Меню Закрыть

Аккумуляторная батарея устройство – ., ,

2.3. Устройство стартерных аккумуляторных батарей

Стартерные аккумуляторные батареи состоят из отдельных аккумуляторов, соединенных между собой последовательно с помощью перемычек.

Каждый аккумулятор состоит из чередующихся отрицательных и положительных электродов, разделенных сепараторами и собранных в блок.

Блоки электродов каждого аккумулятора помещаются либо в отдельных ячейках моноблока, либо в отдельных баках из эбонита, устанавливаемых в деревянном ящике или в стеклопластиковом корпусе. Каждый аккумулятор закрывается отдельной крышкой, которая при сборке аккумуляторной батареи герметизируется с помощью специальной заливочной битумной мастики.

Для танковых аккумуляторных батарей кроме заливочной мастики для уплотнения крышек применяются резиновые уплотнительные прокладки (рамки).

Различные типы аккумуляторных батарей имеют свои конструктивные особенности, однако в их устройстве много принципиально общего. Устройство танковой аккумуляторной батареи показано на рис. 4, а устройство автомобильной аккумуляторной батареи — на рис. 5.


4. Устройство танковой аккумуляторной батареи

Устройство танковой аккумуляторной батареи

  1. крышка батареи
  2. отверстие для крепления крышки
  3. болт крепления защитного кожуха
  4. защитный кожух
  5. выступ для крепления крышки
  6. ящик батареи
  7. ручка
  8. щиток для крепления защитного кожуха
  9. предохранительный винипластовый щиток
  10. полюсные электроды батареи
  11. пробка заливного отверстия
  12. перемычка
  13. захват для крепления крышки батареи
  14. крышка аккумулятора
  15. гайка стяжной ленты
  16. борн
  17. предохранительный щиток
  18. мостик борна
  19. стяжная лента
  20. отрицательный электрод
  21. призма
  22. сепаратор
  23. положительный электрод

5. Устройство автомобильной аккумуляторной батареи

Устройство автомобильной аккумуляторной батареи

  1. моноблок
  2. электрод положительный
  3. сепаратор
  4. электрод отрицательный
  5. мостик
  6. щиток предохранительный
  7. борн
  8. свинцовая втулка
  9. отражатель
  10. крышка аккумулятора
  11. перемычка
  12. пробка вентиляционная
  13. полюсный вывод
  14. заливочная мастика
  15. шламовое пространство
  16. опорная призма

Электрод каждой полярности состоит из токоотвода и активной массы. Токоотводы электродов стартерных аккумуляторов отливают из свинцово-сурьмянистого сплава.

Для токоотводов положительных электродов некоторых типов батарей применяется свинцово-сурьмянистый сплав с небольшой добавкой мышьяка, что увеличивает коррозионную стойкость токоотводов. При изготовлении электродов ячейки токоотводов заполняются специальной пастой, которая после электрохимической обработки (формирования) превращается в пористую активную массу.

Электроды одной полярности о определенным зазором свариваются между собой в полублоки посредством свинцового мостика, к которому приваривается борн (рис. 6).


6. Блок электродов аккумуляторной батареи
  • а — положительный полублок
  • б — отрицательный полублок
  • блок в сборе
  1. электрод
  2. свинцовый мостик
  3. борн

Полублоки положительных и отрицательных электродов собираются в блок электродов так, что положительные и отрицательные электроды чередуются. В собранном аккумуляторе крайние электроды, как правило, являются отрицательными. Поэтому полублок отрицательных электродов имеет на один электрод больше, чем полублок положительных электродов.

Блок электродов опирается выступами («ножками») электродов на опорные призмы, имеющиеся на дне каждой ячейки моноблока или отдельного эбонитового бака. Таким образом, между нижними кромками электродов и дном имеется свободное пространство, необходимое для накапливания шлама (осадка, образующегося с течением времени из активной массы). Тем самым предотвращаются короткие замыкания разноименных электродов выпадающим шламом.

При сборке блока положительные и отрицательные электроды отделяются друг от друга микропористыми прокладками, которые называются сепараторами.

Сепараторы предохраняют разноименные электроды от коротких замыканий и обеспечивают необходимый запас электролита между электродами.

Сепараторы изготавливаются в виде тонких листов из мипора (микропористого эбонита на основе натурального каучука) или из мипласта (микропористого полихлорвинила) и имеют с одной стороны гладкую, а с другой ребристую поверхность (рис. 7). Ребристая поверхность сепаратора обращена к положительному электроду для лучшего доступа к нему электролита.


7. Сепаратор

Размеры сепараторов несколько больше, чем размеры электродов, что предотвращает замыкания между кромками разноименных электродов. Для повышения срока службы положительных электродов в некоторых типах автомобильных и мотоциклетных батарей применяются комбинированные сепараторы — мипор или мипласт со стекловолокном. При этом сепаратор стекловолокном устанавливается к положительному электроду. Прилегая плотно к его поверхности, он предохраняет активную массу от оплывания.

Для предохранения верхних кромок сепараторов от механических повреждений (при измерении температуры, плотности и уровня электролита) сверху над сепараторами устанавливается перфорированный предохранительный щиток.

Каждый аккумулятор закрывается крышкой (рис. 8), изготовленной из эбонита или пластмассы. В двух крайних отверстиях для выводных борнов блоков электродов запрессованы свинцовые втулки, которые затем свариваются с борнами и перемычками, что создает надежное уплотнение. Среднее отверстие для заливки электролита закрывается резиновой пробкой, имеющей вентиляционное отверстие для выхода газа. Однако применяются также крышки (рис. 9) с автоматическим ограничением уровня электролита и отдельными вентиляционными отверстиями. Такие крышки закрываются глухой пробкой (без вентиляционного отверстия).


8. Крышка аккумулятора

Крышка аккумулятора

  1. корпус
  2. отверстие для полюсного вывода
  3. пробка в разрезе
  4. пробка заливного отверстия с вентиляционным каналом
  5. уплотнительная резиновая шайба
  6. отражательный диск пробки
  7. свинцовая втулка

9. Крышка аккумулятора с автоматическим ограничением уровня электролита

Крышка аккумулятора с автоматическим ограничением уровня электролита

  1. корпус
  2. отверстие для полюсного вывода
  3. пробка в разрезе
  4. вентиляционный штуцер
  5. пробка заливного отверстия
  6. уплотнительная шайба
  7. резиновая втулка
  8. свинцовая втулка

Для автомобильных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на машинах, преодолевающих глубокие броды, применяются гидростатические пробки (рис. 10), предотвращающие попадание забортной воды в аккумуляторы.


10. Гидростатическая пробка

Гидростатическая пробка

  1. корпус
  2. заглушка
  3. воздушная подушка
  4. отверстие для выхода газов
  5. крышка аккумулятора

При сборке батарей на заводе под пробки заливных отверстий подкладываются уплотнительные резиновые диски, создающие герметичность, необходимую при хранении батарей в сухом виде. У некоторых типов батарей герметичность обеспечивается за счет применения полиэтиленовых пробок с глухими выступами (рис. 11) на месте вентиляционного отверстия или с помощью заклейки вентиляционного отверстия пленкой.

При приведении аккумуляторных батарей в рабочее состояние глухие выступы над вентиляционными отверстиями срезаются, уплотнительные резиновые диски и пленки удаляются.


11. Полиэтиленовая пробка с глухим выступом

Полиэтиленовая пробка с глухим выступом

  • корпус
  • заглушка
  • воздушная подушка
  • отверстие для выхода газов
  • крышка аккумулятора

Выводные борны отдельных аккумуляторов последовательно соединяются между собой посредством перемычек (рис. 12) способом сварки. Борны, перемычки и выводы танковых, а также автомобильных (ЗСТ-215, 6СТ-182, 6СТ-190) батарей, рассчитанных на большие величины стартерных токов, имеют внутренние медные вкладыши, снижающие падение напряжения на перемычках. К выводным борнам крайних аккумуляторов навариваются полюсные выводы. В зависимости от назначения батарей применяются полюсные выводы в виде конусов или в виде проушин с отверстиями под болт.


12. Перемычки

Полюсные выводы батарей обозначаются знаками «+» (положительный) и «—» (отрицательный), такие же знаки ставятся на стенках моноблока (ящика) у полюсных выводов.

Танковые аккумуляторные батареи 6СТЭН-140М и 6СТ-140Р собираются из шести отдельных аккумуляторов, помещенных в общий деревянный корпус (ящик). Танковые батареи 12СТ-70М, 12СТ-70 и 12СТ-85Р собираются из двенадцати аккумуляторов. Каждые четыре аккумулятора собраны в четырехкамерный бак и три таких бака помещены в деревянный ящик или корпус из стеклопластика. Для повышения прочности деревянный ящик стянут двумя стальными лентами, проходящими между эбонитовыми баками батареи. Батареи 12СТ-85Р собраны в корпусе из стеклопластика (рис. 13). Полюсные выводы батарей в виде проушин с отверстиями под болт выведены на переднюю стенку корпуса и привернуты к нему двумя винтами. Полюсные выводы закрываются защитным кожухом, который крепится болтом к передней стенке корпуса батареи. Деревянные ящики батарей покрываются кислотостойким лаком БТ-783. Батареи закрываются деревянной прессованной крышкой (в батарее 12СТ-85Р крышка из стеклопластика).


13. Танковая аккумуляторная батарея 12СТ-85Р в корпусе из пресс-материала ДСВ-К-1 (стеклопластика)

Автомобильные аккумуляторные батареи (рис. 14… 25) собираются в моноблоках из эбонита или пластмассы с внутренними перегородками, образующими ячейки для каждого аккумулятора.

Мотоциклетные батареи (рис. 26 и 27) собираются в моноблоках из эбонита, полиэтилена и холодостойкого полипропилена.


26. Мотоциклетная аккумуляторная батарея 3МТ-8. Общий вид

27. Мотоциклетная аккумуляторная батарея 6МТС-9. Общий вид

Все аккумуляторные батареи большой емкости, имеющие массу более 30 кг, снабжены ручками для удобства переноски, снятия и установки на машину.

Для обеспечения работоспособности системы электрического пуска дизельных двигателей колесных машин и гусеничных транспортеров-тягачей при низких температурах окружающего воздуха разработана стартерная аккумуляторная батарея 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом. По габаритным и присоединительным размерам батарея на колесных машинах и гусеничных тягачах взаимозаменяема с серийными батареями 6СТЭН-140М, 6СТЭ-128 и 12СТ-70. Общий вид и устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН показаны на рис. 28 и 29.


28. Автомобильная аккумуляторная батарея 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом. Общий вид

Батарея собрана на тонких унифицированных электродах с увеличенным количеством активной массы. В сплав, из которого изготовлены токоотводы электродов, введена добавка мышьяка, позволившая увеличить срок их службы.


29. Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом

Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом

  1. полюсный вывод
  2. болт крепления защитного кожуха
  3. пробка аккумуляторная
  4. перемычка
  5. крышка батареи
  6. моноблок
  7. щиток предохранительный
  8. крышка аккумулятора
  9. реле температурное
  10. электрод положительный
  11. сепаратор
  12. электрод отрицательный
  13. призма вставная
  14. электронагреватель ЭНА-100
  15. ручка
  16. крышка коммутационной панели
  17. выводы электронагревателя ЭНА-100
  18. вывод температурного реле
  19. защитный кожух

В активную массу отрицательных электродов введен эффективный расширитель, позволивший повысить отдачу батареи в стартерном режиме разряда при низких температурах. В состав активной массы отрицательного электрода введен также ингибитор окисления свинца, что обеспечивает сохранение сухозаряженности батареи в течение одного года.

Для сокращения потерь энергии уменьшены зазоры между сепараторами и электродами, использованы сепараторы из мипора с высокой пористостью, перемычки и борны армированы медными вкладышами.

Моноблок батареи выполнен из полиэтилена низкого давления с наполнителем.

Каждый аккумулятор батареи 6СТ-190ТРН оборудован отдельным нагревательным элементом типа ЭНА-100 (электрический нагреватель аккумуляторный номинальной мощностью 100 Вт). Нагревательный элемент выполнен из графитированного шнура на основе вискозного кордного волокна в изоляции из фторопласта.

Нагреватели расположены в придонном пространстве под блоком электродов (рис. 30).


30. Электронагреватель ЭНА-100

Устройство аккумуляторной батареи 6СТ-190ТРН с внутренним электрообогревом

  1. выводы электронагревателя
  2. крышка аккумулятора
  3. блок электродов
  4. призма вставная
  5. электронагреватель ЭНА-100

Система обогрева батарей имеет два основных эксплуатационных режима:

  • форсированный разогрев батареи до температуры, при которой осуществляется надежный пуск стартером;
  • длительный подогрев с целью поддержания температуры батареи на уровне, обеспечивающем достаточную эффективность зарядно-разрядных процессов.
  • Номинальная мощность системы обогрева батареи составляет 600 Вт в режиме форсированного разогрева и 125 Вт в режиме длительного подогрева.

    Управление режимами обогрева осуществляется с помощью несложного коммутационного устройства, устанавливаемого вне батареи.

    Для предотвращения перегрева батареи внутри нее встроено температурное реле, отключающее нагревательные элементы от источника питания при достижении температуры электролита 15±5 °С.

    Питание системы обогрева аккумуляторных батарей предусматривается в движении от собственной генераторной установки машины, а на стоянке — от внешнего источника электроэнергии постоянного или переменного тока с номинальным напряжением 28.0 В.

    Особенности эксплуатации системы внутреннего электрообогрева аккумуляторных батарей 6СТ-190ТРН и основные рекомендации по применению режимов электрообогрева в условиях эксплуатации батарей на машинах приведены в других статьях раздела.

    www.4akb.ru

    Автомобильный аккумулятор (АКБ). Общее устройство аккумулятора

    Неотъемлемой частью каждого автомобиля является аккумуляторная батарея, которая предназначена для питания электрических цепей управления и сервиса бортовой сети, когда двигатель автомобиля не работает. Но самое главное,- приводить в действие стартер, во время заводки авто. Аккумуляторная батарея включается в буфер с автомобильным генератором и во время движения, или просто работы двигателя, является нагрузкой для генератора. Но как только вся совокупная электрическая нагрузка превысит мощность выдаваемую генератором, в действие «вступает» аккумулятор и поддерживает напряжение бортовой сети на уровне 12 вольт.

    Обычно для автомобилей применяются кислотно-свинцовые аккумуляторы, которые имеют напряжение 12 вольт и различаются только по емкости заряда. Автомобильный аккумулятор должен обладать несколькими важными параметрами.

    1. Иметь малое внутренне падение напряжения
    2. Иметь небольшой саморазряд во время эксплуатации
    3. Иметь способность выдавать большие токи
    4. Иметь небольшие габариты и минимальное обслуживание.

    Всем этим параметрам и соответствует кислотно-свинцовый аккумулятор, об устройстве которого поговорим ниже.

     

    Устройство аккумулятора автомобиля

    Аккумулятор, с номинальным напряжением в 12 вольт состоит из (обычно 6) независимых друг от друга аккумуляторов (банок) меньшего напряжения (2 вольта), собранных в одном корпусе и соединенных последовательно между собой.

    1. Банка аккумулятора представляет собой набор разно полюсных пластин, которые изолированы друг от друга кислотоупорными сепараторами.
    2. Корпус аккумулятора изготавливается из кислотоупорных пластмасс или эбонита. В корпусе имеется отсеки для установки банок аккумулятора.
    3. Полюсная пластина изготавливается из свинца и имеет вид решетки, в ячейки решетки впрессовывается специальный состав (активное вещество) пористой структуры, для увеличения площади соприкосновения с электролитом. Активное вещество изготавливается из свинцового порошка, с добавлением серной кислоты. В отрицательные пластины добавляется еще сернокислый барий. Во время формирования аккумулятора пластины заряжаются, и активное вещество в плюсовых пластинах превращается в диоксид свинца, а в отрицательных – в губчатый свинец.
    4. Электролит заливается в банки аккумулятора и служит для движения заряженных частиц от полюса к полюсу. Изготавливается из серной кислоты и очищенной воды (дистиллированной).

     

    Принцип работы аккумуляторной батареи

     

    Физика процесса работы аккумулятора очень проста, при подключении нагрузки, в аккумуляторе начинается движение заряженных частиц, что приводит к появлению тока. В условиях заряда от генератора или зарядного устройства, напряжение заряда превышает номинальное значение напряжения аккумулятора, и движение частиц происходит в обратном направлении.

     

    РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

     

    autoustroistvo.ru

    Устройство н принцип действия простейшего аккумулятора.

    Простейший аккумулятор состоит из емкости с помещенными в нее двумя свинцовыми пластинами, не соприкасающимися друг с другом. В сосуд заливается электролит, состоящий из дистиллированной воды с добавлением химически чистой серной кислоты в определенной про-порции. Уровень электролита должен превышать высоту пластин, что обеспечивает полное использование их поверхности. Подготовленный таким образом аккумулятор заряжается от источника постоянного тока генератора путем соединения одной пластины с положительным, а другой с отрицательным полюсом .

    При прохождении тока через пластины и электролит (заряд) в аккумуляторе происходит процесс преобразования электрической энергии в химическую, что выражается в образовании налета активной массы на поверхности пластин. На положительной пластине образуется перекись свинца коричневого цвета, а на отрицательной губчатый свинец серого цвета.

    При включении в цепь аккумулятора какого-либо потребителя (лампы) происходит обратный процесс превращения химической энергии в электрическую, и аккумулятор постепенно разряжается. При этом активная масса на той и другой пластинах превращается в сернокислый свинец (рис. 2.1 б), а плотность электролита уменьшается. После полного разряда аккумулятор снова заряжается и работоспособность его восстанавливается.

    Для увеличения емкости аккумулятора (запаса электроэнергии) в нем устанавливают большое количество решетчатых пластин, заполненных активной массой и составляющих два полублока . При этом для изоляции между положительными и отрицательными пластинами устанавливаются сепараторы.

    Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-кислотных двух вольтовых аккумуляторов, соединенных между собой последовательно, что обеспечивает получение в электрической цепи рабочего напряжения 12 В, необходимого для питания всех потребителей на автомобиле.

    Устройство аккумуляторной батареи (рис. 2.2). Аккумуляторная батарея имеет полипропиленовый полупрозрачный корпус, разделенный перегородками на шесть отсеков, представляющих собой отдельные аккумуляторы. Сверху аккумуляторы закрыты общей полипропиленовой крышкой, приваренной к корпусу ультразвуковой сваркой. В крышке имеются отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор и для прохода двух полюсных выводов батареи (плюсового и минусового).

    Каждый аккумулятор состоит из двух полу блоков чередующихся пластин: положительных и отрицательных. Пластины одинаковой полярности приварены к меж элементным соединениям (борнам), которые служат для крепления пластин и выводов тока и соединяют аккумуляторы батареи между собой. Решетки пластин отлиты из сплава свинца с добавлением кальция и сурьмы, что замедляет процесс разложения электролита и саморазряд аккумуляторов.

    Для увеличения емкости в решетку пластин впрессовывают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца — свинцового сурика (РЬ304) и свинцового глета (РЬО) — для положительных пластин и свинцового порошка для отрицательных пластин. Одноименные пластины соединяются в полу блоки, заканчивающиеся выводными полюсными штырями. Полу блоки с положительными и отрицательными пластинами собирают в блок таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому последних обычно на одну больше. Это позволяет лучше использовать двустороннюю активную массу крайних положительных пластин и предохраняет их от коробления и разрушения.

    Положительные пластины аккумулятора помещаются в сепараторы, изготовленные в виде конвертов из тонкого пластикового микропористого материала. Это исключает их короткое замыкание отрицательными пластинами, а малая толщина и большая пористость сепараторов облегчают прохождение через них электролита, снижают внутреннее сопротивление и обеспечивают получение разрядного тока большой силы. Кроме того, это исключает короткое замыкание пластин выпадающей активной массой, позволяет устанавливать блоки пластин непосредственно на днище бака без ребер и значительно увеличить объем электролита над пластинами и тем самым увеличить срок доливки дистиллированной воды при эксплуатации автомобиля.

    Для облегчения проверки уровня электролита в каждом аккумуляторе у заливных отверстий снизу имеются трубчатые индикаторы (тубусы). Нижний срез индикатора находится на требуемой высоте от уровня пластин. При нормальном уровне поверхность электролита образует четко видимый через наливное отверстие мениск (эллипс). Кроме того, на полупрозрачном пластмассовом корпусе аккумуляторной батареи могут быть метки «MIN» и «МАХ», между которыми должен находиться уровень электролита.

    Полу блоки положительных и отрицательных пластин отдельных аккумуляторов соединены между собой меж- элементными соединениями, проходящими через пластмассовые перегородки. И соединяются соответственно с положительным и отрицательным выводами батареи.

    Выводы большинства отечественных и импортных аккумуляторных батарей имеют конусную форму, обеспечивающую сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их в процессе эксплуатации, и имеют стандартные размеры. Причем положительный вывод батареи по диаметру больше отрицательного, что исключает возможность нарушения полярности при установке батарей на автомобиль.

    На верхней поверхности батареи расположены отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор батареи, закрываемые пробками. Пробки имеют вентиляционные отверстия для выхода газов, образующихся в процессе работы батареи. У новых незалитых батарей вентиляционные отверстия закрыты специальными герметизирующими приливами, которые при заливке в батарею электролита удаляются (срезаются).

     

    Технические характеристики аккумуляторной батареи (АКБ). Емкость — это количество электричества в ампер- часах (А-ч), которое способна отдать полностью заряженная батарея при непрерывном 20-часовом разряде с постоянной силой тока, численно равной 0,05 емкости батареи, до напряжения на выводных клеммах АКБ 10,5 В.

    Во время пользования АКБ нельзя допускать снижения напряжения ниже 10,2 Б, так как это приведет к ее порче.

    Чем больше сила разрядного тока, тем меньше становится емкость АКБ. Емкость зависит также от размера пластин аккумулятора и их числа, от количества активной массы, а также от температуры электролита.

    ЭДС батареи — это разность потенциалов на ее выводных клеммах без нагрузки (при разомкнутой внешней цепи). Данная характеристика взаимосвязана со степенью заряженности батареи и по ее величине можно оценивать состояние батареи и необходимость ее заряда.

    Напряжение АКБ — это разность потенциалов на ее выводных клеммах в процессе заряда или разряда (при наличии тока во внешней цепи). Данная характеристика используется при оценке пусковых качеств батареи.

    Пусковые качества АКБ оцениваются по следующим параметрам стартерного разряда, измеряемым при температуре электролита 18°С:

    — сила разрядного тока, А;

    — напряжение в начале разряда (для АКБ с пластмассовым корпусом — на 30-й секунде стартерного разряда), Б;

    — время разряда до момента установления напряжения 10,2 В, мин.

    Саморазряд АКБ необходимо учитывать для правильной эксплуатации батареи и продления срока ее службы. Саморазрядом называют самопроизвольное снижение емкости АКБ при отключенных от нее потребителях. При значениях саморазряда более 1 % в сутки он считается ускоренным и свидетельствует о неисправности батареи. При отрицательных температурах саморазряд аккумуляторных батарей резко уменьшается, поэтому хранить их лучше при низких температурах в заряженном состоянии.

    Маркировка аккумуляторн ых батарей состоит из цифр и букв:

    — первая цифра обозначает число аккумуляторов в батарее;

    — буквы СТ — свинцовая стартерная батарея, т.е. обеспечивающая получение высокого пускового тока;

    — число, отделенное от предыдущей части обозначения черточкой, указывает номинальную емкость АКБ в ампер-часах;

    — последние буквы обозначают материал и конструктивное исполнение корпуса батареи: Э — эбонит, Т — полиэтилен, П — асфальтопековая пластмасса, А — пластмассовый с общей крышкой; материал сепараторов: М — мипласт, Р — мипор, С — стекловолокно; потребительские характеристики: 3 — залитая и заряженная, Н — не сухозаряженная, JI — необслуживаемая. Термин «необслуживаемая» является условным, так как

    обслуживать такие батареи все же нужно, хотя и в значительно меньшем объеме.

    После буквенных обозначений АКБ указывается соответствующий Государственный стандарт.

    Для определения полярности на выводных клеммах проставляют знаки «+» и «-». Кроме того, отрицательную клемму делают меньшего диаметра. Если нет опознавательных знаков и выводные клеммы АКБ по диаметру различить трудно, то необходимо установить батарею на автомобиль и, подключив клеммы, включить фары. Если стрелка амперметра или лампочка световой сигнализации при неработающем двигателе покажут разряд АКБ, то батарея включена правильно.

    Аккумуляторные батареи устанавливаются на специальной площадке в моторном отсеке, либо крепятся за выступы в нижней части корпуса с помощью кронштейнов.

    Электролит

    Объемы серной кислоты н дистиллированной воды для приготовления 1 литра электролита при 15°С, см3

    Электролит — это раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Раствор приготавливается только в кислотоупорной посуде (эбонитовой, керамической). Электролит нужной плотности получают медленным добавлением серной кислоты к дистиллированной воде. Вливать воду в кислоту категорически запрещено .

    По мере уменьшения плотности электролита понижается температура замерзания электролита. Например, при плотности электролита 1,23 г/см3 его температура замерзания составит минус 36 °С. В полностью разряженной батарее плотность электролита понижается до 1,11 г/см3, а температура замерзания — до -7°С. Поэтому в зимнее время разряженные аккумуляторные батареи нельзя оставлять вне отапливаемого помещения.

    Для предотвращения замерзания электролита при эксплуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических условий эксплуатации .

    Так же необходимо знать, чему должно быть равно напряжение заряженного аккумулятора, ведь достаточные уровень и плотность электролита еще не говорят о степени зарядки АКБ. Чтобы измерить напряжение батареи, нужно воспользоваться вольтметром или мультиметром, при этом перед процедурой необходимо снять «минусовой» провод с клеммы.

    Напряжение на клеммах АКБ

    Напряжение на выводах, В Уровень зарядки акк. %
    12,6-12,9
    12,3-12,6
    12,1-12,3
    11,8-12,1
    11,5-11,8

     

    Довольно часто автолюбители сталкиваются с такой проблемой, как отсутствие достаточного уровня электролита в банках автомобильного аккумулятора. В большинстве случаев это решается простым добавлением дистиллированной воды до нужного уровня. Но если такое происходит довольно часто или же пришлось добавить довольно большое количество воды, то плотность электролита становится гораздо меньше, чем положено и такая батарея либо плохо держит зарядку, либо совсем выходит из строя.

    Для того чтобы поддерживать плотность электролита в аккумуляторе на должном уровне необходимо иметь в своем арсенале автомобильный ареометр или же обратиться в сервисный центр к профессионалам.

    Ареометр автомобильный бывает как для электролита, так и для тосола, чаще они совмещены в одном приборе. Ареометр для электролита представляет собой прозрачную стеклянную колбу с длинным наконечником на одном ее конце и резиновым шаром на другом. Внутри данной колбы расположен обычный стеклянный ареометр для измерения плотности электролита

    Как правильно зарядить аккумулятор автомобиля

    Итак, если у вас есть зарядное устройство (ЗУ) и вам нужно зарядить «севший» аккум-р, нужно сделать следующее:

    В целях безопасности извлекаем батарею из автомобиля (выполняем по инструкции к своему авто) и устанавливаем на ровное место, например на стол, где будет производиться дальнейшая ее зарядка. Все это нужно делать в хорошо проветриваемом помещении и вдали от огня, так как при зарядке выделяется большое количество вредных и легковоспламеняющихся газов.

    Если аккум-р обслуживаемый, необходимо проверить плотность электролита в банках а так же убедиться, что его уровень соответствует норме. Посмотрите на клеммы АКБ, если они окислены или загрязнены, то необходимо их зачистить напильником или шкуркой для улучшения контакта и затем слегка смазать графитовой смазкой или литолом.

    Помните, касаться одновременно обеих клемм напильником нельзя, это может привести к порче АКБ или ее возгоранию

    Отверните все пробки с банок АКБ и положите их на отверстия, нужно это для того чтобы в конце процесса зарядки выделяемые газы (кислород и водород) не скапливались внутри а выходили наружу. Просто иногда отверстия в пробках оказываются засоренными и не пропускают их, что может привести к поломке АКБ.

    После того как первые шаги сделаны можно приступать к самому процессу зарядки. Согласно инструкции к ЗУ, выполняем его подключение к соответствующим клеммам АКБ: «плюсовой» провод к «плюсу» батареи, обычно он красного цвета, а «минусовой» провод к «минусовой» клемме аккумулятора, обычно он черного цвета.
    Если по инструкции к зарядному устройству оно должно быть отключено от сети в момент подключения к батарее, то теперь самое время его включить в сеть, и опять же следуя инструкции настроить необходимый режим зарядки.


    Читайте также:


    Рекомендуемые страницы:

    Поиск по сайту

    poisk-ru.ru

    4. Назначение аккумуляторной батареи

    Аккумуляторная батарея предназначена для питания основных потребителей на остановках, в аварийных режимах и при малых скоростях движения поезда.

    Основные потребители цепи сигнализации, защиты и управления могут получать питание от аккумуляторной батареи не только на остановках но и при внезапном выходе из строя генератора во время движения, кроме того аккумуляторная батарея выполняет функцию защиты – она снимает величину коммутационных перенапряжений возникающих при отключении потребителей во время работы генератора. Эти перенапряжения могут оказать отрицательное воздействие на цепи питания потребителей, поэтому эксплуатация с отключенной батареей запрещается.

    Аккумуляторная батарея расположена под вагоном в специальных ящиках, оборудованных вентиляционными решетками для удаления взрывоопасной смеси образующейся при зарядке аккумуляторов.

    Аккумулятором называется химический источник тока, который способен накапливать и сохранять электроэнергию, полученную от вагонного генератора или из вне от зарядного устройства, а потом отдавать ее.

    Аккумуляторные батареи бывают кислотные (свинцовые) а также щелочные (никель-железные и никель-кадмиевые). Щелочные аккумуляторные батареи дешевле и обладают повышенной механической прочностью не выходят из строя в результате низких температур имеют повышенный срок службы и не требуют тщательного ухода. Основной недостаток – низкий КПД.

    5. Щелочные аккумуляторы.

    Назначение, устройство и принцип работы

    В заряженных щелочных аккумуляторах активная масса положительных пластин состоит из гидрооксида никеля, а активная масса отрицательных пластин из губчатого железа. Электролит содержит 20% едкого калий. Для увеличения срока службы в электролит добавляют едкий литий.

    Устройство щелочного никельного аккумулятора состоит из полублока. Полублок состоит из 10-ти положительных и 11-ти отрицательных соединенных шпильками или сваркой пластин. Сепараторами служат эбонитовые палочки. Металлический корпус электрически соединен с полублоком отрицательных пластин и установлен в резиновый изолирующий чехол. Полюсные выводы с резьбовыми наконечниками, служащими для крепления межаккумуляторных перемычек изолированы от крышки корпуса эбонитовыми шайбами и имеют уплотняющие сальники. Электролит заливают через отверстие с клапаном для выхода газов. Между собой аккумуляторы сгруппированы и подвешены по 3 в 14-ти деревянных ящиках.

    6. Уход за аккумуляторными батареями

    в пути следования в зимний период

    Осмотреть ящик на целостность. Ящик должен быть закрыт.

    Вентиляционные решетки должны быть очищения от снега и грязи (деревянным предметом).

    7. Для чего служит регулятор напряжения генератора (рнг)

    РНГ служит для воздействия, на величину тока возбуждения поддерживая напряжение генератора неизменным.

    Любой генератор имеет измерительное устройство контролирующее изменение напряжения от заданной величины и исполнительного устройство, которое, получив сигнал от измерительного устройства воздействует на величину тока возбуждения и приводит напряжение генератора к норме.

    studfile.net

    Устройство стартерных аккумуляторных батарей (АКБ)

    Батарея в зависимости от требуемого напряжения содержит три или шесть последовательно соединенных аккумуляторов.

    Стартерная свинцовая аккумуляторная батарея обычной конст­рукции с межэлементными перемычками над ячеичными крышками состоит из собранных в полублоки 2 к 3 положительных и отрицательных электродов (пластин), сепараторов 7, моноблока 12 (корпуса), крышек 7 с пробками 10, межэлементных перемычек 9, по­люсных выводов 11 и предохранительного щитка 5.

    Стартерная аккумуляторная батарея обычной конструкции

    Рис. Стартерная аккумуляторная батарея обычной конструкции:
    1 — сепаратор; 2, 3 — полублоки соответственно положительных и отрицательных электродов; 4 — баретка; 5 — предохранительный щиток; 6 — мостик; 7 — крышка; 8 — заливочное отверстие; 9 — межэлементная перемычка; 10 — пробка; 11 — по­люсный вывод; 12 — моноблок; 13 — опорная призма

    Аккумуляторная батарея с общей крышкой

    Рис. Аккумуляторная батарея с общей крышкой:
    1 — решетка; 2 — сепаратор; 3,4 — электроды соответственно положительный и от­рицательный; 5, 12 — полублоки соответственно отрицательных и положительных электродов; 6 — блок электродов с сепараторами; 7 — корпус моноблока; 8 — по­люсный вывод; 9 — обшая крышка; 10 — пробка; 11 — мостик с борном

    Аккумуляторная батарея с сепараторами-конвертами

    Рис. Аккумуляторная батарея с сепараторами-конвертами:
    1 — выступ моноблока: 2 — моноблок; 3 — электрод; 4 — крышка; 5 — пробка; 6 — планка; 7 — вывод; 8 — борн; 9 — мостик: 10 — перегородка; 11 — межэлементная перемычка; 12 — сепаратор-конверт

    Аккумуляторная батарея с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой дана на рисунке. Положительные 3 и от­рицательные 4 электроды имеют решетку 1 с нанесенной на нее ак­тивной массой.

    Для предохранения от коротких замыканий электро­ды разделены сепараторами 2. Положительные и отрицательные электроды соединены бареткой в полублоки 12 и 5. Полублоки объединяются в блоки, которые опускаются в секции моноблока и соеди­няются между собой межэлементными перемычками.

    ustroistvo-avtomobilya.ru

    Виды и типы аккумуляторных батарей — подробно!

    Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
    Опубликовано 25.06.2015 19:00
    Автор: Abramova Olesya

    Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Подавляющее число типов аккумуляторных батарей основано на циклическом преобразовании химической энергии в электрическую, это позволяет многократно заряжать и разряжать батарею.

    Еще в 1800 году Алессандро Вольта произвел поразительное открытие, когда опустил в банку, наполненную кислотой, две металлические пластины – медную и цинковую, после чего доказал, что по соединяющей их проволоке протекает электрический ток. Спустя более чем 200 лет, современные аккумуляторные батареи продолжают производить на основе открытия Вольта.

    Вольтов столб

    Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

    Рисунок 1. Вольтов столб из шести элементов.

    Рисунок 2. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

    Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

    Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

    Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

    Тип

    Применение

    Обозначение

    Рабочая температура, ºC

    Напряжение элемента, В

    Удельная энергия, Вт∙ч/кг

    Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)

    Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.

    Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)

    -20 … +40

    3,2-4,2

    280

    никель-солевой

    Автомобильный транспорт, Ж\Д транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии

    Na/NiCl

    -50 … +70

    2,58

    140

    никель-кадмиевый

    Электрокары, речные и морские суда, авиация

    Ni-Cd

    –50 … +40

    1,2-1,35

    40 – 80

    железо-никелевый

    Резервное электропитание, тяговые для электротранспорта, цепи управления

    Ni-Fe

    –40 … +46

    1,2

    100

    никель-водородный

    Космос

    Ni-h3

     

    1,5

    75

    никель-металл-гидридный

    электромобили, дефибрилляторы, ракетно-космическая техника, системы автономного энергоснабжения, радиоаппаратура, осветительная техника.

    Ni-MH

    –60 … +55

    1,2-1,25

    60 – 72

    никель-цинковый

    Фотоаппараты

    Ni-Zn

    –30 … +40

    1,65

    60

    свинцово-кислотный

    Системы резервного питания, бытовая техника, ИБП, альтернативные источники питания, транспорт, промышленность и т.д.

    Pb

    –40 … +40

    2, 11-2,17

    30 – 60

    серебряно-цинковый

    Военная сфера

    Ag-Zn

    –40 … +50

    1,85

    <150

    серебряно-кадмиевый

    Космос, связь, военные технологии

    Ag-Cd

    –30 … +50

    1,6

    45 – 90

    цинк-бромный

     

    Zn-Br

     

    1,82

    70 – 145

    цинк-хлорный

     

    Zn-Cl

    –20 … +30

    1,98-2,2

    160 – 250

    Таблица №1. Классификация аккумуляторных батарей.

    Исходя из приведенных данных в таблице №1, можно прийти к выводу, что существует достаточно много видов аккумуляторов, отличных по своим характеристикам, которые оптимизированы для применения в разнообразных условиях и с различной интенсивностью. Применяя для производства новые технологии и компоненты, ученым удается достигать нужных характеристик для конкретной области применения, к примеру, для космических спутников, космических станций и другого космического оборудования были разработаны никель-водородные аккумуляторы. Конечно, в таблице приведены далеко не все типы, а лишь основные, которые получили распространение.

    Современные системы резервного и автономного электропитания для промышленного и бытового сегмента основаны на разновидностях свинцово-кислотных, никель-кадмиевых (реже применяются железо-никелевый тип) и литий-ионных аккумуляторах, поскольку эти химические источники питания безопасны и имеют приемлемые технические характеристики и стоимость.

    Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

    Этот тип является самым востребованным в современном мире по причине универсальных особенностей и невысокой стоимости. Благодаря наличию большого количества разновидностей, свинцово-кислотные аккумуляторы применяется в областях систем резервного питания, системах автономного электроснабжения, солнечных электростанций, ИБП, различных видах транспорта, связи, системах безопасности, различных видах портативных устройств, игрушках и т. д.

    Принцип действия свинцово-кислотных батарей

    Основа работы химических источников питания основана на взаимодействии металлов и жидкости – обратимой реакции, которая возникает при замыкании контактов положительных и отрицательных пластин. Свинцово-кислотные аккумуляторы, как понятно из названия, состоят из свинца и кислоты, где положительно заряженными пластинами является свинец, а отрицательно заряженными – оксид свинца. Если подключить к двум пластинам лампочку, цепь замкнется и возникнет электрический ток (движение электронов), а внутри элемента возникнет химическая реакция. В частности, происходит коррозия пластин батареи, свинец покрывается сульфатом свинца. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора на всех пластинах будет образовываться налет из сульфата свинца. Когда аккумулятор полностью разряжен, его пластины покрыты одинаковым металлом – сульфатом свинца и имеют практически одинаковый заряд относительно жидкости, соответственно, напряжение батареи будет очень низким.

    Если к батарее подключить зарядное устройство к соответствующим клеммам и включить его, ток будет протекать в кислоте в обратном направлении. Ток будет вызывать химическую реакцию, молекулы кислоты – расщепляться и за счет этой реакции будет происходить удаление сульфата свинца с положительных и отрицательных пластилин батареи. В финальной стадии зарядного процесса пластины будут иметь первозданный вид: свинец и оксид свинца, что позволит им снова получить разный заряд, т. е. батарея будет полностью заряжена.

    Однако на практике все выглядит немного иначе и пластины электродов очищаются не полностью, поэтому аккумуляторы имеют определенный ресурс, по достижении которого емкость снижается до 80-70% от изначальной.

    строение свинцово-кислотной батареи VRLA

    Рисунок №3. Электрохимическая схема свинцово-кислотного аккумулятора (VRLA).

    Типы свинцово-кислотных батарей

    • Lead–Acid, обслуживаемые – 6, 12В батареи. Классические стартерные аккумуляторы для двигателей внутреннего сгорания и не только. Нуждаются в регулярном обслуживании и вентиляции. Подвержены высокому саморазряду.

    • Valve Regulated Lead–Acid (VRLA), необслуживаемые – 2, 4, 6 и 12В батареи. Недорогие аккумуляторы в герметизированном корпусе, которые можно использовать в жилых помещениях, не требуют дополнительной вентиляции и обслуживания. Рекомендованы для использования в буферном режиме.

    • Absorbent Glass Mat Valve Regulated Lead–Acid (AGM VRLA), необслуживаемые – 4, 6 и 12В батареи. Современные аккумуляторы свинцово-кислотного типа с абсорбированным электролитом (не жидкий) и стекловолоконными разделительными сепараторами, которые значительно лучше сохраняют свинцовые пластины, не давая им разрушаться. Такое решение позволило значительно снизить время заряда AGM батарей, поскольку зарядный ток может достигать 20-25, реже 30% от номинальной емкости.

      Аккумуляторы AGM VRLA имеют множество модификаций с оптимизированными характеристиками для циклического и буферного режимов работы: Deep – для частых глубоких разрядов, фронт-терминальные – для удобного расположения в телекоммуникационных стойках, Standard – общего назначения, High Rate – обеспечивают лучшую разрядную характеристику до 30% и подходят для мощных источников бесперебойного питания, Modular – позволяют создавать мощные батарейные кабинеты и т. д.

      Standard Range AGM VRLA батареи EverExceed

      Рисунок №4. AGM VRLA аккумуляторы EverExceed.

    • GEL Valve Regulated Lead–Acid (GEL VRLA), необслуживаниемые – 2, 4, 6 и 12В батареи. Одна из последних модификаций свинцово-кислотного типа аккумуляторов. Технология основана на применение гелеобразного электролита, который обеспечивает максимальный контакт с отрицательными и положительными пластинами элементов и сохраняет однообразную консистенцию по всему объему. Данный тип аккумуляторов требует «правильного» зарядного устройства, которое обеспечит требуемый уровень тока и напряжения, лишь в этом случае можно получить все преимущества по сравнению с AGM VRLA типом.

      Химические источники питания GEL VRLA, как и AGM, имеют множество подвидов, которые наилучшим образом подходят для определенных режимов работы. Самыми распространенными являются серии Solar – используются для систем солнечной энергии, Marine – для морского и речного транспорта, Deep Cycle – для частых глубоких разрядов, фронт-терминальные – собраны в специальных корпусах для телекоммуникационных систем, GOLF – для гольф-каров, а также для поломоечных машин, Micro – небольшие аккумуляторы для частого использования в мобильных приложениях, Modular – специальное решение по созданию мощных аккумуляторных банков для накопления энергии и т. д.

      SOLAR GEL GANGE VRLA аккумуляторы EverExceed

      Рисунок №5. GEL VRLA аккумулятор EverExceed.

       

       

       

    • OPzV, необслуживаемые – 2В батареи. Специальные свинцово-кислотные элементы типа OPZV произведены с применением трубчатых пластин анода и сернокислотным гелеобразным электролитом. Анод и катод элементов содержат дополнительный металл – кальций, благодаря которому повышается стойкость электродов к коррозии и увеличивается срок службы. Отрицательные пластины – намазные, эта технология обеспечивает лучший контакт с электролитом.

      Аккумуляторы OPzV устойчивы к глубоким разрядам и обладают длительным сроком службы до 22 лет. Как правило, для изготовления подобных элементов питания применяются только лучшие материалы, чтобы обеспечить высокую эффективность работы в циклическом режиме.

      Применение OPzV аккумуляторов востребовано в телекоммуникационных установках, системах аварийного освещения, источниках бесперебойного питания, системах навигации, бытовых и промышленных системах накопления энергии и солнечной электрогенерации.

      Схема аккумулятора OPzV аккумулятор EverExceed
      Рисунок №6. Строение OPzV аккумулятора EverExceed.

    • OPzS, малообслуживаемые – 2, 6, 12В батареи. Стационарные заливные свинцово-кислотные аккумуляторы OPzS производятся с трубчатыми пластинами анода с добавлением сурьмы. Катод также содержит небольшое количество сурьмы и представляет собой намазной решетчатый тип. Анод и катод разделены микропористыми сепараторами, которые предотвращают короткое замыкание. Корпус аккумуляторов выполнен из специального ударопрочного, устойчивого к химическому воздействию и огню прозрачного пластика, а вентилируемые клапаны относятся к пожаробезопасному типу и обеспечивают защиту от возможного попадания пламени и искр.

      Прозрачные стенки позволяют удобно контролировать уровень электролита при помощи отметок минимального и максимального значения. Специальная структура клапанов дает возможность без их снятия доливать дистиллированную воду и промерять плотность электролита. В зависимости от нагрузки, долив воды осуществляется раз в один – два года.

      Аккумуляторные батареи типа OPzS обладают самыми высокими характеристиками среди всех других видов свинцово-кислотных батарей. Срок службы может достигать 20 – 25 лет и обеспечивать ресурс до 1800 циклов глубокого 80% разряда.

      Применение подобных батарей необходимо в системах с требованиями среднего и глубокого разряда, в т.ч. где наблюдаются пусковые токи средней величины.

      структура OPzS батарей голландского производства Victron Energy

      Рисунок №7. OPzS аккумулятор Victron Energy.

    Характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов

    Анализируя приведенные в таблице №2 данные, можно прийти к выводу, что свинцово-кислотные аккумуляторы обладают широким выбором моделей, которые подходят для различных режимов работы и условий эксплуатации.

    Тип

    LA

    VRLA

    AGM VRLA

    GEL VRLA

    OPzV

    OPzS

    Емкость, Ампер/час

    10 – 300

    1 – 300

    1 – 3000

    1 – 3000

    50 – 3500

    50 – 3500

    Напряжение, Вольт

    6, 12

    4, 6, 12

    2, 4, 6, 12

    2, 6, 12

    2

    2

    Оптимальная глубина разряда, %

     

    30

    <40

    <50

    <60

    <60

    Допустимая глубина разряда, %

     

    <75

    <80

    <90

    <90

    <100

    Циклический ресурс, D.O.D.=50%

     

    <250-300

    <1000

    <1400

    <3200

    <3300

    Оптимальная температура, °С

    0 … +45

    +15 … +25

    +10 … +25

    +10 … +25

    0 … +30

    0 … +30

    Диапазон рабочих температур, °С

    –50 … +70

    –35 … +60

    –40 … +70

    –40 … +70

    –40 … +70

    –40 … +70

    Срок службы, лет при +20°С

    <7

    <7

    5 – 15

    8 – 15

    15 – 20

    17 – 25

    Саморазряд, %

    3 – 5

    2 – 3

    1 – 2

    1 – 2

    1 – 2

    1 – 2

    Макс. ток заряда, % от емкости

    10 – 20

    20 – 25

    20 – 30

    15 – 20

    15 – 20

    10 – 15

    Минимальное время заряда, ч

    8 – 12

    6 – 10

    6 – 10

    8 – 12

    10 – 14

    10 – 15

    Требования к обслуживанию

    3 – 6 мес.

    нет

    нет

    нет

    нет

    1 – 2 года

    Средняя стоимость, $, 12В/100Ач.

    70 – 150

    200 – 250

    250 – 380

    350 – 500

    1000 – 1400

    1500 – 3500

    Таблица №2. Сравнительные характеристики по видам свинцово-кислотных

    best-energy.com.ua

    Аккумуляторы и принцип их работы

    Министерство науки и образования Республики Казахстан

    Актюбинский государственный университет им. К. Жубанова

    Факультет: технический.

    Специальность: металлургия.

    Реферат.

    По дисциплине: Физическая химия.

    На тему: Аккумуляторы и принцип их работы.

    Выполнил: студент Тихонов Тимур

    Проверил(а):Байманова

    Актобе 2010.

    Содержание

    1. Свинцово-кислотный аккумулятор

    2.Принцип действия

    3. Устройство

    4. Физические характеристики

    5. Эксплуатационные характеристики

    6. Эксплуатация

    7. Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

    8. Хранение

    9. Износ свинцово-кислотных аккумуляторов

    10. Электри́ческий аккумуля́тор

    11. Принцип действия

    12. Никель-ка́дмиевый аккумуля́тор

    13. Параметры

    14. Области применения

    Свинцово-кислотный аккумулятор — наиболее распространенный на сегодняшний день тип аккумуляторов, изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте. Основные области применения: стартерные батареи в автомобильном транспорте, аварийные источники электроэнергии.

    Принцип действия

    Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде. Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном.

    Химическая реакция (слева-направо — разряд, справа-налево — заряд):

    · Катод:

    · Анод:

    В итоге получается, что при разрядке аккумулятора расходуется серная кислота с одновременным образованием воды (и плотность электролита падает), а при зарядке, наоборот, вода «расходуется» на образование серной кислоты (плотность электролита растет). В конце зарядки, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При зарядке не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо ее долить.

    Устройство

    Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из положительных и отрицательных электродов, сепараторов (разделительных решеток) и электролита. Положительные электроды представляют собой свинцовую решётку, а активным веществом является перекись свинца (PbO2 ). Отрицательные электроды также представляют собой свинцовую решётку, а активным веществом является губчатый свинец (Pb). На практике в свинец решёток добавляют сурьму в количестве 1-2 % для повышения прочности. Сейчас в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обеих пластинах, или только в положительных (гибридная технология). Электроды погружены в электролит, состоящий из разбавленной серной кислоты (H2 SO4 ). Наибольшая проводимость этого раствора при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) достигается при его плотности 1,26 г/см³. Однако на практике, часто в районах с холодным климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29 −1,31 г/см³. (Это делается потому, что при разряде свинцово-кислотного аккумулятора плотность электролита падает, и температура его замерзания, т.о, становится выше, разряженный аккумулятор может не выдержать холода.)

    В новых версиях свинцовые пластины (решетки) заменяют вспененным карбоном, покрытым тонкой свинцовой пленкой, а жидкий электролит может быть желирован силикагелем до пастообразного состояния. Используя меньшее количество свинца и распределив его по большой площади, батарею удалось сделать не только компактной и легкой, но и значительно более эффективной — помимо большего КПД, она заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов. [1]

    Физические характеристики

    · Теоретическая энергоемкость: около 133 Вт·ч/кг.

    · Удельная энергоемкость (Вт·ч/кг): 30-60 Вт·ч/кг .

    · Удельная энергоплотность (Вт·ч/дм³): около 1250 Вт·ч/дм³.

    · ЭДС заряженного аккумулятора = 2,11 В, рабочее напряжение = 2,1 В (6 секций в итоге дают 12,7 В).

    · Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75 — 1,8 В (из расчета на 1 секцию). Ниже разряжать их нельзя.

    · Рабочая температура: от минус 40 до плюс 40

    · КПД: порядка 80-90%

    Эксплуатационные характеристики

    · Номинальная ёмкость , показывает количество электричества, которое может отдать данный аккумулятор. Обычно указывается в ампер-часах, и измеряется при разряде малым током (1/20 номинальной емкости, выраженной в а/ч).

    · Стартерный ток (для автомобильных). Характеризует способности отдавать сильные токи при низких температурах. В большинстве случаев замеряется при -18°С (0°F) в течение 30 секунд. Различные методики замера отличаются, главным образом, допускаемым конечным напряжением.

    · Резервная емкость (для автомобильных). Характеризует время, в течение которого аккумулятор может отдавать ток 25А. Обычно составляет порядка 100 минут.

    Эксплуатация

    Ареометр может быть использован для проверки удельного веса электролита каждой секции

    При эксплуатации «обслуживаемых» аккумуляторов (с открываемыми крышками над банками) на автомобиле при движении по неровностям неизбежно происходит просачивание проводящего электролита на корпус акуумулятора. Во избежание сильного саморазряда необходимо периодически нейтрализовывать электролит протиранием корпуса, например слабым раствором пищевой соды. Кроме того, особенно в жаркую погоду, происходит испарение воды из электролита, что увеличивает его плотность и может оголить свинцовые пластины. Поэтому необходимо следить за уровнем электролита и своевременно доливать дистиллированную воду.

    Такие нехитрые операции вместе с проверкой автомобиля на утечку тока и периодической подзарядкой аккумулятора могут на несколько лет продлить срок эксплуатации батареи.

    Свинцово-кислотный аккумулятор при низких температурах

    По мере снижения окружающей температуры, параметры аккумулятора ухудшаются, однако в отличие от прочих типов аккумуляторов, свинцово-кислотные снижают их относительно медленно, что не в последнюю очередь обусловило их широкое применение на транспорте. Очень приблизительно можно считать, что емкость снижается вдвое при снижении окружающей температуры на каждые 15°С начиная от +10°С, то есть, при температуре -45°С свинцово-кислотный аккумулятор способен отдать лишь несколько процентов первоначальной емкости.
    Снижение емкости и токоотдачи при низких температурах обусловлено, в первую очередь, ростом вязкости электролита, который уже не может в полном объеме поступать к электродам, и вступает в реакцию лишь в непосредственной близости от них, быстро истощаясь.
    Еще быстрее снижаются зарядные параметры. Фактически, начиная с, примерно -15°С, заряд свинцово-кислотного аккумулятора почти прекращается, что приводит к быстрой прогрессирующей разрядке аккумуляторов при эксплуатации в режиме коротких частых поездок (так называемый, «режим доктора»). В этих поездках аккумулятор практически не заряжается, его необходимо регулярно заряжать внешним зарядным устройством.
    Считается, что не полностью заряженный аккумулятор в мороз может растрескаться из-за замерзания электролита. Однако раствор серной кислоты в воде замерзает совсем не так, как чистая вода — он постепенно густеет, плавно переходя в твердую форму. Такой режим замерзания вряд ли способен вызвать разрыв стенок незамкнутого сосуда (а банка аккумулятора — незамкнутый объем). Электролит, в массовой литературе называемый «замерзшим» фактически еще можно перемешивать.
    Растрескивание стенок аккумулятора при морозах действительно бывает, но в основном является следствием изменения свойств применяемого для стенок материала, а не расширением электролита при замерзании.

    Хранение

    Свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо хранить только в заряженном состоянии. При т

    mirznanii.com

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *