Что такое тяговый аккумулятор

Тяговые аккумуляторы

Тяговые аккумуляторы нельзя отнести к какому-то определённому типу. Наоборот, к этой группе относятся некоторые свинцово-кислотные, щелочные и литиевые АКБ. Все они объединены в группу тяговых по своему назначению. Их работа заключается в обеспечении электроэнергией электромотора различных транспортных средств, механизмов и приспособлений. В этой статье мы рассмотрим особенности тяговых аккумуляторных батарей, разновидности и некоторые примеры таких моделей.

 

Содержание статьи

Особенности тяговых АКБ

Основным отличием тяговых аккумуляторов от привычных нам автомобильных стартерных батарей является их режим работы. Если стартерный аккумулятор отдаёт высокий пусковой ток только при запуске двигателя, то тяговая АКБ обеспечивает электромотор током в течение всего времени его работы. Проще говоря, тяговые аккумуляторные батареи работают в постоянном режиме заряд-разряд. Стартерные же, отдав ток при запуске, затем заряжаются от генератора работающего двигателя.

Поэтому основным требованием, которое предъявляется к батареям тягового типа, является устойчивость к глубокому разряду. Ведь в процессе работы они в среднем разряжаются до 80% от своей номинальной ёмкости. Затем их ставят на зарядку и процесс повторяется. Отсюда вытекает и ещё одно требование. Тяговые АКБ должны держать номинальное напряжение и отдавать заявленный ток до момента практически полной разрядки. После глубокого разряда они должны легко восстанавливаться без потери ёмкости.

Из сказанного можно сделать вывод, что стартерные автомобильные аккумуляторы не могут использоваться в роли тяговых. Для них чувствителен глубокий разряд, поскольку после него они теряют часть своей ёмкости. А вот некоторые разновидности тяговых АКБ вполне могут использоваться в роли стартерных. Мы рассмотрим их ниже.
Вернуться к содержанию
 

Виды тяговых аккумуляторных батарей

Для лучшего понимания тяговые аккумуляторы можно классифицировать по их типам. Существуют:

• свинцово-кислотные;
• щелочные;
• литий─ионные;
• прочие.

Рассмотрим их подробнее.

 

Свинцово-кислотные

Можно выделить три разновидности свинцовых батарей.

• WET. Традиционные с жидким электролитом.
• AGM. Электролит содержится в стекловолокне.
• GEL. Электролит находится в виде геля (химическое соединение серной кислоты и оксида кремния).

Аккумуляторные батареи свинцово-кислотного типа WET наименее приспособлены для использования в качестве тяговых. Однако есть ряд производителей, которые выпускают такие модели для использования на погрузчиках и другой складской технике на электротяге. Они также применяются в роли АКБ в системах резервного и аварийного питания, промышленном оборудовании и т. п. Хотя эти уже относятся к группе стационарных по своему назначению. Основное же назначение батарей WET – это стартерные аккумуляторы для автомобиля.

Технология производства тяговых свинцово-кислотных АКБ отличается от стартерных. Они выпускаются по панцирной технологии. Название пошло от панцирной сетки, которой окружён положительный электрод. Её назначение в следующем:

• удержание материала электрода от разрушения;
• предотвращение образования крупных кристаллов свинца в процессе заряда.

На сегодняшний день выделяют три вида панцирных Pb батарей:

Первые два похожи по своим характеристикам. Разница в том, что PzS выполнен в соответствии с требованиями стандарта DIN (Германия), PzB удовлетворяет положениям британского стандарта BS. Модели PzV в роли электролита имеют гелевый наполнитель.

Плюсы использования Pb батарей в роли тяговых.

• Простая и отработанная технология. Отсюда низкая стоимость по сравнению с другими видами. Зачастую именно фактор цены играет решающую роль при покупке этих АКБ.
• Низкий саморазряд.
• Выдают высокий ток.
• Легко и недорого перерабатываются в исходное сырьё.

Минусы

• Чувствительность к глубокому разряду. Если в процессе работы их разряжать до 80%, то срок эксплуатации резко уменьшается. Большинство производителей выпускают модели с заявленным сроком службы до 1,5 тысячи циклов разряд-заряд. Для достижения этого срока эксплуатации они рекомендуют вести разряд только до 60%, а это серьёзно сокращает время работы оборудования.
• Низкая энергетическая плотность. Отсюда большие размеры и вес Pb аккумуляторов.
• Чувствительны к отрицательным температурам.
• Требуется еженедельный контроль электролита и его корректировка.
• В процесс заряда существенная доля электроэнергии (30%) теряется впустую.

Для погрузчиков свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы поставляются в виде сборок. Конструктивно они состоят из аккумуляторных элементов с номинальным напряжением 2 вольта (в процесс работы меняется в интервале 1,86─2,65 вольта). Элементы объединены в сборки с номиналом 24 и 48 вольт. Срок службы примерно 1,2─1,5 тысячи циклов.
Вернуться к содержанию
 

AGM и GEL

Аккумуляторные батареи AGM и GEL имеет смысл рассмотреть вместе, поскольку они имеют близкие эксплуатационные характеристики. Различия в устройстве связаны с тем, в каком состоянии находится электролит: в стекловолокне (AGM) и в виде геля (GEL).

Это как раз те АКБ, которые успешно работают в роли тяговых и стартерных. Они используются на автомобилях с системой «Старт-Стоп» и с большим числом потребителей тока на борту. Широко используются гелевые аккумуляторы в различных источниках бесперебойного питания, серверном и коммуникационном оборудовании. Легко и без последствий переносят глубокий разряд.

В роли тяговых они нашли широкое применение в морском и речном транспорте (троллинговые электромоторы на рыбацких лодках и катерах), а также мотоциклетной и садовой технике. Линейки таких АКБ в своём ассортименте имеет каждая уважающая себя компания-производитель аккумуляторов.

Ещё одной сферой применения этих батарей являются гелиосистемы. Благодаря устойчивости к циклированию, гелевые аккумуляторы накапливают энергию от солнечных панелей днём и отдают её ночью или в пасмурный день.

В складской технике также можно встретить AGM и GEL аккумуляторы, но там они не получили широкого распространения. Это объясняется высокой стоимостью. Для обеспечения питания электромобилей они также не подходят.
Вернуться к содержанию
 

Щелочные

Это наиболее распространённый вид тяговых аккумуляторов. По своей конструкции они похожи на свинцово-кислотные тяговые батареи. Они поставляются в сборках из отдельных Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторных элементов. Используются элементы ламельного типа. Номинальное напряжение полностью заряженного элемента около 1,45 вольта при разомкнутой цепи. Рабочее напряжение составляет 1,25 вольта. Соединяя их, получают необходимое напряжение на выходе.

Среди преимуществ щелочных тяговых АКБ можно назвать следующие.

• Легко переносят глубокий разряд.
• Могут долго без последствий находиться в разряженном состоянии.
• Благодаря большому внутреннему сопротивлению выдерживают большие разрядные токи.
• Устойчивы к тряске и вибрации. Могут даже переносить кратковременные замыкания.
• По сравнению с Pb батареями щелочные имеют более высокую энергоёмкость и более длительный срок службы.
• Меньший саморазряд по сравнению со свинцово-кислотными.

К минусам следует отнести следующее.

• Для обслуживания требуется квалифицированный персонал. Периодически нужно проверять уровень электролита, а также грамотно проводить заряд.
• У никель-кадмиевых аккумуляторов ярко выражен «эффект памяти».
• Кадмий является ядовитым веществом, из-за чего осложнено производство и переработка таких батарей.

Несмотря на минусы, щелочные АКБ является наиболее востребованными в роли тяговых. Они широко используются в складской технике.
Вернуться к содержанию
 

Литиевые

Литиевые аккумуляторные батареи можно разделить на литий─ионные и литий─полимерные. В роли тяговых нашли применение некоторые разновидности литий─ионных АКБ. В частности, используются модели LiFePO₄ и ряд других. Литиевые тяговые батареи постоянно совершенствуются для использования в электромобилях. Именно они стали использоваться для питания силовых агрегатов в электромобилях и автомобилях с гибридными двигателями.

Среди плюсов Li─Ion в роли тяговых батарей можно назвать следующие.

• Высокая энергоёмкость. Отсюда небольшие габариты при высокой мощности.
• Быстрый заряд.
• Спокойно работают в режиме заряд-разряд. Отрицательно сказывается только полный разряд в ноль или излишний перезаряд, но эту проблему обычно решает защита.

К минусам можно отнести.

• Высокая стоимость.
• Запасы лития ограничены.
• При работе используются дополнительные меры безопасности.

Ещё не так давно литий─ионные АКБ имели ряд ограничений для использования на электромобилях. Однако сейчас большинство этих проблем решено благодаря разработке новых модификаций этих батарей. И производители постепенно переходят на массовое производство.

Кстати, в роли тяговых литий─ионные аккумуляторы нашли широкое применение в различных электрических транспортных средствах, появившихся недавно. Например, электроскутеры, электросамокаты, электромотоциклы, инвалидные коляски, электровелосипеды. Вот, например, аккумулятор электроскутера Xiaomi составлен из литиевых аккумуляторных элементов 18650.

Можно также отметить использование литиевых АКБ для питания электромоторов различных летающих гаджетов типа квадрокоптеров, дронов и т. п.
Вернуться к содержанию
 

Прочие

В роли тяговых на сегодняшний день используются только вышеперечисленные типы аккумуляторных батарей.

К прочим в основном относятся те, что сейчас находятся в стадии разработки. В основном это различные модификации литий─ионных АКБ. Специалисты разрабатывают новые химические соединения для увеличения ёмкости, уменьшения размеров и веса, а также увеличения скорости зарядки.

В Японии, например, работают над заменой лития натрием в Li─Ion аккумуляторах, поскольку последний более распространён в природе. Некоторое время назад было много шума по поводу графеновых аккумуляторов.  Однако пока нет коммерческих образцов и не налажено массовое производство.

Вернуться к содержанию
 

Примеры моделей тяговых АКБ

Рассматривать модели тяговых АКБ для автомобилей, скутеров или моторных лодок в рамках этой статьи не имеет смысла. На сайте не раз были обзоры производителей аккумуляторов, где были представлены такие модели. Поэтому рассмотрим, какие тяговые аккумуляторные батареи предлагают некоторые отечественные предприятия для складской техники.

Ниже приведены примеры тяговых аккумуляторов, выпускаемых тремя отечественными предприятиями.

 

Тюменский аккумуляторный завод

В группе тяговых аккумуляторных батарей предлагаются следующие модели.

• 24 вольта. Ёмкость составляет от 210 до 1200 Ач. Тип PzS.
• 40 В. 70─120 Ач. PzS.
• 48 В. 210─1200 Ач. PzS.
• 80 В. 210─1200 Ач. PzS.

Вернуться к содержанию
 

Курские аккумуляторы

Курское предприятие предлагает следующие тяговые АКБ.

• Серия ТНЖ и ТНК. Ёмкость 250─950 Ач. Назначение ─ безрельсовый напольный транспорт.
• Серии ТНЖШ и FLM (никель-железные), ТНКШ и KL (никель-кадмиевые). Ёмкость 350 до 550 Ач. Для питания электромоторов рудничных электровозов.

Вернуться к содержанию
 

Великолукский аккумуляторный завод

Здесь тяговые батареи представлены в серии FL/FH.

• FL 500 МР, FL 350 MP. Для рудничных электровозов.
• FL 300 ВМР, FL 250 P, FL 350 II КР, FL 500 К P, FL 400 P, FL 450 P. Для напольного безрельсового электротранспорта.

Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка ...
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваши отзывы о тяговых аккумуляторах, оставляйте в комментариях ниже.
Вернуться к содержанию

Что такое тяговые аккумуляторы и как они устроены

У покупателей часто возникают вопросы: что значит «тяговый аккумулятор», чем он отличается от стартерных моделей, каковы его преимущества и особенности эксплуатации? Отличия есть и в строении аккумуляторов, и в возможностях их использования. Стартерные модели рассчитаны на кратковременную подачу высокого тока в момент запуска двигателя, а в остальное время они «отдыхают» и заряжаются от генератора.

Тяговые аккумуляторы способны в постоянном режиме обеспечивать питание электрооборудования – до тех пор, пока не исчерпают свой запас энергии. После этого их необходимо зарядить от электросети. По окончании зарядного процесса тяговая батарея снова готова к длительной эксплуатации, т.е. она предназначена для использования в циклическом режиме заряд-разряд. Количество рабочих циклов зависит от вида используемой батареи, например, у литиевых АКБ ресурс работы превышает 1000 циклов.

Для чего нужны тяговые аккумуляторы?

Тяговые аккумуляторы устанавливаются на разные виды электротранспорта и техники, работающей на электротяге. В частности, они используются для автономного питания электровелосипедов, электромобилей, лодочных электромоторов, инвалидных колясок, гольфкаров, погрузчиков, тягачей, штабелеров, гидравлических тележек, поломоечных машин и другой техники, оснащенной электроприводом.

Отличие тяговых аккумуляторов от стартерных

Стартерные аккумуляторы преимущественно используются на автомобилях. Они подают на стартер необходимый пусковой ток и обеспечивают запуск двигателя. Для стартерных аккумуляторов характерны:

• кратковременная подача высокого пускового тока – 250–1000 А в течение нескольких секунд, а после запуска мотора аккумулятор восполняет потраченную энергию;
• напряжение 12,7 В;
• емкость 55–65 Ач;
• чувствительность к разрядам – после нескольких глубоких разрядов аккумулятор теряет значительную часть своей емкости.

Тяговые АКБ также устанавливаются на транспортные средства и двигательные механизмы, но имеют кардинально отличающийся принцип работы. Вместо кратковременной подачи высоких пусковых токов они предназначены для непрерывной подачи энергии на электрооборудование на протяжении всего времени его работы. Тяговые аккумуляторы работают в циклическом режиме – отдают накопленную энергию электродвигателю и остальным энергопотребляющим устройствам, а затем восполняют запас энергии в процессе зарядки от электросети.

Тяговые АКБ еще называют батареями глубокого разряда. Они не боятся значительной разрядки, но для продления эксплуатационного ресурса желательно не разряжать их ниже уровня 5%. Такие АКБ устойчивы к постоянным нагрузкам, а время их работы на одном заряде зависит от емкости батареи и энергопотребления работающего от нее оборудования.

Устройство тягового аккумулятора

Как и стартерные аккумуляторы, тяговые АКБ имеют внутри пластины электродов (катод, анод) и электролит. У свинцово-кислотных батарей электролит бывает жидким и гелеобразным. Главное отличие в устройстве тяговых аккумуляторных батарей заключается в толщине электродных пластин. У стартерных аккумуляторов они тонкие, а у тяговых АКБ – толстые, способные поддерживать длительную подачу тока без потери характеристик. Поэтому тяговые АКБ более устойчивы к износу и имеют увеличенный ресурс.

Стартерные батареи имеют сплошной корпус, в котором находятся электродные пластины и электролит. Тяговые модели производятся в виде моноблока, содержащего несколько взаимодействующих между собой аккумуляторов. Свинцово-кислотные тяговые батареи состоят из нескольких аккумуляторов напряжением по 2 В. Чаще всего используются сборки напряжением 12 В, состоящие из 6 последовательно соединенных секций.

Корпус тяговых АКБ выполняется прочным, устойчивым к внешним воздействиям и агрессивным средам. Тяговые батареи свинцово-кислотного типа отличаются большими размерами и солидным весом. Более удобны в эксплуатации тяговые батареи на основе лития – Li-ion, LiFePO4, NCM. В дополнение ко всем преимуществам тяговых АКБ они не требуют обслуживания, лишены выраженного эффекта памяти, имеют легкий вес, компактные размеры и рабочий ресурс свыше 2000 циклов перезарядки.

Устройство тяговых АКБ на основе лития

Литий-ионные батареи состоят из оксида металла в качестве катода, пористого углерода в роли анода и токопроводящего электролита. Химический состав Li-ion аккумуляторов бывает разным. Для повышения удельной энергоемкости и улучшения эксплуатационных характеристик элементов питания производители экспериментируют с материалами для катода и анода.

В сочетании с графитовым анодом используются катоды из оксида кобальта LiCoO₂, литий-марганцевой шпинели LiMn₂O₄, оксида литий-никель-марганец-кобальта LiNiMnCoO₂ (NMC), литий-железо-фосфата LiFePO4 и других материалов. Наилучшие характеристики имеют тяговые батареи типа LiFePO4 и NMC. Они собираются из отдельных аккумуляторов, имеющих вид цилиндров, призматиков или пакетов.

Соединение осуществляется по определенной схеме – в зависимости от необходимых значений емкости и напряжения батареи. Управляющая электроника в виде BMS платы (Battery Management System) обеспечивает безопасную и долговечную работу батареи, не допуская ее перезаряда, токовых перегрузок, перегрева и других опасных состояний. Система управления и балансировки ячеек регулирует процесс разряда и разряда элементов, не допуская преждевременного износа батареи.

Преимущества тяговых аккумуляторов

Тяговые АКБ на основе лития имеют:

• широкий диапазон рабочих температур;
• низкий саморазряд;
• долгий срок службы, даже в жестких условиях эксплуатации;
• высокие показатели химической и термической стабильности;
• большие значения удельной емкости;
• стойкость к глубоким разрядам;
• возможность бесперебойной работы в течение длительного времени в циклическом режиме, в условиях постоянной токоотдачи.

В продолжение темы предлагаем для прочтения статью о лучших АКБ для складской техники.

Тяговые аккумуляторы: сфера применения, характеристика

Существуют виды техники, которые используются на промышленном производстве и работают, получая электропитание от таких источников, как тяговые аккумуляторы. В помещении любого завода и на складах с большой площадью всегда можно увидеть такие устройства, как электрокары, погрузочные тележки или штабелеры. Именно для их работы, в основном, и предназначены тяговые АКБ.

Что они представляют из себя

Любой тяговый аккумулятор представляет собой достаточно мощный накопитель электроэнергии с выходным напряжением 12 вольт, поэтому он предназначен для длительного применения. Он накапливает и отдает энергию разного рода устройствам с наличием электрического двигателя или мотора. Существуют также АКБ, предназначенные для дизельных двигателей с большой мощностью, — 24-вольтовые.

Основным источником питания для складских электрокаров и похожих по назначению погрузочных средств являются аккумуляторные батареи. Аккумулятор тяговый используется в качестве зарядного устройства для них. Когда АКБ погрузочной тележки заряжается, электроэнергия обеспечивает ее полноценную работу, проникая в химические вещества батареи и стимулируя ее к накоплению электролита.

Можно использовать тяговый аккумулятор и для электромотора, непосредственно подсоединив его к специальным металлическим клеммам. В данном случае его химический потенциал, наоборот, будет превращаться снова в электроэнергию, которая обеспечит работу мотора. Такая АКБ давно и успешно применяется при питании лодочных моторов.

Преимущества

Тяговые аккумуляторные батареи просто незаменимы в условиях обеспечения складских погрузочных средств возможностью автономного передвижения. Поскольку, в подавляющем большинстве случаев, речь идет о помещениях с очень большой площадью, если подключить любой электрокар к сети, это сильно ограничит его передвижение в пространстве, и придется тратить гораздо больше времени и технических средств для того, чтобы выполнить всю требуемую работу. Поэтому раньше в таких случаях для погрузки-разгрузки применялось несколько машин, что не очень удобно.

Бензиновые двигатели, которые пытались применять в виде главного источника питания, могли обеспечить работу складской и заводской техники в течение более длительного времени. Но их основные недостатки — это загрязнение воздуха и повышенная опасность в эксплуатации: известно, что бензин является горючим веществом. Применение тяговых аккумуляторов обеспечило безопасную работу как в открытых, так и в помещениях закрытого типа. В то время, как применение двигателей внутреннего сгорания на основе бензина значительно повышало процент опасных выхлопов и возможность воспламенения. Либо самопроизвольного, либо в случае нарушения техники безопасности.

Технические характеристики и особенности конструкции

Выходное напряжение средней тяговой АКБ, как правило, составляет 12 В. В розничной продаже можно встретить батареи с жидким электролитом и с содержанием электролита в виде геля (гелевый аккумулятор).

Если электролит жидкий, такая АКБ отличается простотой ремонта, в случае его необходимости. Также и ее техническое обслуживание не представляет особого труда. Если внутреннее устройство (в частности, стальные пластины) тяговой батареи оказались поврежденными при условии сохранности корпуса, достаточно просто заменить электролит для того, чтобы вновь привести ее в рабочее состояние.

Кроме того, АКБ с жидким электролитом гораздо дешевле гелевых. Это тоже может сыграть существенную роль при выборе, несмотря на то, что следует соблюдать определенную осторожность при работе с таким источником питания.

Гелевые тяговые АКБ стоят дороже. Но при этом им не нужны какие-то особые условия для зарядки и те технические манипуляции, которые бывает нужно проделывать с батареями, содержащими жидкий электролит. Гелевые аккумуляторы не случайно называют универсальными — по причине уникальности их состава, обеспечивающего максимальное удобство и абсолютную безопасность в применении.

Плюсы данной конструкции состоят в том, что у такой АКБ фактически отсутствует риск разгерметизации. Густое гелевое содержимое не предусматривает наличия в ней какого-либо отверстия для восполнения запасов электролита. Емкость таких батарей значительно выше, они более устойчивы к перепадам температур. В отличие от аккумуляторов с жидкой составляющей, они не требуют никакого дополнительного обслуживания. Гелевый электролит не нужно добавлять или заменять другим.

Поскольку гелевая структура такого аккумулятора является малотекучей, его можно без проблем наклонять в разные стороны, не опасаясь того, что электролит может быть при этом поврежден. Поэтому гелевые АКБ различных модификаций особенно удобны при использовании на воде, как для небольших, так и для более крупногабаритных судов.

Эти аккумуляторы не боятся вибрации и влаги. Они могут работать в экстремальных условиях, даже под водой, при минимальной температуре в -30°С. Их корпус выполнен из прочных полимерных материалов, что лишний раз способствует предотвращению разгерметизации.

Правила хранения и эксплуатации

Периодически необходимо проверять внешний вид батареи: не поврежден ли корпус, есть ли на клеммах продукты окисления, не произошла ли утечка электролита в случае, если АКБ имеет жидкий кислотный состав. Нужно регулярно проверять уровень содержания жидкого электролита — любая жидкость имеет свойство испаряться, особенно в условиях закрытых помещений и повышенной температуры. Если электролита мало, его следует добавить внутрь АКБ через специальное отверстие. При этом руки должны быть защищены резиновыми перчатками.

Новые аккумуляторы находятся в полностью заряженном состоянии и не нуждаются в подзарядке перед началом использования. Не стоит ставить их близко к источникам тепла во избежание возгорания газообразующих веществ. Если на аккумуляторе есть внешние загрязнения, их следует убирать мягкой тряпочкой, которая смочена водой. Использовать масла, растворители и другие химические вещества нельзя.

Также нельзя разбирать аккумулятор, а если жидкий электролит попадет в глаза или на кожу, пораженный участок сразу промыть чистой водой.

Зарядка тяговых АКБ должна проводиться своевременно, согласно инструкции по применению. Хранить аккумуляторы, которые не используются, следует в прохладных помещениях с постоянной температурой и не оставлять их в условиях попадания прямых солнечных лучей. Гелевые аккумуляторы дольше могут находиться без подзарядки, они держат стабильный заряд в течение года — при условии их хранения в сухом помещении. Подробнее о сроках хранения аккумуляторов до начала эксплуатации →

Как правильно заряжать

Для того, чтобы провести правильную зарядку тягового аккумулятора, необходимо воспользоваться специально предназначенным для таких целей устройством электропитания. Показатель тока зарядки должен соответствовать 1/10 от емкости аккумулятора. К примеру, емкость АКБ в данный момент составляет 60 Ач. В данном случае, показатель тока зарядки должен быть 6 А.

Для подготовки аккумулятора к зарядке необходимо вначале очистить клеммы от грязи и смазки. На самом зарядном устройстве проверить, чтобы переключатель был выключен. Проверить целостность ведущих проводов и зажимов. Стандартно красный провод — это «плюс», а черный — «минус». «Плюс» зарядного устройства подсоединяется в положительной клемме аккумулятора, а «минус» — к отрицательной.

В зависимости от выходного напряжения тягового аккумулятора, на зарядном устройстве выставляется напряжение 12 или 24 вольта.

Также необходимо проверить, чтобы отверстия для выхода газов, возникающих в процессе зарядки, были свободными. После этого подключить зарядное устройство к сети и поставить сам аккумулятор на заряд. В целях соблюдения техники безопасности заряжать аккумулятор необходимо в хорошо проветриваемом помещении.

Важно запомнить

Тяговые аккумуляторные батареи не следует использовать в качестве стартерных — иными словами, их нельзя применять для питания устройств, снабженных двигателями внутреннего сгорания. С помощью тяговых АКБ можно заряжать только те моторы, которые снабжены электрическим приводом — например, лодочный. Но для питания двигателя автомобиля он не подойдет по причине разной специфики подачи тока.

Невзирая на то, что сейчас на рынке электротехники очень много предложений от зарубежных компаний, российское производство тоже старается «догонять» иностранных коллег. Компания «Актех» производит аккумуляторные батареи различных типов: от тяговых до стартерных. Когда в 2000-е годы были произведены первые попытки восстановить производство на этом заводе, мало кто мог подумать о том, что его продукция в скором времени станет востребованной на российском рынке — учитывая большую конкуренцию со стороны зарубежных компаний.

По качеству аккумуляторы российского изготовления ничуть не уступают заграничным аналогам, а сам завод, который в советское время был известен под названием «ВостСибЭлемент», ведет свою историю, начиная с 1938 года.

Что такое тяговые аккумуляторы

Промышленная, бытовая сфера часто пользуется техникой техника, специфика которой не позволяет применять на оборудовании классические двигатели внутреннего сгорания. Это объясняется существующими нормами пожарной безопасности. К данному типу техники относятся, к примеру, складское оборудование – штабелеры, погрузчики, гидравлические тележки. Мощные тяговые батареи, их применение расширяется бытовыми ситуациями, например, электромоторные лодки, автомобили, оснащенные электрическим двигателем.

Область применения тяговых аккумуляторных батарей объясняется их специфическим устройством, характеристиками, о которых мы поговорим рамками этого обзора.

Какими бывают тяговые батареи: классификация

По своим конструктивным особенностям данный тип АКБ достаточно схож с классическими аккумуляторами, специфика которых определяется стандартными промышленными, бытовыми условиями. Сегодня выделяют два основных типа:

• свинцово-кислотные модели, где роль электролитного вещества выполняет раствор серной кислоты, а анодные, катодные пластины изготовлены из свинца, где расположена активная масса;
• гелевые батареи варианты – необслуживаемые АКБ, где электролит представляет собой густое вещество, зачастую производителями используется надежный, зарекомендовавший себя селикагель.

Первое представление складывается достаточно очевидное: тяговые батареи конструктивными своими особенностями схожи с классическими моделями АКБ. Однако их внутренние свойства несколько отличаются от стандартных (нетяговых).

Мы отметили два основных типа батарей этой разновидности. Однако современная практика показывает, что редкие случаи промышленного, бытового применения относят нас к использованию еще несколько видов АКБ тяговых характеристик. Например, это щелочные модельные варианты, где электродные пластины – это комбинация никеля и железа. Электролитное вещество – щелочной раствор, химически реагирующий с данными металлами.

Есть еще два почти «экзотических» варианта АКБ такого типа: батареи, оснащенные пластинами кадмий-никелевого строения, а также аккумуляторы, изготовленные при помощи электродов серебра и цинка. Два озвученных типа батарей используются современной погрузочной, складской, бытовой техникой достаточно редко. Например, последняя разновидность АКБ (серебряно-цинковая) стоит больших денег, а большой долговечностью не отличается.

Устройство тяговых аккумуляторов

Из вышесказанного многие могут сделать поспешный вывод – никаких отличий от классических свинцово-кислотных или гелевых батарей у подобных моделей нет. Однако делать такой вывод поспешно. Действительно, химическая структура у таких аккумуляторов схожа, технология изготовления имеет много общего, однако есть существенные моменты, на которые следует обратить внимание.

Первым делом следует обозначить конструктивное строение. Тяговые разновидности представляют собой целый блок последовательно соединенных секций. Каждая отдельная секция является, можно сказать, отдельным аккумулятором, который работает связкой с другими. Отличия от классических АКБ объясняется еще следующей особенностью – корпус тяговых моделей изготавливается из принципиально новых, подходящих для условий эксплуатации материалов. Исходя из эксплуатационных особенностей, разработчики берут за основу изготовления аккумуляторного корпуса эбонит, стекло или же керамику. Иными словами те материалы, которые будут стойкими к кислоте, внешним условиям эксплуатации.

Многосекционные батареи бывают разных параметров напряжения. Каждая секция это «мини-аккумулятор» с напряжением в 2В. Особую популярность получили модели, состоящие из шести секций, то есть аккумуляторные батареи на 12В.

Отдельный пункт устройства таких моделей АКБ – это их электродные пластины. Если мы возьмем строение классической аккумуляторной батареи, то увидим следующую особенность, закономерность – подобного типа АКБ анодные, катодные пластины изготовлены тонкими, малого веса. Если же мы поинтересуемся конструктивными особенностями пластин тяговых АКБ, то здесь нас ждут значительные изменения. Электродные пластины тяговых разновидностей – толстые, большие. Такая конструкция позволяет работать им гораздо дольше, быть намного долговечнее, чем, например, стартерные аккумуляторы.

Собственно, толстые, большие пластины объясняют, почему внешний батарейный корпус изготовлен с помощью такой массивной конструкции, почему он состоит из множества секций. Двухвольтная секция АКБ данного типа зачастую гораздо больше, массивнее, чем двенадцативольтный классический аккумулятор. Это никоим образом нельзя расценивать как недостаток. Наоборот – массивные пластины разрушаются гораздо медленнее, большой надежный корпус является более долговечным.

Где применяются тяговые аккумуляторы

Применение тяговых аккумуляторов сообразуется с их внутренним строением, характеристиками. АКБ тягового типа обеспечивают беспрерывную, надежную работу различной техники складского, промышленного, бытового назначения. Погрузочная техника на складах – одно из основных направлений, где используются тяговые модели. Существенную роль здесь отыгрывает то, что мы обозначали начальными положениями: на складах по нормам пожарной безопасности нельзя применять в качестве питания двигатели на топливе. Поэтому беспрерывное питание мощных тяговых батарей – именно то, что необходимо в таких случаях.

Данный аккумуляторный тип может использоваться в бытовых условиях, например, устанавливаться на электромоторные лодки. Существенный выигрыш по мощности, емкости, рабочей надежности могут обеспечить более комфортные условия эксплуатации лодки по сравнению с обычными моделями АКБ.

Свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы: особенности и применение

В целом, внутренняя химическая конструкциях такого батарейного типа практически ничем не отличается от классических моделей. Если суммировать то, что было сказано выше, можно констатировать: аккумуляторы состоят из электродных пластин положительного и отрицательного заряда, роль электролита исполняет раствор серной кислоты. Однако пластины здесь намного больше, толще, чем у классических моделей.

Применение такого типа аккумуляторов универсально. Однако стоит не забывать, что электролитное вещество представляет собой кислоту, опасную для человека. Кроме того, процесс заряда – это неизбежное выделение водорода, что способствует образованию газов в помещении. Поэтому помещения для использования данных моделей должны быть проветриваемые.

Гелевые тяговые аккумуляторы: применения и основные особенности

В качестве электролита данный тип АКБ «оснащается» гелем, точнее селикагелем. Это вещество обеспечивает безопасную необслуживаемую работу аккумуляторной батареи. Корпус полностью герметичен, доступа к внутреннему строению гелевого аккумулятора нет. Это более дорогостоящие модели, однако более безопасны для использования. Однако в большинстве случаев срок эксплуатации гелевых моделей данного типа меньше, чем у свинцово-кислотных – около пяти лет.

Применение гелевых моделей также универсально, при этом более безопасно для различных помещений.

Как выбрать тяговый аккумулятор

Выбирать батарею данной разновидности следует практически точно так же, как и АКБ классического типа. Обязательно соотносим выбор батареи с ее конечным назначением, условиями эксплуатации. Поэтому, прежде всего, обращаем внимание на такие параметры как мощность аккумулятора, емкость, количество циклов, возможность ускоренной зарядки, температурные режимы для работы АКБ.

KILOWATT рекомендует

Купить тяговый аккумулятор вы можете в нашем интернет-магазине. Неплохие модели батарей предлагает компания Sonnenschein – известный немецкий производитель. Также можно остановить свой выбор на аккумуляторах Ventura и Ventura DC Solar – отличные АКБ данного типа, справляющиеся с поставленными задачами на все сто процентов. Ассортимент снабжен всеми необходимыми разновидностями – кислотные, гелевые типы. Аккумуляторы VS Battery и батареи компании Exide – существенный прорыв аккумуляторного рынка, где разработчики используют новые технологии создания электродных пластин, электролита для большей производительности и надежности работы.

 

Какие бывают, как Обслуживать и Заряжать

Без аккумуляторов многие приборы и механизмы не способны функционировать. Например, в устройствах, где электрический ток используется в качестве основного энергоносителя, применяются специальные тяговые АКБ.

Если такой источник питания сядет, то «с толкача» автомобиль уже не завести, и потребуется заряжать батарею с помощью специального устройства. В этой статье будет подробно рассмотрены основные виды тяговых источников электроэнергии, а также указаны отличия между различными технологиями производства таких батарей.

Что такое тяговый аккумулятор

Принципиально тяговая АКБ не отличается от обычного кислотного элемента питания, но для того чтобы аккумулятор получил определённые качества в его конструкцию вносятся некоторые изменения.

Прежде всего, у таких изделий повышается устойчивость к глубоким разрядам. Количество циклов заряд/разряд также является одной из важнейших характеристик.

Чтобы пластины не рассыпались и не покрывались оксидным слоем, свинцовые решётки делаются большей толщины, а в состав металлического сплава вводятся легирующие элементы. Корпус батареи изготавливается из высокопрочного пластика, который также обладает минимальными значениями электропроводности, что позволяет снизить саморазряд АКБ.

Существует несколько основных типов аккумуляторов этого типа, поэтому прежде чем приобрести новую батарею рекомендуется ознакомиться с основными характеристиками каждой из них.

Тяговой АКБ

Виды тяговых аккумуляторов и их характеристики

Знать основные параметры тяговых батарей очень важно, ведь только в этом случае изделие будет правильно подобрано, установлено, а при эксплуатации к нему не будут подключаться потребители сверх рассчитанного заводом-изготовителем предела по мощности.

Основными аккумуляторами этого типа являются:

• Свинцово-кислотные. Дешёвые аккумуляторы, которые обладают необходимыми качествами для использования в качестве тяговых батарей. Основным недостатком таких устройств является большой вес.
• Никель-кадмиевые. Обладают высоким ресурсом работы и способны обеспечить различные самоходные машины электрическим током в необходимом объёме. Идеально подходят для погрузчиков, штабелеров и другой складской техники.
• Никель-металлогидридные. Высококачественный аккумулятор, который может использоваться в различных инструментах и машинах. Идеально подходит для электровелосипедов, инвалидных колясок и другой маломощной техники.
• Литий-полимерные. Современные устройства, в которых отсутствует эффект памяти, а работоспособность сохраняется в очень большом диапазоне температур. По причине высокой стоимости в качестве тяговой батареи используется редко.
• Литий-железофосфатные. Идеально подходят для электромоторов мощных автомобилей и другого вида техники. Могут также использоваться в качестве основных накопителей электричества в ИБП.
• Литий-ионные. Этот вид современных тяговых аккумуляторов является самым распространёнными и используется в качестве АКБ для электромобилей в системах бесперебойного электроснабжения. Такие устройства накопления электричества хорошо переносят глубокий разряд, обладают большим сроком службы и могут длительное время держать напряжение без потерь.

Практически все перечисленные модели АКБ эффективно используются в качестве источника электродвижущей силы. Основным критерием отбора таких изделий является возможность переносить глубокие разряды и сохранять электричество в состоянии покоя. От этих характеристик во многом зависит возможность использования устройств в мощной электротехнике.

Для погрузчика

Чем отличается тяговый аккумулятор от стартерного

Использовать вместо стартерного аккумулятора тяговый, не всегда представляется возможным. Это ограничение действует в том случае, если тяговое устройство используется для устройств небольшой мощности, например, для лодочных моторов.

Более мощные устройства на 12 Вольт, которые могут обеспечить электроотдачу в несколько сотен Ампер могут использоваться для запуска двигателей автомобиля. Некоторые отличия присущи только определённым типам АКБ.

Гелевые. Гелевые тяговые аккумуляторы, в отличие от стартерных, обладают меньшими разрядными токами. По этой причине важно не перепутать различные модели при покупке АКБ для автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.

Тяговые изделия этого типа более устойчивы к глубокому разряду, но расходовать его на 100%, даже при использовании батарей высокого качества, не рекомендуется.

Свинцово-кислотные. Батареи этого типа могут использоваться как в качестве стартерных АКБ, так и для постоянного подключения к мощным потребителям электричества.

При эксплуатации на электропогрузчиках и другой технике применяются свинцовые АКБ с усиленной решёткой, в которую при производстве добавляются легирующие элементы.

Литий-ионные. Литий-ионные аккумуляторы, по причине высокой цены, в качестве стартерных батарей для машин практически не используются, но для электромобилей им альтернативы нет.

Изделия обладают большим запасом прочности, низким саморазрядом и отсутствием эффекта памяти. Установленные на электромобили литий-ионные батареи могут обеспечить запас хода до 400 км.

Лодочный

Где применяются тяговые аккумуляторы

Тяговые аккумуляторы применяются везде, где необходимо обеспечить длительную работу мощных электрических устройств. Наиболее часто такие источники можно встретить в следующих приборах и механизмах:

• Электромобили.
• Источники бесперебойного питания.
• Электропогрузчики.
• Велосипеды и самокаты на электротяге.
• Катера и лодки с электродвигателем.

В зависимости от напряжения бортовой сети техники и электрических схем различных устройств, могут использоваться изделия на 12В и 24В. Для электроснабжения мощной техники могут применяться также батареи на 48 Вольт.

Преимущества и недостатки тяговых аккумуляторов

Тяговые батареи имеют как положительные, так и отрицательные качества. К плюсам таких источников электроэнергии относятся:

• Низкий саморазряд.
• Устойчивость к большим и продолжительным нагрузкам.
• Большое количество циклов заряд/разряд (батареи типа Gel рассчитаны на 1200 таких периодов).
• Простое обслуживание и хранение.
• Аккумуляторы российского производства имеют вполне приемлемые соотношения цены и качества.

К недостаткам таких батарей относятся:

• Более высокий вес в сравнении с другими АКБ.
• Низкий КПД восстановления ёмкости.

Несмотря на наличие некоторых недостатков, достойной альтернативы тяговым устройствам просто не существует, когда необходимо обеспечить работу мощной электротехники, которая не может быть подключена к сети 220 или 380 Вольт.

Для электромобиля

Обслуживание тяговых батарей

Учитывая тот факт, что такие батареи работают в очень жёстких условиях потребления электричества, безотказность эксплуатации их может быть обеспечена только в том случае, если обслуживание АКБ будет производиться вовремя.

Прежде всего, тяговые аккумуляторы нуждаются в периодической зарядке. Выполнять эту процедуру следует с использование специальных зарядных устройств, а для обеспечения противопожарной безопасности помещение должно быть оборудовано мощной вентиляционной системой.

Контроль за уровнем и качеством электролита, также является важнейшим профилактическим мероприятием для тяговых моделей АКБ. При наличии отклонений от нормы, производят нормализацию плотности элеткропроводящего состава либо его полную замену.

На что обратить внимание при выборе тяговой батареи

При выборе новой АКБ тягового типа необходимо обеспечить физическое размещение батареи в специальном отсеке. Многие модели машин имеют ограниченное пространство под установку аккумулятора, что необходимо учитывать в первую очередь.

Мощность источника электроэнергии также является важнейшим параметром, поэтому при покупке нового изделия обязательно следует подбирать АКБ по напряжению (В) и ёмкости (Ач).

Оптимальным решением проблемы является приобретение тягового аккумулятора такого типа, который рекомендован заводом-изготовителем устройств, куда планируется устанавливать батарею.

Как выбрать зарядное устройство для тяговых аккумуляторов

Зарядное устройство для тяговых аккумуляторов должно обеспечивать качественное восстановление заряда АКБ. Обычное ЗУ для стартерных батарей не всегда можно использовать для зарядки тяговых аккумуляторов.

Прежде всего, в таком устройстве может генерироваться недостаточное напряжение. Например, для подзарядки многих тяговых АКБ, необходимо напряжение в 48v, что обычные устройства не способны обеспечить.

Мощность тока также очень важна, ведь тяговый аккумулятор может использоваться в ежедневном режиме и для восполнения электропотерь необходимо обеспечить достаточно высокие показатели силы тока.

От этого показателя будет зависеть сечение подключаемых проводников, поэтому провода с «крокодилами» от обычной зарядки также нельзя использовать для подключения более мощных ЗУ к батарее.

Новое зарядное устройство рекомендуется покупать только в том случае, если данная модель одобрена производителем батареи.

Как заряжать тяговые аккумуляторы

Процесс зарядки электромобилей подробно описан в инструкции по использованию такой техники. Принципиально эта операция не отличается от подключения мобильного телефона к сетевому адаптеру.

Следует учитывать только повышенное электропотребление и температуру, где будет осуществляться процесс восстановления АКБ. Чтобы обеспечить необходимые условия, помещение должно отапливаться зимой.

Низкие температуры негативно отражаются на электроёмкости многих моделей тяговых АКБ. Также следует обеспечить надёжное электроснабжение с проводкой необходимого сечения.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

Тяговые аккумуляторные батареи - устройство и назначение

Аккумуляторы получили большое распространение в современной повседневной жизни. Они используются в средствах связи и для

запуска двигателей автомобилей, в бытовых приборах и в качестве резервных источников питания.

Разнообразие тяговых аккумуляторов и зарядные устройства

Особняком в ряду аккумуляторов стоят источники питания, основное назначение которых заключается в снабжении энергией технических средств с электрическим приводом: погрузчиков, электрокар, лодочных моторов. Такие источники питания носят название тяговые аккумуляторные батареи.

Назначение и характеристики

У аккумуляторных батарей, предназначенных для запуска двигателей внутреннего сгорания – стартерных или пусковых, нормируется три основных показателя:

1. Номинальное напряжение. Традиционными являются напряжения 6 либо 12 В для мотоциклов, 12 В – для бензиновых и дизельных силовых установок автомобилей, снегоходов, лодочных моторов, 24 В – для дизельных двигателей большой мощности. Среднее напряжение одного аккумулятора бывает, как правило, 2 В. Суммарное напряжение аккумуляторной батареи получается в результате последовательного соединения необходимого количества аккумуляторов.
2. Емкость аккумуляторной батареи, которая измеряется в Ач (Ампер*час). Этот показатель может варьироваться от 5 до 190 и более Ач в зависимости от назначения батареи. Чем выше мощностные характеристики двигателя, тем больше по обыкновению требуется емкость источника тока для его запуска.
3. Пусковой ток. Весьма существенный параметр, которым характеризуются автомобильные аккумуляторные батареи. Объясняется это тем, что в момент пуска ДВС, электростартер потребляет очень большой ток, который и имеет название «пусковой». Понятно, что для того, чтобы запустить мощную дизельную силовую установку требуется порой существенные по значению пусковые токи, которые могут доходить до 1000 и более Ампер.

Стартерные АКБ весьма чувствительны к глубокому разряду. Так 20–30 кратное разряжение ниже показателя 10 В приводит батарею к практически полной утрате своих аккумулирующих свойств.

Тяговые батареи нельзя использовать в качестве стартерных.

Тяговая аккумуляторная батарея не дает возможности создания пускового тока высокой плотности, ее предназначение заключается в отдаче стабильной по напряжению и силе тока энергии в течение длительного времени.

Тяговые батареи применяют в качестве источника энергии для электромоторов (погрузчики, лодки, скутеры, велосипеды)

Разряжаться такие источники питания могут почти до нулевых значений без потери своих аккумулирующих электрическую энергию свойств. Производители рекомендуют минимальное поддерживать напряжение разряда на уровне 5–7% от напряжения, декларируемого номинальным.

Основные нормируемые показатели для тяговых АКБ:

1. Номинальное напряжение. Напряжение одного аккумулятора составляет, за редким исключением, 2 В. Последовательным соединением нескольких аккумуляторов создаются источники питания с необходимым номинальным напряжением. Так тяговая аккумуляторная батарея 24В (24V) создается путем последовательного соединения двух 12В аккумуляторов.
2. Емкость тяговой АКБ, как и стартерной, измеряется в Ач. В технике с электрическим приводом, а также в источниках бесперебойного питания применяются батареи аккумуляторов с суммарной емкостью, превышающей зачастую 500 Ач. Этот параметр в значительной степени зависит от температуры среды, в которой эксплуатируется АКБ – при пониженных температурных показателях емкость батареи может снижаться на 10–15%. Именно поэтому в паспортных данных для тяговых аккумуляторов приводится обычно два показателя – при температуре 5^оС и при 20^оС.

Емкость тяговых батарей уменьшается при понижении температуры, при старении (увеличении количества циклов заряда-разряда) и неправильной зарядке.

Устройство тяговых АКБ

По устройству тяговые источники питания в чем-то схожи со стартерными АКБ. В них также присутствуют положительные и отрицательные пластины, они, как и стартерные, работают по принципу преобразования химической энергии в электрическую. Но на этом схожесть заканчивается.

Устройство тяговой батареи на примере батареи производителя Sunlight

Главное отличие заключается в массе пластин, которая естественным образом трансформируется в массу и объем всей батареи. Тяговая аккумуляторная батарея 24V емкостью 75 Ач может превышать по размерам стартерную 12В АКБ в 40–50 раз. Объясняется это просто – пластины большего размера и массы позволяют значительно продлить срок эффективной эксплуатации АКБ с большим количеством циклов зарядки.

По типу электролита различают свинцово-кислотные и щелочные аккумуляторы. Щелочные АКБ, которые были очень распространены раньше, сейчас мало используются из-за их высокого ценового диапазона, а вот кислотные батареи в результате развития технологий находят все большее применение в электроприводной технике.

Различают три основных разновидности кислотных АКБ.

Аккумуляторы WET

Устройства традиционного типа с электролитом, представляющим собой растворенную дистиллированной водой серную кислоту в жидком – свободном виде. В зависимости от технологического способа производства электродов подразделяются на три основных класса:

1. Аккумуляторы с обычным техобслуживанием. Пластины таких аккумуляторов изготавливаются из сплава свинцово-сурьмянистого состава, им требуется периодическая проверка уровня электролита и пополнение его дистиллированной водой.
2. АКБ с ограниченным техническим обслуживанием. Изготавливаются по гибридной технологии: плюсовые пластины имеют свинцово-сурьмянистый состав с пониженным содержанием сурьмы, а отрицательные изготавливаются из сплава свинца и кальция. Процесс зарядки тяговых аккумуляторных батарей такого типа сопровождается меньшим испарением воды из электролита, поэтому восстановление уровня требуется только при эксплуатации в тяжелых условиях повышенных температур и нагрузок.
3. В аккумуляторах SM (маркируемых еще как MF), не требующих обслуживания, электроды изготавливаются из свинцовых сплавов, которые не содержат сурьму. Положительные пластины могут иметь свинцово-кальциево-оловянный либо свинцово-кальциево-оловянно-серебряный состав, отрицательные производятся из свинцово-кальциевого сплава.

Источники WET типа применяются по большей части в качестве аккумуляторных батарей для электропогрузчиков. Заряжать тяговые аккумуляторы допускается исключительно под вытяжкой.

Аккумуляторы VRLA

Новое поколение тяговых аккумуляторов, классифицируемых в международной терминологии как VRLA, позволяет в значительной степени сократить не только занимаемое источником питания пространство. Свинцово-кислотные батареи, созданные на основе технологии VRLA, сохраняют все характеристики, присущие тяговой разновидности аккумуляторов, имея при этом массу и габариты, сопоставимые с аналогичными параметрами стартерных источников.

Аккумулятор Delta VRLA для мототехники

Тяговые аккумуляторные батареи для погрузчиков нетребовательны к габаритам и массе, скорее даже наоборот. А вот батареи для питания лодочных моторов, гибридных авто должны иметь большой запас емкости при минимальной массе и геометрических размерах. Так свинцово-кислотная тяговая батарея 65 Ач имеет геометрические размеры всего 278х175х190 мм.

По клапанно-регулируемой технологии выпускаются два типа источников питания:

1. С использованием технологии AGM. Плюсовые пластины таких устройств изготавливаются из сплава свинца с кальцием и оловом, отрицательные – из свинцово-кальциевого. Изолирующим материалом, одновременно удерживающим в своем объеме кислый электролит, выступает поглощающее стекловолокно.
2. С использованием гелевой технологии – типа GEL. Отличие с аккумуляторами AGM заключается в агрегатном состоянии электролита. Как следует из названия, кислая электролитная среда таких батарей переведена с применением гелеобразователей в состояние геля.

Принцип функционирования аккумуляторов VRLA имеет в своей основе метод кислородно-водородной рекомбинации. Незначительное избыточное давление, создающееся в корпусе устройства, нивелируется работой клапана.

Зарядка тяговых аккумуляторов

Долговечность питающего устройства во многом зависит от того, как правильно зарядить тяговый аккумулятор. Для восполнения емкости должны применяться специализированные зарядные приборы, с интегрированной в них методикой автоматического регулирования уровня заряда.

Источник, с показателем емкости в 65Ач, подлежит зарядке током, ниже номинала в 10 раз. Это значит, что для того, чтобы зарядить аккумулятор в соответствии с правилами, зарядный ток должен вычисляться по алгоритму, представляющему собой частное от деления номинальной емкости на 10.

Зарядка осуществляется током 10% от номинала батареи.

Например, максимальный ток зарядки для тяговой батареи емкостью 110 Ач составит 10А, а время зарядки 10-12 часов. Поэтому лучше приобретать ЗУ с регулируемым значением тока зарядки.

Зарядное устройство для снегоочистительного электромобиля

Конструкция зарядных устройств для тяговых аккумуляторных батарей предусматривает возможность контроля протекающих электрохимических процессов в паре электролит–электрод.

Тяговые аккумуляторы не требуют выполнения трудоемких операций по обслуживанию. Несложный уход, своевременная зарядка в соответствии с регламентом – вот немногие требования, выполнение которых позволяет эффективно эксплуатировать батареи в течение 6–8 лет или от 600 до 1500 зарядно-разрядных циклов.

Что такое тяговый аккумулятор?

Тяговые батареи, составляющие одну из 2 основных категорий промышленных батарей наряду со стационарными батареями, представляют собой системы хранения энергии, используемые в мобильных транспортных средствах. Тяговые батареи, обозначенные пластиной Pzs, чаще всего используются в вилочных погрузчиках, машинах для уборки грунта, подъемных или подъемных платформах, электромобилях, транспортных средствах для аэропортов, подземных горных локомотивах.

Тяговые аккумуляторы делятся на 2 категории в зависимости от типа производства: гелевые / VRLA и заливные (с жидким электролитом).Они имеют разные стандарты, такие как DIN, британский и американский, с точки зрения их геометрических характеристик. В нашей стране в основном используются аккумуляторы, произведенные по типоразмерам DIN.

До 90% тяговых батарей создаются путем размещения элементов 2 В внутри стального корпуса с открытым верхом с кислотостойким покрытием и соединения клемм элементов друг с другом свинцовым мостом или токопроводящими соединительными кабелями. 1 батарея будет получена, когда 2-вольтовые элементы, необходимое для требуемого уровня напряжения, будут подключены последовательно. Вес одной батареи может достигать 10 000 кг. Обычно они выпускаются в диапазоне 12В-96В и 150Ач-1500Ач.

Транспортные средства с аккумулятором этого типа используют аккумулятор только как единственный источник энергии. Разряженный (разряженный) аккумулятор можно перезарядить, в то время как автомобиль не может работать во время подзарядки, или заменить его на заряженный аккумулятор.

Емкость ячеек в тяговой группе зависит от силы тока, потребляемого от ячеек.Как правило, в рамках гарантийного обслуживания допускается разрядка до 80% емкости элемента. Такой показатель примерно равен 1,80 вольт и плотности кислоты 1160 г / см3. Поскольку эта система обеспечивает скорость разряда до 80%, эти батареи также известны как «батареи глубокого разряда».

Как и в случае со всеми свинцово-кислотными аккумуляторами, активное вещество (паста) на положительной и отрицательной пластинах вступает в реакцию с серной кислотой во время разряда аккумулятора. В результате реакции на обеих пластинах образуются сульфаты свинца, уменьшается сила тяжести кислоты и напряжение на ячейке снижается до 1,7 В.

Во время зарядки аккумулятора содержащиеся в окружающей среде сульфаты свинца вступают в реакцию с водой и превращаются в сернокислотную форму. Таким образом, кислотная сила тяжести, уменьшенная во время разряда, снова увеличивается во время перезарядки, и напряжение ячейки увеличивается до 2,7 В. Обычно напряжение холостого хода заряженного элемента составляет от 2,10 до 2,20 В. Если ток, подаваемый выпрямителем во время зарядки, уменьшается до 4, -5% от номинальной емкости ячейки, это означает, что зарядка закончилась.

Несмотря на то, что группы тяговых аккумуляторных батарей заряжаются при разряде, балансная перезарядка (сервисная перезарядка) необходима каждые 10 дней для поддержания того же уровня плотности кислоты в элементах.

Во время перезарядки уровень кислоты в элементах со временем снижается. Хотя такие уровни пополняются чистой водой в конце перезарядки, рекомендуется добавлять чистую воду не реже одного раза в неделю, когда батарея выходит за пределы точки газификации (2,35 В) во время подзарядки. Это обеспечит более однородное распределение воды, добавленной в ячейку, при газификации.

.

Тяговые аккумуляторные батареи для электромобилей и сверхвысокого напряжения

Требования к батареям для типичных тяговых приложений

Тяговые батареи традиционно использовались для свинцово-кислотных аккумуляторов, но ограничения свинцово-кислотных аккумуляторов вместе с высокой стоимостью альтернатив, в свою очередь, ограничили диапазон потенциальных применений тяги с батарейным питанием.Типичному семейному автомобилю потребуется аккумулятор емкостью около 40 кВтч, чтобы обеспечить запас хода в одну сторону на 200 миль, а свинцово-кислотный аккумулятор на 40 кВтч весит 1,5 тонны.

Однако ситуация меняется, поскольку новый химический состав аккумуляторов и вспомогательные технологии принесли с собой новые технические и экономические преимущества, делающие аккумуляторную батарею жизнеспособной для тяговых приложений, которые ранее были неэкономичными или непрактичными. В частности, использование легких никель-металлогидридных и литиевых батарей вместо тяжелых и громоздких свинцово-кислотных аккумуляторов впервые сделало возможным практические электромобили и гибридные электромобили.

Общие требования

Само собой разумеется, что низкая стоимость, длительный срок службы (более 1000 циклов), низкая скорость саморазряда (менее 5% в месяц) и низкие эксплуатационные расходы являются основными требованиями для всех приложений. Тяговые аккумуляторы обычно работают в очень суровых условиях и должны выдерживать широкий диапазон температур (от -30 ° C до + 65 ° C), а также удары, вибрацию и неправильное обращение.Однако низкий вес не всегда является приоритетом, поскольку большой вес обеспечивает устойчивость погрузочно-разгрузочного оборудования, такого как вилочные погрузчики, и обеспечивает сцепление, необходимое для буксиров самолетов для буксировки тяжелых грузов. Тем не менее, малый вес имеет важное значение для автомобильных аккумуляторов EV и HEV большой емкости, используемых в легковых автомобилях, и это исключает использование свинцовой кислоты для этих применений.

Цепи защиты также необходимы для батарей, в которых не используются свинцово-кислотные химические вещества.

Спецификации закупки

Тяговые батареи очень дороги и, как и все батареи, изнашиваются в течение срока службы.Клиенты ожидают минимального уровня производительности даже в конце срока службы батареи, поэтому покупатель, скорее всего, укажет ожидаемую производительность в конце срока службы (EOL), а не в начале срока службы (BOL). В нормальных условиях для приложений EV емкость EOL определена как не менее 80% емкости BOL. Для приложений HEV изменение внутреннего импеданса часто используется как индикатор срока службы. В этом случае внутренний импеданс EOL может быть определен как не более 200% внутреннего импеданса BOL.

Это показано графически ниже.

В дополнение к общим требованиям, приведенным выше, ниже изложены особые рабочие характеристики и эксплуатационные требования для конкретных автомобильных приложений.

12-вольтовый автомобильный SLI (пуск, освещение и зажигание) Требования к эксплуатации аккумулятора

• Одна кратковременная глубокая разрядка (глубина разряда 50% (DOD) со скоростью не менее 5 ° C) с последующей подзарядкой.
• Аккумулятор практически постоянно полностью заряжен.
• Отсутствие продолжительной работы при глубоком разряде.
• Типовая мощность 0,4 - 1,2 кВтч (33 Ач - 100 Ач)
• Пиковая мощность 2,4 - 3,6 кВт (200 - 300 А).

История

Требования к батарее PowerNet 36/42 В для работы

• Один глубокий разряд с последующей периодической сильноточной нагрузкой.
• Отсутствие продолжительной работы при глубоком разряде.
• Высокая энергоемкость и длительный срок службы необходимы, особенно при использовании функции помощи при пуске / остановке.
• Устойчив к повторяющимся сильноточным импульсам. N
• Типовая мощность более 1 кВтч.
• Пиковая мощность от 5 до 12 кВт.

История

Два вышеуказанных приложения не являются настоящими приложениями для тяги, хотя они могут использоваться в мягких гибридах, которые включают режим старт / стоп (см. Ниже).

Характеристики аккумуляторов

EV, HEV и PHV

На приведенной ниже диаграмме сравниваются требования к мощности и емкости аккумулятора для транспортного средства того же размера и веса, когда оно сконфигурировано как электромобиль, HEV или PHEV. Конструкции аккумуляторов могут быть оптимизированы по мощности или по емкости (содержанию энергии), но не по обоим параметрам (см. Компромисс между энергией и мощностью в разделе о конструкции элементов), поэтому тип используемых элементов, а не только размер, должен быть выбран в соответствии с приложением. .

В случае электромобиля батарея является единственным источником энергии, поэтому размер батареи должен быть таким, чтобы обеспечивать эту мощность более или менее непрерывно. Емкость электромобиля должна быть достаточной для достижения требуемого диапазона, но, кроме того, поскольку нежелательно полностью разряжать аккумулятор, требуется запас около 20%, чтобы глубина разряда не превышала 80%. Также требуется дополнительный запас около 5% для принятия любого заряда рекуперативного торможения, когда аккумулятор только что был заряжен.Другими словами, аккумулятор должен иметь размеры, обеспечивающие требуемую емкость, когда максимальное значение SOC составляет 95%, а максимальное значение DOD составляет 80%. Скорость непрерывного разряда для аккумуляторов, оптимизированных по емкости, обычно составляет около 1 ° C, хотя некоторые элементы могут выдерживать импульсные токи до 3 ° C или более в течение коротких периодов. Аккумулятор электромобиля обычно имеет один глубокий разряд в день с некоторым промежуточным дозаправкой в ​​результате рекуперативного торможения, а типичный срок службы литиевой батареи электромобиля может составлять от 500 до 2000 циклов.

Аккумулятор эквивалентного серийного гибрида также должен обеспечивать такую ​​же мощность, что и аккумулятор электромобиля, поскольку транспортные средства по существу имеют одинаковый размер и вес, и в периоды перерыва аккумулятор будет единственным источником энергии.Однако, поскольку потребность в энергии разделяется с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), требуемая емкость аккумулятора намного меньше. Параллельные гибриды могут иметь разные схемы распределения мощности, и поэтому их требования к мощности могут быть удовлетворены за счет батарей меньшей мощности. Таким образом, у HEV есть дополнительное бремя и сложность, связанная с переносом двух источников питания, каждый из которых достаточно велик, чтобы приводить в движение автомобиль самостоятельно.

Результатом являются строгие конструктивные ограничения по весу и размеру батареи, которая может быть размещена, и батареи HEV обычно меньше одной десятой размера батарей EV, используемых в автомобиле того же размера.Неизбежным следствием является то, что для получения такой же мощности от батареи, размер которой составляет одну десятую, батареи HEV должны быть способны обеспечивать непрерывный ток 10C или более. К счастью, потребляемая мощность является прерывистой (но намного дольше, чем короткие импульсные), поскольку она используется совместно с ICE. Таким образом, емкость аккумулятора менее важна, чем подача мощности в HEV, потому что диапазон может быть расширен за счет использования двигателя. Поэтому аккумуляторные батареи HEV оптимизированы по мощности.

Обратной стороной является то, что из-за своей низкой емкости аккумулятор HEV постоянно заряжается и разряжается во время нормальной работы и может выдерживать эквивалент сотни циклов зарядки-разрядки в день.При глубоком разряде аккумулятор, к сожалению, изнашивается за несколько недель. Однако мы знаем, что срок службы батареи увеличивается экспоненциально по мере уменьшения DOD (см. Срок службы и DOD в разделе о сроке службы батареи), поэтому батареи HEV должны работать с частичной DOD, чтобы продлить срок службы. Это означает, что емкость батареи должна быть соответственно увеличена, чтобы обеспечить более низкий DOD, даже если полная емкость почти никогда не используется. В приведенном выше примере аккумулятор HEV работает от 40% до 80% SOC.Более продолжительный срок службы может быть достигнут за счет использования аккумуляторов еще большей емкости, так что желаемая емкость может быть достигнута в пределах SOC от 60% до 75%.

Гибриды

должны работать часть времени в качестве электромобиля в режиме истощения заряда и часть времени в качестве HEV в режиме поддержания заряда. См. Более подробные требования к PHEV ниже. Поэтому требование к батарее PHEV должно быть компромиссом между накоплением энергии и подачей энергии.

Это серьезная проблема для производителей клеток.

Более подробные эксплуатационные требования изложены ниже.

Требования к аккумуляторной батарее электромобиля

Для достижения разумного диапазона требуются батареи большой емкости. Типичный электромобиль потребляет от 150 до 250 ватт-часов на милю в зависимости от местности и стиля вождения.

• Аккумулятор должен выдерживать регулярную глубокую разрядку (80% DOD)
• Он разработан для максимального увеличения энергопотребления и обеспечения полной мощности даже при глубоком разряде для обеспечения большой дальности.
• Для удовлетворения потребностей транспортных средств разного размера и различных схем использования потребуется диапазон мощностей.
• Должен допускать очень высокие повторяющиеся импульсные зарядные токи (более 5C), если требуется рекуперативное торможение.
• Без рекуперативного торможения возможны контролируемые условия зарядки и более низкие скорости зарядки. (Желательно минимум 2С).
• Обычно получает полную зарядку.
• Часто также доходит до почти полной разрядки.
• Критическое значение замера топлива возле «пустой» точки.
• Требуется система управления батареями (BMS).
• Требуется терморегулирование.
• Типовое напряжение> 300 Вольт.
• Типовая мощность> 20-60 кВтч.
• Типичный ток разряда до непрерывного уровня C и кратковременного пика 3 C.

Поскольку эти батареи физически очень большие и тяжелые, они нуждаются в индивидуальной упаковке, чтобы поместиться в доступное пространство в предполагаемом автомобиле.Точно так же конструкция и распределение веса упаковки должны быть интегрированы с конструкцией шасси, чтобы не нарушать динамику автомобиля. Эти механические требования особенно важны для легковых автомобилей.

История

Требования к аккумуляторной батарее гибридного электромобиля (HEV)

Емкость менее важна для HEV по сравнению с электромобилями, поскольку двигатель также обеспечивает емкость, поэтому аккумулятор может быть намного меньше, что снижает вес.Однако время от времени от аккумулятора может потребоваться такая же мгновенная мощность, как от аккумулятора электромобиля. Это означает, что меньшая батарея должна обеспечивать гораздо более высокие токи при необходимости.

Для соответствия различным конфигурациям HEV, а также требованиям к характеристикам транспортного средства требуется очень широкий диапазон аккумуляторов. Вот несколько примеров:

• Series Hybrid - Двигатель используется только для зарядки аккумулятора.Электрическая система обеспечивает трансмиссию с регулируемой скоростью, а электродвигатель обеспечивает полную мощность. Требования к батареям аналогичны батареям для электромобилей, но требуется меньшая емкость, поскольку заряд поддерживается двигателем.
• Параллельно-гибридный - Двигатель и электродвигатель обеспечивают мощность колес. Возможны различные конфигурации для различных условий эксплуатации. Доля нагрузки, принимаемой на электродвигатель, может составлять от нуля до 100% в зависимости от условий эксплуатации и проектных целей.Емкость аккумулятора может составлять всего 2 кВт / ч, но он должен обеспечивать кратковременное повышение мощности, требующее очень высоких токов до 40 ° C для ускорения и подъема на холм.

Вот несколько примеров различных целей проектирования EV и HEV, которые влияют на характеристики батареи:

• Оптимизация КПД - Это позволяет двигателю работать с наиболее эффективной постоянной скоростью просто для поддержания заряда аккумулятора. Электрический привод исключает коробку передач и обеспечивает требуемую регулируемую выходную мощность.Этот тип привода впервые был использован на тепловозах. Повышенная эффективность снижает расход топлива, что, в свою очередь, автоматически снижает выбросы выхлопных газов.
• Повышение эффективности - Аккумулятор используется просто для сбора энергии, которая в противном случае была бы потеряна при рекуперативном торможении. Собранная энергия используется для повышения мощности при ускорении и подъеме на холм.
• Range Extender - По сути, это электромобиль, который использует двигатель для пополнения аккумулятора, чтобы предотвратить чрезмерную глубину разряда.
• Режим остановки / запуска - Позволяет выключать двигатель для экономии топлива, когда транспортное средство временно стоит на светофоре или в пробках и т. Д. Транспортное средство трогается с места с питанием от аккумулятора, а двигатель перезапускается при достижении заданной скорости. достигнуто.
• Городской и загородный режим - Это позволяет использовать транспортное средство в режиме EV в городе или в условиях интенсивного движения, где оно наиболее подходит, и использовать его в качестве обычного транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания для высокоскоростного или дальнего движения по шоссе. чтобы избежать ограничений диапазона электромобиля.
• Многорежимный - Повышенная универсальность возможна за счет использования комбинаций вышеуказанных режимов.
• Емкость и мощность - В дополнение к вышеуказанным режимам работы потребуются различные батареи для удовлетворения ряда требований к производительности, таких как экономичность, максимальная скорость, ускорение, грузоподъемность, дальность действия и вредные выбросы.

Аккумулятор стал важным отличием продукта, как и двигатель.

Из-за очень широкого диапазона рабочих требований HEV отсутствуют стандартные батареи, которые соответствовали бы результирующему диапазону спецификаций по напряжению, емкости и мощности батареи, и батареи должны быть разработаны специально для предполагаемого применения.

Вот некоторые типичные требования:

• Предназначен для максимального увеличения мощности.
• Должен обеспечивать высокую мощность (до 40 ° C) при повторяющихся неглубоких разрядах и допускать очень высокие скорости перезарядки.
• Очень долгий срок службы 1000 глубоких циклов и 400 000 - 1 000 000 мелких циклов.
• Рабочая точка находится между 15% и 50% DOD, чтобы обеспечить рекуперативное торможение.
• Никогда не достигает полной разрядки.
• Редко достигает полной зарядки.
• Требуется терморегулирование.
• Топливомер и комплексная система BMS, необходимые для регулирования управления энергией аккумуляторной батареи, а также для контрольно-измерительных приборов водителя.
• Требуется взаимодействие с общим управлением энергопотреблением автомобиля.
• Типовое напряжение> 144 В.
• Типовая мощность> 40 кВт (50 л.с.).
• Мощность от 1 до 10 кВтч в зависимости от области применения.
• Как и в случае с электромобилями, описанными выше, размер, форма и распределение веса аккумуляторной батареи должны соответствовать автомобилю.

История

Требования к эксплуатации аккумулятора гибридного электромобиля (PHEV)

Аккумуляторы для подключаемых к электросети гибридных автомобилей должны удовлетворять противоречивым требованиям к рабочим характеристикам.

Тяговые аккумуляторы обычно оптимизированы для обеспечения большой емкости в случае чисто электромобилей или для высокой мощности в случае гибридных автомобилей. Батарея электромобиля работает до глубокой разрядки (DOD) на большом расстоянии, тогда как HEV работает на небольшой глубине разряда в течение длительного срока.

Подключаемый гибридный двигатель предназначен для использования как в качестве электромобиля для езды по городу, так и в качестве HEV, когда заряд разряжен, или для движения по шоссе.Двойные требования к расширенному электрическому диапазону, обычно сорок миль, а также поддержанию высокой мощности при низком уровне заряда (см. Ниже), создают очень напряженные условия для аккумулятора.

Таким образом, ожидается, что батарея PHEV будет работать и как электромобиль, и как HEV.

Требования к электрическому диапазону могут быть удовлетворены только при использовании батарей большей емкости, что значительно увеличивает стоимость, а из-за высокой стоимости потребители возлагают большие надежды на срок службы батарей.

Требования к эксплуатации аккумуляторной батареи для велосипеда

В Китае, где велосипед является «рабочей лошадкой», батареи обычно рассчитаны на 36 В.

В Европе и США, где велосипеды чаще используются для отдыха, более популярны аккумуляторы для зажигалок на 24 Вольта.

• Выполнены в виде съемных модулей для удобной зарядки в помещении и для защиты от кражи.
• Должен выдать 5 ампер в течение 2 часов (от 240 до 360 Втч в зависимости от напряжения), чтобы позволить часу поездки на работу. Повышение емкости свинцово-кислотной системы невозможно, поскольку вес ограничивает портативность.
• Пиковый ток 15 Ампер.
• Длительный срок службы минимум 500 циклов или два года.

Эксплуатационные требования к судовой батарее

• Требуются батареи глубокого разряда.
• Требуется широкий диапазон мощностей и мощностей.
• Малый вес.
• Должен быть устойчив к широкому диапазону условий зарядки.
• Особые условия окружающей среды.

Требования к батарее для подъемно-транспортного оборудования

Аналогично приложениям для электромобилей, но обычно без ограничений по весу.

Аккумуляторы для практических занятий

На протяжении более столетия свинцово-кислотные батареи были основным источником энергии для тяговых устройств, поскольку они прочные и относительно недорогие. В вилочных погрузчиках, молочных платформах и аналогичных устройствах также успешно используются никель-железные батареи, которые практически не разрушаются и имеют срок службы до десяти лет. Однако большой вес и размер этих аккумуляторов не позволяют использовать их в легковых автомобилях.

В 1970-х годах началась работа над батареями с хлоридом натрия и никеля (Zebra), разработанными для тяговых устройств, поскольку они предлагают возможность очень высокой плотности энергии, которая могла бы решить эту проблему. К сожалению, это высокотемпературные батареи, которые должны работать при 270 ° C, и это ограничило их применение.

Появление высокомощных никель-металлогидридных (NiMH) элементов, которые преодолевают проблемы как с весом, так и с рабочей температурой, побудило некоторых производителей автомобилей внедрить электромобили или HEV, использующие NiMH батареи.NiMH элементы работают при нормальной температуре окружающей среды. Они имеют более высокую энергию и плотность мощности, чем свинцово-кислотные клетки, но не так хороши, как клетки зебры.

Недавно стали доступны литий-ионные элементы большой мощности, которые имеют даже более высокую плотность энергии, чем элементы NiMH, наравне с элементами Zebra. Они также работают при нормальных температурах и только что внедряются в новые конструкции электромобилей.

Эти новые высокоэнергетические элементы, однако, более уязвимы для злоупотреблений и нуждаются в поддержке электронных систем управления батареями для обеспечения защиты и обеспечения длительного срока службы.

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

Для аккумуляторов большой емкости также требуются зарядные устройства большой мощности для достижения разумного времени зарядки, а зарядные устройства должны быть совместимы с химическим составом элементов и должны иметь возможность взаимодействовать со схемой защиты элементов. Так же, как аккумулятор подходит к автомобилю, зарядное устройство должно быть индивидуально разработано и согласовано с аккумулятором. Более подробную информацию можно найти в разделе «Зарядные устройства».

См. Также Инфраструктура зарядки тяговых аккумуляторов

Тяговые приложения - электрические приводы

Тенденции рынка

Информация об объемах продаж аккумуляторов и отраслевых тенденциях представлена ​​на страницах истории.

.

Что происходит с аккумулятором при аварии электромобиля? - ScienceDaily

Безопасность, запас хода и стоимость: это три основных положения электромобильности. Безопасность определенно превыше всего. Литиевые тяговые батареи обычно полностью заключены в аккумуляторный отсек и интегрированы в автомобиль, чтобы защитить аккумулятор от всех мыслимых нагрузок и внешних воздействий. Эта «броня» влияет на конструкцию, вес, размер и общую конструкцию автомобиля.

«Ради безопасности производители транспортных средств обычно защищают компоненты тяговых аккумуляторов больше, чем необходимо, просто на всякий случай.По окупаемости, правда, есть определенные ограничения. Одна из причин такой практики заключается в том, что было проведено слишком мало исследований поведения компонентов аккумуляторной батареи в условиях аварии, таких как аккумуляторные элементы ", - объясняет Вольфганг Синц из Института безопасности транспортных средств в Техническом университете Граца. Текущие исследования в основном ограничиваются поведением. новых тяговых аккумуляторных батарей для транспортных средств, без учета, например, возможного влияния предыдущего стресса, такого как старение. Именно на этом этапе команда во главе с Вольфгангом Синцем вместе с известными национальными и международными партнерами из исследовательских и промышленных кругов принимает начал свою работу в проекте COMET SafeBattery, который продолжился в апреле 2017 года.

У каждой батареи есть история

В четырехлетнем исследовательском проекте, финансируемом Австрийским агентством содействия исследованиям, основное внимание уделяется механическому, электрохимическому, химическому и термодинамическому поведению отдельных элементов и отдельных модулей на основе лития при ударных нагрузках. В ходе этого исследователи будут исследовать компоненты с разной историей, поскольку «безопасность должна быть обеспечена не только для новых батарей, но и для тяговых батарей в транспортных средствах, которые имеют определенное количество вибрации, возможные незначительные механические недостатки из-за небольших аварий. и календарное старение за ними », - говорит Вольфганг Синц.Другие факторы, влияющие на поведение аккумулятора в случае аварии, будут тщательно изучены, например, состояние зарядки и температура.

Команда SafeBattery хочет зондировать пределы элементов батареи, чтобы впоследствии определить параметры, которые можно использовать, чтобы гарантировать, что эти пределы никогда не превышаются на практике. Требуется тесное сотрудничество не только со стороны отраслевых партнеров, таких как AVL, Steyr Motors, Audi и Daimler, но и внутри технического университета Граца в форме экспертов из Института химии и технологии материалов и центра компетенции Virtual Vehicle.«В этом проекте много междисциплинарных кроссоверов. У нас есть огромный диапазон влияющих параметров, и мы должны исследовать и разбить мозаику на составные части. Только после этого мы сможем дать рекомендации относительно конструкции, интеграции и эксплуатации батарей, - говорит Синз.

Стенд для краш-тестов по индивидуальному заказу

Команда разработала и построила свои собственные испытательные стенды с индивидуальными измерительными и сенсорными технологиями для различных сценариев аварийных ситуаций для батарей и их компонентов в собственном зале краш-тестов Института: «Уникальная экспериментальная установка, которая может обеспечить высококачественные измерения. - данные и результаты всех очень сложных процедур, выполнение которых обычно занимает всего миллисекунды », - говорит Синц.Помимо этого, используются численные методы расчета и моделирования, которые помогают лучше понять мультифизические процессы. Это должно привести к всестороннему знанию поведения тяговых батарей при ударных нагрузках, чтобы лучше интегрировать их в соответствующие концепции транспортных средств. Эти знания можно использовать для раннего распознавания критических состояний аккумуляторов во время разработки и эксплуатации и для предотвращения их с помощью специальных мер. Кроме того, производители ячеек заинтересованы в точных технических требованиях.«Используя полученные результаты, мы хотим внести свой вклад в увеличение дальности действия и конструкцию автомобиля, всегда гарантируя безопасность», - резюмирует Синц.

Взгляд в будущее

Еще одним направлением проекта является то, что вместе с Институтом химии и технологии материалов будут исследованы не только современные литий-ионные батареи с жидкими электролитами, но и литиевые батареи следующего поколения со всеми твердыми электролитами. состояние электролитов.«Что нас интересует, так это то, не будет ли у следующего поколения приводных батарей просто больше недостатков существующих систем или у них появятся новые или другие уязвимости», - говорит Вольфганг Синц.

Партнерами в K-проекте SafeBattery программы COMET являются AVL List GmbH, SFL technology GmbH, Kreisel Electric GmbH, Steyr Motors GmbH, Audi AG, Daimler AG и Porsche AG. Из академических кругов Институту безопасности транспортных средств помогают Центр компетенции Virtual Vehicle и Институт химии и технологии материалов, а также TU Graz.Срок реализации проекта - четыре года, а общий финансовый объем - шесть миллионов евро.

Этот проект привязан к области «Мобильность и производство», одной из пяти исследовательских центров технического университета Граца.

История Источник:

Материалы предоставлены ТУ Грац . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.Тяговая батарея

, тяговая батарея Поставщики и производители на Alibaba.com

384V 50AH Высокоэффективная перезаряжаемая литий-ионная промышленная аккумуляторная батарея Резервная батарея Характеристики: безопасная и надежная, невзрывоопасная при прокалывании, не сгорает при перенапряжении Нет эффекта памяти , срок службы более 2000 раз Префект для аккумулирования энергии и использования электроинструментов Отсутствие загрязнения окружающей среды Длительный срок службы, высокая производительность Высокая плотность энергии Сопутствующие товары О нас Производственный процесс Упаковка и доставка CE, оплата и доставка Q: 1.Какую продукцию вы производите? 9 A: Мы производим литиевую аккумуляторную батарею lifepo4 с высоким уровнем C для моделей R / C, силовые батареи для электрических велосипедов и мотоциклов, а также аккумуляторные батареи. Вопрос: 2. Вы производитель аккумуляторов 9 A: Да, мы являемся профессиональным производителем литиевых аккумуляторов в провинции Гуандун, Китай. Вопрос: 3. Сколько сотрудников в вашей компании 9 A: Около 1000 человек Q: 4. Когда ваша компания основала 9 A: Herewin была построена в 2004 году, это уже более 10 лет истории и опыта.

.

Что вызывает выход из строя автомобильных аккумуляторов? - Батарейный университет

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

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

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

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

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

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

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

Поломка из-за аккумулятора остается причиной номер один.

* Источник ADAC 2008 за 2007 год

Кислотное расслоение - проблема дорогих автомобилей

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

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

Рис. 1: Обычная батарея Кислота равномерно распределяется сверху вниз в элементе и обеспечивает максимальную ОСА и емкость.

Рис. 2: Многослойная батарея Концентрация кислоты низкая сверху и большая снизу.Высокая концентрация кислоты искусственно повышает напряжение холостого хода. Батарея кажется полностью заряженной, но имеет низкий CCA. Избыточная концентрация кислоты вызывает сульфатирование в нижней половине пластины с.

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

Проблема тестирования батарей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

.

тяговых аккумуляторов, тяговых аккумуляторов Поставщики и производители на Alibaba.com

Срок гарантии на аккумулятор VRLA9 Это зависит от емкости аккумулятора, глубины разряда и использования аккумулятора. Почему аккумулятор имеет разную емкость при разном часовом режиме9 Емкость аккумулятора в Ач - это динамическое число, которое зависит от тока разряда. аккумулятор для вилочного погрузчика, аккумулятор для вилочного погрузчика, аккумулятор для вилочного погрузчика, аккумулятор для вилочного погрузчика на 48 вольт, тяговый аккумулятор, цена на аккумуляторный аккумулятор

384V 50AH Высокоэффективная перезаряжаемая литий-ионная аккумуляторная батарея для промышленности. Резервная батарея. -сжигается под повышенным напряжением Без эффекта памяти, срок службы более 2000 раз Префект для аккумулирования энергии и использования электроинструментов Отсутствие загрязнения окружающей среды Длительный срок службы, высокая производительность Высокая плотность энергии Сопутствующие товары О нас Производственный процесс Упаковка и доставка CE & amp; Оплата и amp; ; Доставка Q: 1.Какие продукты вы производите 9 A: Мы производим литиевые аккумуляторные батареи с высоким уровнем C-rate lifepo4 для моделей R / C, аккумуляторные батареи для электрических велосипедов и аккумуляторов; мотоцикл и аккумуляторная батарея. Вопрос: 2. Вы производитель аккумуляторов 9 A: Да, мы являемся профессиональным производителем литиевых аккумуляторов в провинции Гуандун, Китай. Вопрос: 3. Сколько сотрудников в вашей компании 9 A: Около 1000 человек Q: 4. Когда ваша компания основала 9 A: Herewin была построена в 2004 году, это уже более 10 лет истории и опыта.

.

---

Смотрите также

• Улитки в аквариуме за и против
• Коркинские озера база отдыха
• Паразиты улитки ахатины
• Какую воду надо заливать в аквариум
• Хирургический узел для рыбалки
• Засолка икры карпа в домашних условиях
• Почему вода в аквариуме быстро мутнеет и воняет у черепах
• Сколько живут рыбки петушки
• Норма температуры гвс в квартире снип
• Водометные насадки на лодочные моторы
• Органы дыхания рыб