Параметры автомобильного аккумулятора: Характеристики автомобильного аккумулятора

Содержание

На какие характеристики смотреть при выборе автомобильного аккумулятора

Устройство автомобильного аккумулятора настолько примитивно, что найти в нем какие-то нюансы трудно. Тем не менее, даже простое варьирование площади пластин и их состава может обеспечить двум внешне одинаковым аккумуляторным батареям значительную разницу в эксплуатационных качествах, а неправильный выбор может изрядно попортить нервы, особенно зимой.

Тут все очевидно: емкость АКБ означает то количество энергии, которое он может запасти и отдать в нагрузку. Для удобства (так как напряжение автомобильных батарей стандартизировано) емкость обозначается в ампер-часах. То есть, в теории аккумулятор на 60 ампер-часов должен быть способен отдавать в течение часа ток 60 ампер, 120 ампер – в течение получаса, и так далее. Однако на практике реальная емкость аккумуляторной батареи сильно зависит от потребляемого тока: чем он больше, тем меньше емкость. Поэтому при установке аккумулятора с небольшой емкостью он оказывается неспособен уверенно проворачивать стартер зимой, даже если номинальный ток холодной прокрутки у аккумулятора соответствует потребляемому стартером.

При исследованиях реального разряда аккумулятора была выведена простая формула – при произвольном токе разряда емкость равна произведению номинальной емкости на отношение номинального тока разряда к текущему, возведенное в степень p-1, где p – это число Пейкерта для конкретного АКБ (1,15-1,35 для свинцово-кислотных батарей). Номинальная же емкость рассчитывается по циклу длительного разряда малым током (10 или 20 часов). Приведем пару примеров для аккумулятора на 60 ампер-часов при самом пессимистичном значении p:

при разряде током в 100 ампер (включен стартер) емкость составит уже 35 ампер-часов (!), упав почти вдвое, и такая нагрузка даже полностью заряженный аккумулятор «высосет» за 21 минуту Узнайте как сделать самому устройство для зарядки аккумулятора.

Причем это время вновь теоретическое, при таких нагрузках реальное падение емкости гораздо больше, так как химические реакции на поверхностях пластин замедляются – электролит рядом с ними теряет плотность быстрее, чем в общем объеме.
Таким образом, можно логично заключить, что, чем больше номинальная емкость батареи, тем дольше она сможет работать именно при стартерной нагрузке. Особенно это критично для автомобилей, где из-за компоновочных соображений устанавливаются компактные аккумуляторы, имеющие небольшую емкость – тут установка AGM или гелевой батареи, имеющих более высокую удельную емкость, сможет стать решением многих зимних проблем.
Зависимость времени разряда при высоких нагрузках и номинальной емкости нелинейна, что демонстрирует график:

Как оценить емкость аккумулятора? Этот вопрос может стать интересен, когда батарея уже проработала несколько лет. Самый простой способ – это использование цифрового тестера аккумуляторов – такие приборы позволяют быстро рассчитать реальную емкость АКБ исходя из ее номинальных параметров, но подобные приборы недешевы.

В «домашних условиях» проще всего имитировать измерение емкости длительной нагрузкой – полностью зарядив батарею, подключаем к ней любой потребитель, потребляющий ток около 1/10 от числового значения емкости (т.е. для 65-амперного аккумулятора нужна нагрузка 6,5 А, или 78 Вт) и засечь время, за которое напряжение на клеммах батареи упадет до 10,8 В. Произведение тока нагрузки и времени и даст нам величину емкости. К примеру, 65-ваттная лампа (как самая доступная нагрузка близкого токопотребления) высаживала аккумулятор 6 часов, следовательно, его емкость можно считать равной 32,5 А*ч.

Существует распространенное мнение, что при установке на автомобиль батареи с большей номинальной емкостью, чем штатная, она будет постоянно недозаряжаться. Обосновывают это тем, что генератор не сможет отдать нужный ток. Однако так ли это?

Возьмем два полностью заряженных аккумулятора. Выше мы уже привели пример того, насколько сильно упадет емкость в момент запуска мотора – то есть на самом деле АКБ с большей номинальной емкостью не просто увереннее запустит двигатель, но и потеряет при этом меньше энергии, менее емкий аккумулятор после старта придется заряжать дольше.

Что же до возможностей генератора, то на автомобилях даже в компакт-классе 80-90 ампер номинала не редкость. Даже с учетом того, что такой ток генератор сможет отдавать только при высоких оборотах, в городском цикле движения его возможностей достаточно для восстановления заряда батареи.

Так как указываемая на корпусе аккумулятора емкость мало связана с реальными условиями эксплуатации, как мы уже выяснили, применяется еще одна характеристика – емкость резервная, которая независимо от прочих параметров АКБ измеряется при разряде батареи фиксированным током 25 А до напряжения 10,5 В при комнатной температуре. Иначе говоря, условия испытания на резервную емкость моделируют ситуацию, когда на остановленном моторе включены потребители (фары, габаритные огни и так далее), и определяется время, в течение которого аккумулятор сохранит возможность поддержания их работы – например, если в дороге отказал генератор. Именно поэтому, несмотря на само слово «емкость» в составе термина, измеряется она не в ампер-часах, а в минутах.

Для стартерного аккумулятора, в отличие от тягового, не менее важен и максимальный ток, который он может отдавать в течение короткого времени. Для сравнения аккумуляторов между собой служат несколько стандартов измерения:
1. EN: аккумулятор, охлажденный до температуры -18°, разряжается до напряжения 7,5 В за 10 секунд.
2. SAE: при той же температуре разряд идет 30 секунд и до напряжения 7,2 В.
3. DIN: напряжение должно за 30- секунд снизиться до 9 В.

Как видно, наиболее жестким стандартом измерения является DIN, аналогичный отечественному ГОСТ 959-91. EN же легче всех – тест короче, а допустимое снижение напряжения максимально. Поскольку кривая токоотдачи у аккумуляторов нелинейна, можно обнаружить, что два аккумулятора с равным током холодной прокрутки по EN будут иметь разный ток холодной прокрутки по DIN.
При выборе аккумулятора это соотношение может представлять интерес – увеличение тока по DIN при одинаковом токе по EN однозначно указывает на то, что на морозе эта батарея сможет дольше проворачивать стартер.

Казалось бы, зачем гнаться за максимальным стартерным током, если для обычно применяемых на автомобилях стартеров с мощностью 0,8-1 кВт достаточно 70-90 ампер? Дело в том, что номинальная мощность стартера рассчитывается по тому потреблению тока, что соответствует установившимся оборотам при заданной нагрузке на вал. В момент же запуска ток может возрасти во много раз, так как напряжение на обмотки подается практически одновременно с зацеплением бендикса, и на рабочие обороты он должен выходить под нагрузкой. Чем холоднее мотор, тем дольше стартер выходит на рабочие обороты, и тем больший ток он потребляет до этого момента.

В различных тестах АКБ среди прочих параметров обязательно сравнивается и их вес. В чем смысл этого? Ответ прост: при работе батареи медленно, но неотвратимо происходит разрушение пластин – каждый цикл разряда, и особенно глубокого, приводит к образованию на пластинах кристаллов сульфата свинца. Часть из них растворяется при зарядке, но часть остается, со временем осыпаясь. Проще говоря, со временем масса пластин падает, падает и их прочность. В один «прекрасный» момент под воздействием тряски пластина может разрушиться, приведя батарею в негодность. Следовательно, чем больше масса пластин, тем дольше сможет проходить их разрушение, и определенную зависимость «ресурс-вес» можно считать существующей.

Так как для увеличения емкости необходимо увеличивать площадь пластин в каждой банке, их приходится делать достаточно тонкими. Поэтому в аккумуляторах с большей массой толщина пластин в наборе может серьезно отличаться от более легких, что, в свою очередь, обеспечит меньшие просадки напряжения под стартерной нагрузкой: больше сечение – меньше сопротивление.
Заключим: из двух аккумуляторов с равными электрическими параметрами предпочтительнее тот, что больше весит.

Однако справедливо это заключение в первую очередь для обслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов, где возможность поддержания нужной плотности и уровня электролита позволяет поддерживать стабильность характеристик. Но в необслуживаемых кальциевых аккумуляторах такой возможности нет, и со временем плотность и уровень электролита отклоняются от номинальных настолько, что аккумулятор становится малопригодным для эксплуатации, хотя его пластины могут быть целы.

Для пуска двигателя и питания различных систем устанавливается аккумулятор. Сегодня существует много различных видов батарей, но наиболее распространены свинцово-кислотные модели. Характеристики аккумуляторных батарей для автомобилей учитываются при выборе наиболее подходящего варианта исполнения.

Параметры аккумулятора автомобиля во многом зависят от его типа. Наиболее распространенная разновидность батареи свинцово-кислотная, так как она характеризуется лучшим соотношением цены и качества. В группу подобных источников энергии входят батареи на основе геля, которые обладают продвинутыми эксплуатационными качествами.

За счет применения специальных веществ при изготовлении батарея становится более устойчивой к нагреву и быстро охлаждается. Кроме этого, большинство легирующих элементов повышает стойкость пластин к коррозии и сульфатации. Однако слишком высокая концентрация различных примесей может негативно отражаться на некоторых характеристиках аккумулятора.

В последнее время большое распространение получили никель-металлогидридные и литиевые батареи. Они устанавливаются на автомобилях с гибридными двигателями, что связано со специфическими эксплуатационными характеристиками.

Такие АКБ не рекомендуется использовать для питания обычного двигателя.
Все источники питания классифицируются по нескольким параметрам. Если подобрать АКБ неправильно, то он не прослужит долго. Частыми проблемами назовем быструю потерю емкости и разрушение пластин.

Основные характеристики
Основные параметры автомобильного аккумулятора следует учитывать при их выборе и эксплуатации. Свинцово-кислотные варианты исполнения получили самое широкое распространение. Параметры АКБ следующие:
Емкость.
Напряжение.
Значение пускового тока.

Электродвижущая сила.
Сопротивление внутренних элементов.
Уровень зарядки.
Полярность.
Особенности конструкции: размеры корпуса и масса.
Срок хранения и эксплуатации.
Показатель интенсивности саморазряда.
Некоторые из приведенных выше параметров указываются производителями на корпусе, другие можно определить при расшифровке марки. Наиболее важными параметрами принято считать емкость и напряжение выдаваемого тока.
Они учитываются при выборе наиболее подходящей модели.

Показатель емкости
Современный машинный аккумулятор, характеристики которого могут варьировать в довольно большом диапазоне, характеризуется определенной емкостью. Емкость — характеристика, которая определяет количество отдаваемого электричества до полного разряда. Для измерения этого показателя применяется значение Ампер-часов.

Проверить номинальную емкость можно следующим образом:
Аккумуляторная батарея разряжается до напряжения 10,5 В.
На момент эксплуатации источника питания температура электролита не должна быть выше 25 градусов Цельсия.
К источнику питания рекомендуется подключать лампочку на 24 вата.
Время до полной разрядки при нормальной емкости составляет 20−25 часов.
При длительной эксплуатации рассматриваемый показатель может снизиться на 40%. При этом никакие меры по восстановлению количества электролита не снизят скорость разряда батареи. Для более точного определения емкости применяется нагрузочная вилка. Она состоит из нескольких элементов:
Вольтметра.
Корпуса.
Рукоятки.
Контактной клеммы или площадки.
Нагрузочного сопротивления.
При применении нагрузочной вилки она подключается к выводам батареи. Далее засекается время, которое потребуется для падения напряжения до 6 В. Если аккумуляторная батарея заряжена и находится в хорошем техническом состоянии, то для падения напряжения потребуется около трех минут. При тестировании источника питания его температура должна быть не выше 25 градусов Цельсия.
Емкость может периодически изменяться. Этот показатель зависит от следующих параметров:
Температуры воздуха. Если авто стоит на морозе, то показатель емкости может существенно снизиться. Именно эта причина определяет трудности при старте двигателя в зимнее время.
Количество пластин и их конструктивные особенности.
Значение нагрузки и активности эксплуатации. При слишком высокой нагрузке температура устройства может существенно повышаться, что приводит к испарению жидкости.

Степень изношенности. Длительное применение аккумулятора приводит к износу пластин. Со временем они разрушаются, в электролит попадает большое количество различных примесей, которые становятся причиной короткого замыкания.
Рассматривая описание батарей, следует учитывать, что емкость — единственный параметр, который наиболее полно характеризует степень изношенности аккумулятора. Для того чтобы продлить срок службы источника питания, не рекомендуется допускать критического падения заряда, так как пластины начинают разрушаться. Выбор аккумуляторной батареи для двигателя проводится при применении специальной таблицы. К примеру, для легковых автомобилей подходят модели с емкостью 55−66 А-ч (более точный показатель выбирается в зависимости от объема двигателя).

Пусковой ток
Рассматривая основные параметры, следует уделить внимание пусковому току. Это связано с тем, что аккумуляторы испытывают наибольшую нагрузку при пуске двигателя. Определить ток холодной прокрутки можно следующим образом:
Конструкцию батареи следует охладить до температуры 18 градусов Цельсия.
Проводится разрядка пусковым током в течение 30 секунд.
Установленные нормы в ГОСТе определяют то, что напряжение должно быть не менее 8,4 В. При разрядке в течение 150 секунд показатель должен быть не менее 6 В.
При слишком низком напряжении завести двигатель не получится. Показатель может существенно падать в случае сильного износа конструкции.
Электродвижущая сила
Все батареи характеризуются электродвижущей силой. Она определяет напряжение на клеммах без утечек и сторонней нагрузки.

Для измерения этого показателя может использоваться мультиметр или вольтметр. На ЭДС оказывает влияние:
Плотность электролита. Она может меняться при сильном износе батареи, определяется при использовании специального прибора. Изменить плотность можно самостоятельно.
Температура жидкости в банках батареи. Все вещества реагируют на воздействие температуры.
Распространенные батареи при температуре 18 градусов Цельсия и плотности 1,27 г/см3 обладают ЭДС 2,12 В. При этом подобный показатель свойственен только одной банке.
Электродвижущая сила не может использоваться для определения состояния аккумулятора. В большинстве случаев показатель ЭДС применяется при поиске критических неисправностей. К примеру, при слишком низком или высоком значении есть вероятность возникновения короткого замыкания.

Внутреннее сопротивление
Показатель внутреннего сопротивления определяется при диагностике аккумулятора. Он связан с характеристиками пластин, сепараторов, электролита, крепежных и других элементов. При увеличении показателя емкости АКБ сопротивление снижается, но увеличивается при снижении температуры окружающей среды или заряда.
Специалисты рекомендуют периодически проводить зарядку источника питания даже при повседневном использовании транспортного средства. Это связано с тем, что при исправном генераторе батарея не заряжается до конца на 15−20%.
Устанавливаемые генераторы способны вырабатывать напряжение 14−14,5 В. В большинстве случаев требуемый ток вырабатывается при скорости вращения коленчатого вала в районе 2000 об/мин. Это определяет то, что активная зарядка проходит на момент разгона или при движении на загородной трассе. При этом для полного заряда требуется около 12 часов.
Повышать напряжение, которое вырабатывает генератор, для ускорения процесса зарядки нельзя. Это связано с тем, что слишком высокое напряжение становится причиной электролиза воды, активного выделения кислорода с водородом. Если напряжение вырабатываемого тока выше 15 В, то батарея начинает быстро изнашиваться.

Степень зарядки
На степень зарядки аккумулятора оказывает влияние довольно большое количество различных параметров. Именно поэтому определить этот показатель можно только при использовании качественного зарядного устройства со сложной электроникой.
Для тестирования автомобильного аккумулятора учитывается:
Напряжение.
Плотность электролита.
Источник питания с жидким электролитом имеет напряжение около 12,7 В. У вариантов исполнения с гелем показатель варьирует в пределе от 13 В до 13,4 В. Степень зарядки можно повышать при применении специального устройства.
Конструкционные особенности
Большинство автомобильных аккумуляторов обладает массой от 14 до 20 кг. Производители указывают этот показатель на этикетке с другими параметрами. При изготовлении применяется несколько типоразмеров:
Европейский стандарт определяет высоту корпуса 190 мм, клеммы расположены в специальных углублениях.
Азиатские модели имеют корпус высотой 220−225 мм, клеммы немного выступают за габариты устройства.
Американский тип характеризуется тем, что клеммы расположены сбоку. Подобные батареи встречаются в продаже крайне редко.
Классификация источников электроэнергии проводится по признаку технологического исполнения. Выделяют несколько типов изделий:
Необслуживаемые. Подобный тип батарей начали выпускать около 30 лет назад. Подобный вариант исполнения характеризуется более высоким пусковым тором и низкой чувствительностью к напряжению сети.
Мало обслуживаемые. Большинство аккумуляторов, которые есть в продаже, относятся именно к этому типу. Широкое распространение можно связать с оптимальным соотношением цены и качества.
Обслуживаемые. Этот тип батареи характеризуется тем, что можно проводить замену банок. Особенности конструкции определяют необходимость в периодическом обслуживании.

Рекомендуется приобретать необслуживаемые варианты исполнения, так как они могут прослужить в течение длительного периода. Обслуживаемые модели после потери емкости и степени заряда приходится заряжать при применении специального зарядного устройства.
В заключение необходимо отметить, что срок хранения аккумуляторных батарей составляет около двух лет. При правильном обслуживании автономный источник энергии может прослужить в течение семи лет.

Саморазряд источника энергии
Саморазряд — характеристика, которая определяет падение емкости при простое аккумулятора. Этот процесс связан с окислением и восстановлением электродов разной полярности. К особенностям процесса саморазряда следует отнести следующие моменты:

Потеря емкости проходит с большей скоростью к концу срока службы аккумулятора. Глубокий разряд в большей степени изнашивает батарею.
Активный саморазряд наблюдается в течение суток с момента зарядки АКБ.
Нормальным показателем считается потеря 1% емкости в течение суток.
Потеря емкости снижается при отрицательной температуре. Именно поэтому рекомендуется хранить аккумулятор в помещении с низкой температурой.
Многие характеристики указываются на корпусе батареи. Только у продукции известных производителей заявленные параметры соответствуют реальным. Качественный аккумулятор может прослужить более семи лет при соблюдении основных рекомендаций по эксплуатации.
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, какие параметры являются важными и имеют более высокий приоритет для каждой батареи
Узнайте больше
Мощность
Деградация
Деградация
Энергетические возможности батареи начинаются с загрузки анода и катода ячейки до максимального тока возможности аккумуляторной системы. Возможности питания от аккумулятора – это не постоянные разряды и заряды.
Деградация
Деградация
Деградация
Основная деградация – это разрушение активного материала (катодного материала и электролита) из-за циклирования. Ущерб наносится в каждом цикле. Этот процесс деградации можно ускорить.
Температура
Деградация
SOC (состояние заряда)
Высокая температура разрушает электролит, что приводит к потере его эффективности переноса ионов. Напряжение — стрессор, а температура — ускоритель.
SOC (состояние заряда)
SOC (состояние заряда)
SOC (состояние заряда)
Уровень заряда батареи (SOC) выше 80 % сохраняется в течение длительного периода времени. Для улучшения SOC потенциальное напряжение заряда батареи можно постепенно снижать с течением времени
Вздутие
SOC (состояние заряда)
Вздутие
Ничто не может предотвратить это. Это нормально и ожидаемо при старении батареи. Но если есть адаптивная система управления батареями, это может продлить срок службы батареи и избежать вздутия.
Толщина
SOC (Состояние заряда)
Набухание
Поскольку толщина фольги и сепаратора фиксирована, по мере уменьшения толщины ячейки отношение активного материала к другим компонентам уменьшается.
Ключевые показатели производительности и параметры батареи
Цена или стоимость
Глубина разряда (DoD)
Цена или стоимость
Применения с коротким сроком службы (CE), как правило, больше ориентируются на цену. Приложения с длительным сроком службы (EV, ESS, UPS) больше концентрируются на стоимости. Все аккумуляторы начинают разлагаться, как только завершается их формирование, поэтому и цена падает.
Плотность энергии
Глубина разряда (DoD)
Цена или стоимость
Более высокая плотность позволяет использовать элементы большей емкости на единицу объема. Это важнейший параметр для бытовой электроники и электромобилей. Используется для различения технологических узлов. Плотность энергии зависит от толщины элемента батареи.
Глубина разрядки (DoD)
Глубина разрядки (DoD)
Глубина разрядки (DoD)
Календарный срок службы — это неэксплуатационные эффекты старения. Используется в качестве сравнения с другими технологиями, а не полезной мерой фактического полезного времени. Деградация или потеря емкости с течением времени, которая не может быть восстановлена.
Емкость
Емкость
Глубина разряда (DoD)
Обычно указывается при условиях (температура и C-скорость), которые показывают наибольшее значение. Дается в ампер-часах (Ач), используется для определения общего времени работы в зависимости от потребляемой мощности.
Истинная емкость: то, что есть на самом деле
Паспортная емкость: то, что вы покупаете
Эффективная емкость: то, что вы можете использовать
C-Rate
Емкость
C-Rate
Относится непосредственно к мощности, как при разрядке, так и при зарядке. Обычно определяется максимальным, типичным, а некоторые химические вещества отмечают минимум. Производство может использовать его как текущую / номинальную мощность. Поскольку Емкость в ампер-часах (Ач) проще использовать для определения общего времени работы на основе C-Rate
Безопасность
Емкость
C-Rate
Непредвиденные обстоятельства могут быть разработаны для снижения конкретных опасностей. Не существует «безопасного» хранилища энергии, а есть «более безопасное». Конструкция Battery Safety многоуровневая и начинается с ячейки и распространяется на все устройство.
Важность тестирования аккумуляторов
Производительность и стоимость
Тестирование для получения доступа к стоимости аккумулятора
Тестирование для получения доступа к значению аккумулятора
Производители аккумуляторов несут ответственность за свою конечную продукцию. Они должны соответствовать нескольким стандартам, таким как IEEE, и они конкурируют на рынке, чтобы сделать лучшее предложение с точки зрения как производительности, так и стоимости. Им необходимо принять хорошо продуманное решение по каждому аспекту устройства, поэтому неудивительно, что они хотят основывать свой выбор на наилучшей доступной информации. Кроме того, большая часть производства находится в Китае, Японии или Корее. Для аккумуляторных элементов, модулей или блоков информация часто предоставляется в виде паспорта аккумулятора, предоставленного производителем аккумулятора. Поразительно, но для таких даташитов с указанием времени, тока, напряжения, емкости и других параметров не существует реального стандарта. Данные, которые вы найдете в одной электронной таблице Excel, могут отсутствовать в другой.
Тестирование для доступа к значению батареи
Тестирование для доступа к значению батареи
Тестирование для доступа к значению батареи
Чтобы объективно оценить стоимость батареи, ее следует подвергнуть более тщательному тестированию. Чтобы получить надежные результаты, испытания должны проводиться в специализированных лабораториях для испытаний аккумуляторов с использованием нескольких методов измерения, таких как HPPC, DST, FUDS и спектроскопия импеданса.
Эти объекты часто оснащены несколькими испытательными устройствами, специально предназначенными для проверки аккумуляторных элементов, модулей и полных блоков или даже систем. Тестирование может включать программы электрических, механических и тепловых испытаний.
Примеры измерений, связанных с производительностью, старением и безопасностью аккумуляторов, включали общие измерения, состояние работоспособности и состояние заряда аккумулятора.
Общие измерения
Тестирование для доступа к параметрам батареи
Данные в различных форматах
Емкость при различных скоростях зарядки и разрядки в различных температурных условиях
Внутреннее сопротивление или импеданс на разных этапах срока службы
Календарный и циклический срок службы при различных (эксплуатационных) требованиях
Надежность аккумулятора
Выделение тепла в процессах зарядки и разрядки
Частота, импеданс, теоретическая емкость
Падение напряжения, среднее и медианное напряжение
Толщина поверхностного слоя твердого электролита (SEI)
Дифференциальная емкость и напряжение.

Данные в различных форматах
Диск для новой программной платформы
Данные в разных форматах
Или, возможно, характеристики не определены одинаково. Это очень затрудняет сравнение одного решения с другим. Более того, в большинстве случаев значения в технических характеристиках измеряются в условиях, которые не являются репрезентативными для конечного приложения. По этим причинам производителям продукции практически невозможно оценить реальную стоимость батареи. Сегодня на рынке доступно множество различных аккумуляторных технологий, и каждая из них имеет свой собственный набор отличительных характеристик. Но даже батареи с одним и тем же базовым химическим составом могут иметь существенные различия, особенно если они произведены разными производителями. Итак, Energsoft решила, что это должен быть способ провести сравнение Apple с Apple по тестам, оборудованию и типам батарей.
Диск для новой программной платформы
Диск для новой программной платформы
Диск для новой программной платформы
Поскольку новые решения для решения общих проблем, таких как эффективность, устойчивость, изменение климата и удобство для пользователя, ускоряются, поэтому также создает спрос на высокопроизводительные аккумуляторные системы. Он варьируется от мобильных приложений, таких как электрические велосипеды, автомобили, автобусы и лодки, и электроинструментов, таких как дрели, отвертки и цепные пилы, до стационарных решений, которые поддерживают электросеть и местные энергетические системы. Некоторые системы постоянно работают в хорошо контролируемой и стабильной среде, в то время как другие должны быть в состоянии выжить в суровых условиях. Из этого становится ясно, что производители конечных приложений должны выбирать наиболее подходящую технологию аккумуляторов для своих конкретных продуктов. Вы можете подумать, что это легкая работа.
Испытательное оборудование
Привод для новой программной платформы
Привод для новой программной платформы
Испытательное оборудование может выполнять стандартные протоколы тестирования, определенные международным сообществом, но также может быть запрограммировано для выполнения конкретных испытаний, которые более актуальны. до конечного приложения. Испытательное оборудование может работать со стандартными протоколами испытаний, как это определено международным сообществом, но также может быть запрограммировано для выполнения специальных испытаний, которые больше подходят для конечного применения. Независимо от того, работаете ли вы в соответствующей области или просто увлекаетесь аккумуляторами, у вас наверняка возникнет множество вопросов о тестировании аккумуляторов. Каков правильный подход к тестированию ячеек, модулей и пакетов? Какое оборудование следует использовать? Как вы обрабатываете данные тестирования, чтобы получить результаты для конечных клиентов? Или как вы обрабатываете данные для моделирования батарей или разработки систем управления батареями (BMS)? Для чего проводятся эти тесты?
Первичные батареи и их характеристики
Дополнительная информация
Батареи бывают разных форм и размеров: от миниатюрных элементов, используемых для питания слуховых аппаратов и наручных часов, до маленьких тонких элементов, используемых в смартфонах, до больших свинцово-кислотных или литий-ионных аккумуляторов. батареи в транспортных средствах и, в крайнем случае, огромные аккумуляторные батареи размером с комнату, которые обеспечивают резервное или аварийное питание для телефонных станций и компьютерных центров обработки данных. Аккумуляторы имеют гораздо более низкую удельную энергию (энергия на единицу массы), чем обычные виды топлива, такие как бензин. В автомобилях это компенсируется более высокой эффективностью электродвигателей в преобразовании химической энергии в механическую работу по сравнению с двигателями внутреннего сгорания. Характеристики батареи могут меняться в зависимости от цикла нагрузки, цикла перезарядки и срока службы из-за многих факторов, включая внутреннюю химию, потребляемый ток и температуру. При низких температурах батарея не может дать столько энергии. Таким образом, в холодном климате некоторые владельцы автомобилей устанавливают обогреватели аккумуляторов, которые представляют собой небольшие электрические грелки, которые поддерживают температуру автомобильного аккумулятора. Одноразовые батареи обычно теряют от 8 до 20 процентов своего первоначального заряда в год при хранении при комнатной температуре (20–30 °C). Это известно как скорость «саморазряда» и связано с «побочными» химическими реакциями, не производящими ток, которые происходят внутри элемента, даже когда нагрузка не приложена. Скорость побочных реакций снижается для батарей, хранящихся при более низких температурах, хотя некоторые из них могут быть повреждены при замораживании.
Отзыв устройств с ионно-литиевыми батареями в последние годы стал более распространенным. Это происходит в ответ на сообщения об авариях и отказах, а иногда и о возгорании или взрыве.
Узнайте больше о программной платформе для управления данными и аналитики аккумуляторов: [email protected]
Узнайте больше
Аккумулятор — это устройство, состоящее из одного или нескольких гальванических элементов с внешними соединениями, предназначенными для питания электрических устройств, таких как фонарики, мобильные телефоны и электромобили. Когда батарея подает электроэнергию, ее положительный вывод является катодом, а отрицательный вывод — анодом.
Многие важные свойства элемента, такие как напряжение, плотность энергии, воспламеняемость, доступные конструкции элемента, диапазон рабочих температур и срок годности, определяются химическим составом аккумулятора.
Клемма, помеченная как отрицательная, является источником электронов, которые будут проходить через внешнюю электрическую цепь к положительной клемме. Когда батарея подключена к внешней электрической нагрузке, окислительно-восстановительная реакция преобразует высокоэнергетические реагенты в низкоэнергетические свойства.
Узнать больше Часто задаваемые вопросы
Технология и компоненты аккумуляторов для электромобилей
Технологии, инновации, автомобильные аккумуляторы 22 сентября 2020
Технология аккумуляторов для электромобилей – основные типы аккумуляторов
Аккумуляторы для электромобилей (ЭМ) различаются по используемым химическим элементам. В основном мы различаем литий-ионные, никель-металлогидридные и свинцово-кислотные батареи. Трудно выбрать лучший аккумулятор для электромобиля, потому что индивидуальные решения хорошо работают для разных целей.
Ниже вы найдете краткое описание различных типов аккумуляторов, используемых в автомобильной промышленности, а также их применение.
Получить последний отчет CSR!
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы бесплатно загрузить PDF-файл
Подпишитесь и скачайте
Литий-ионный аккумулятор – большая популярность и высокая производительность
Несомненно, именно литий-ионные аккумуляторы внесли наибольший вклад в передовое развитие электромобилей. отрасли в последние годы. Они характеризуются эффективностью, низкой ценой и высоким уровнем производительности по отношению к массе клеток. Это лучшие аккумуляторы, если учитывать три параметра: оптимизация размера и веса аккумулятора, соотношение массы к количеству запасаемой энергии и выгодная цена. Литий-ионные аккумуляторы также можно найти во многих бытовых устройствах, таких как телефоны, компьютеры или пылесосы.
Никель-металлогидридная батарея – для специального использования
Аккумуляторы являются подходящими системами накопления энергии в различных транспортных средствах, но они играют ключевую роль в случае электромобилей.
Это специальные аккумуляторные элементы, которые довольно редко встречаются из-за их химических и физических параметров. Водород является сырьем, требующим особого контроля. Батарея теряет энергию, когда не используется, но этот недостаток компенсируется долгим сроком службы элемента. Никель-металлогидридные батареи используются в специализированных устройствах, таких как медицинское оборудование. Решения такого рода отличаются высокой себестоимостью производства.
Свинцово-кислотные аккумуляторы – малый срок службы и впечатляющая мощность
Аккумуляторы этой категории отличаются отличными энергетическими параметрами. Однако в электромобиле мы должны сделать ставку на решение, характеризующееся высокой эффективностью даже при низких температурах, когда такие элементы работают плохо. Хотя стандартные автомобильные аккумуляторы также фиксируют снижение в таких условиях, свинцово-кислотные аккумуляторы показывают худшие результаты в этом аспекте. К их преимуществам можно отнести низкую себестоимость и надежность.
Суперконденсаторы – поддержка производительности батареи
Суперконденсаторы или ультраконденсаторы в основном используются для обеспечения необходимой мощности при временном отключении электроэнергии. По этой причине они также полезны в электромобилях, где их роль заключается в обеспечении достаточной мощности, когда требуется больше энергии.
Во многих электромобилях используется аккумуляторная батарея – несколько ячеек одновременно. Комбинируя возможности суперконденсаторов с литий-ионными и никель-металлогидридными аккумуляторами, можно добиться лучших результатов, чем с одиночными элементами. В настоящее время в автомобильной отрасли преобладают литий-ионные аккумуляторы, чаще всего используемые в электромобилях.
Литий-ионный или никель-металлогидридный аккумулятор – как выбрать лучший аккумулятор для электромобиля?
Из-за описанных выше параметров чаще используется литий-ионный аккумулятор. Более того, технология, связанная с этими клетками, все еще развивается. Ведущие поставщики работают над устранением дополнительных барьеров для ряда транспортных средств, использующих этот тип аккумуляторов в качестве источника энергии.
Никель-металлогидридные батареи используются в гибридных автомобилях. В секторе электромобилей редко используются свинцово-кислотные батареи, хотя иногда они дополняют литий-ионные батареи. На нынешнем этапе развития эта технология еще не готова к использованию в больших масштабах.
Суперконденсаторы также находят свое применение в электромобилях, позволяя увеличить мощность транспортного средства при высокой нагрузке. Благодаря этому стандартная батарея может поддерживаться при разгоне. Суперконденсаторы также очень важны для рекуперативного торможения, что позволяет преобразовывать тепловую энергию в электричество.
См. также: Срок службы аккумуляторов электромобилей – когда следует заменять автомобильный аккумулятор в электромобилях?
Какой тип батареи используется в электромобилях?
Использование той или иной ячейки зависит не только от ее производительности, но и от типа транспортного средства. В случае с полностью электрическими транспортными средствами и подключаемыми гибридами, которые можно заряжать от розетки, мы обычно имеем дело с литий-ионными батареями. Традиционные гибриды используют в основном никель-гидридные аккумуляторы. Больший вклад двигателя внутреннего сгорания в работу транспортного средства позволяет обеспечить более высокий уровень потерь энергии, когда он не используется. Также стоит помнить, что в случае с гибридными автомобилями ячейки долго не работают под максимальной нагрузкой.
Электромобили намного эффективнее автомобилей с ДВС. Стоимость электроэнергии в большинстве случаев намного ниже стоимости топлива, необходимого для проезда по аналогичному маршруту. Самые эффективные решения на рынке в настоящее время позволяют преодолевать расстояние около 500 км на одной зарядке.
Партнерство с Knauf Automotive – получите всестороннюю поддержку от опытного партнера
Чтобы обеспечить наилучшие возможные решения в области электрических аккумуляторов, вы не можете работать в одиночку. Компания Knauf Industries уже много лет работает над внедрением инноваций в автомобильный сектор. Благодаря командам инженеров, работающих в ID Lab, нам удалось преобразовать знания, полученные за эти годы, в потенциал для будущего. Мы разрабатываем новые решения по изоляции автомобильных аккумуляторов, компоненты аккумуляторов, электрические кабели, фитинги для холодильных труб и сепараторы аккумуляторных элементов.
Мы хотим гарантировать нашим партнерам аккумуляторные блоки с гораздо лучшими характеристиками и оптимизированным сроком службы. Чтобы аккумулятор не вышел из строя при слишком низких или слишком высоких температурах, важно иметь изоляцию, которая, в то же время, не будет вносить значительный вклад в вес автомобиля. Наш взгляд на будущее сочетает электромобильность с экологией — мы предлагаем такие материалы, как вспененный полипропилен и продукты из стиропора, которые на 100 % подлежат вторичной переработке. Приглашаем к сотрудничеству компании из автомобильной отрасли, которые хотят всесторонне поддерживать свое производство.