Применение тяговых аккумуляторных батарей в энергетике. Аккумуляторы тяговые гелевые


Отличия тягового аккумулятора от стартерного. В чем основной секрет

Все мы с вами привыкли к нашим автомобильным аккумуляторам, мы знаем что они запускают двигатель, подавая энергию на стартер, который уже вращает маховик запуская мотор. Такие АКБ получили название стартерные, но зачастую в литературе есть еще одно понятие – тяговые, они также применяются в транспорте, хотя и не всегда так, как мы с вами привыкли. Сегодня я хочу вам рассказать — чем они отличаются друг от друга, и можно ли один применять вместо другого …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Лично я видел тяговые батареи в обычном автомобильном магазине, правда раздел был совмещен с товарами для рыбалки и охоты, а именно такие АКБ продавались для лодок. Так что же это за зверь дивный такой, и почему они не продаются для обычных авто? Для начала коротко вспомним про стартерные варианты.

Стартерные АКБ

Это аккумуляторы, которые применяются в легковых и грузовых машинах, у них есть одна основная задача — запуск двигателя. При запусках они отдают очень большой ток – который получил название «пусковой».

На бортах батареи можно его рассмотреть, он колеблется от 250 до 1000 Ампер, это один из основных показателей батареи, наряду с напряжением (зачастую оно около 12,7Вольта), а также емкостью – измеряется в Ампер * часах (на многих авто самые популярные показатели 55 – 65 Ам*ч).

Такие АКБ очень чувствительны к глубоким разрядам, их не рекомендуется разряжать ниже 10Вольт. Если разрядили несколько раз ниже этого показателя (примерно 20 – 30 раз) – аккумулятор можно выкидывать, потому как, он потеряет большую часть своей емкости.

То есть если утрировать – стартерный АКБ запускает движок, отдавая просто фантастический ток, а дальше заряжается, восполняя затраченную энергию от генератора. Не любит глубоких разрядов и быстро выходит из строя от них.

Тяговые аккумуляторы

Это совершенно другой тип батарей, хотя также применяется в автомобилях, хотя не в традиционных – электрокары, гибриды, разного рода спецтехника (погрузчики, тягачи, питание для электрических двигателей лодок).

Такие аккумуляторы не имеют высоких пусковых токов, они заточены немного на другое, а именно:

  • Отдавать определенную энергию длительный промежуток времени, причем они могут разряжаться почти в ноль (рекомендуемое минимальное напряжение – 5% от общего).

Их применяют там, где нужно питать долго и постоянно. Например, на электромобилях (или гибридах) — питание электрических двигателей, на погрузчиках – питание подъемника, на моторах лодок – питание винтов и т.д. Очень эффективно их применять и в альтернативных источниках энергии – ветрогенераторы, солнечные панели. Причем они очень устойчивы к такой нагрузке, могут работать часами или даже днями (в зависимости от потребления энергии)

Дополнительными плюсами можно назвать — устойчивость к низким и высоким температурам (от – 30 до 65 градусов Цельсия).

У них есть два важных показателя:

Напряжение – зачастую это 2 – 4 – 8 – 12 — 24Вольта

Емкость – начинается от 30 до 300 Ампер, хотя бывают батареи и больше. Важно отметить зачастую у них указывается две емкости при «2» или «5» градусах Цельсия, и при «20» «25» градусах. Как правило, они различны, при низких температурах емкость может падать на 10 – 15%.

Устройство тяговых батарей

Хочется начать с того что, устройство очень схожее с обычными стартерными АКБ, но есть и отличия.

Схожесть:

  • Также есть плюсовые и минусовые пластины.
  • Также заливаются электролитом.
  • Все это хранится в пластиковых корпусах.

Отличия:

  • Пластины здесь просто огромные (если хотите — толстые), зачастую используется много свинца или других металлов (про это ниже). Как мы помним у обычных стартерных аккумуляторов пластины очень тонкие и компактные, находятся просто впритык друг к другу, что позволяет накопить много энергии – выдавая сильные пусковые токи. У тяговых  такой задачи нет! Поэтому и пластины здесь намного толще и массивнее, это позволяет работать дольше и не осыпаться (разрушаться), поэтому 1 тяговый аккумулятор с напряжением в 2Вольта и емкостью 75Ампер, может быть в 3 – 4 раза больше, чем стартерный 12Вольт 60Ампер.
  • Электролит здесь обычный, назовем его – автомобильным, плотностью в 1,27г/см3
  • Корпуса схожие по строению со стартерными, однако, намного толще, чтобы выдержать большой вес пластин.

Знаете, когда я первый раз увидел тяговый аккумулятор, я подумал что дам должно быть примерно 100 – 150Ампер при напряжении в 12Вольт, а это оказалось всего 1 банка, с напряжением в 2Вольта и 50Ампер! Просто огромная.

Если говорить про различные технологии — существует всего два типа тяговых батарей – кислотные и щелочные.

  • Кислотные – основанные на свинце и электролите на серной кислоте, про которые я рассказал сверху.
  • Щелочные – основанные на никель-железных пластинах, которые залиты специальным раствором щелочи. Очень надежные — не бояться морозов и глубоких разрядов, можно хранить как заряженными так и разряженными. Однако минусы более существенные – цена в два – три раза больше чем свинцовые, при зарядке выделяется едкий пар, зарядные станции специальные (стоят дорого), при заряде требуют больше энергии.

Как становится понятно из-за таких проблем щелочные не получили большого распространения, хотя в СССР они пользовались большим спросом.

Сейчас кстати появляются тяговые АКБ, основанные на новых технологиях это AGM и GEL, как собственно и в автомобилях. Они компактные и выдают больше энергии, правда стоимость их иногда просто зашкаливает.

Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного?

Гипотетически можно, но не всегда вы сможете запустить двигатель, ведь тяговые варианты отдают намного меньше энергии в пике, то есть банально не хватит тока для запуска.

А если вы найдете, скажем, тяговый с током в 300Ампер, то он банально может не поместиться у вас под капотом машины. Вед именно 300А нужно для пуска среднестатистического легкового авто.

Сейчас небольшое видео.

На этом все, думаю, информация очень полезна, читайте наш АВТОБЛОГ.

avto-blogger.ru

Тяговые Аккумуляторы Для Погрузчиков, Инвалидных Колясок и Электровелосипедов, Как Восстанавливать и Заряжать, Свинцовые, Кислотные, Гелевые, Литиевые, АКБ на 12в

Аккумуляторы необходимы для организации резервного питания, запуска двигателя и бесперебойной работы практически всей современной техники. В зависимости от области применения используются разные типы АКБ, которые отличаются по мощности, принципу работы и исполнению батареи. Среди источников питания такого типа стоит отдельно выделить приборы, назначение которых заключается в обеспечении работы электродвигателей. Для таких задач используют тяговые аккумуляторы, характеристики тока в которых отличаются от стартовых источников питания автомобиля.

Отличия стартерных и тяговых аккумуляторов

Для запуска автомобиля, оснащённого двигателем внутреннего сгорания, требуется стартерный тип аккумуляторной батареи. Особенностью такой системы является наличие высоких пусковых токов, которые находятся в пределах от 250 до 1000 Ампер. Вместе с показателем напряжения и ёмкости такие характеристики являются основными для стартерных батарей. Особенность их эксплуатации состоит в высокой чувствительности к критической потере заряда. Сильное разряжение значительно влияет на их дальнейшую работу, что может привести к невозможности использования батареи.

Стартерный аккумулятор рассчитан на кратковременную подачу мощного электрического импульса, необходимого для запуска двигателя. Затем АКБ переходит в режим зарядки, восполняя использованную электроэнергию. Современные тяговые аккумуляторы для погрузчиков, лодок и аналогичной техники работают по совершенно другому принципу. Подача питания происходит на постоянной основе, что требует наличия батареи способной накопить большое количество энергии. Стартерный аккумулятор относится к вспомогательным устройствам и не может стать заменой тяговой батареи.

Устройство кислотного тягового аккумулятора

Принцип работы тяговой батареи основан на преобразовании химических реакций в электрическую энергию. Как и стартерные, кислотные тяговые аккумуляторы имеют свинцовые пластины, но на этом их сходство заканчивается. Возможность постоянной подачи тока необходима для работы электротранспорта и аналогичной техники. Конструктивные особенности такой батареи требуют наличия массивных пластин способных обеспечить высокую автономность. Для подобных устройств вес не является ключевым показателем, и такие характеристики следует учитывать только для небольших транспортных средств.

Основные характеристики тяговых батарей можно определить по таким показателям:

  • Номинальное напряжение – составляет 2в для каждого элемента. Для получения нужного напряжения выполняется последовательное подключение нескольких устройств. Так, для достижения показателей в 24в потребуется подключить два аккумулятора напряжением в 12в;
  • Ёмкость – показывает какое количество электроэнергии агрегат выдаст до разрядки. Такие показатели зачастую превышают значение в 500 Ач и индивидуально подбираются к технике. Показатели ёмкости зависят от внешних условий и могут снижаться при отрицательных температурах;
  • Срок службы – определяется в зависимости от типа батареи, материала и условий эксплуатации. В среднем такие показатели составляют 1500 циклов для устройств с жидким электролитом и 1200 циклов для гелевых батарей.

Преимущества АКБ тягового типа заключается в их огромном ресурсе, состоящем более чем в 1000 циклов разряда. Не менее важной будет и возможность практически полной разрядки без потери ёмкости. Для агрегатов такого типа падение уровня заряда до 5–7% не критично и не повлияет на дальнейшую работоспособность.

Тяговые аккумуляторы с жидким электролитом

Наибольшее распространение получили кислотные модели, использование которых возможно в различных областях. Небольшие тяговые аккумуляторы с жидким электролитом способны функционировать в режиме глубокого разряда и подойдут для управления лодками, гарантируя надёжную работу двигателя. Тяжелые электропогрузчики не требовательны к компактности такого агрегата и решающим показателем будет ёмкость батареи. Среди современных аккумуляторов можно выделить такие категории:

  • WET – традиционная технология с электролитом из серной кислоты и дистиллированной водой. Исполнение таких агрегатов может предусматривать обычное или ограниченное техобслуживание, а необслуживаемые модели имеют маркировку SM/MF. Такие батареи часто обладают большим весом и используются для погрузчиков и аналогичной техники. Для проведения зарядки таких моделей необходимо наличие зарядной комнаты;
  • VRLA – более прогрессивная технология, позволяющая существенно сократить размеры аккумулятора. Эти батареи относятся к необслуживаемым моделям и экологически безопасны. По методу фиксации электролита существуют модели с жидким электролитом и гелевые, которые наиболее удобны в эксплуатации. Такой тяговый аккумулятор подойдёт для лодочного мотора или другой техники, имеющий особые требования к размерам.

Среди подобных устройств существуют модели для любого вида техники. Компактные тяговые аккумуляторы для инвалидных колясок не занимают много места, а батарея для электромотора большой мощности может иметь существенные размеры. В зависимости от области применения можно выбрать герметичные необслуживаемые модели или остановится на АКБ, заряжать которые не представляет проблем.

Технология свинцово-кислотных батарей

Современный тяговый аккумулятор может иметь конструкцию, основанную на абсорбирующих стеклянных матах или использовать вместо электролита силикагель. По этой методике изготавливают аккумуляторы для электровелосипедов и схожих устройств. Основные типы свинцово-кислотных аккумуляторов выполняются по такой технологии:

  • AGM – использование стеклоткани гарантирует надёжное удержание электролита, не позволяя ему испариться. Плотное расположение пластин обеспечивает высокую ёмкость батареи и гарантирует их пропитку электролитом. Такие аккумуляторы быстро заряжаются, снижая риск глубокого разряда, и полностью восстанавливают свои показатели после цикла зарядки;
  • GEL – на основе жидкого электролита и двуокиси кремния создаётся желеобразная масса, которая размещается между электродами. Заполнение всех пор увеличивает срок службы батареи и делает невозможным осыпание пластин. Такие модели не восприимчивы к глубокому разряду, а срок их службы может достигать 20 лет.

Каждая из технологий имеет свои преимущества, и решить, как правильно выбрать акб достаточно просто. Гелевые модели более удобны в эксплуатации, их саморазряд составляет 1-3 % в месяц, но цена на такие устройства довольно высока. AGM батареи способны восстановить свой заряд за 2-5 часа, что будет интересно рыбакам и туристам.

Литий-ионные аккумуляторы

Появление тяговых батарей, в которых в качестве положительного электрода выступает литий сделало эксплуатацию электроприборов более практичной. Наибольшего внимания заслуживают литий-ионные аккумуляторы, которые обладают огромным ресурсом и удобны в эксплуатации. Их характеристики требуют особого внимания и имеют такие преимущества:

  • Ресурс Li-Ion батарей превышает 3000 циклов, что в 2-3 раза больше моделей другого типа;
  • Время заряда сокращенно до 1-2 часов, против 5-12 для гелевых батарей;
  • Показатель саморазряда литиевых устройств составляет до 1% в месяц;
  • Простая подзарядка и отсутствие необходимости в обслуживании.

Тяговые батареи, изготовленные по Li-Ion технологии можно подобрать для любого вида техники. Гибридные автомобили, погрузчики и лодочные двигатели только незначительная область их применения. Такие устройства не следует хранить разряженными и восстанавливать ёмкость необходимо сразу после разрядки, что убережёт их от поломки. Все литиевые тяговые аккумуляторы способны работать при отрицательных температурах и не боятся жары. Для таких моделей допустимо использовать автомобильное зарядное устройство с функцией ручного ограничения тока, а напряжение батареи должно быть 12 вольт.

Зарядка и восстановление тяговых аккумуляторов

Каждое зарядное устройство для тягового аккумулятора должно учитывать параметры батареи. При подключении такого прибора происходит обработка информации с чипа батареи для полного контроля всех параметров тока. Наиболее эффективными являются интеллектуальные зарядные устройства, изменяющие напряжения в зависимости от состояния батареи. Такие приборы зачастую обладают функцией автоматического отключения, что исключает хронические недозаряды и необходимость восстанавливать батарею.

При длительном простое в разряженном состоянии потребуется восстановление тяговых аккумуляторов, которое проводится в сервисных центрах. Для недопущения подобных ошибок следует соблюдать все условия эксплуатации тяговых батарей. Проведение восстановительных работ позволяет продлить жизнь аккумулятора на 1-3 года, что выгодней покупки нового прибора. Целесообразность таких процедур зависит от состояния батареи, и восстанавливать стоит устройства потерявшие ёмкость до выработки гарантийного цикла перезарядки. Все тяговые аккумуляторы удобны в эксплуатации и нетребовательны в обслуживании. Их покупка возможна для любого вида техники, а выбор подходящей модели зависит от собственных предпочтений и области применения.

swapmotor.ru

Как выбрать тяговый аккумулятор - Мобильные Электросистемы

Аккумуляторы с жидким электролитом

Основа жидко-кислотных тяговых аккумуляторов – тяжелые, усиленные сурьмой решетки, толстые пластины с плотным активным материалом, многослойный сепаратор и прочный корпус. Если за такими аккумуляторами правильно ухаживать, они выдержат тысячи циклов заряда/разряда. Однако способность к глубокому разряду омрачается в несколько раз более высокой по сравнению с автомобильными аккумуляторами ценой и недостатками, вытекающими из достоинств.

Толстые пластины и плотный активный материал замедляют скорость диффузии электролита и уменьшают скорость заряда и разряда аккумулятора. Поэтому, каждый раз, когда к аккумулятору подключается мощная нагрузка — запускается двигатель или включается инвертор, напряжение на аккумуляторе падает.

Слева — результат перезарядки гелевого аккумулятора. Жидкость испарилась и электролит превратился в порошок. Справа — взорвавшийся аккумулятор с жидким электролитом

С возрастом аккумулятора падение напряжения возрастает и может упасть настолько сильно, что электронные блоки управления на современных двигателях отключатся, а работа других электронных устройств, подключенных к аккумуляторам, нарушится. Из-за этой особенности тяговые жидко-кислотные аккумуляторы не рекомендуют использовать с мощными устройствами чувствительными к уровню напряжения.

В отличии от кратковременных высоких нагрузок, которые забирают заряд с поверхности аккумуляторных пластин, маломощные устройства разряжают батарею в течении нескольких часов. У аккумулятора появляется время выровнять напряжение по толщине пластины и отдать заряд из ее центральных областей.

Сульфатация

Во время зарядки разряженные внутренние области пластин необходимо перезарядить. Для этого процесс диффузии должен распространится по всей толщине пластины, а на это может потребоваться несколько часов. Если время зарядки ограничено, то аккумулятор полностью не зарядится. Часть сульфата свинца, образовавшегося во внутренних областях пластины во время разряда, сохранится. Сульфат будет медленно превращаться в кристаллы, и через некоторое время нормальная зарядка уже не сможет вернуть их обратно в активную массу.

Таким образом меры, предпринятые для уменьшения повреждений от циклической нагрузки, повышают вероятность сульфатации.  Чтобы этого не допустить, продолжительность зарядки аккумулятора периодически увеличивают. Источник еще одной проблемы жидко-кислотных аккумуляторов – сурьма, которую используют для усиления решеток аккумуляторных пластин. Сурьма вызывает слабые токи, разряжающие неиспользуемую аккумуляторную батарею, поэтому если аккумулятор регулярно не подзаряжать, образуется сульфат свинца и емкость аккумулятора уменьшается.

Чтобы уменьшить повреждения от сульфатации, тяговый аккумулятор с жидким электролитом необходимо периодически заряжать до 100%, а затем производить контролируемую перезарядку, называемую выравниванием или кондиционированием.

График зарядки аккумулятора с жидким электролитом. Коричневая линия — изменение тока зарядки, желтая — изменение напряжения. По окончание зарядки напряжение увеличивают, чтобы выполнить кондиционирование аккумулятора

Цель перезарядки — смягчить затвердевшие кристаллы сульфата свинца и вернуть их к активному использованию. Для этого аккумулятор заряжают током 3-5% от его номинальной емкости (3 — 5 ампер для аккумулятора емкостью 100 Ач) до тех пор, пока напряжение не вырастет до 15,0 — 16,2 вольт. Перед проведением кондиционирования аккумулятор изолируют от нагрузки, чтобы высокое напряжения не повредило чувствительное электронное оборудование.

Все аккумуляторы с жидким электролитом по мере приближения к полной зарядке выделяют газ, а в процессе выравнивания аккумулятор бурлит, как кипящий варочный котел! Взрывоопасные (водород и кислород) и вредные (арсин и стибин) газы, пар, вызывающий коррозию и необходимость долива воды делают использование аккумуляторов с жидким электролитом в некоторых случаях нежелательным.

Гелевые и AGMs батареи лишены недостатков жидко-кислотных аккумуляторов, но обладают собственными проблемами

Гелевые и AGM аккумуляторы

В процессе производства сепараторы и пластины гелевых и AGM аккумуляторов насыщают раствором серной кислоты и затем плотно упаковывают в корпус. Свободного электролита в батареях этого типа меньше, и он перемещается между пластинами не так хорошо, как в жидко-кислотных аккумуляторах. Поэтому чтобы увеличить контакт с электролитом, аккумуляторные пластины делают тоньше. Тесно расположенные пластины меньшей толщины снижают внутреннее сопротивление ячеек —  аккумуляторы быстрее разряжаются и разряжаются.

Аккумуляторные батареи Optima – один из вариантов AGM аккумуляторов с низким внутренним сопротивлением. Пластины в этих аккумуляторах плотно упакованы и закручены в спираль. Optima допускают высокий ток заряда, имеют хорошее сопротивление вибрации и большой пусковой ток. Однако из-за того, что аккумуляторы этой марки выпускаются емкостью менее 100 Ач, они плохо подходят для создания больших батарей.

Сравнительные характеристики тяговых аккумуляторов DEKA и Trojan

TPPL аккумуляторы – еще одна модификация AGM батарей. Решетки TPPL аккумуляторов состоят из чистого свинца без примеси кальция. Мягкие и податливые пластины толщиной около 1 мм удерживают в корпусе с помощью специальных приспособлений и пасты. TPPL аккумуляторы допускают очень высокий ток заряда и разряда и выдерживают большее количество циклов, чем традиционные AGM батареи.

Зависимость количества циклов аккумуляторов глубокого разряда Trojan от глубины разряда.

С точки зрения абсолютного срока службы, гелевые и AGM-аккумуляторы находятся посредине между стартовыми и высококачественными тяговыми аккумуляторами с жидким электролитом. Однако на практике, из-за низкой скорости проникновения электролита в толстые пластины жидко-кислотных аккумуляторов, батареи этого типа часто заряжаются не полностью и постепенно сульфатируются. При одинаковом времени зарядки гелевые и AGM аккумуляторы заряжаются полнее, а значит выдерживают большее количество циклов.

Решетки в пластинах AGM и гелевых аккумуляторов усиливаются кальцием, а не сурьмой. Из-за этого прочность решеток уменьшается и срок службы аккумуляторов сокращается. Но одновременно во много раз по сравнению с жидко-кислотными аккумуляторами уменьшается внутренний саморазряд. Если аккумулятор с жидким электролитом оставить в разряженном состоянии, в нем начинается сульфатация и он никогда не проработает ожидаемое время. Гелевые и AGM батареи без ущерба остаются разряженными в течение нескольких месяцев.

Плотно упакованные пластины в гелевых, и особенно в AGM аккумуляторах, лучше выдерживают вибрацию во время движения. В разряженных жидко-кислотных аккумуляторах удары электролита при вибрации могут вымыть активный материал из решетки.

Способность гелевых и AGM аккумуляторов быстро отдавать заряд означает, что при больших нагрузках напряжение батареи будет выше, чем у жидко-кислотных аккумуляторов. Если аккумулятор используется для запуска двигателя или с мощным инвертором, то гелевый или AGM аккумулятор меньшей емкости будет работать так же как жидко-кислотный большей.

Зарядка аккумуляторов

Периодическая контролируемая перезарядка – обязательное условие нормальной работы аккумуляторов с жидким электролитом. Традиционно считается, что для гелевых и AGM батарей выполнять эту процедуру не нужно — газообразование и потеря воды ведут к выходу VRLA аккумуляторов из строя.

Однако в последние годы выяснилось, что AGM и особенно TPPL аккумуляторы допускают режим кондиционирования, который напоминает режим выравнивания для аккумуляторов с жидким электролитом. Как и жидко-кислотные, AGM аккумуляторы страдают от сульфатации и из-за этого преждевременно выходят из строя. Поэтому если емкость AGM аккумулятора значительно уменьшается, то ее часто удается восстановить с помощью контролируемой перезарядки.

При правильной зарядке лучшие аккумуляторы с жидким электролитом служат дольше, чем гелевые и AGM батареи, а их стоимость в расчете на один ампер-час энергии существенно меньше. Однако, жидко-кислотные аккумуляторы редко заряжают и обслуживают как положено, поэтому очень немногие из них полностью используют заложенный в конструкции срок службы.

Если для зарядки аккумуляторов используют двигатель, а в стоимость ампер-часа включают стоимость топлива и затраты на обслуживание, то из-за низкой скорости приема заряда жидко-кислотными аккумуляторами, цена их ампер-часа оказывается выше. Разница в стоимости энергии возрастает, если учитывать потери при зарядке и разряде. Для жидко-кислотных аккумуляторов они могут доходить до 40%, а у AGM батарей составляют 15 – 25%. Высокие потери означают большее время зарядки, большую стоимость ампер-часа и большее выделение тепла, особенно у высоконагруженных батарей. Регулярный нагрев также уменьшает срок службы аккумулятора.

Какой тяговый аккумулятор выбрать

Если аккумуляторные батареи на судне не используются в течение нескольких недель или месяцев, то лучший выбор – гелевые или AGM аккумуляторы. У них низкий уровень саморазряда. Кроме того, если   владелец не уделяет обслуживанию аккумуляторов даже минимального времени, то гелевые или AGM батареи также более предпочтительны.

Жидко-кислотные аккумуляторы VRLA аккумуляторы
Потенциальный срок службы больше при меньших затратах Выше цена, потенциальный срок службы меньше
Мало чувствительны к перезарядке Чувствительны к перезарядке
Медленная зарядка. Если время зарядки ограничено, стоимость вырабатываемой энергии может быть высока Быстрая зарядка. Если время зарядки ограничено, стоимость вырабатываемой энергии ниже
Требуется периодическая десульфатация Десульфатация не требуется
Для десульфатации нужно специальное зарядное устройство Не требуется
Газообразование при достижении полной зарядки. Опасность взрыва Нет газообразования в нормальных условиях
Напряжение падает при высокой нагрузке Лучше держат высокую нагрузку
Установка только в вертикальном положении Положение не имеет значения
Высокий уровень саморазряда Низкий уровень саморазряда
Требуется регулярное обслуживание Обслуживание не требуется

Гелевые и AGM аккумуляторы лучше держат напряжение под большой нагрузкой, при нормальной эксплуатации не выделяют взрывоопасных газов и едких паров и не разливают электролит при повреждениях. Поэтому если на лодке не установлено зарядных устройств с функцией выравнивания и судно используется от случая к случаю, то гелевые или AGM аккумуляторы предпочтительнее жидко-кислотных.

Однако, если владелец заботится об аккумуляторах, имеет устройства для их правильной зарядки и не допускает саморазряда, то аккумуляторы с жидким электролитом прослужат дольше при меньших затратах.

В настоящий момент нет объективных данных, по которым можно сделать вывод о преимуществах гелевых или AGM аккумуляторов разных марок. Однако AGM аккумуляторы обладают меньшим внутренним сопротивлением и меньшими потерями во время разряда и заряда. Значит они заряжаются быстрее, время работы двигателя для их зарядки меньше, а общая стоимость эксплуатации аккумуляторов ниже.

advanced-power.ru

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.

batteryk.com

Тяговые аккумуляторы 12 вольт для лодочного мотора

Тяговые аккумуляторы 12 вольт для лодочного мотора становятся все популярнее у рыболовов и охотников. Известно, что некоторые из них до сих пор пользуются резиновыми весельными лодками, однако и на такое водное средство передвижения можно установить 12-вольтовый аккумулятор с небольшим мотором для того, чтобы расширить свои возможности.

На небольшие резиновые лодки, как правило, устанавливаются тяговые аккумуляторы. Именно они являются оптимальными источниками питания для лодочных моторов. Тяговую АКБ можно долго использовать в работе, неподзаряжая, и она очень хорошо переносит глубокий разряд.

Как правильно выбрать АКБ

Выбирать тяговые аккумуляторы для лодочного мотора следует, исходя из понятия запаса хода лодки. Задача тяговой батареи — обеспечивать этот запас. Если работа мотора осуществляется в полную мощность, этот показатель должен быть два часа, а если работа двигателя не превышает исходной мощности, оптимальный запас хода составляет около четырех часов.

При выборе аккумуляторной батареи для лодки важно обращать внимание и на то, сколько она весит. Максимально допустимый вес — не более 20 килограммов, чтобы с батареей не возникло серьезных проблем на маленьком судне. Саморазряд у таких АКБ желателен чем меньше, тем лучше, во избежание большой потери номинальной емкости. Поскольку современные батареи чаще всего являются необслуживаемыми (например, уже давно не предусматривается долив электролита при его испарении), уход за ними должен заключаться только в том, чтобы их периодически подзаряжать.

Виды АКБ для лодочных моторов, какие лучше

Тяговые аккумуляторы на 12 вольт для лодочного мотора бывают трех видов:

Кислотные

Это самый известный тип аккумуляторных батарей, который производится уже очень давно. Внутри его «банок» электролит находится в жидком состоянии. С такими батареями использовать мотор для лодки, в принципе, можно, но у них есть один существенный недостаток. Такие АКБ не сохраняют свою емкость в случае глубокого разряда.

К тому же, огнеопасная жидкость, находящаяся внутри, может вытечь из корпуса АКБ в случае его разгерметизации. Такое может произойти при повышенной влажности, вибрации или любом происшествии на воде. Из-за жидкого состава вес этих батарей довольно большой, поэтому не стоит нагружать им резиновую лодку. Лучше приобрести другой вид аккумулятора, который будет дороже по стоимости, но и доставит огромное удовольствие при рыбалке, не принося неприятных сюрпризов.

Гелевые

Их массовое производство уже поставлено очень хорошо. Основное их преимущество в том, что серная кислота, которая используется при изготовлении свинцовых АКБ, помещается внутри корпуса в форме геля, благодаря присутствию оксида кремния в химическом составе электролита. Такой тяговый аккумулятор для лодочного электромотора является оптимальным, несмотря на то, что стоит он значительно дороже, чем обычный кислотный.

Достоинства:

  • гелевая структура более безопасна, отсутствует выделение газов при эксплуатации;
  • они не боятся глубокого разряда;
  • быстро восстанавливается емкость при зарядке;
  • всегда дают высокий ток для пуска.

Единственный минус гелевый аккумуляторных батарей в том, что они плохо реагируют, если их долго перезаряжать.

Литий-ионные

Литиевые тяговые аккумуляторы для лодочных моторов недавно появились на рынке, и производство их продолжает совершенствоваться.

Это самые мощные аккумуляторы с большими перспективами в дальнейшем, которые имеют много преимуществ даже по сравнению с гелевыми:

  • они оборудованы специальной платой, предохраняющей их от перезаряда;
  • емкость любого литий-ионного аккумулятора всегда на порядок выше;
  • все литиевые батареи не требуют дополнительного обслуживания;
  • их саморазряд при отсутствии использования небольшой, максимум 10% за год;
  • в процессе зарядки набор емкости в пределах 80% происходит очень быстро;
  • обладают небольшим весом и компактными размерами.

Их единственным недостатком по-прежнему является высокая стоимость, однако есть и российские фирмы-производители тяговых аккумуляторных батарей. У них можно приобрести литиевые АКБ по более умеренной цене. Например, фирма «Радиотех» в Санкт-Петербурге не так давно поставила на массовое производство литиевые батареи для лодочных моторов очень хорошего качества.

Главным достоинством литиевых аккумуляторов для лодочных моторов этого производителя является их легкий вес: батарея емкостью 75 Ач весит 7 кг, а вес АКБ емкостью 100 Ач составляет всего 9 кг. В комплектацию входит стандартное зарядное устройство, с помощью которого можно зарядить батарею всего в течение часа. Российские производители не хуже зарубежных аналогов снабдили свои аккумуляторы составом электролита, который является безопасным для окружающей среды.

Их единственным «недостатком» по-прежнему является высокая стоимость.

Почему нельзя использовать автомобильный аккумулятор

В среде любителей рыбалки до сих пор идут споры о том, можно или нельзя применять аккумулятор для автомобиля в качестве источника питания для мотора резиновой лодки. Дело в том, что автомобильная АКБ, по своей сути, является не тяговой, а именно стартерной. Ее назначение — давать высокий уровень тока при запуске двигателя внутреннего сгорания. Если использовать стартерный аккумулятор на судне, то двигатель внутреннего сгорания обязательно должен быть оснащен генератором, который подзаряжает батарею во время движения.

Однако далеко не все средства передвижения по воде оснащены двигателями внутреннего сгорания с генератором, а небольшая лодка для рыбалки — и подавно. Не все ДВС снабжены генераторами, обеспечивающими процесс зарядки аккумуляторной батареи во время хода по воде. Поэтому лучше остановиться на использовании компактных литиевых или гелевых батарей, являющихся наиболее оптимальным вариантом.

Основные правила эксплуатации

Любой аккумулятор для лодочного мотора требует к себе такого же ухода, как и автомобильная АКБ.

Правила достаточно простые, и при их соблюдении батарея прослужит максимально долго:

  • все манипуляции с аккумулятором проводятся только после его выключения;
  • при уходе за аккумулятором его рекомендуется вынуть из лодки и переместить на сушу, желательно, на ровную поверхность, чтобы предотвратить его падение;
  • если АКБ подсоединяется к лодочному мотору, следует применять только самые лучшие крепления, во избежание падения аккумулятора за борт лодки;
  • время от времени нужно проверять, надежно ли соединены все контакты, не допуская, тем самым, дополнительного нагрева, токоутечки, либо окисления;
  • применяемые устройства для зарядки должны соответствовать исходным параметрам напряжения и тока аккумулятора;
  • следить за тем, чтобы во время движения не произошло короткого замыкания на клеммах батареи.

Сделать выбор подходящего аккумулятора на современном этапе легко, потому что есть ходовые модели, адаптированные специально для моторов небольших суден. Важно правильно использовать приобретенный аккумулятор. Это не требует никаких особенных навыков, но является необходимым условием для того, чтобы батарея работала как можно лучше и долго не нуждалась в замене на новую.

batteryk.com

Как выбрать тяговый аккумулятор

Стартовые (стартерные или автомобильные) и тяговые аккумуляторы

            Выбор тягового аккумулятора достаточно нетривиальная задача и может поставить в тупик обилием маркировок, обозначений и типов существующих на рынке батарей. Особенно задача усложняется тем, что каждый производитель стремится придумать некую свою «фишку» отличающую его от конкурентов, а также вывести свои стандарты в ранг международных. Все это, разумеется не добавляет понимания. Попробуем во всем этом разобраться. Данная статья не претендует на полное освещение всех существующих видов и типов аккумуляторов, а пытается дать некоторое представление об основных типах АКБ присутствующих сейчас на рынке.

 

            Прежде всего следует понимать, что в отношении аккумуляторов отсутствует такое понятие как «штатный» или «рекомендуемый производителем». По большому счету вы можете использовать любую батарею, подходящий по ёмкости и габаритам. Если вы не ошибетесь в вольтаже, то с техникой не случится ничего страшного. В худшем случае она просто не будет работать. А вот неправильно подобранный аккумулятор прослужит недолго.

 

        Прежде всего свинцово-кислотные аккумуляторы различаются по типу использования. Различают три основных типа это стартовые (или стартерные), стационарные и тяговые АКБ. Стартовые используются для первоначальной раскрутки и запуска бензинового или дизельного двигателя. Они отличаются прежде всего высокими показателями пускового тока, т.е. выдают сразу много электричества «в пике». После запуска двигателя эти аккумуляторы переходят в режим заряда, а задача выработки электричества передается генератору. Но если такой АКБ использовать в качестве основного и постоянного источника питания, например, для электромобиля, то проработает он не долго. В этих батареях используются облегченные пластины с тонкими решетками и материалы с высоким содержанием сурьмы, которые при глубоких и длительных разрядах быстро сульфатируются, деформируются и осыпаются. 10-20 глубоких циклов заряд-разряд и аккумулятор приходит в негодность. Также такие аккумуляторы практически не выносят полного разряда и подлежат замене при первом же случае. Основными показателями для стартерных батарей являются пусковой ток и ёмкость.

 

            Стационарные АКБ используются в качестве резервного источника питания в источниках бесперебойного питания, охранно-пожарных системах и прочих нуждах, которые требуют наличия постоянного резервного источника электроснабжения в случае отключения основной сети. Такой режим работы называется буферным. Различают несколько типов стационарных АКБ по сроку службы в буферном режиме, например, 5, 10, 12 или 20 лет. Они подбираются по ёмкости и габаритам, т.к. должны обеспечить необходимое время резервирования и поместиться в шкафы или на стеллажи определенного стандарта.

 

            В качестве основного источника питания используются специальные тяговые аккумуляторы. Они не могут на пике выдать большой ток, а те, которые могут запустить автомобильный двигатель не всегда помещаются в подкапотном пространстве. Стойкость к глубоким разрядам и многочисленным циклам заряд-разряд достигается, в первую очередь использованием утолщенных армированных пластин с толстыми решетками из чистого свинца и специальной формулой пасты. Такие батареи приспособлены для медленных разрядов малыми токами. Также следует отметить, существует достаточно большое количество батарей, относящихся к промежуточному, стартово-тяговому типу – это так называемые АКБ двойного назначения, которые чаще всего используются на воде в лодках и катерах, применяются во внедорожной технике и т.д. То есть это некие универсальные хобби-аккумуляторы, которые помогут и двигатель завести и лодочный мотор или лебёдку запитать.

 

Основные типы свинцово-кислотных тяговых аккумуляторов.

В настоящее время на рынке представлены три основных типа свинцово-кислотных тяговых аккумуляторов

  • АКБ с жидким электролитом
  • AGM аккумуляторы
  • Гелевые (GEL и Dryfit) аккумуляторы

Основной тип свинцово-кислых аккумуляторов где в качестве электролита используется водный раствор серной кислоты. В своем большинстве эти АКБ относятся к категории обслуживаемых аккумуляторов. В них требуется регулярно проверять уровень электролита, проверять его плотность и при необходимости доливать дистиллированную воду и время от времени проводить выравнивающий заряд. При заряде таких батарей требуется открывать крышки, что приводит к испарению и разбрызгиванию электролита. Есть также условно-необслуживаемые аккумуляторы, которые практически не требуют к себе внимания, т.к. горловины закрыты крышкой с лабиринтовой системой, которая обеспечивает рекомбинацию электролита, но встречаются они только среди стартерных АКБ и двойного назначения. АКБ с жидким электролитом - наиболее простые и дешевые тяговые аккумуляторы. Отличаются долгим сроком службы и относительной терпимостью к ошибкам оператора. Срок службы до 1500 циклов заряд/разряд. Для эксплуатации необходима аккумуляторная комната с принудительной вентиляцией или просторное помещение с естественной вентиляцией, т.к. при заряде выделяется взрывоопасный водород, а также может случится протечка едкого электролита – обслуживание АКБ только в специальных маске и перчатках.

 

Гелевые аккумуляторы (GEL, Dryfit, АКБ с желеобразным электролитом)

Гелевые батареи относятся к классу герметизированных необслуживаемых батарей и отличаются удобством эксплуатации, надежностью и длительным сроком службы. В этих аккумуляторах электролит приведен желеобразное состояние при помощи SiO2 и равномерно распределен между пластинами внутри корпуса АКБ. Пластины при этом разделены специальными микропористыми сепараторами из поливинилхлорида. Поскольку электролит распределен равномерно и не расслаивается в процессе эксплуатации, то АКБ сохраняет стабильные показатели в течение всего срока службы. Также, такая конструкция обеспечивает температурную устойчивость и отсутствие терморазгона, характерного для AGM. Гелевые батареи не боятся вытекания электролита при опрокидывании или повреждении корпуса. Их допускается эксплуатировать как в вертикальном положении, так и в положении на боку, за исключением положения «вверх ногами». Корпус герметизирован и оснащен односторонним клапаном для сброса излишков газа при заряде. Не требуют зарядного помещения и являются пожаро-взрывобезопасными. Срок службы до 750 циклов заряд/разряд. Отличаются самой высокой ценой среди свинцово-кислотных батарей и чувствительны к неправильной эксплуатации.

 

Аккумуляторы сделанные по технологии AGM.

            Эти аккумуляторы относятся к классу необслуживаемых АКБ. В их батареях, в качестве электролита, также используется водный раствор серной кислоты. Но здесь он «связан» в губчатых сепараторах из стекловолокна. Эти сепараторы расположены между свинцовыми пластинами и помимо связывания электролита выполняют роль изоляторов. Корпус батареи герметизирован и каждая горловина закрыта односторонним клапаном, который выпускает излишки газов из батареи наружу, но не пропускает воздух внутрь. При наклоне или повреждении корпуса не происходит пролива электролита и эти аккумуляторы допускается использовать в положении на боку. Но в любом случае, рабочее положение «клеммами вниз» не допускается! В силу этого, такие АКБ очень удобны при использовании на морских и речных плавсредствах в качестве основного или вспомогательного источника питания. Также AGM-батареи можно заряжать в неподготовленном помещении, то есть – в силу минимального газообразования при заряде и непроливаемой конструкции они не требуют зарядной (или аккумуляторной) комнаты с обязательной вентиляцией и противокислотным покрытием полов. Пожаро-взрывобезопасны. Срок службы – до 500 циклов заряд/разряд. Из минусов – расслоение электролита со временем, которое приводит к сульфатации в нижней части АКБ и короткому замыканию, выводящему батарею из строя (особенно актуально для высоких батарей на 2 и 6 В), терморазгон при высокой температуре окружающей среды, при котором интенсифицируются процессы рекомбинации внутри батареи – вырастает ёмкость, но критически уменьшается срок службы, т.к. АКБ быстрее использует свой ресурс. Чувствительны к неправильной эксплуатации.

 

Дмитрий Максимов. Руководитель проектов компании ПауэрКонцепт (Наш поставщик).

power-man.ru

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 5оС и при 20оС.

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.

tcip.ru


Смотрите также