответствует размерам его клемм, поэтому при выборе источника питания следует также обращать внимание на них тоже. Стандартным для большинства автомобилей является диагональное расположение токовыводов. Какой аккумулятор выбрать?

Подавляющее количество источников питания европейской и отечественной сборки имеют клеммы, похожие на столбики. Они могут различаться диаметром (плюсовая клемма всегда больше минусовой!), бывают стандартные и более меньшего диаметра. Стандартные клеммы также можно встретить на азиатских авто, конкретно — на японских. В Европе и России распространены более массово клеммы с меньшим диаметром.

Стоит отметить, что на рынке присутствуют и клеммы других типоразмеров, такие как: винтовые, под болты, плоскоугольные и другие. При выборе аккумулятора намного проще обратить дополнительное внимание на клеммы, чем в последствие заменять подводящие контакты.

Одним из важных габаритных параметров источника питания является банальное соответствие посадочного места размерам самой батареи. Также стоит обратить внимание на механизм закрепления, в некоторых случаях оно отсутствует. Как правило, при эксплуатации автомобиля по нашим разбитым дорогам, срок службы незакрепленного источника питания в разы короче. Также при дтп такая батарея может вылететь в любом направлении и причинить большой ущерб.

Как выбрать подходящую акб с первого раза?

В идеале,  лучшим вариантом будет наличие под рукой вашего б/у аккумулятора. В наши дни магазины с автотоварами расположены на каждом углу, поэтому можно выбрать наиболее подходящий и подъехать прямо к нему. Далее уже сразу определится с дальнейшей покупкой.

Далее опишем пошаговый механизм действий при покупке новой акб:

  • Необходимо точно определить все технические характеристики (мощность, емкость и т. д.).
  • Далее стоит подобрать батарею аналогичного типа, что и бывшая акб.
  • Особое внимание нужно уделить габаритам, можно даже буквально измерить их линейкой.
  • Обязательно изучить клеммы.
  • Посмотреть тип крепления.
  • Выбрать акб по способу заряда. Зарядка аккумулятора должна быть в норме. Здесь можно немного сэкономить, купив «сухозаряженную» батарею и зарядить ее уже в домашних условиях.
  • Остается только внимательно осмотреть аккумуляторную батарею на предмет механических повреждений.

Подводя итоги данной статьи, можно сказать, что размер аккумулятора является одним из главных характеристик при его приобретении. Если мощностные данные обычно встречаются многократно и запоминаются легко, то габариты, форма клемм и место посадки источника питания не так уж легко запомнить. Придерживаясь инструкцй, которые были раскрыты в данном тексте, вам намного проще будет приобрести подходящую батарею для вашего авто.

Аккумуляторы: все параметры важны, все параметры нужны?

Чем холоднее в вашем регионе, тем большую ёмкость аккумулятора следует выбирать. Более внимательно рассмотрим ток холодного пуска — что это за параметр аккумулятора и почему он так важен.

Наиболее  важными  показателями качества аккумуляторной  батареи  являются:  ёмкость,  напряжение,  габариты,  вес,  допустимая  глубина  разряда,  срок  службы,  диапазон  рабочих  температур, допустимый ток заряда  и  разряда.

Также,  необходимо  учитывать, что все характеристики  производитель  даёт  при  определенной  температуре  —  это  обычно  20–25°С.  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.

Что такое «ток холодного пуска»?

Ток  холодного  пуска  —  это  гарантируемый  производителем  аккумулятора  максимальный  ток,  который  охлажденная  до  –18°С  новая  исправная  батарея  способна  отдать стартеру. Эта величина всегда присутствует в характеристиках  любой батареи и на неё надо ориентироваться при покупке. В  подавляющем  большинстве  случаев  используется  европейский  стандарт  измерения  величины холодного пуска батарей — EN. Надпись типа «500 А (EN)» — это  то, на что стоит обязательно обратить внимание.

Сколько ЕN нужно автомобилю?

500 ампер, 550, 600 и т.п. — это  ток,  который  может  отдать  аккумулятор. Ключевые слова — может  отдать. Но реально батарея отдаёт  столько,  сколько  берёт  стартер.  А вот сколько он берёт? Стартеры большинства бензиновых легковых автомобилей потребляют  даже  в  мороз  гораздо  меньший  ток  —  не  более  300  ампер,  а чаще всего — до 200–250. А аккумуляторы  этих  автомобилей  способны  отдать  500–600  ампер.

У  дизельных  и  многолитровых  бензиновых  моторов  всё  пропорционально: выше и потребляемый  стартерами  ток,  и  ток  холодного  пуска  батарей.  Так  зачем  аккумуляторам  способность  выдавать  пусковые  токи  с  таким  большим  запасом? Объясняем.  Во­первых,  минус  18  градусов,  при  которых  замеряется  ток  холодного  пуска  АКБ — это далеко не предел холода.  А  холод  снижает  токоотдачу  аккумулятора.

Если  в  минус  18  батарея  выдаст  500  ампер,  то  в  минус 25 — условные 400. В этой  ситуации скажется и неоптимальный  уровень  заряженности  батареи  (что,  как  правило,  касается  всех  «городских»  автомобилей),  а  также  общий  уровень  износа  аккумулятора. В результате батарея  оказывается  способна  дать  стартеру  лишь  немного  больше  того, что ему требуется. Поэтому  «запас ампер» необходим.

Там, где мороз — явление обычное,  максимальный  пусковой  ток  важнее ёмкости. В мороз нам ценнее  умение  батареи  сделать  одну  (максимум  пару)  попыток  отдать  стартеру большой ток, а не возможность  пять­десять  раз  выдавать  в  полтора раза меньший.

Берём с запасом

Главное  ограничение  по  батареям  в  большинстве  современных  автомобилей  —  фиксированные  размеры  аккумуляторного  отсека  под  капотом.  Если  при  выборе  новой батареи у вас есть выбор из  нескольких  моделей  нужного  размера, но с разным током холодной  прокрутки,  предпочтение  отдайте  той, у которой максимальный ток  выше.

Посмотрим  на  любую  батарею  популярного  типоразмера.  Например,  242x175x190  мм.  Среди  АКБ  с  распространённой  ёмкостью  60  ампер­часов  разброс  по  току  холодной  прокрутки  —  от 500 до 600 ампер. Разница всего,  казалось  бы,  в  100  ампер,  но  это  близко к потреблению стартера на  многих моторах объёмом до полутора литров в летнее время.

Каков токовый максимум?

Если  говорить  о  классических  свинцово­кислотных  батареях  для массовых легковых автомобилей  (без  удорожающих  технологий  AFB  и  AGM),  то  максимальный  ток  холодного  пуска,  встречающийся  среди  подавляющего  большинства  батарей  ёмкостью  55  ампер­часов,  —  560  ампер.  Максимум для батарей 60 амперчасов  —  640  ампер.  В  категории  65­амперных  батарей  (предел  для  АКБ­отсеков  большинства  легковых  машин  и  кроссоверов),  пока  технологический  потолок  —  650–660  ампер.

Это  отличный  показатель:  на  5–10%  выше  он  только  у  AFB  и  AGM­батарей  в  тех  же  размерах  и  с  аналогичной  ёмкостью, которые обычно заметно дороже. Характерный  представитель  батарей  высшей  категории  мощности  —  южнокорейская  линейка  аккумуляторов  DELKOR  от  одного  из  мировых  аккумуляторных  лидеров,  компании Delkor  Corporation.  К  примеру, модель DELKOR Euro 65.0 L2  при  стандартных  габаритах  242x175x190  мм  имеет  максимальный  в  классе  пусковой  ток  650 ампер и одновременно обладает  ёмкостью  в  65  ампер­часов.

Плюс честная гарантия три года. Компания  DELKOR,  выпускающая аккумуляторы DELKOR, основана  в  1985  г.  фирмами  General  Motors и Daewoo. Сегодня она входит  в  состав  Clarios  —  одного  из  крупнейших аккумуляторных концернов в мире, и поставляет батареи  на  конвейеры  Toyota,  Honda,  Nissan, Hyundai и Kia.

Москва +7 (499) 110-70-15

Новосибирск +7 (383) 383 25-7

Параметры выбора аккумулятора для автомобиля :: AutoVipService.ru


На дворе зима и холод, а потому вопрос выбора аккумулятора остается очень актуальным, ведь запуск двигателя автомобиля напрямую зависит от его характеристик. Аккумулятор – не совсем корректное название для устройства, о котором пойдет речь ниже. Давайте называть его аккумуляторная батарея (АКБ).


Выбор АКБ – не такое простое занятие, потому что ассортимент на сегодняшний день очень широк и разнообразен. Поэтому давайте попробуем разобраться, что к чему. При выборе должны учитываться основные характеристики, их две – напряжение и емкость. Эти характеристики сильно зависят от характера использования аккумулятора. Для легкового автомобиля используются АКБ с напряжением 12 вольт. Определиться с требуемой емкостью несколько сложнее.


Емкость АКБ
– количество энергии, отдаваемое за единицу времени. Как правило, большинство автомобилистов выбирают АКБ с емкостью, рекомендованной производителем Вашей машины, но это далеко не аксиома. Купить аккумулятор с большей емкостью допустимо, зимой это будет даже плюсом, потому что чем больше емкость АКБ, тем выше сила тока холодной прокрутки, а значит автомашину легче будет завести. Однако считается, что в таком случае генератор не сможет до конца зарядить такой аккумулятор, так как рассчитан на меньшую емкость, вследствие чего АКБ прослужит не так долго. Если же емкость батареи ниже рекомендуемой автопроизводителем, двигатель попросту не запустится. При наличии в автомобиле мощной акустической системы, дополнительного набора мощных фар нужно пересмотреть рекомендации по обслуживанию автомобиля и приобрести немного более ёмкий аккумулятор, чем советуют.                                    
Обычно для двигателей с малой мощностью используются АКБ с емкостью 45 А/ч, для мощных 75 А/ч, а универсальным можно считать емкость 60 А/ч.

Маркировка автомобильного аккумулятора

Маркируются автомобильные аккумуляторы набором цифр и букв. При этом российская маркировка отличается от европейских стандартов.

В данном случае всё понятно — указаны: количество батарей, назначение аккумулятора, материал корпуса и емкость.

Европейский стандарт обозначения аккумулятора более простой (по количеству отражаемых параметров) и более сложный для понимания новичку. Однако, если у вашей машины АКБ с европейской маркировкой, то со временем, вы научитесь «читать» обозначения. Следующий вопрос, который необходимо решить – фирма-производитель. Как и везде, здесь действует правило: чем дороже, тем качественнее. Самые качественные экземпляры прослужат пять-шесть лет, самые недорогие – не больше двух лет. Советуем приобретать качественный товар, чтобы не пришлось платить дважды. А дешевые варианты подходят тем автовладельцам, которые уже собрались продавать свою машину – в таком случае смысла покупать дорогую АКБ нет.


Также автомобильные аккумуляторы бывают обслуживаемые и необслуживаемые. В обслуживаемом есть возможность заменить электролитическую жидкость, что в принципе способно продлить жизнь устройства. Хотя сейчас в продаже практически не осталось обслуживаемых АКБ, поэтому данный вопрос утратил актуальность.
Необслуживаемые — это современные аккумуляторные батареи, полностью герметичны, что гарантирует отсутствие испарения электролита, ненужность разборки и доливки жидкости. 


Подводя итог всему сказанному выше, отметим, что существенной разницы нет. Все АКБ примерно одинаковы и одинаково служат, главное попросите продавца проверить фактическую емкость, найдите данные о дате выпуска батареи, чтобы не подсунули старую. Не забудьте узнать о рекомендуемых аккумуляторах для вашей модели автомашины. Это указано в брошюре рекомендации пользователя. Для удобства можете взять АКБ с ручкой, чтобы проще его перемещать, так как все они довольно тяжелые. Содержание страницы

Габариты автомобильных аккумуляторов: таблица стандартов — Информация

Попробуйте установить аккумулятор автомобильный, предназначенный для японского авто на «европейца». Такая операция вряд ли увенчается успехом. И дело не только в типе клемм или полярности. Батареи различных стандартов отличаются даже габаритами, о чем и пойдет речь дальше.

 

Итак, все аккумуляторы, исходя из их габаритных размеров, можно разделить не три основных стандарта:

 

  • Европа. Аккумуляторные батареи, произведенные для автомобилей, поставляемых на европейский рынок.

 

  • Азия. Преимущественно, аккумуляторы, предназначенные для автомобилей японских брендов.

 

  • Америка. АКБ, используемые для комплектации американских машин (практически ничем отличаются от европейского стандарта).

 

Данный фактор оказывает непосредственное влияние на выбор батареи, ведь габариты указанных стандартов имеют существенное отличие по целому ряду критериев: ширине, высоте и глубине.

 

Чтобы определить корректный стандарт и емкость аккумуляторной батареи на конкретный автомобиль, нужно иметь информацию о габаритных размерах предыдущего аккумулятора, установленного на машину. Если таковой возможности нет, снять параметры, в том числе, длину и ширину установочного поддона. С такими данными не составляет труда определить стандарт, а также емкость АКБ, пользуясь таблицей, представленной ниже:

 

 

Габариты

Стандарт

Емкость А/Ч

Маркировка

Азия

35

NS40Z (40B20R)

Азия

40

NS40Z (40B20R)

Европа

42

6СТ-42А/Ч

Европа

44

6СТ-44А/Ч

Азия

45

NX100-S6S

Европа

52

6СТ-52А/Ч

Европа

60

6СТ-60А/Ч

Азия

60

55D23R

Европа

60

6СТ-60А/Ч

Европа

61

6СТ-61А/Ч

Европа

62

6СТ-62А/Ч

Европа

63

6СТ-63А/Ч

Азия

65

75D23R

Азия

70

NX110-5

Европа

72

6СТ-72А/Ч

Европа

74

6СТ-74А/Ч

Европа

77

6СТ-77А/Ч

Европа

80

6СТ-80А/Ч

Европа

95

6СТ-95А/Ч

д306/ш173/в225     

Азия

90

NX120-7

Азия

95

NX120-7

Европа

100

6СТ-100А/Ч

Европа

110

6СТ-110А/Ч

Европа

140

6СТ-140А/Ч

Европа

180

6СТ-180А/Ч

Европа

200

6СТ-200А/Ч

Европа

225

6СТ-225А/Ч

 

Разумеется, эту таблицу сложно назвать исчерпывающей. Однако она и не претендует на данную роль, позволяя подобрать размеры батарей на подавляющее большинство современных (и не очень) автомобилей. Разобраться в ней самостоятельно при наличии минимального опыта несложно. Если же с чтением таблицы возникают любые, даже малейшие затруднения, вы можете всегда рассчитывать на помощь квалифицированных консультантов нашего интернет-магазина. Для того чтобы воспользоваться подсказкой, просто наберите этот номер телефона: +7 (926)563-4-333. 

 

10.09.2013, 76367 просмотров.

Сводка и сравнение характеристик аккумуляторов

Существует большое количество параметров аккумуляторов. В зависимости от того, для каких целей используется батарея, одни параметры важнее других. Ниже приведен список параметров, которые могут быть указаны производителем для данного типа батареи. Например, в типичном аккумуляторе для обычного автомобиля плотность энергии не имеет значения — аккумулятор составляет небольшую часть от общего веса аккумулятора, и, следовательно, этот параметр обычно не указывается для обычного автомобильного аккумулятора.Однако в приложениях для электромобилей вес батареи составляет значительную долю от общего веса транспортного средства, поэтому плотность энергии будет приведена.

Параметр Приложения Примеры Комментарии
Номинальное напряжение Все   Обычно стандартизировано до 12 В
Емкость аккумулятора Все   Задается как функция скорости разряда
Внутреннее последовательное сопротивление Сильноточные приложения Работающие двигатели  
Скорость саморазряда Приложения, которые перезаряжаются только периодически    
Энергия/плотность мощности Мобильные приложения, использующие значительное количество энергии батареи Электромобили, спутники, портативная электроника и т. д.  
Напряжение отключения Мобильные приложения, использующие значительное количество энергии батареи Электромобили, спутники, портативная электроника и т. д.  
Эффективность Применение, в котором зарядка ограничена или необходимо минимизировать нагрев Автономные энергетические системы  
Глубина выброса Приложения, в которых наблюдается регулярный глубокий разряд Автономные энергосистемы, тяговые батареи  
Диапазон температур Применения, для которых характерны большие колебания температуры Автономные энергетические системы, некоторые транспортные приложения  
Срок службы батареи Все   Указывается как время или срок службы
Требования к обслуживанию Все    
Безопасность Все    

Аккумуляторы для электромобилей и их характеристики

Аккумуляторы для электромобилей Аккумуляторы электромобиля

являются одним из наиболее важных компонентов автомобильной системы.В автомобилях BEV аккумуляторы — это единственная «жизнь». Потому что только электрическая энергия, хранящаяся в аккумуляторе, является единственным источником энергии, приводящим в движение автомобиль BEV. Других источников нет. Типы аккумуляторов для электромобилей также зависят от автомобильной системы. Самый популярный аккумулятор для электромобилей — литий-ионный. Аккумуляторы, которые считаются нулевыми выбросами, сокращенно ZEBRA. Наиболее подходящей батареей для гибридных электромобилей является NiMH. В этой статье кратко рассказывается о различных типах аккумуляторов для электромобилей и их характеристиках, а также немного о системе управления батареями (BMS) электромобиля.

Типы Электромобиль Аккумуляторы

Аккумуляторы для электромобилей отличаются от аккумуляторов SLI (пусковые, молниезащитные и зажигательные). Аккумуляторы SLI — это аккумуляторы, которые обычно устанавливаются в бензиновых или дизельных автомобилях. Аккумуляторы электромобилей этого типа спроектированы как система накопления энергии, способная обеспечивать мощность в течение длительного и устойчивого периода времени.

В этой статье обсуждаются 5 типов аккумуляторов для электромобилей:

  • Литий-ионный (Li-On)
  • Никель-металлический гибрид (NiMH)
  • Свинцово-кислотный (SLA)
  • Ультраконденсатор
  • ZEBRA (исследование батарей с нулевым уровнем выбросов)

Сравнение первых четырех типов аккумуляторов для электромобилей можно увидеть следующим образом:

———————————————

Литий-ионный аккумулятор (Li-On)

Этот тип аккумуляторов для электромобилей наиболее широко применяется, это литий-ионные аккумуляторы.Эта батарея может быть нам уже знакома, потому что она также используется во многих портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Основное отличие заключается в масштабе. Его физическая емкость и размер на электромобилях намного больше — его часто называют тяговым аккумуляторным блоком.

Литий-ионные аккумуляторы

имеют очень высокое отношение мощности к весу. Этот тип аккумулятора электромобиля отличается высокой энергоэффективностью. Работа при высоких температурах также хороша. Аккумулятор имеет большее соотношение энергии к весу — параметр, который очень важен для аккумуляторов электромобилей.Меньший вес батареи (такая же емкость кВтч) означает, что автомобиль может проехать дальше на одной зарядке.

Этот аккумулятор также имеет низкий уровень «саморазряда», поэтому он лучше любого другого аккумулятора сохраняет способность удерживать полный заряд.

Кроме того, большинство деталей литий-ионных аккумуляторов можно перерабатывать, что делает их правильным выбором для тех, кто заинтересован в экологически безопасных электромобилях. Автомобили BEV и PHEV используют больше всего литиевых батарей.

Литий-ионный аккумулятор Типы
  • Литий-железо-фосфат (LiFePO4) — LFP
  • Литий Никель Кобальт Оксид алюминия (LiNiCoAlO2) — NCA
  • Оксид лития, никеля, марганца, кобальта (LiNiMnCoO2) — NMC
  • Титанат лития (Li2TiO3) — LTO
  • Оксид лития-марганца (LiMn2O4) — ЖМО
  • Оксид лития-кобальта (LiCoO2) — LCO

Параметры литий-ионного аккумулятора

———————————————

Гибридные никель-металлические (NiMH) батареи Аккумуляторы

NiMH более широко используются в гибридных электромобилях (HEV), но также успешно используются в некоторых автомобилях BEV.Аккумулятор гибридного электромобиля этого типа не получает питание извне (может заряжаться от внешнего источника автомобильной системы). Подзарядка аккумуляторов гибридных электромобилей зависит от оборотов двигателя, колес и рекуперативного торможения.

Батареи

NiMH имеют более длительный жизненный цикл, чем литий-ионные батареи или батареи SLA. Аккумуляторы NiMH безопасны и устойчивы к неправильному использованию. К самым большим недостаткам NiMH аккумуляторов относятся:

  • Цена относительно дороже
  • Высокая скорость саморазряда
  • Выделяют значительное количество тепла при высоких температурах.

Эти недостатки делают NiMH менее эффективным аккумулятором для электромобилей, аккумуляторы которых должны иметь возможность перезаряжаться извне системы, например, от сети PLN. Вот почему автомобильный аккумулятор наиболее широко применяется в гибридных автомобилях.

параметры NiMH батареи

———————————————

Свинцово-кислотные (SLA) аккумуляторы Аккумуляторы

SLA (свинцово-кислотные) — самые старые перезаряжаемые аккумуляторы. По сравнению с литиевыми и никель-металлгидридными батареями свинцово-кислотные батареи теряют емкость и намного тяжелее, но их цена относительно дешевая и безопасная.В настоящее время разрабатываются аккумуляторы SLA для электромобилей большой емкости, но в настоящее время аккумуляторы SLA используются только в коммерческих транспортных средствах в качестве вторичной системы хранения.

Параметры свинцово-кислотного аккумулятора

———————————————

Ультраконденсаторные батареи

Ультраконденсаторная батарея не похожа на общее определение батареи. В отличие от других электрохимических аккумуляторов, этот тип аккумуляторов для электромобилей фактически хранит поляризованную жидкость между электродом и электролитом.По мере увеличения площади поверхности жидкости увеличивается и емкость накопления энергии. Как и аккумуляторы SLA, ультраконденсаторные аккумуляторы очень подходят в качестве вторичных накопителей в электромобилях. Это связано с тем, что ультраконденсатор помогает электрохимическим батареям увеличивать уровень нагрузки. Кроме того, ультраконденсатор может обеспечить электромобилям дополнительную мощность при разгоне и рекуперативном торможении.

———————————————

Батарейки ZEBRA

Аккумулятор для электромобилей ZEBRA представляет собой низкотемпературный вариант натрий-серных (NaS) аккумуляторов и является разработкой ZEBRA (первоначально «Zeolite Battery Research Africa», затем стал аккумулятором «Zero Emissions Batteries Research Activity») в 1985.С самого начала аккумуляторы ZEBRA действительно разрабатывались для электромобилей. В аккумуляторе используется NaAlCl4 с керамическим электролитом из Na+-бета-глинозема.

Характеристики аккумуляторов ZEBRA

  • Аккумулятор высокой мощности, который можно использовать в качестве аккумулятора электромобиля
  • Высокотемпературные батареи работают при температуре более 270 °C
  • Химический хлорид никеля натрия (NaNiCl) обеспечивает номинальное рабочее напряжение ячейки 2,58 В
Преимущества аккумулятора ZEBRA
  • Высокая плотность энергии (в 5 раз выше, чем у аккумуляторов SLA)
  • Большие ячейки (до 500 Ач) позволяют
  • Срок службы > 1000 циклов
  • Устойчивость к короткому замыканию
  • Безопаснее, чем элементы с натриевой серой
  • Типичный сбой элемента заключается в коротком замыкании, но не приводит к полному повреждению аккумулятора.
  • Недорогие ингредиенты
Недостатки аккумулятора ZEBRA
  • Подходит для аккумуляторов большой емкости (> 20 кВтч)
  • Ограниченный диапазон размеров и мощностей
  • Этот аккумулятор производит только один завод в мире.
  • Высокое внутреннее сопротивление
  • Жидкий натриевый электрод
  • Высокая рабочая температура.
  • Предварительный нагрев необходим для доведения батареи до рабочей температуры 270°C (до 24 часов в холодных условиях)
  • Использует 14% своей мощности в день для поддержания температуры, когда не используется.
  • Требуется управление температурой

———————————————

Система управления батареями

Система управления батареями или системы управления батареями (BMS) — это технологическая система, которая работает для максимального увеличения срока службы батареи электромобиля и ее характеристик. Настоятельно рекомендуется, чтобы все электромобили с батарейным питанием были оснащены BMS. Цель состоит в том, чтобы батарея оставалась в пределах идеальных рабочих параметров. Некоторые химические вещества для аккумуляторов (например, свинцово-кислотные) вполне терпимы к неправильному использованию, но литий и никель-металлгидридные аккумуляторы могут быть необратимо повреждены в результате неправильного использования, например, при перезарядке, чрезмерной разрядке или перегреве.Все типы аккумуляторов для электромобилей значительно выиграют от установки BMS.

Некоторые специальные функции системы управления батареями включают:

  • Балансировка заряда, чтобы обеспечить одновременную зарядку всех элементов, а затем предотвратить повреждение из-за перезарядки.
  • Активная балансировка, при которой энергия передается от более сильных ячеек к более слабым, чтобы обеспечить одновременное достижение всеми ячейками максимальной точки разряда.
  • Контроль температуры (контроль температуры), чтобы избежать повреждения из-за перегрева.
  • Отключение при низком напряжении, способ изолировать батарею, когда какая-либо ячейка достигает рекомендуемого минимального напряжения, и избежать повреждения из-за чрезмерного использования.
  • Контроль состояния заряда (SOC) всех элементов аккумуляторной батареи для электромобилей. Посредством мониторинга напряжения и тока можно рассчитать оставшуюся емкость каждой ячейки.

———————————————

Связанные статьи:
Каталожные номера:

Аккумулятор электромобиля – важные характеристики Часто задаваемые вопросы

Зачем узнавать о замене аккумулятора электромобиля?

Информация об элементах, используемых в электромобилях, поможет вам чувствовать себя более комфортно при использовании этого типа транспортного средства.Стоит знать, как и как часто менять аккумулятор, а также сколько стоит зарядка аккумулятора и какова важность тех или иных параметров. Информация о характеристиках аккумуляторов будет полезна при выборе подходящего электромобиля. Приглашаем Вас ознакомиться с нашей базой знаний по эксплуатации электромобилей. Здесь мы обсуждаем вопросы, которые интересуют в основном новых владельцев, приняв во внимание вопросы, которые чаще всего задают в контексте экологических автомобилей с нулевым уровнем выбросов.Однако эта информация может быть полезна и людям, которые знают об электромобилях много лет. Хотя доля рынка электромобилей постоянно растет, они по-прежнему являются новинкой.

Как поменять аккумулятор в электромобиле?

Замена батареи должна производиться поставщиком услуг, рекомендованным производителем. Однако необходимость такой процедуры возникает крайне редко. Аккумуляторы электромобилей очень долговечны и редко выходят из строя. Чаще всего проблемы возникают из-за производственного брака.В этом случае, вероятно, это покрывается гарантией. Самостоятельная замена аккумулятора может привести к повреждению конструкции автомобиля.

Когда следует заменить аккумулятор в электромобиле?

На срок службы клетки влияет множество факторов — не только ежедневное использование, но и, среди прочего, климат в данном месте. Согласно рекомендациям производителей, батарею следует заменять каждые 5 лет. На самом деле при нормальной эксплуатации аккумулятор сохраняет большинство своих свойств длительное время, даже до 15-20 лет.

Как зарядить аккумулятор электромобиля?

Аккумулятор электромобиля заряжается специальным зарядным устройством. Большинство автомобилей предлагают блоки питания, которые можно подключать к обычной розетке. Если аккумулятор разрядился в дороге, необходимо найти зарядную станцию. Для максимальной эффективности не заряжайте аккумулятор до 100%. Лучшим выбором для времени автономной работы является поддержание заряда батареи от 20% до 70-80%. Как полная разрядка, так и 100% зарядка могут привести к более быстрой потере свойств элемента.

Сколько стоит зарядка аккумулятора?

При зарядке аккумуляторов в домашних условиях учитывайте тариф вашего поставщика электроэнергии.Полевые станции в основном взимают плату за определенное время зарядки. Мы можем выбрать зарядные устройства с разной пропускной способностью, подобрав нужные параметры в соответствии с размером аккумулятора вашего автомобиля. Информацию о емкости аккумулятора можно найти в документации на автомобиль. Также стоит помнить, что, как и в случае с топливом, цены на зарядных станциях могут меняться в зависимости от времени суток — часто наиболее выгодным вариантом может быть зарядка ночью.

Зарядка литий-ионного аккумулятора.

Сколько стоит аккумулятор для электромобиля?

Цена новой ячейки зависит в первую очередь от выбранной модели автомобиля.Каждый производитель устанавливает индивидуальные цены с учетом ценового диапазона конкретного автомобиля. Кроме того, за замену батареи придется заплатить комиссию — с этим вопросом лучше всего обратиться к производителю. Не рекомендуется пользоваться неавторизованными сервисами, так как неправильно подобранный аккумулятор может привести к недостаточной производительности и проблемам с автомобилем.

Каков средний вес автомобильного аккумулятора?

Этот параметр напрямую связан с емкостью аккумулятора.В большинстве автомобилей, представленных на рынке, используются аккумуляторы весом 200-300 кг. Высокопроизводительные электромобили требуют больше энергии, поэтому вес батареи увеличивается почти до полутонны.

Емкость аккумулятора в кВтч – что это значит?

Максимальный заряд батареи выражается в киловатт-часах (кВтч). Это единица измерения, которая часто используется в контексте энергопотребления: 1 кВтч — это количество энергии, необходимое для работы устройства, которому требуется 1000 Вт в течение 1 часа.Параметр кВтч/100 км можно сравнить с расходом топлива в традиционных автомобилях. Среднее значение составляет около 20 кВтч/100 км, что с точки зрения воздействия на окружающую среду соответствует сжиганию всего 0,48 галлона (2,2 л) топлива на том же расстоянии.

См. также: Автомобильные выбросы – что нужно знать об автомобильной промышленности и изменении климата?

Практическое сравнение емкости аккумулятора электромобиля

Одной емкости аккумулятора недостаточно для оценки запаса хода или производительности электромобиля.Мы также должны учитывать другие параметры, такие как потребляемая мощность, которая зависит от эффективности движения и веса автомобиля.

Что означает запас хода в случае электромобилей?

Запас хода определяет количество километров, которое автомобиль может проехать на одной зарядке. Его значение колеблется примерно от 200 до даже 600 километров. В Европе этот параметр определяется в ходе испытаний WLTP, которые показывают фактический запас хода при нормальном использовании автомобиля. Однако стоит учитывать расход батареи и то, что запас хода может сокращаться в зависимости от обстоятельств, включая температуру и дорожные условия.

Что делать, если разрядился аккумулятор в электромобиле?

Это еще один часто задаваемый вопрос. Многие люди боятся не иметь доступа к точкам зарядки. Хотим вас успокоить – в Европе их уже немало. Однако, если расстояние до зарядной станции слишком велико, мы можем воспользоваться помощью на дороге, как если бы у обычного автомобиля закончилось топливо.

Как вы можете развивать свой бизнес в направлении электромобилей?

Работа на автомобильном рынке требует от вас постоянного внедрения инноваций и создания передовых решений.Сотрудничество с Knauf Industries поможет вам преодолеть трудности и победить в конкурентной борьбе. Благодаря нашему многолетнему опыту мы можем создавать технологии, готовые к электрической революции в автомобильном секторе. Мы работаем с нуля, улучшая работу аккумуляторных элементов. Мы достигаем этого, предоставляя отличную изоляцию, высококачественные компоненты автомобильных аккумуляторов, фитинги для холодильных труб и сепараторы. Чтобы обеспечить надлежащую работу в различных температурных условиях, мы используем надежные и полностью перерабатываемые материалы.Компоненты наших автомобильных аккумуляторов изготавливаются из вспененных материалов, таких как пенополипропилен.

В Knauf Industries мы следим за последними тенденциями и стараемся завоевать репутацию наряду со многими крупными игроками автомобильного сектора. Мы приглашаем к сотрудничеству любые бренды, которые ценят инновации, экологию и отличное качество решений.

Хотите получить более специализированные знания?

(PDF) Выбор параметров группы батарей и динамическое моделирование чисто электромобиля

MATEC Web of Conferences

время разгона до 100 км[5].Тем не менее, исследования аккумуляторных технологий и прорывы для повышения мощности автомобиля

имеют важное значение. В качестве основного компонента чистого электромобиля, как спроектировать и

выбрать аккумуляторные батареи, сократить цикл разработки и сделать так, чтобы он соответствовал и превосходил требования дизайна

, является ключом к разработке чисто электрических транспортных средств.

2 Выбор параметров аккумуляторной батареи

Силовая батарея является единственным устройством для обеспечения автомобиля энергией, роль которого очень важна.Аккумуляторная батарея электромобиля

должна иметь более высокую удельную мощность, чтобы соответствовать требованиям мощности автомобиля

. В то же время должна иметь более высокую плотность энергии для достижения адекватного

запаса хода. Кроме того, аккумуляторная батарея должна иметь больше времени зарядки и разрядки, достаточно высокую производительность, простоту обслуживания, высокую эффективность разрядки и другие характеристики.

Параметры батареи включают выбор типа, напряжения, емкости и номера батареи, а также ряд параметров

.

2.1 Выбор типа батареи

Литий-железо-фосфатная батарея использует литий-железо-фосфат в качестве материала катода. благодаря лучшим характеристикам безопасности

, не было взрыва, высокая надежность, длительный срок службы, он может разряжаться с высоким током

, пусковым током до 2C, свинцово-кислотные батареи теперь не имеют таких характеристик, никель-

на основе батареи большее загрязнение окружающей среды, плотность энергии литий-ионной батареи составляет около 100 ~

150 Втч / кг примерно в 2-3 раза выше, чем у свинцово-кислотных батарей, и высокая температурная производительность,

большая емкость одной ячейки, без памяти эффект, легкий вес, охрана окружающей среды, поэтому выбран литий-железный

фосфатный аккумулятор.

2.2 Выбор напряжения батареи

Напряжение батареи в основном зависит от номинального напряжения двигателя для определения размера, кроме того

для учета потребляемой мощности осветительных приборов, принадлежностей для инструментов, поэтому общее напряжение батареи

должно быть немного больше, чем номинальное напряжение ведомого двигателя. Это последовательное соотношение

между отдельными литий-железо-фосфатными батареями, которое может улучшить рабочее напряжение всего транспортного средства

и предотвратить нехватку напряжения батареи и повлиять на расстояние движения электрического транспортного средства

.

Таблица 1. Технические параметры литий-железо-фосфатной батареи

Емкость одной батареи (Ач)

Внутреннее сопротивление одиночной батареи.

Максимальное напряжение (В)

Минимальное напряжение (В)

2MAE 2018

2.3 Выбор номера батареи расчете, другие параметры автомобиля хорошо согласованы,

и параметры литий-железо-фосфатного аккумулятора приведены в таблице 1.

3 Моделирование анализа мощности транспортного средства

ADVISOR представляет собой программное обеспечение для имитационного анализа традиционных двигателей внутреннего сгорания, топливных

транспортных средств на ячейках, гибридных электромобилей и чисто электрических транспортных средств с помощью программного обеспечения ADVISOR для моделирования

динамических характеристик транспортного средства, анализировать факторы, влияющие на динамические характеристики, таким образом

сократить цикл разработки электромобиля.

На основе введенных технических параметров автомобиля сначала установите начальную емкость аккумулятора

комплект, минимальное количество, качество автомобиля, время задержки переключения, параметры моделирования, такие как

пробег, подъем на постоянной скорости .В этой статье начальный заряд батареи составляет 100 %, минимальный заряд

составляет 30 %, время задержки переключения составляет 0,2 с, а смоделированный запас хода составляет 0,402 км.

После определения этих начальных условий проводится моделирование динамических характеристик транспортного средства

с нагрузкой 130 кг (около двух человек). Это показано в Таблице 2.

Таблица 2. Моделирование динамических характеристик автомобиля при различном качестве нагрузки

Номер Динамические характеристики Результаты моделирования

1 Максимальная скорость движения (км/ч) 133.3

2 Время разгона 0-100 км/ч (с) 18,8

3 Уклон подъема 16,7%

На динамические характеристики влияет множество факторов, тип батареи,

наветренная область может быть получена с помощью моделирования

анализа ниже.

4 Анализ моделирования и сравнение результатов

Динамичность электромобилей является наиболее важной и основной характеристикой всех видов

транспортных средств.Существует множество факторов, влияющих на динамические характеристики электромобилей, таких как тип батареи

, коэффициент сопротивления воздуха, наветренная зона, конструкция транспортного средства, внешнее воздействие

, качество электромобилей, производительность двигателя. и т.д. В данной работе анализируется влияние первых трех

факторов.

(1) Сохраняйте одинаковую емкость аккумуляторной батареи, соответственно, используя свинцово-кислотные батареи, никель-металлические

гидридные батареи, литий-ионные батареи. Моделирование характеристик транспортного средства. Результаты моделирования

приведены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты моделирования динамических характеристик при различных типах аккумуляторов

Тип аккумулятора Максимальная скорость движения (км/ч)

Разгон 0-100 км/ч

время (с)

уклон

128,5 31,9 10,6

Ni-MH Батарея 131.3 22,6 13,5%

3

3

MATEC Web конференций 179, 01004 (2018) https://doi.org/10.1051/mateCconf/2018174

2mae 2018

EV Дизайн — расчет аккумулятора — х-инженер.org

Высоковольтная батарея является одним из наиболее важных компонентов аккумулятора электромобиля (BEV) . Параметры аккумулятора оказывают существенное влияние на другие компоненты и атрибуты транспортного средства, такие как:

  • максимальный крутящий момент тягового двигателя
  • максимальный крутящий момент регенеративного тормоза
  • запас хода автомобиля
  • общий вес автомобиля
  • цена автомобиля

Практически все основные аспекты чисто электрического транспортного средства (EV) зависят от параметров высоковольтной батареи .

Для нашей конструкции аккумуляторной батареи электромобиля мы начнем с 4 основных входных параметров:

  • химический состав
  • напряжение
  • среднее энергопотребление транспортного средства в ездовом цикле
  • запас хода

или несколько электрохимических элементов ( аккумуляторных элементов ), которые преобразуют химическую энергию в электрическую (во время разрядки) и электрическую энергию в химическую энергию (во время зарядки).Тип элементов, содержащихся в батарее, и химические реакции во время разрядки-зарядки определяют химический состав батареи .

Аккумуляторная батарея состоит из пяти основных компонентов: электродов – анода и катода, сепараторов, клемм, электролита и корпуса или кожуха. Для автомобильных приложений используются различные типы элементов [1]:

Изображение: Различные формы элементов литий-ионных аккумуляторов
Авторы и права: [1]

Отдельные элементы аккумуляторов сгруппированы вместе в единый механический и электрический блок, называемый аккумулятором . модуль .Модули электрически соединены в аккумуляторную батарею .

Существует несколько типов батарей (химия), используемых в силовых установках гибридных и электрических транспортных средств, но мы будем рассматривать только литий-ионные элементы . Основная причина заключается в том, что литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую удельную энергию [Втч/кг] и удельную мощность [Вт/кг] по сравнению с другими типами [2].

Изображение: Уровень ячейки на диаграмме Рагона, адаптированный из Van Den Bossche 2009
Авторы и права: [2]

Уровень напряжения батареи определяет максимальную электрическую мощность, которая может непрерывно подаваться.Мощность P [Вт] является произведением напряжения U [В] на ток I [A] : \[P = U \cdot I \tag{1}\]

Чем выше ток, тем больше диаметр высоковольтных проводов и выше тепловые потери. По этой причине ток должен быть ограничен до максимума, а номинальная мощность должна быть получена за счет более высокого напряжения. Для нашего приложения мы рассмотрим номинальное напряжение 400 В .

В статье «Конструкция электромобиля — потребление энергии» мы рассчитали среднее потребление энергии для движения E p как 137.8 Втч/км в ездовом цикле WLTC. Помимо энергии, необходимой для движения, высоковольтная батарея должна поставлять энергию для вспомогательных устройств автомобиля E aux [Втч/км] , таких как: электрическая система 12 В, отопление, охлаждение и т. д. Кроме того, мы необходимо учитывать КПД трансмиссии η p  [-] при преобразовании электрической энергии в механическую.

\[E_{avg} = \left ( E_{p} + E_{aux} \right ) \cdot \left ( 2 – \eta_{p} \right ) \tag{2}\]

Для вспомогательных устройств Энергопотребление будем использовать данные из [3], где приведены типичные требования к мощности некоторых распространенных электрических компонентов автомобиля (вспомогательных нагрузок).Продолжительные электрические нагрузки (фары, мультимедиа и т. д.) и прерывистые нагрузки (обогреватель, стоп-сигналы, дворники и т. д.) потребляют в среднем 430 Вт электроэнергии. Продолжительность цикла WLTC составляет 1800 с (0,5 ч), что дает энергию 215 Втч для вспомогательных нагрузок. Если мы разделим его на длину ездового цикла WLTC (23,266 км), мы получим среднее потребление энергии для вспомогательных нагрузок E aux из 9,241 Втч/км .

Даже если Втч/км на самом деле не энергия, а факторизованная энергия, поскольку она выражена на единицу расстояния (км), для простоты мы будем называть ее средней энергией.

Постоянный ток (DC), подаваемый аккумулятором, преобразуется инвертором в переменный ток (AC). Это преобразование происходит с сопутствующими потерями. Кроме того, электродвигатель и трансмиссия имеют некоторые потери, которые необходимо учитывать. Для этого упражнения мы будем использовать среднюю эффективность η p из 0,9 от аккумулятора до колеса.

Замена значений в (2) дает среднее потребление энергии:

\[E_{avg} = \left ( 137.8 + 9,241 \right ) \cdot 1,1 =  161,7451 \text{ Втч/км}\]

Аккумулятор рассчитан на среднее энергопотребление 161,7451 Втч/км .

Архитектура блоков батарей

Все блоки батарей высокого напряжения состоят из элементов батареи , расположенных в ряды и модули. Аккумуляторную ячейку можно рассматривать как наименьшее деление напряжения.

Изображение: Ячейка батареи

Отдельные ячейки батареи могут быть сгруппированы параллельно и/или последовательно в виде модулей .Кроме того, аккумуляторные модули могут быть соединены параллельно и/или последовательно для создания аккумуляторного блока . В зависимости от параметров батареи может быть несколько уровней модульности.

Общее напряжение аккумуляторной батареи определяется количеством последовательно соединенных элементов. Например, общее (строчное) напряжение 6 последовательно соединенных ячеек будет суммой их индивидуальных напряжений.

Изображение: Цепочка элементов батареи

Чтобы увеличить токоемкость емкости батареи, необходимо параллельно соединить больше цепочек.Например, 3 цепочки, соединенные параллельно, втрое увеличат емкость и ток аккумулятора.

Изображение: Параллельные цепочки аккумуляторных батарей

Высоковольтный аккумуляторный блок Mitsubishi i-MiEV состоит из 22 модулей, состоящих из 88 последовательно соединенных элементов. Каждый модуль содержит 4 призматические ячейки. Напряжение каждой ячейки составляет 3,7 В, а общее напряжение аккумуляторной батареи 330 В.

Изображение: Аккумуляторная батарея (модули и элементы)
Кредит: Mitsubishi

Другим примером является высоковольтная аккумуляторная батарея Tesla Model S, которая имеет:

  • 74 элемента в параллельной группе
  • 6 групп в ряду для модуля
  • 16 модулей в ряду
  • 7104 элемента всего

Изображение: аккумуляторный блок Tesla Model S
Кредит: Tesla 3 расчет

Для того, чтобы выбрать, какие аккумуляторы будут в нашем комплекте, мы проанализируем несколько моделей аккумуляторов, доступных на рынке.В этом примере мы сосредоточимся только на литий-ионных элементах. Входные параметры аккумуляторных элементов приведены в таблице ниже.

Примечание : Поскольку производители аккумуляторных элементов постоянно выпускают новые модели, возможно, данные, используемые в этом примере, устарели. Это менее важно, поскольку цель статьи состоит в том, чтобы объяснить, как выполняется расчет. Тот же метод может быть применен для любых других аккумуляторных элементов.

15.6
Производитель Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
Тип цилиндрические цилиндрические цилиндрические сумка мешок мешок
Модель NCR18650B ANR26650m1-B ICR-18650K 20Ah 20Ah SLPB7570270
Источник [4] [5 ] [6] [7] [8] [9]
Длина [м] 0.0653 0,065 0,0652 0 0 0
Диаметр [м] 0,0185 0,026 0,0186 0 0 0
Высота [M] 0 0 0 0.227 0.227 0.103 0.272
3 Ширина [M] 0 0 0 0.16 0,115 0,082
Толщина [м] 0 0 0 0,00725 0,022 0,0077
Масса [кг] 0,0485 0,076 0,076 0,05 0.0.05 0.51 0.317 0.317
3 Емкость [Ах] 3.2 2.5 2.6 19.5 20 15.6
3 Напряжение [V] 3.6 3.3 3.7 3.3 2.3 3.6
3,6
C-Repeat (Cont.) 1 10 1 1 2
3 C-Repeat (пик) 1 24 2 10 1 3
8

На основе параметров ячеек, предоставленных производителями, мы можем рассчитать энергосодержание, объем, гравиметрическую плотность и объемную плотность для каждой ячейки.2}{4} \cdot L_{bc} \tag{1}\]

где:
D bc [м] – диаметр элемента батареи
L bc [м] – длина элемента батареи

\[V_{ pc} = H_{bc} \cdot W_{bc} \cdot T_{bc} \tag{2}\]

где:
H bc [м] – высота аккумуляторной батареи
W bc [м] – ширина элемента батареи
T bc [м] – толщина элемента батареи

Энергия элемента батареи E bc [Втч] рассчитывается как:

\[E_{bc} = C_{bc} \cdot U_{ bc} \tag{3}\]

где:
C bc [Ач] – емкость элемента батареи
U bc [В] – напряжение элемента батареи

Плотность энергии элемента батареи  вычисляется как:

  • объемная плотность энергии , u В [Втч/м 3 ]
\[u_{V} = \frac{E_{bc}}{V_{cc(pc)}} \tag{4 }\]
  • гравиметрическая плотность энергии , u G [Втч/кг]
\[u_{G} =\frac{E_{bc}}{m_{bc}} \ tag{5}\]

где:
м bc [кг] – масса элемента батареи

Плотность энергии для каждого элемента приведена в таблице ниже.

Модель SLPB7570270 17
Производитель Panasonic A123-Systems Molicel A123-Systems Toshiba Kokam
Тип цилиндрические цилиндрические цилиндрические сумка мешка мешка
NCR18650B ANR26650m1-B ICR-18650K 20Ah 20Ah
энергии [Вт · ч] 11.52 8,25 9,62 64,35 46 56,16
Объем [л] 0,017553 0,034510 0,017716 0,263320 0,260590 0,171741
энергии Плотность
Gravimetric [WH / KG]
237.53 237.55 108.55 108.55 192.40 129.74 129.74 90.209 177.16
3 Плотность энергии
Облумметрический [WH / L]
656.31 239.06 239.06 543.01 244.38 244.38 176.52 176.52 176.52 327 327
8

Для их получения более широкий обзор параметров ячеек и сравнение их проще, основные параметры отображаются в виде гистограммы на изображениях ниже .

Изображение: аккумуляторное напряжение

Изображение: батарея емкостью

Изображение: аккумуляторная батарея объемная плотность энергии

Изображение: аккумуляторная батарея Гравиметрическая плотность энергии

С учетом указанных выше параметров элемента и основных требований к аккумулятору (номинальное напряжение, среднее энергопотребление и запас хода автомобиля) мы рассчитываем основные параметры высоковольтного аккумулятора.

Требуемая полная энергия аккумуляторной батареи E bp [Втч] рассчитывается как произведение среднего потребления энергии E avg [Втч/км] и дальности пробега автомобиля D и [км]. В этом примере мы разработаем блок высоковольтных батарей для пробега автомобиля 250 км .

\[E_{bp} = E_{avg} \cdot D_{v} = 161,7451 \cdot 250 = 40436,275 \text{ Втч} = 40,44 \text{ кВтч} \tag{6}\]

Выполняются следующие расчеты выполняться для каждого типа клеток.Для этого примера мы будем считать, что аккумуляторная батарея состоит только из нескольких цепочек , соединенных параллельно .

Количество элементов батареи, соединенных последовательно N cs [-] в цепочку, рассчитывается путем деления номинального напряжения блока батарей U bp [В] на напряжение каждой ячейки батареи U bc [ В]. Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.

\[N_{cs} = \frac{U_{bp}}{U_{bc}} \tag{7}\]

Энергетическое содержание строки E bs [Втч] равно произведению между количеством последовательно соединенных элементов батареи N cs [-] и энергией элемента батареи E bc [Втч].

\[E_{bs} = N_{cs} \cdot E_{bc} \tag{8}\]

Общее количество строк аккумуляторной батареи N sb [-] вычисляется путем деления батареи упаковать общую энергию E bp [Втч] в энергетическое содержание строки E bs [Втч].Количество строк должно быть целым числом. Поэтому результат вычисления округляется до большего целого числа.

\[N_{sb} = \frac{E_{bp}}{E_{bs}} \tag{9}\]

Теперь мы можем пересчитать общую энергию аккумуляторной батареи  E bp [Втч] как произведение между количеством строк N sb [-] и энергоемкостью каждой строки E bs [Втч].

\[E_{bp} = N_{sb} \cdot E_{bs} \tag{10}\]

Емкость аккумуляторной батареи C bp [Ач] рассчитывается как произведение количества строк N sb [-] и емкость аккумуляторной ячейки C bc [Ач].

\[C_{bp} = N_{sb} \cdot C_{bc} \tag{11}\]

Общее количество элементов аккумуляторной батареи N cb [-] вычисляется как произведение между количество строк N sb [-] и количество ячеек в строке N cs [-].

\[N_{cb} = N_{sb} \cdot N_{cs} \tag{12}\]

Размер и масса высоковольтной батареи являются очень важными параметрами, которые следует учитывать при проектировании аккумуляторного электромобиля (BEV). . В этом примере мы собираемся вычислить объем аккумуляторной батареи, учитывая только элементы батареи.В действительности необходимо учитывать и другие факторы, такие как: электронные схемы, схема охлаждения, корпус батареи, электропроводка и т. д.

Масса аккумуляторной батареи (только элементы) элементов N cb [-] и массу каждого элемента батареи m bc [кг].

\[m_{bp} = N_{cb} \cdot m_{bc} \tag{13}\]

Объем аккумуляторной батареи (только элементы)  V bp [m 3 ] произведение между общим количеством элементов N cb [-] и массой каждого элемента батареи V куб. см (шт.) 3 ].Этот объем используется только для оценки окончательного объема аккумуляторной батареи, поскольку он не учитывает вспомогательные компоненты/системы аккумуляторной батареи.

\[V_{bp} = N_{cb} \cdot V_{cc(pc)} \tag{14}\]

Объем также может быть рассчитан как функция количества строк и количества ячеек в строке. Этот метод расчета больше подходит для цилиндрической ячейки, так как объем, занимаемый цилиндрической ячейкой, должен учитывать воздушный зазор между ячейками.

Пиковый ток строки I spc [A] является произведением пиковой C-скорости C-скорости элемента батареи bcp -1 ] и емкости элемента батареи C bc [Ах].

\[I_{spc} = \text{C-rate}_{bcp} \cdot C_{bc} \tag{15}\]

Пиковый ток аккумуляторной батареи I bpp [A] является продуктом между пиковым током цепочки I spc [A] и количеством цепочек аккумуляторной батареи N sb [-].

\[I_{bpp} = I_{spc} \cdot N_{sb} \tag{16}\]

Пиковая мощность аккумуляторной батареи  P bpp [Вт] является произведением пикового тока аккумуляторной батареи I bpp [A] и напряжение аккумуляторной батареи U bp [В].

\[P_{bpp} = I_{bpp} \cdot U_{bp} \tag{17}\]

Непрерывный ток строки C-скорость элемента батареи bcc -1 ] и емкость элемента батареи C bcc [Ач].

\[I_{scc} = \text{C-rate}_{bcc} \cdot C_{bc} \tag{18}\]

Аккумуляторная батарея , постоянный ток I bpc [A] является продуктом между строкой непрерывного тока I scc [A] и количеством строк аккумуляторной батареи N sb [-].

\[I_{bpc} = I_{scc} \cdot N_{sb} \tag{19}\]

Непрерывная мощность аккумуляторной батареи  P bpc [Вт] — это произведение постоянного тока аккумуляторной батареи I bpc [А] и напряжение аккумуляторной батареи U bp [В].

\[P_{bpc} = I_{bpc} \cdot U_{bp} \tag{20}\]

Результаты уравнений (7) — (20) суммированы в таблице ниже.

9
3 Производитель 4 Panasonic A123-Systems MOLICEL A123-Systems Toshiba Kokam
112 122 109 122 174 112
3
1290 1007 1049 70019 1049 7851 8004 6290
3 # -] 32 41 39 6 6 6 7
BP Energy [KWH] 41.29 41,27 40,89 47,10 48,02 44,03
ВР Емкость [А] 102,4 102,5 101,4 117 120 109,2
# Всего клетки [-] 3584 3584 5002 4251 4251 732 1044 784
3
BP MASS [KG] * 173.8 380,2 212,6 363,1 532,4 248,5
Объем ВР [л] * 63 173 75 193 272 135
BP Пиковый ток [A] 1024 2460 202,8 202,8 1170 1170 120 327.6
3 BP Пиковая мощность [кВт] 40.96 984 81,12 468 48 131,04
ВР непрерывный ток [А] 102,4 1 025 101,4 117 120 218,4
BP непрерывная мощность [кВт] 40.96 410 410 410 40.56 46.8 46,8 48 87.36

BP — аккумуляторный пакет
* — Принимая во внимание только аккумуляторные аккумуляторы

из таблицы данных мы видим, что ячейки мешочного типа имеют лучшее энергосодержание и более высокую емкость по сравнению с цилиндрическими ячейками.

Те же результаты можно представить в виде гистограмм для облегчения сравнения между различными типами аккумуляторных элементов.

9

Изображение: аккумуляторная энергия

Изображение: батарея Емкость

Изображение: аккумуляторное пакет Общее количество ячеек

Изображение: батарея MASS (только клетки)

Изображение: Объем аккумуляторной батареи (только элементы)

Из-за низкой емкости цилиндрических элементов по сравнению с пакетными элементами количество элементов, необходимых для аккумуляторного блока, значительно больше.Большое количество ячеек может вызвать дополнительные проблемы в области проводки, контроля напряжения, надежности батареи.

Масса и объем рассчитываются только на уровне ячейки с учетом размеров и массы ячейки. Аккумуляторная батарея, которая будет находиться в транспортном средстве, будет иметь дополнительные компоненты (провода, электронные компоненты, пайку, корпус и т. д.), что увеличит как конечный объем, так и массу. Тем не менее, глядя только на объем и массу клеток, мы можем оценить, какая модель будет лучше по сравнению с другой.По массе и объему нет четкого различия между цилиндрическими и мешковидными клетками. Однако кажется, что батарейный блок с ячейками-мешочками немного тяжелее и больше.

Аккумуляторные элементы производства A123-Systems имеют очень высокий максимальный ток непрерывной разрядки и максимальный ток импульсной (пиковой) разрядки. Что касается энергии и емкости, то ячейки пакетного типа имеют более высокий пиковый (непрерывный) ток и мощность, чем цилиндрические ячейки.

На основании расчетных данных и выводов мы можем выбрать, какие аккумуляторные элементы подходят для нашего аккумуляторного блока электромобиля.Из наших примеров видно, что ячейки Kokam имеют наилучший компромисс между массой, объемом и плотностью энергии/мощности.

Все параметры, уравнения, результаты и графики реализованы в файле Scilab (*.sce). Для скачивания подпишитесь на страницу Patreon.

Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

Калькулятор батареи электромобиля (в сети)

Ссылки:

[1] Муй, Роберт и Айдемир, Мухаммед и Селигер, Гюнтер. (2017).Сравнительная оценка различных форм элементов литий-ионных аккумуляторов. Процедиа Производство. 8. 104-111. 10.1016/ж.промфг.2017.02.013.
[2] Бернардини, Анналия и Барреро, Рикардо и Мачарис, Кэти и Ван Мирло, Джоэри. (2015). Технологические решения по рекуперации энергии торможения в метро: многокритериальный анализ. BDC – Bollettino del Centro Calza Bini – Università degli Studi di Napoli Federico II. 14. 301-325. 10.6092/2284-4732/2929.
[3] Том Дентон, Автомобильные электрические и электронные системы, третье издание.Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004, стр. 129.
[4] https://industrial.panasonic.com/
[5] http://www.a123systems.com/
[6] http://www.molicel. com/
[7] http://www.a123systems.com/
[8] http://www.toshiba.com/
[9] http://www.kokam.com/

Моделирование автомобильного аккумулятора Диагностика | Electronic Design

Автомобильные электрические системы становятся все более сложными по мере того, как все больше и больше электрического и электронного оборудования внедряется в новые автомобили.В связи с этой тенденцией растущий спрос на электроэнергию предъявляет повышенные требования к основному источнику хранения электроэнергии в автомобиле — свинцово-кислотному аккумулятору.

Независимо от того, оснащено ли транспортное средство двигателем внутреннего сгорания, является ли оно гибридным электромобилем или полностью электрическим транспортным средством, необходимо обеспечить надежность аккумуляторной батареи. Для этого необходимо контролировать диагностические параметры автомобильного аккумулятора в системе во время движения автомобиля.

Даже при неактивном использовании аккумулятор разряжается и его работоспособность ухудшается.Задача выявления неисправной батареи для замены или разряженной батареи, нуждающейся в подзарядке, имеет важное значение. Если эти действия не будут выполнены своевременно, вероятен сбой системы.

Несмотря на то, что существуют устройства и методы контроля состояния заряда аккумулятора (SoC) и его состояния работоспособности (SoH), они редко работают внутри системы во время движения автомобиля. Следовательно, они не обеспечивают своевременного предупреждения для корректирующих действий.

Новый подход к измерению этих диагностических параметров преодолевает это ограничение, указывая SoC с точки зрения пропускной способности батареи и SoH с точки зрения оставшегося процента срока службы батареи, когда автомобиль работает с различными электрическими нагрузками.Путем моделирования SoC и SoH свинцово-кислотной батареи с использованием нейро-нечетких и регрессионных методов можно отображать состояние заряда и состояние батареи в режиме реального времени для водителя.

Косвенное измерение

В любой автомобильной системе надежность является необходимостью, и постепенное снижение производительности системы предпочтительнее, чем внезапный сбой. Таким образом, запись состояния аккумулятора в системе является дополнительной функцией для водителя, поскольку помогает избежать внезапной поломки автомобиля из-за неисправности аккумулятора.

К сожалению, ни SoC, ни SoH нельзя измерить напрямую. Вместо этого эти параметры должны быть выведены из других измерений. Описанная здесь модель SoC использует нейро-нечеткий подход в сочетании с внутрисистемным определением состояния заряда батареи, чтобы обеспечить своевременное обнаружение и предупреждение о неисправности батареи. SoC определяется из измеряемых параметров батареи, таких как напряжение на клеммах, ток разрядки/зарядки, внутреннее сопротивление, циклы разрядки/зарядки, температура в качестве входных данных и удельный вес (SG) свинцово-кислотной батареи в качестве выходных данных с помощью модели нейронной сети.

SoH можно выразить через параметры батареи с помощью уравнения регрессии. SoH зависит от старения батареи и ее потребления во время работы. Таким образом, уравнение регрессии для SoH выражается как функция тех параметров батареи, которые влияют на старение и потребление во время работы. Эффект старения можно увидеть через различные наклоны SG, напряжения на клеммах и внутреннего сопротивления (IR) в зависимости от времени разряда. Потребление времени работы можно наблюдать по потреблению батареи в ампер-часах (Ач).Эта работа также имеет важное применение в тяжелых мобильных системах, таких как ракетные установки, ракетные установки, подводные лодки, спутники и грузовики.

Существует два основных режима работы аккумуляторной батареи в автомобиле: медленная разрядка и запуск двигателя. [1] Когда напряжение генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи (при неработающем двигателе), ток течет от аккумуляторной батареи к нагрузке. В противном случае ток течет от генератора к нагрузке и к аккумулятору (при работающем двигателе).Эта ситуация известна как медленная разрядка аккумулятора из-за электрической нагрузки автомобиля.

Электрическая нагрузка автомобиля состоит из множества различных подсистем автомобиля, таких как габаритные огни, задние фонари, освещение номерного знака, фары (основной и ближний свет), подсветка приборной панели, радио/кассета/CD, индикаторы, дворники, обогреватель и другие аксессуары. В среднем батарея требуется для питания электрической нагрузки током 12 А при выключенном двигателе.

При запуске двигателя, когда генератор не работает, двигателю требуется первоначальный высокий крутящий момент около 100 об/мин (пуск двигателя).Этот высокий крутящий момент, в свою очередь, требует, чтобы батарея давала импульс высокого тока.

Опять же, возможность достижения такого высокого крутящего момента зависит от нескольких факторов, среди которых важную роль играют характеристики аккумуляторной батареи, а также сопротивление проворачиванию двигателя (крутящий момент, необходимый при предельной температуре запуска) и падение напряжения между аккумуляторной батареей и стартером. Таким образом, батарея должна быть в состоянии подавать большой ток в течение очень короткого времени, пока генератор переменного тока не сможет взять на себя функцию подачи электроэнергии на нагрузку.

Параметры батареи, влияющие на SoC, включают напряжение, ток, циклы зарядки/разрядки (скорость и метод зарядки), температуру, внутреннее сопротивление, внутреннее давление, материал сетки (сетка относится к каркасу электродов батареи), состояние электродов, электролитическую прочность , коррозия (скорость коррозии), SG и время потребления. [2] Многие из этих параметров невозможно измерить, пока батарея питает нагрузку. Кроме того, зависимость SoC от этих параметров обычно нелинейна, что делает математическое моделирование поведения батареи непосильной задачей.

SG батареи является косвенным показателем ее SoC. Его прямое измерение основано на химическом процессе, при котором электролит перекачивается из батареи в цифровой или аналоговый гигрометр — метод, который непрактичен, когда батарея работает в системе.

Альтернативным методом определения SG является косвенное измерение SoC с использованием зависимости SG от условий нагрузки и других параметров батареи. Эти параметры включают температуру, потребляемый ток, напряжение (нагрузку), внутреннее сопротивление, скорость коррозии и продолжительность использования батареи.

Внутрисистемное измерение этих входных параметров занимает центральное место в любом методе моделирования. Однако измерение всех этих параметров будет дорогостоящим, учитывая количество необходимого оборудования. Следовательно, необходим тщательный выбор наиболее важных параметров для определения SoC, чтобы сделать моделирование SoC экономически эффективным. Выбранные параметры можно использовать для оценки стоимости аппаратуры, необходимой для моделирования SoC.

В настоящей работе мы экспериментировали с оптимизацией количества входных параметров для определения SG для индикации SoC.Три основных параметра оказываются внутренним сопротивлением, напряжением и потребляемым током. Для более точных результатов желательно измерять два дополнительных параметра: время работы от батареи и температуру.

Первым шагом в разработке модели был выбор фактической батареи, с которой можно было бы собирать данные. Настоящее исследование было проведено на автомобильном аккумуляторе Exide модели MF40sv/ 38 LM 20. Для построения модели необходимо было измерить достаточное количество данных об исследуемой батарее. [3]

Данные были собраны при постоянной нагрузке аккумулятора 12 А, соответствующей медленной скорости разряда, и потребляемом токе около 150 А в течение нескольких секунд для имитации реального запуска. Последнее действие было смоделировано в лаборатории 15-секундным постоянным разрядом при 150 А с последующим 15-секундным отдыхом. Было взято несколько наборов данных для разных температур окружающей среды, срока службы батареи и состояния заряда. На рис. 1 показана диаграмма активности для одного набора данных.

Как и ожидалось, наблюдаемая поведенческая модель была сходной в двух случаях данных, собранных для батареи MF40sv для медленного разряда и реального запуска, как показано ниже. [3]

При постоянном проценте заряда в результате повышения температуры окружающей среды происходит следующее:

  • Аккумулятор может работать дольше
  • Внутреннее сопротивление аккумулятора уменьшается
  • Очень небольшое изменение напряжения на клеммах аккумулятора
  • Значение SG уменьшается.

И наоборот, когда температура окружающей среды поддерживалась постоянной, а SoC батареи менялась, было видно, что:

  1. Аккумулятор с высоким SoC работает дольше

  2. Внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается при снижении заряженного состояния

  3. SG аккумулятора уменьшается при снижении заряженного состояния

  4. Начальное напряжение уменьшается с уменьшением заряженного состояния.

Модель SoC

Искусственные нейронные сети (ИНС) хорошо известны тем, что моделируют нелинейные физические процессы, а ИНС в сочетании с нечеткой логикой обеспечивают мощный механизм для лингвистического перевода поведения сложного физического процесса. Нелинейная способность адаптивного обучения ИНС используется здесь для имитации процесса разрядки батареи, который лингвистически переводится с использованием нечеткой логики для представления заряженного состояния батареи для маневрирования операций батареи.Этот термин лингвистически относится к тому факту, что SoC батареи выражается в относительных терминах, таких как полностью заряженный, наполовину заряженный или полностью разряженный.

Схема модели [4] показана на рис. 2 . На этой схеме от 1 до 5 представлены внутрисистемные входные данные, которые должны быть переданы ИНС для генерации выходных данных с точки зрения SoC. Эти входные данные являются непосредственно измеряемыми внутрисистемными параметрами батареи. Эти параметры включают в себя напряжение на клеммах, потребляемый ток, внутреннее сопротивление, внутреннюю температуру батареи и время потребления батареи.

Выходом ANN является SG, который вместе с температурой является входом для «фаззификатора», выдающего SoC батареи в лингвистической форме, такой как очень высокий, высокий, половинный, низкий и очень низкий. Архитектура и вес ИНС должны быть получены с батареей вне системы с использованием предварительного обучения ИНС на конкретной исследуемой батарее.

ИНС Моделирование

Проектирование ИНС и ее обучение выполняются с использованием Neural Network Toolbox MATLAB версии 6.0. Алгоритм обучения обратного распространения в полностью связанной многослойной архитектуре нейронов использовался для контролируемого обучения в ИНС. [5] При стандартном методе наискорейшего спуска скорость обучения оставалась постоянной на протяжении всего обучения.

Производительность алгоритма очень чувствительна к правильной настройке скорости обучения. Если скорость обучения слишком высока, алгоритм будет колебаться и станет нестабильным, а если слишком низок, алгоритму потребуется больше времени для сходимости. [6] Используемые функции активации являются логарифмически-сигмовидной в скрытом слое и пурилиновой в выходном слое. Блок-схема модели ИНС, используемой в настоящем исследовании, показана на рис. 3.

Эта работа была направлена ​​на получение обобщенной модели ANN поведения батареи. Поэтому сначала было проведено моделирование обучения ИНС с отдельными наборами данных для медленного разряда и реальных функций запуска автомобильного аккумулятора разного возраста. [3] (Эти данные представлены на рисунке в онлайн-версии этой статьи.) Затем тот же ИНС был обучен с объединенными данными о медленном разряде и реальном запуске двигателя для всех возрастов при разных температурах окружающей среды.

Потеря точности из-за обобщения оказалась не более 0,4%. Здесь мы увидели, что нет потери точности, когда обучение выполняется со смешанными данными о различных заряженных состояниях, но обучение сходимости занимает больше времени. Потеря точности еще более возрастает, если обучение выполняется с данными о батареях разного возраста, как показано в таблице 1 .

После обучения ИНС с набором данных ввода-вывода ее необходимо протестировать с заданными данными. На рис. 4 показаны результаты как обучения, так и тестирования при использовании данных аккумуляторов разного возраста, разных SoC и разных рабочих температур.

Нечеткая логика использовалась для преобразования выходного SG ИНС в целевой выходной сигнал (т. е. SoC батареи). [7] Полный процесс показан на рис. 5 .

В этом модуле все три параметра — входные параметры SG и температура и выходной параметр процент SoC — считаются нечеткими.В то время как нечеткое членство для температуры и процента параметров SoC определяется пятью лингвистическими переменными, параметр SG представлен семью нечеткими состояниями. Нечеткие состояния для каждой из трех нечетких переменных приведены здесь:

  • Температура (входная переменная) — очень низкая, низкая, средняя, ​​высокая и очень высокая

  • SG (входная переменная) — очень-очень низкая, очень низкая, низкая, средняя, ​​высокая, очень высокая и очень-очень высокая

  • Процент SoC (выходная переменная) — плоский, меньше половины, половина, больше половины и полный.

Для температуры и SG функция принадлежности выбрана гауссовой с открытыми крайними состояниями. Для процента SoC нечеткая функция принадлежности принимает форму колокола.

Определены правила «если-то» для определения взаимосвязи между входом и выходом. Для каждого входа срабатывают некоторые правила. Для каждого срабатывающего правила подразумевается степень принадлежности процента SoC. Затем значение членства всех выходов агрегируется для получения окончательного результата.

База нечетких правил [8] , используемая для рассматриваемого случая, приведена в Таблице 2 . Реализация нечеткой логики выполняется с помощью MATLAB’s Fuzzy Logic Toolbox. Входы и выходы обозначены в окне редактора Fuzzy Inference System (FIS) в Fuzzy Logic Toolbox.

Нечеткие правила, определенные в таблице 2 , проверяются с помощью наблюдаемых данных. Таким образом, для различных наборов данных по SG и температурам вычисляется процент SoC.Типичный результат нечеткого вывода показан на рис. 6 , где температура равна 45°C (очень высокая), SG равна 1,178 (средняя) и соответствующий процент SoC составляет 50% (половина заряда).

SoH-моделирование

SoH батареи определяется как оставшийся срок службы батареи при определенной нагрузке. Причиной ухудшения состояния аккумуляторов является влияние старения сетки, электродов, контактов, коррозия и циклы зарядки/разрядки.

SoH батареи моделируется с использованием многомерной линейной регрессии [9] эффекта старения и потребления батареи во время работы.Значения различных наклонов для исследуемого автомобильного аккумулятора Exide приведены в табличной форме с различными состояниями SoC при разных температурах для возраста аккумуляторов в условиях реального запуска и медленного разряда соответственно. (Эти данные доступны в таблице в онлайн-версии этой статьи.)

Видно, что наклоны таких параметров, как SG, напряжение на клеммах и внутреннее сопротивление, указывают на влияние возраста на характеристики батареи. SG и напряжение на клеммах уменьшаются с продолжительностью разряда, а внутреннее сопротивление увеличивается с разрядом батареи.Отрицательный наклон SG и напряжения на клеммах имеет более резкое снижение с возрастом, а положительный наклон внутреннего сопротивления также показывает постепенный рост с возрастом.

Из онлайн-таблицы также видно, что меньшие значения крутизны SG и напряжения на клеммах не были столь значительными, как значения IR крутизны. Этот факт подтверждается позже результатами, что внутреннее сопротивление влияет на SoH больше, чем SG и напряжение на клеммах.

Первоначально метод регрессии применялся только к двум факторам, от которых зависит SoH: SG и напряжение холостого хода (OCV).Для получения формулы использовались различные наклоны SG и OCV. Полученные результаты были не очень удовлетворительными, поэтому мы поняли, что внутреннее сопротивление также является важным фактором, от которого зависит SoH. Следовательно, внутреннее сопротивление должно быть включено в формулу, разработанную для моделирования SoH.

Формула, полученная после применения метода множественной регрессии:

SoH = 1,0043 + 0,0088 (TT × C) + 3,8925 м (SG) + 0,2444 м'(OCV) — 0,0863 м»(IR),

, где TT — время работы батареи, C — скорость разряда, а IR — внутреннее сопротивление.TT × C дает потребление батареи в ампер-часах, а m(SG), m’ (OCV), m»(IR) — наклоны.

Результаты регрессии, по данным, собранным с автомобильного аккумулятора, показывают, что потребление тока влияет на 60% (при реальном прокручивании автомобиля за 15 сек), на крутизну ИР влияет 30%, а на оставшиеся два параметра — на крутизну СГ и наклон напряжения на клеммах — влияет только на 10% SoH батареи. Измерение SG внутри системы затруднено, а его значения наклона также несущественны, поэтому им можно пренебречь.

Эта работа посвящена интеллектуальному моделированию нелинейного поведения батареи не с помощью математического/алгоритмического подхода, как в предыдущих работах в этой области, а посредством моделирования всего процесса на основе реальных данных с использованием параметров батареи, измеренных в системе. Нелинейное отображение поведения батареи было проведено с использованием ИНС и метода регрессии. Было обнаружено, что это обеспечивает более надежную и точную оценку SoC и SoH, чем предыдущие методы.Относительная индикация SoC реализована с использованием нечеткой логики, а SoH выражается в виде оставшегося времени работы от батареи в процентах.

Целью исследования также было достижение желаемой точности с помощью оптимизированной аппаратной модели (т. е. высокой точности и низкой стоимости). Модель процесса потенциально может быть реализована в форме продукта в виде автомобильного дисплея. Несмотря на то, что были даны и описаны предпочтительные параметры модели, могут быть сделаны различные модификации, не отступая от сущности и объема процесса.Аппаратное обеспечение, используемое для реализации этих моделей, может быть недорогим, простым в сборке модулем, состоящим из DSP или микроконтроллера и схем формирования сигнала.

Подтверждение

Мы благодарим Exide, R&D Lab, Kolkata, Exide Industries Ltd. India за помощь в финансировании проекта и проведении экспериментов в их лаборатории, без которых эта исследовательская работа не могла бы быть выполнена.

Каталожные номера

  1. Кромптон, Т.R., Справочник по батареям , Butterworth-Heinemann, издание за март 1990 г.

  2. Vinal, G.W., Аккумуляторы для хранения , John Wiley & Sons, 4-я ред. издание, стр. 130-336.

  3. Кхаре Н., «Интеллектуальный мониторинг батареи». Диссертация под руководством профессора Рекхи Говил, Банастхали Видьяпитх, Раджастхан, Индия, 2006 г.

  4. Кхаре, Н.; Говил, Р .; и Миттал, С.К., «Процесс определения состояния заряда и состояния батареи», патент Индии 813/KOL/2005.

  5. Хайкин, С., Нейронные сети: всеобъемлющая основа , 2-е издание, Prentice Hall, 1998.

  6. Хван, Дж. Н.; Лэй, С.Р.; Махлар, М .; Мартин, Д.; и Шимерт, Дж., «Регрессионное моделирование в обучении с обратным распространением и прогнозированием», IEEE Trans. о нейронной сети, 5 (3), май 1994 г., стр. 342-353.

  7. Заде, Л.А., «Количественная нечеткая семантика», Информатика , 3(2), 1971, стр. 159-176

  8. Притпал, С.«Разработка методов управления свинцово-кислотными батареями на основе нечеткой логики с применением в системах 42 В». Патент США 6 668 247.

  9. Дрейпер, Н.Р., и Смит, Х. Прикладной регрессионный анализ , 3-е издание, John Wiley & Sons, 1998.

    Что такое литий-ионные батареи?
    A. Литий-ионные батареи — это перезаряжаемые батареи, в которых ионы лития перемещаются от анода к катоду при разрядке и обратно при зарядке.Они являются популярными батареями для использования в бытовой электронике, потому что они обеспечивают высокую плотность энергии, не обладают эффектом памяти и имеют медленную потерю заряда, когда они не используются. Эти батареи бывают самых разных форм и размеров. По сравнению со свинцово-кислотными батареями литий-ионные батареи легче и обеспечивают более высокое напряжение холостого хода, что позволяет передавать энергию при более низких токах. Эти аккумуляторы имеют следующие характеристики:

    Особенности ионных литий-ионных аккумуляторов глубокого цикла:

    Малый вес, до 80 % меньше, чем у обычных свинцово-кислотных аккумуляторов сопоставимой энергии.
    Срок службы на 300-400% дольше, чем у свинцово-кислотных.
    Уровень разрядки нижней полки (2% против 5-8% в месяц).
    Сменная замена вашей оригинальной батареи.
    Ожидаемый срок службы батареи 8-10 лет.
    Нет взрывоопасных газов при зарядке, нет разливов кислоты.
    Безвреден для окружающей среды, не содержит свинца и тяжелых металлов.
    Безопасность в эксплуатации!
    Термин «литий-ионный аккумулятор» является общим термином. Существует много различных химических элементов для литий-ионных аккумуляторов, включая LiCoO2 (цилиндрический элемент), LiPo и LiFePO4 (цилиндрический/призматический элемент).Ionic в основном занимается проектированием, производством и продажей аккумуляторов LiFePO4 для своих стартерных аккумуляторов и аккумуляторов глубокого цикла.

    Что такое LiFePO4 (литий-железо-фосфатные) батареи?
    A. Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными литий-ионными батареями на основе химического состава LiCoO2. Аккумуляторы LiFePO4 обеспечивают гораздо более высокую удельную емкость, превосходную термическую и химическую стабильность, повышают безопасность, улучшают экономическую эффективность, увеличивают скорость заряда и разряда, увеличивают срок службы и поставляются в компактном и легком корпусе.Аккумуляторы LiFePO4 имеют срок службы более 2000 циклов зарядки!

    Почему мне следует приобретать литий-ионный аккумулятор «глубокого цикла» от ionic?
    A. Литий-ионные аккумуляторы обеспечивают множество преимуществ по сравнению со стандартными свинцово-кислотными аккумуляторами для хранения энергии, которые мы опишем ниже:

    Значительно легче — литий-ионные аккумуляторы весят лишь небольшую часть веса оригинального свинцово-кислотного аккумулятора.
    Более мощный — литий-ионные аккумуляторы работают при более высоком напряжении, чем стандартные свинцово-кислотные аккумуляторы, что обеспечивает более высокую скорость двигателя в течение более длительного времени.Свинцово-кислотные аккумуляторы падают до 12,5 В, когда используется только 20% емкости аккумулятора, а литий-ионные аккумуляторы обеспечивают более 12,8 В, даже когда остается только 20% емкости аккумулятора.
    Низкий уровень саморазряда. Свинцово-кислотные аккумуляторы ежемесячно теряют от 4% до 25% своего заряда в зависимости от качества используемых пластин и сепараторов. Если оставить автомобиль без присмотра на месяц, свинцово-кислотный аккумулятор может потерять слишком большую мощность, и автомобиль может не завестись. С другой стороны, наша химия литиевых батарей теряет менее 3% заряда в месяц; можно ходить несколько месяцев, не беспокоясь.
    Экологичность — ионные батареи не содержат токсичных веществ. В них нет ядовитого свинца или вызывающей коррозию серной кислоты, и, как следствие, нет возможности для взрывного газообразования, характерного для свинцово-кислотных аккумуляторов. Кроме того, нет необходимости поддерживать уровень кислоты или беспокоиться о вентиляции, как это делают традиционные свинцово-кислотные батареи. Единственное техническое обслуживание, которое требуется ионным батареям, — это следить за тем, чтобы батарея никогда не разряжалась более чем на 80%, чтобы обеспечить оптимальный срок службы.
    Длительный срок службы — дешевые свинцово-кислотные аккумуляторы обычно служат от 1 до 2 лет, в то время как гелевые и свинцово-кислотные аккумуляторы AGM служат 3–5 лет при надлежащем обслуживании.Однако литий-ионные аккумуляторы Ionic могут работать 8-10 лет, что значительно превышает срок службы любого свинцово-кислотного аккумулятора. Срок службы батареи зависит исключительно от правильной эксплуатации и технического обслуживания, поэтому руководствуйтесь здравым смыслом и следите за тем, чтобы батарея не разряжалась более чем на 80%. Если вы заменяете свинцово-кислотный аккумулятор через два года или раньше из-за повреждения, вызванного глубокими циклами, вы сэкономите деньги в долгосрочной перспективе, перейдя на ионный литий-ионный аккумулятор
    с быстрой перезарядкой — ионно-литиевые аккумуляторы могут потреблять зарядный ток до до 5 раз быстрее, чем свинцово-кислотный аккумулятор.Более того, эффективность зарядки составляет около 75% для свинцово-кислотных аккумуляторов по сравнению с 97% для ионно-литиевых аккумуляторов. Это означает, что для зарядки требуется меньше энергии, и меньше нагрузка на генератор.

    Какие преимущества имеют ионные «батареи глубокого цикла» по сравнению с другими батареями?
    A. ionic использует последние достижения в технологии литий-ионных аккумуляторов, а также специальные функции, чтобы предоставить вам лучший аккумулятор для вашего автомобиля:

    Внутренняя схема балансировки элементов — ионные батареи имеют плату внутренней балансировки элементов, управляемую микропроцессором, в каждой из своих батарей, предназначенную для максимизации производительности каждого элемента в батареях.
    Система управления батареями (BMS) — ионно-литиевые интеллектуальные батареи содержат твердотельный переключатель, который контролирует нестабильность температуры. Этот переключатель предотвращает перезарядку и разрядку, повышая общий срок службы и безопасность аккумуляторов.
    Quality Engineering — инновационная лаборатория ionic гордится тем, что при проектировании и производстве своих аккумуляторов используются компоненты высочайшего качества на всех этапах проектирования и изготовления. Встроенные ионные интеллектуальные компоненты гарантируют безопасность и качество каждого ионного продукта.
    Призматические элементы — цилиндрические элементы бывают только определенных размеров, что ограничивает возможные формы и размеры конструкций корпусов стартерных аккумуляторов. Таким образом, батареи, подходящие для многих транспортных средств, могут быть плохими или невозможными, поскольку они слишком широкие или слишком высокие и создают внутренние горячие точки. Ионные призматические элементы, с другой стороны, представляют собой прямоугольные корпуса, которые можно свободно проектировать и изменять в соответствии с требованиями к размеру корпуса батареи. Таким образом, ионизация идеально подходит для большинства автомобилей, а также обладает лучшими характеристиками терморегуляции.

    Насколько номинальная емкость «глубокого цикла» (Ач) ionic соотносится с номинальной емкостью свинцово-кислотных Ач?
    A. Аккумуляторы Ionic «Deep Cycle» имеют номинальную литиевую емкость при скорости разряда 1C, что означает, что литий-ионный аккумулятор емкостью 12 Ач «Deep Cycle» сможет обеспечить 12 А в течение 1 часа. С другой стороны, для большинства свинцово-кислотных аккумуляторов указан номинал в 20 или 25 часов для их емкости Ач, что означает, что тот же самый свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 12 Ач, разряжающийся за 1 час, обычно обеспечивает только 6 Ач полезной энергии.Снижение DOD ниже 50% приведет к повреждению свинцово-кислотной батареи, даже если они утверждают, что это батарея с глубоким разрядом. Таким образом, литиевая батарея емкостью 12 Ач по характеристикам ближе к свинцово-кислотной батарее емкостью 48 Ач по более высоким токам разряда и сроку службы. Литий-ионные аккумуляторы
    Ionic имеют 1/3 внутреннего сопротивления свинцово-кислотных аккумуляторов аналогичной емкости, и их можно безопасно разряжать до 90% глубины разряда.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.