Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АКБ) с трубчатыми положительными пластинами предназначены для обеспечения непрерывной работы транспортных средств на электротяге – электропогрузчиков, штабелеров, тележек, поломоечных машин, а также шахтных тягачей, электровозов, трамваев и троллейбусов.
Основные параметры аккумуляторов
Основными параметрами АКБ являются номинальное напряжение, номинальная емкость, габаритные размеры и срок службы.
Номинальное напряжение одного аккумуляторного элемента составляет 2 В, соответственно общее номинальное напряжение АКБ, состоящей из соединенных последовательно N аккумуляторов, равно сумме напряжений каждого из них.
Например, напряжение батареи, состоящей из 24 элементов, 48 В.
Нормальное значение напряжения при правильной эксплуатации может варьироваться в процессе работы от 1,86 до 2,65 В/элемент для батарей с жидким электролитом и от 1,93 до 2,65 В/элемент для гелевых батарей.
Электрической емкостью АКБ называется количество электричества, снимаемое при разряде АКБ. Емкость может измеряться в разных режимах, например, при 5-часовом разряде (С5) и 20-часовом разряде (С20). При этом у одной и той же батареи получится разное значение емкости.
Так, при емкости батареи С5 = 200 А·ч емкость С20 той же самой батареи будет равна 240 А·ч. Этим иногда пользуются для завышения емкости батареи. Как правило, емкость тяговых аккумуляторов измеряют в 5-часовом режиме разряда, стационарных – в 10-часовом или 20-часовом, стартерных – только в 5-часовом режиме.
Кроме того, при снижении температуры батареи ее полезная емкость уменьшается.
Габаритные размеры, как правило, имеют определяющее значение, поскольку в любой технике на электротяге для аккумулятора предусмотрено специальное посадочное место. Точный размер ящика зачастую можно узнать по модели машины.
Срок службы АКБ (для ведущих западноевропейских производителей) определяется DIN/EN 60254-1, IEC 254-1 и составляет 1500 циклов для батарей с жидким электролитом и 1200 циклов для гелевых батарей.
Однако реальный срок службы может сильно отличаться от этих цифр, причем, как правило, в меньшую сторону.
Он зависит прежде всего от качества производства и используемых материалов, от правильности эксплуатации и своевременности обслуживания, от режима работы, а также типа используемого зарядного устройства.
Эксплуатация
Условно процедуры эксплуатации и обслуживания можно разделить на четыре группы – ежедневные, еженедельные, ежемесячные и ежегодные операции.
Ежедневные операции:
- зарядить батарею после разряда;
- проверить уровень электролита и при необходимости откорректировать его, долив дистиллированную воду.
Еженедельные операции:
- очистить батарею от загрязнений;
- провести визуальный осмотр;
- провести выравнивающий заряд (желательно).
Ежемесячные операции:
- проверить исправность зарядного устройства;
- проверить и записать в журнал значение плотности электролита на всех элементах (после заряда);
- проверить и записать в журнал значение напряжения на всех элементах (после заряда).
Ежегодные операции:
- измерить сопротивление изоляции между батареей и корпусом машины. Сопротивление изоляции тяговых батарей в соответствии с DIN VDE 0510, ч. 3 должно быть не менее 50 Ом на каждый вольт номинального напряжения.
Вообще говоря, долив воды требуется примерно 1 раз в 7 циклов (1 раз в неделю при односменной работе), но проверка требуется после каждого заряда, так как вода расходуется неравномерно.
Электролит
Электролит в тяговых аккумуляторах играет ключевую роль. Заливают его один раз, при вводе в эксплуатацию, и от его качества зависит стабильность эксплуатации батареи на протяжении ее срока службы (именно поэтому лучше приобретать батареи, залитые и заряженные в заводских условиях). При эксплуатации АКБ во время заряда в результате электролиза вода разлагается на кислород и водород (визуально это выглядит как кипение электролита), вот почему требуется периодически доливать воду. Уровень электролита, как правило, определяют по меткам min и max на заливной пробке. Кроме того, существует система автоматического долива воды Aquamatic, которая существенно ускоряет этот процесс.
Золотые правила
При эксплуатации батарей нужно соблюдать следующие основные правила:
• Ни в коем случае не оставлять батарею в разряженном состоянии. После каждого разряда необходимо сразу ставить батарею на подзарядку, иначе начнется необратимый процесс сульфатации пластин. Это приводит к снижению емкости и срока службы батарей.
• Разряжать батарею не более чем на 80% (для гелевых АКБ – 60%). Как правило, за это отвечает датчик разряда, установленный на машине, однако его поломка, отсутствие или неправильная настройка может также привести к сульфатации пластин, перегреву батарей при заряде и в конечном итоге сокращению срока их службы.
• В АКБ можно доливать только дистиллированную воду. В обычной воде содержится множество примесей, оказывающих негативное влияние на аккумуляторную батарею. Долив электролита в АКБ для увеличения плотности запрещен: во-первых, это не даст прироста емкости, а во-вторых, вызовет необратимую коррозию пластин.
Температура электролита батареи не должна опускаться ниже +10 °С перед зарядом, однако это не запрещает работу в зонах с низкой температурой вплоть до –40 °С. При этом нужно давать батарее достаточно времени для нагрева перед зарядом. Во время заряда батарея нагревается примерно на 10 °С.
Поскольку при понижении температуры АКБ снижается ее полезная емкость, обычные зарядные устройства, основанные на методе заряда Wa или WoWa, будут недозаряжать батарею.
Для заряда рекомендуется использовать «умные» устройства, контролирующие состояние АКБ в процессе заряда, не допускающие недозаряд или перезаряд, например, Tecnys R, либо использовать термокомпенсацию – корректировку зарядного тока в зависимости от температуры АКБ.
Чистка АКБ
Чистота абсолютно необходима не только для хорошего внешнего вида батареи, но в значительно большей степени – для предотвращения несчастных случаев и ущерба, уменьшения срока службы, а также для того, чтобы АКБ находилась в состоянии, пригодном к эксплуатации. Аккумуляторные корпуса, ящики, изоляторы необходимо чистить для обеспечения требуемой изоляции элементов по отношению один к другому, по отношению к земле («массе») или внешним проводящим частям. Кроме того, очистка позволяет избежать коррозионных повреждений и возникновения блуждающих токов. Вне зависимости от времени работы и места на АКБ неизбежно оседает пыль.
Небольшое количество электролита, выступающего из батареи во время заряда после достижения напряжения газообразования, образует более-менее токопроводящий слой на крышках элементов или блоков, по которому протекают блуждающие токи.
Результатом является повышенный и неоднородный саморазряд элементов или блоков.
Это одна из причин того, почему операторы электрических машин жалуются на упавшую емкость батареи после того, как техника не эксплуатировалась в течение выходных дней.
Аккумуляторный журнал и организация работы
При использовании парка электропогрузчиков целесообразно закреплять за каждым погрузчиком свои АКБ. Для этого их нумеруют: 1а, 1б, 2а, 2б и т. д. (батареи с одинаковым номером используются на одном и том же погрузчике). После этого заводят журнал, в котором о каждой АКБ ежедневно отражается информация, проиллюстрированная на примере.
Таким образом, с помощью данного мероприятия можно избежать использования недозаряженных батарей, а также спрогнозировать и спланировать замену АКБ до полного выхода ее из строя. Помимо этого по каждой батарее целесообразно вести еще один журнал, в котором раз в месяц отражается информация о батарее, перечисленная в примере 2.
Эти данные являются основным источником информации для сервисной службы, поэтому зачастую ведение такого журнала является обязательным условием гарантийного обслуживания. За все аккумуляторное хозяйство должен быть ответственен один или два (в случае двухсменной работы) человека.
В их обязанности по данной зоне ответственности должны входить прием и выдача АКБ, их обслуживание и заряд, ведение аккумуляторных журналов, прогнозирование выхода АКБ из строя.
Особенности тяговых аккумуляторов: в чём их отличие от обычных
О существовании т. н. тяговых аккумуляторов наверняка слышал каждый автомобилист. А вот для чего они придуманы, а также чем, собственно, отличаются от аккумуляторов обычных, знает, как ни странно, далеко не каждый водитель. Между тем, такие знания могли бы многим помочь на практике.
Поэтому главная цель данного материала – дать широкому кругу наших уважаемых читателей, независимо от их водительского стажа, важную информацию о современных тяговых аккумуляторах. В частности, будут рассмотрены их устройство, главные виды, сфера применения, критерии подбора при покупке таких АКБ и основные правила их эксплуатации.
Особенности тяговых АКБ
Принцип работы обычных автомобильных аккумуляторов понятен: с их помощью запускают мотор.
Для этого на стартер подаётся энергетический толчок, в результате чего начинает работать маховик и запускается двигатель. С учётом этой функциональной особенности такие аккумуляторы названы стартерными.
При запуске авто они дают возможность создать «пусковой» ток очень большой величины: от 250 до 1000 Ампер.
У таких АКБ, как известно, есть одна проблемная особенность. Так, они весьма чувствительны к глубокому разряду. Разряжать их ниже показателя напряжения в 10 Вольт специалисты настойчиво не советуют, поскольку нескольких таких разрядок вполне достаточно, чтобы стартовый аккумулятор перестал работать в полную мощность и стал, по сути, бесполезным.
Параллельно с такими АКБ на транспорте (и не только!) широко используют батареи иного назначения – тяговые. Такие батареи – совершенно иного формата, не обладающие высокими пусковыми токами. Это значит, что они могут отдавать какую-то энергию в течение длительного времени, разряжаясь порой почти к нулю.
Обслуживание тяговых аккумуляторов незаменимо там, где нужно обеспечить долгое, постоянное питание.
В силу своей специфики они способны работать целыми днями! Помимо того, они ценны также тем, что очень устойчивы к высоким и низким температурам, не переставая действовать даже при 30 градусных морозах и жаре в плюс 50-60 градусов.
Долгое время необслуживаемые АКБ (к примеру, несколько недель простоявшие без дела), в отличие от стартовых, практически не теряют своих способностей.
Устройство: в чем сходство и различие
Ключевое отличие тягового аккумулятора от стартерного заключается в его функциональных параметрах.
По напряжению они имеют диапазон от 2 до 24 Вольт, а по силе тока – от 30 до 300 Ампер, хотя верхний показатель может быть и выше.
По своему строению они почти не отличаются от стандартных АКБ: у них тоже есть минусовые и плюсовые пластины, их тоже заливают электролитом, хранят в пластиковом корпусе. Но есть и отличия:
- Пластины очень толстые, массивные, в них немало свинца и иных тяжелых металлов.
- Корпус тоже более толстый, чтобы он смог осилить огромный вес тяжелых пластин.
Лучшие аккумуляторы для русской зимы в 2020 году
Виды тяговых аккумуляторных батарей
Современная отечественная и зарубежная промышленность выпускает для потребителей разные типы тяговых аккумуляторов. По технологии, это щелочные батареи и кислотные. Последние представляют собой, по сути, свинцово-кислотные форматы, так как в них используют свинец и электролит на серной кислоте.
В щелочных применяют никель-железные пластины, на заливку которых идёт специальный раствор щелочи. Их считают очень надёжными даже в самые большие морозы, однако цена таких аккумуляторов в несколько раз превышает стоимость свинцовых, а их зарядка сопровождается едким паром. В силу этого экологического аспекта сфера их применения сейчас немного уже, чем её демонстрируют прочие батареи.
В последнее время входят в моду тяговые аккумуляторы, которые основаны на новых технологиях AGM и GEL. Они отличаются компактность, высокой энергичностью, а также, увы, огромной ценой.
Современная промышленность продолжает всячески совершенствовать такие АКБ. По мнению экспертов, уже в ближайшие десятилетия на первый план по своей надежности, эффективности и доступной цене уверенно выдвинутся литиевые аккумуляторы.
Сфера применения
В наши дни наблюдается широкое применение тяговых аккумуляторов в разных сферах жизни. Их с одинаковой эффективностью используют не только в автомобилях, но и многих касательных к ним областях техники.
Например, в рыбачьих лодках, во время охоты, для передвижения электрокаров и прочих малогабаритных погрузчиков.
Весьма эффективно также они зарекомендовали себя как незаменимое подспорье для альтернативных источников энергии – солнечных панелей, электрогенераторов и проч.
Критерии выбора тяговых аккумуляторов
Многие водители интересуются, как выбрать тяговый аккумулятор. Прежде всего, надо чётко определить, для чего он будет использоваться. Если это решено, лучше непременно принять во внимание рекомендации специалистов или тех профессионалов, которые сами применяют такие АКБ на практике и хорошо знают все их особенности.
Также лучше заранее просмотреть через интернет или специальные профильные издания рейтинг аккумуляторов тягового формата. В самом магазине следует внимательно ознакомиться с прилагаемой к каждому тяговому аккумулятору инструкцией, обратив особенное внимание на его:
- Ёмкость. Чем больше значение, тем дольше техника сможет эксплуатироваться на протяжении одного заряда. Ёмкость аккумулятора меняется. Так во время старта службы возрастает, что выполняется благодаря разработке активной массы пластин. Далее наблюдается постепенное уменьшение ёмкости.
- Количество циклов. Они зависят от технологии аккумулятора. Для WET ресурс достигает 1000 циклов, AGM – до 400, а GEL – имеет способность выдерживать больше 700.
- Саморазрядку. Этот процесс происходит вследствие окислительно-восстановительных реакций. Следует отдавать предпочтение аккумуляторам с низким значением саморазряда.
- Стоимость эксплуатации. Для этого считается цена одного цикла глубокого разряда. К примеру, стоимость AGM-изделия 15 тыс. руб., а его гелевый «коллега», имеющий такую же ёмкость обходится в 23 тыс. руб. Ресурс первого аккумулятора 350 циклов, а второго – 700. Отсюда следует, что их цена эксплуатации 42,85 и 32,85 руб. соответственно. (Итог считается с помощью деления цены устройства на её цикл).
- Репутацию производителя. Так как проверить качество аккумулятора во время покупки невозможно, единственной гарантией может выступить надёжность изготовителя.
Правила эксплуатации тяговых аккумуляторов
Основные правила хранения и эксплуатации тяговых АКБ практически такие же, что и для обычных аккумуляторов. Если действовать по испытанному принципу «Береженого и Бог бережет», обеспечив им нормальный уход и постоянную профилактику, такие тяговые аккумуляторы способны успешно действовать многие годы.
Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного
Такой вопрос от автомобилистов приходится слышать едва ли чаще других. И это понятно, поскольку тяговый аккумулятор имеет, в сравнении со стартовым, ряд важных достоинств и преимуществ. Их, скажем, можно хранить длительное время без эксплуатации, совершенно не опасаясь, что они разрядятся и выйдут их строя (что особенно привлекает водителей).
Специалисты утверждают, что использовать тяговый аккумулятор вместо стартерного гипотетически можно.
Запустить с его помощью двигатель удастся не всегда из-за намного меньшей энергии: силы тока для запуска мотора у них, скорее всего, не хватит.
А если в ход пойдет мощный тяговый аккумулятор с необходимой силой тока в 300 Ампер, то он в силу своих габаритов просто не поместится под капотом автомобиля.
Это нужно знать при выборе тягового аккумулятора
Аккумуляторная батарея – элемент, в котором происходит преобразование энергии. Выделяемая в процессе взаимодействия химических элементов аккумулятора энергия преобразуется в электрическую. Таким образом, разряд — это преобразование химической энергии в электрическую, а заряд – наоборот. Аккумуляторная батарея вырабатывает электричество, а не накапливает, т.е. представляет собой портативный химический электрогенератор. Существует огромное множество электрических аккумуляторов, в которых используются различные химические элементы. В этой статье мы рассмотрим некоторые особенности одного из самых распространенных типов электрических накопителей — свинцово-кислотных (С-К) аккумуляторов в моноблочном исполнении.
Моноблок – это свинцовый аккумулятор в едином прочном пластиковом корпусе. Такая батарея состоит из нескольких 2-х вольтовых элементов, соединённых между собой уже на заводе. Моноблок свинцовых аккумуляторов может быть изготовлен из 3, 4 или 6-ти элементов. Соответственно и напряжение таких аккумуляторных батарей составляет 6, 8 или 12 вольт.
Востребованность моноблочных С-К аккумуляторов обусловлена как многофункциональностью и простотой использования, так и относительной дешевизной. Кроме этого, в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях отсутствует «эффект памяти».
Виды С-К моноблоков по назначению:
АКБ предназначены для работы в 4-х основных режимах:
- в пусковом (стартерном) режиме — в течение короткого времени АКБ вырабатывает достаточно энергии для запуска и непродолжительной работы мощных электродвигателей;
- в циклическом – предполагает автономную работу в течение нескольких часов вплоть до глубокого разряда с последующим восстановлением от зарядного устройства;
- в буферном – предусматривает постоянное подключение к электросети в качестве резервного источника питания для поддержания электроснабжения потребителей при краткосрочном отключении электричества;
- комбинированном – сочетает в себе несколько принципов функционирования.
Для различных режимов работы батареи требуется соответствующий тип аккумулятора: стартерный, тяговый (глубокого разряда) или резервного питания. Далее мы рассмотрим более подробно некоторые особенности АКБ, предназначенных для работы в циклическом (тяговые) и комбинированном режимах.
Виды С-К аккумуляторов по способу размещения электролита.
Различают несколько видов свинцово-кислотных аккумуляторов технологии размещения электролита (серной кислоты): с жидким электролитом; с электролитом загущённым до состояние геля; электролитом в стекловолокне — AGM (absorbed glass mat).
Батареи с жидким электролитом (WET).
Аккумуляторы с жидким электролитом обладают рядом неоспоримых преимуществ: во-первых, срок службы таких батарей в 1,5-2 раза больше, чем аналогичных по технологии GEL или AGM; во-вторых, их цена значительно меньше и, в-третьих, они практически вне конкуренции, когда требуется ёмкость от 280 Ач/С5. К недостаткам батарей по технологии WET нужно отнести необходимость регулярного технического обслуживания, выделения специального сертифицированного помещения для их подзарядки/обслуживания, а также ряд других ограничений при использовании в жилых и общественных зданиях, за соблюдением которых следят органы противопожарного и санитарно-гигиенического надзора. WET-батареи требовательны к уходу и Нуждаются в регулярном техническом обслуживании. По мере испарения электролита необходимо доливать дистиллированную воду, поддерживать уровень плотности электролита, проводить выравнивающие заряды.
Батареи электролитом в стекловолокне (AGM).
Необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, имеющие отличительную особенность – сепаратор, расположенный между свинцовыми пластинами, пропитывается электролитом. Сепаратор производится из стекловолокна.
Такие батареи не требуют обслуживания и практически не выделяют взрывоопасные газы — водород и кислород, поскольку являются герметизированными, а в случае возникновения избыточного давления выпускают незначительное количество газов через специальные клапаны.
Батареи с гелеобразным электролитом (GEL).
Необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, в которых электролит загущён до состояния геля. Загуститель расширяет функциональные возможности аккумулятора.
Во-первых, он защищает свинцовые пластины от преждевременного износа и осыпания, а во-вторых, решает проблему расслоения электролита по плотности. Помимо этого, применение геля препятствует короткому замыканию электродов.
Это обеспечивает стабильность работы, снижает количество отказов в работе АКБ. Гелеобразный электролит накапливает выделяемые газы, что способствует дальнейшей рекомбинации. За счет этого нет необходимости в отводе газов.
Батареи можно использовать в любом положении, что упрощает их эксплуатацию. В отличие от WET аккумуляторов, доливать дистиллированную воду и следить за плотностью электролита не нужно.
Допустима ли полная разрядка?
При полной разрядке на пластинах образуются твердые кристаллы окисного сернокислого свинца. Этот процесс называется сульфатацией.
Последняя препятствует нормальной работе электродов, так как вследствие сульфатации, химические реакции перестают протекать нормально. Очистка от следов сернокислого свинца затруднительна, если вообще возможна.
Разряжать батареи полностью категорически запрещается. Даже после восстановления разряженной в «ноль» батареи, её срок службы сокращается драматически.
Что нужно знать при выборе аккумуляторов?
При подборе стоит учитывать следующие характеристики:
Ёмкость аккумулятора.
В физике определяется как ампер*часы. Показывает тот объем электроэнергии, который способна отдать аккумуляторная батарея в течение заданного времени. Ёмкость аккумулятора – величина динамическая и зависит от многих факторов: температуры окружающей среды, скорости разряда батареи, этапа жизненного цикла.
Температура окружающей среды существенно влияет на ёмкость и срок службы батареи. Чем выше температура, тем большую ёмкость покажет АКБ, но при этом сократиться срок её службы. Использование С-К аккумулятора при температуре 40-45С сокращает его ресурс вдвое!
Чем быстрее разряд (чем мощнее потребление), тем меньше энергии отдаст батарея. Именно поэтому номинальная ёмкость АКБ всегда указывается с привязкой к величине тока разряда: 3-х часовой (С3), 5-ти часовой (С5) и т.д.
Например, ёмкость по С5 — это количество энергии, которое может отдать аккумулятор до 80%-ого разряда в течение 5-ти часов. Иными словами, ёмкость аккумулятора по С5 — это количество энергии, которое отдаст АКБ, если его разряжать током равным 1/5 его ёмкости.
То есть если подключить к батарее нагрузку 20А, и аккумулятор разрядится в течение 5 часов, говорят, что ёмкость по С5 равна 100Ач. А вот если тот же самый аккумулятор разряжать током 5А, то его ёмкость будет уже 120 Ач/С20. Для тяговых АКБ актуальна ёмкость по С5, С3 или С2.
Для батарей резервного питания, в рекламных целях, как правило, указывают по С20.
Чем старше аккумулятор, тем меньше энергии он способен произвести. Батарея выходит на свою максимальную ёмкость где-то после 50-го цикла, а первые 10 циклов нужны вообще для его «раскачки». Стоит отметить, что при начале использования емкость растет. Процесс происходит из-за активной разработки массы пластин и электролита.
После длительной эксплуатации емкость снижается, так как масса устаревает. Принято считать, что по достижению 50% показателя остаточной ёмкости, аккумулятор подлежит замене. Например, даже при бережном отношении к свинцово-кислотной гелевой АКБ ежедневное её использование до 70-80% разряда снизит емкость примерно на 20% только за первый год.
И ещё на 30% – за второй.
Доступное количество циклов разряда/заряда (ресурс).
Каждый аккумулятор имеет ограничение по количеству возможных циклов. Считается, что вид батареи определяет её ресурс. В рекламных проспектах можно прочитать, что аккумуляторы с жидким электролитом можно разряжать до 80%-ого разряда 1 тыс. раз. При этом их необходимо должным образом обслуживать и хранить.
Для обслуживания требуются как специальные знания, так и соответствующее оборудование. AGM- батареи принято относить к довольно «слабым» в плане цикличности и рекомендуют применяют в качестве резервных источников питания. Утверждают, что такие аккумуляторы выдерживают максимум 400 циклов глубокого разряда.
Производители гелевых батарей пишут, что их продукция выдерживает свыше 600 циклов 80% разрядов и 1000 при разряде на 60%.
На практике же все утверждения по поводу ресурса проверить весьма непросто. По нашему опыту, всё зависит от того, какой производитель заявляет о технических и эксплуатационных характеристиках своей продукции.
Если это большая и известная компания с хорошей репутацией в Мире, то стоит доверять; если получить информацию о производителе не представляется возможным, а тем более, если имя производителя прячут за собственными торговыми марками, то в 90% случаев все заявления о свойствах батарей – по меньшей мере – сильное преувеличение.
Всё дело в том, что на качество аккумулятора влияет не столько тип (WET, GEL, AGM), сколько количество и чистота используемого свинца, наличие специальных добавок в состав свинцовых пластин, химический состав пасты, которой намазывают пластины, качество литья и сборки элементов батарей, а также много другое. Достаточно сказать, что аналогичные по типу аккумуляторы, но разных производителей, могут отличаться по надёжности в 4-5 раз.
Репутация производителя
Сложность выбора состоит в том, что проверить аккумуляторную батарею на соответствие заявленным характеристикам проблематично.
Специальное устройство – нагрузочная вилка позволяет протестировать АКБ только на отсутствие заводского брака: обрывов цепи и коротких замыканий. Диагностика в специализированных центрах – решение получше.
Профессиональное оборудование покажет, сколько батарея способна проработать на одном заряде, то есть какую реальную ёмкость имеет изделие. Но определить сколько прослужит аккумулятор таким способом совершенно невозможно.
Единственный фактор, подтверждающий или опровергающий качество АКБ – репутация производителя. Поэтому перед выбором аккумуляторной батареи нужно предварительно ознакомиться с информацией о производителе. Нет инфы о заводе – нет доверия товару.
Советы по правильной эксплуатации
- хранить батареи в заряженном состоянии;
- стараться не разряжать аккумулятор более чем на 60-70%;
- ставить АКБ на заряд при первой же возможности;
- заряжать аккумулятор полностью, не допускать частичных подзарядов в процессе эксплуатации;
- избегать перегрева аккумулятора;
Зарядное устройство должно быть автоматическим и желательно импульсным. Оборудование для подзарядки должно соответствовать параметрам батареи по виду (GEL, AGM, WET), напряжению (Вольты), и току (Амперы). Ток заряда должен быть в районе 1/7 ёмкости аккумулятора. Например, для заряда блока АКБ, состоящем из двух гелевых моноблоков 12В-100Ач/С5, нужно использовать зарядное устройство, настроенное на гелевый тип, с напряжением 24В и током от 12 до 15 ампер.
Все, что нужно знать о тяговых аккумуляторах
Аккумулятор – незаменимый «гаджет» на любом современном объекте. Источники питания с «химической начинкой» начали производить в далеком 1800 г., когда А. Вольта путем эксперимента смог получить напряжение непрерывного типа.
В системах автономных, резервных источников электроснабжения как крупных производственных комплексов, так и отдельных электроприборов, а также транспорта на электротяге без аккумулятора не обойтись. Самым популярным видом АКБ являются свинцово-кислотные аккумуляторы.
Технические параметры аккумуляторов
Ключевыми параметрами батареи, определяющими ее качество, являются:
- Напряжение, В;
- Емкость, Ач;
- Допустимая глубина разряда, %;
- Период службы, годы;
- Диапазон рабочих температур, °С;
- Саморазряд, %;
- Ток заряда, А;
- Габариты, мм;
- Вес, кг.
Характеристики, которые указывает производитель, предполагаются для стандартного диапазона температур (20 – 25 °С) и несколько снижаются в реальных условиях эксплуатации. Расскажем о каждом параметре отдельно.
Уровень напряжения
Основной параметр, влияющий на выбор агрегата. Самые распространенные варианты – с показателями напряжения 1,2, 2,4, 6, 12 В. Для получения батареи с большим напряжением используют несколько 12-вольтовых аккумуляторов и последовательно их подключают.
Степень зарядки и износа не обслуживаемых батарей оценивают после замера уровня напряжения в отключенном от зарядки состоянии и бездействии. В норме этот параметр составляет 13-13,2 В.
Емкость
Это объем энергии, которую способна сохранить батарея. Диапазон: от 0,6 до 4000 Ач. Говоря простым языком, батарея 200 Ач гарантирует питание нагрузки током 2А на протяжении 100 часов.
При росте показателя потребляемого тока, а также в ходе работы емкость аккумулятора постепенно падает: это следует учитывать.
Маркировка «C» с определенным числовым значением обозначает емкость АКБ при разряде в заданный отрезок времени (C1, C5 и т.д.). C10 – это принятый стандарт, обозначающий емкость батареи при 10-часовом разряде.
Иногда производители АКБ пишут емкость при С20. Это делается с целью искусственного увеличения показателя.
Помните, что при интенсивном использовании батареи и глубоком разряде пластины скорее изнашиваются, и аккумулятор может сломаться. Поэтому важно предусмотреть резервные запасы емкости.
Допустимая глубина разряда
Эта характеристика, подразделяемая на допустимую и рекомендованную, различна для разных типов АКБ.
| Тип батареи | Допустимый разряд, % | Рекомендованный разряд, % |
| VRLA | 70 | 40 |
| AGM VRLA | 80 | 50 |
| GEL VRLA | 90 | 50 |
| OPZV | 90 | 60 |
| OPZS | 90 | 60 |
Срок службы
Уровень разряда батареи приравнивается к интенсивности эксплуатации при оценке воздействия на продолжительность службы. Если несколько раз на 100 % разряжать батарею до напряжения 9 В, то можно привести в неисправность даже самую современную модель. Т.е. нельзя допускать разряд ниже рекомендованного значения.
Каждая батарея имеет свою «жизнеспособность», во многом зависящую от режима эксплуатации и разрядной характеристики. Срок службы, обозначенный производителем, является условным, поскольку предполагает идеальный режим работы АКБ. На продолжительность службы влияют условия среды (высокие температуры нежелательны) и выполненные циклы заряд/разряд.
| Тип аккумулятора | Циклический ресурс при глубине разряда | Срок службы, лет | |||
| 25% | 50% | 75% | 100% | ||
| VRLA | 700 – 1000 | 350 – 500 | 230 – 400 | 150 – 300 | 3 – 5 |
| AGM VRLA | 800 – 2100 | 500 – 1200 | 300 – 800 | 200 – 600 | 5 – 15 |
| GEL VRLA | 2500 – 3000 | 1200 – 1750 | 800 – 1000 | 600 – 800 | 10 – 15 |
| OPzV | 2500 – 3000 | 1200 – 1750 | 800 – 1000 | 600 – 800 | 10 – 15 |
| OPzS | 5000 – 6000 | 3000 – 3500 | 1500 – 1750 | 1000 – 1200 | 20 – 25 |
Саморазряд
Параметр характеризует степень самопроизвольного падения емкости при простое после 100-% заряда. Обозначается в процентном соотношении за заданный период время.
Для примера возьмем аккумулятор 100 Ач AGM вида VRLA, зараженный и не эксплуатируемый на протяжении месяца. Средний процент саморазряда – 1,5 %, значит емкость батареи через 30 дней составит около 98,5 Ач. При росте наружных температур цифра будет тоже увеличиваться.
Ток заряда
От емкости зависит и сила тока заряжаемой батареи. АКБ свинцово-кислотного типа заряжаются 10–30-% током от номинально установленной емкости. Можно использовать и зарядки меньшей мощности.
Заряжать батареи высоким током недопустимо, поскольку это вызывает серьезные нарушения и снижает эксплуатационный ресурс.
Вес, габариты
На эти показатели влияет емкость. Есть и так называемые общепринятые размеры малых батарей до 250 Ач. Высоту изделия следует оценивать с клеммами и без них.
Вес относится к дополнительной характеристике качества: чем тяжелее АКБ, тем больше в ней свинца, выше циклический ресурс и продолжительнее срок эксплуатации.
При выборе аккумулятора рекомендуем проконсультироваться со специалистом интернет-магазина, который предложит оптимальную модель для решения индивидуальных задач!
Тяговые акумуляторы: особенности и сферы использования
Аккумуляторными батареями сейчас пользуется подавляющее большинство населения планеты – без них невозможна работа телефонов, мобильных бытовых устройств и автомобилей. В транспорте, помимо наиболее распространенных стартерных АКБ, применяются тяговые аккумуляторы, более подробно о которых будет рассказано далее.
Что такое тяговые аккумуляторы – устройство, особенности конструкции
В большинстве своем, это обычные свинцово кислотные аккумуляторы, предназначенные для длительного обеспечения электроэнергией устройств, потребляющих эту энергию. Процесс образования тока в тяговых АКБ такой же, как и стартерных: активная масса решеток электрода взаимодействует с электролитом, в результате чего на выходе появляется необходимое напряжение.
Устройство тяговых аккумуляторных батарей мало чем отличается от стартерных аналогов. Одна секция состоит из положительных и отрицательных решеток, разделенных между собой специальными прокладками – сепараторами.
Прокладки эти изготовлены из диэлектрического материала (кислотостойкий полимер, пористая стеклоткань), что исключает короткое замыкание между электродами.
Пространство между пластинами заполнено активным реагентом – электролитом.
Напряжение на электродах одной секции одинаково практически для всех батарей и составляет 2,3V. Чего не скажешь о силе тока, которая зависит от массы и размеров пластин, от их пористости, рабочей площади и материала изготовления. Чтобы АКБ выдавала нужное напряжение ее секции соединяются между собой последовательно. Так, для двенадцати вольтовой АКБ необходимо связать воедино 6 банок.
Тяговые аккумуляторные батареи достаточно тяжелы и занимают много места. Например, модель на 180 Ah имеет габариты – 850х650х400 и весит 600кг.
Если сравнивать со знакомыми автолюбителям пусковыми АКБ, то по емкости, это равно трем автомобильным аккумуляторам на 60Ah, которые весят не более 20 кг каждый. Масса и размеры определяют ряд требований к материалам корпуса и его толщине.
Как правило, это кислотостойкий диэлектрик – на современных устройствах чаще применяют полимеры.
Назначение
Применение тяговых моделей согласуется с их конструкционными особенностями и массогабаритными показателями. Благодаря длительному функционированию и возможности работы до глубокого разряда без потери номинальной емкости, тяговые АКБ используют в следующих отраслях:
- Складской погрузочный транспорт. Санитарно-технические нормы для работ в закрытых помещениях исключают возможность использования машин с двигателями внутреннего сгорания. Такая техника как складские погрузчики, штабелеры, электро-тележки и прочий складской транспорт оборудуется электроприводами, для питания которых используют тяговые АКБ.
- Электротранспорт в горнодобывающей промышленности. Так же, как и в случае со складами здесь имеют место работы в слабо вентилируемых пространствах. Электродвижущая сила используется на тягачах, рудничных электровозах, дрезинах и в малой механизации.
- Накопительные энергоемкости для альтернативных источников электричества. Солнечные батареи или ветряные генераторы не в состоянии постоянно обеспечивать потребителей электроэнергией. Световые системы поставляются в комплекте с тяговыми аккумуляторами, которые накапливают энергию во время работы источника, чтобы затем ее отдавать.
- Около бытовое применение. Лодки, гольф-кары, инвалидные коляски, детские машинки, скутеры, велосипеды, и даже автомобили приводятся в движение электродвигателями, питаемыми тяговыми аккумуляторными батареями.
Также этот вид АКБ актуален на предприятиях с высоким приоритетом экологических норм: производство детского питания, фармакология, медицина и прочие.
Разновидности
На современном рынке распространены следующие модификации тяговых свинцово кислотных аккумуляторов: WET, VRLA и SLA, которые в свою очередь подразделяются на AMG и GEL типы. Кроме того, особняком в ряду накопителей электроэнергии стоят щелочные (никель-железные) АКБ. Рассмотрим подробнее каждый из них.
WET
Такой аббревиатурой обозначаются практически все кислотно свинцовые батареи с жидким электролитом в свободном состоянии. В свою очередь их подразделяют на:
- Обслуживаемые АКБ. Рабочий состав пластин у таких устройств – сплав свинца и сурьмы. В ходе их работы обязательна периодическая проверка количества электролита, а в случае его недостатка, необходим долив дистиллята.
- Частично обслуживаемые. Активный состав плюсовой пластины также, как и в предыдущем варианте свинец и сурьма в сплаве. Отличие в том, что сурьмы меньше, а минусовый электрод имеет свинцово-кальциевый состав. Заряжаясь, эти аккумуляторы значительно меньше предыдущих выделяют испарения, что позволяет делать их более герметичными, а долив реагента требуется только при экстремальных режимах эксплуатации.
- Не обслуживаемые SM (FM) устройства. Плюсовые решетки электродов в своем составе исключают содержание сурьмы – только свинец, кальций, олово (олово может быть заменено серебром). Минусовые решетки – это сплав свинца с кальцием.
Питание от WET аккумуляторов чаще встречается в погрузчиках и штабелерах.
VRLA
Более современные автономные источники энергии, оборудованные клапанной системой (Valve Regulated Lead Acid) для сброса избыточного давления. Данная технология позволила делать достаточно компактные устройства, габариты и масса которых сопоставима с пусковыми автомобильными АКБ, при этом сохранены все качества тяговых батарей.
Для складского грузового транспорта вес и размер не существенны, а вот в инвалидную коляску или электро-скутер поставить стокилограммовый источник питания не представляется возможным. Масса 63-х амперного устройства составляет около 21-го кг, при размерах 275х170х190 мм.
SLA (AMG, GEL)
Аббревиатура SLA в дословном переводе обозначает – уплотненная АКБ. На современном рынке автономных источников питания распространены две разновидности: с гелевым электролитом (GEL — Gelled Electrolite) и стекло-матовыми сепараторами (AGM – Absorptive Glass Mat). Кроме того, есть масса комбинированных моделей, так или иначе дополняющих каждую из технологий.
GEL
Консистенция электролита, в изготовленных по этой технологии батареях, представляет собой желеобразную массу.
Пористая структура этой массы имеет значительных объем пустот, в которых протекают рекомбинационные процессы кислорода и водорода.
Эти газы в обычном жидком электролите мгновенно всплывали на его поверхность, испарялись, создавая избыточное давление, что требовало наличия вентиляционных отверстий в корпусе батареи и последующего добавления дистиллята.
AMG
Банки аккумуляторов, изготовленных по технологии AMG залиты обычным жидким реагентом (вода и серная кислота), а их эффективность также, как и у гелевых моделей увеличена за счет рекомбинации газов. Разница в том, что перераспределение происходит в пустотах сепаратора, который изготовлен из специального пористого стекловолокна.
Щелочные (никель-железные) аккумуляторы
В качестве электролита в таких батареях используют щелочь (гидроксид натрия или калия в водном растворе), положительный электрод – железо, отрицательный – никель. По большинству параметров щелочные АКБ превосходят свинцово кислотные, чего не скажешь о стоимости и технологии производства.
Маркировка и характеристики тяговых АКБ
Основные характеристики тяговых аккумуляторов – это емкость, напряжение и максимальный разрядный ток.
Среднее напряжение для свинцово кислотного аккумулятора (одной секции) составляет 2V. На пике зарядки достигает показателей в 2,7V, а минимальные значения не должны опускаться ниже 1,8V, в противном случае возможна сульфатация решеток электрода.
Емкость характеризует количество энергии, которую способен отдать аккумулятор за определенное время, до тех пор, пока напряжение не станет ниже номинального. Единицы измерения этого показателя ампер-часы (Ah).
Обеспечение энергией электродвигателей и работа в качестве резервного источника питания требует значительных емкостей (600Ah и более).
Электрохимические реакции, протекающие при разрядке батареи напрямую зависят от окружающей температуры, поэтому изготовители указывают два варианта емкости тяговых батарей – при 5˚ C и при 20˚ С.
Важно! Максимальный разрядный ток тягового аккумулятора мало отличен от номинальной емкости. Что касается зарядного тока, он зависит от типа батареи, ее состояния и уровня заряда. 2
Маркировка
Различают следующие типы маркировки:
- PzS, OPzS. Мало обслуживаемые тяговые АКБ, положительные решетки которых имеют специальную оплетку (панцирь). Назначение панциря предотвращать осыпание активной составляющей электрода.
- PzV, OPzV. Также панцирные плюсовые решетки, но вместо жидкого электролита используется желеобразный (GEL).
- Жидкий электролит (вода, серная кислота), поверхностный принцип токоотвода. Отличительная особенность – поверхность положительных электродов в 10 и более раз превосходит стандартные аналоги. Обладают огромной емкостью (более 2000 Ah) и максимальным, как для современных АКБ, сроком службы (больше 25-и лет).
- Аккумуляторы с сетчатыми стрежневыми плюсовыми пластинами;
- Пластины такие же, как и в предыдущем случае, а сама тяговая батарея необслуживаемая герметизированная с желеобразным электролитом.
- P Батареи с такой маркировкой оснащены пластинами из чистого свинца, токоотводящая поверхность максимальна.
- OP. В аккумуляторе применен жидкий электролит (водный раствор серной кислоты).
Отличие от стартерных
Главное отличие тяговых аккумуляторов от стартерных моделей заключается в строении токоотводящих пластин электрода. В пусковых батареях они тонкие, но их много. Большая поверхностная площадь позволяет быстро отдать много тока, что важно при пуске двигателя. В тяговых аккумуляторах, напротив – пластины более крупные и заметно толще.
В результате реакция серной кислоты и рабочего состава пластин протекает медленнее, из-за чего нет возможности отдать много тока сразу, но длительность процессов, образующих ток, несопоставимо дольше, чем у батарей с тонкими решетками. Массивные пластины, помимо продолжительных электрохимических реакций, имеют гораздо больший срок службы, они менее подвержены износу и сульфатации.
Тяжелые внутренние элементы требуют соответствующей наружной конструкции, поэтому тяговые батареи упакованы в монолитный жесткий корпус, изготовленный из эбонита или высокопрочных полимеров.
Использование для пуска автомобильного двигателя
Важно! Тяговые батареи теоретически можно использовать в качестве стартовых, но их максимального тока едва хватит для пуска. Батареи, способные обеспечить необходимый ампераж вряд ли поместятся под капотом.
Для пуска двигателя требуется ток от 240 до 600 A, такие показатели кратковременно выдает обычный автомобильный АКБ на 60Ah (в зависимости от марки). Если же пытаться запустить мотор тяговой батареей, понадобится устройство с номинальной емкостью около 260Ah, которое поместиться далеко не в каждый багажник, не говоря о месте под капотом.
Положительные и отрицательные стороны тяговых аккумуляторов
Недостатки тяговых АКБ:
- В большинстве своем это габаритные устройства со значительной массой;
- Высокая стоимость.
- Для зарядки необходимо специальное ЗУ, которое также стоит немало.
- Емкость зависит от температуры эксплуатации;
- Не могут дать ток выше номинальной емкости даже кратковременно.
Достоинства:
- Обеспечивают длительное автономное питание устройствам;
- Хорошо переносят глубокий разряд;
- Длительность эксплуатации. Средние показатели 500-600 циклов, распространены модели до 1500, срок службы до 25 лет.
- Незаменимы в своем роде.
Правила хранения и эксплуатации
Мероприятия, проводимые в процессе эксплуатации подразделяют на три группы – ежедневные, еженедельные и ежемесячные:
- В ходе эксплуатации тяговые АКБ необходимо ежедневно полностью заряжать после разряда, контролировать количество электролита и при необходимости доливать воду.
- Раз в неделю аккумулятор следует осмотреть на наличие повреждений, очистить от поверхностных скоплений грязи, желательно сделать выравнивающий заряд.
- Раз в месяц необходимо проверить работоспособность ЗУ, проконтролировать плотность электролита во всех секциях аккумулятора, и напряжение на выходах.
Функционирование тяговой батареи напрямую зависит от залитого в нее электролита. Поэтому, более предпочтительно, чтобы заправка электролитом осуществлялась в условиях завода изготовителя.
Главные условия правильного хранения:
- Помещения для хранения должны быть сухими, не промерзать, в близи АКБ не должны находиться источники тепла.
- Во время хранения не доводить саморазряд до уровня, превышающего 80% (60% для технологии GEL);
- Нельзя допускать длительного простоя полностью разряженной батареи.
- Заливать только дистиллированную воду (ни в коем случае не электролит или серную кислоту).
- Во избежание появления конденсата на корпусе АКБ необходимо минимизировать колебания температуры и влажности в помещении где они хранятся.
- Аккумуляторы складируются исключительно вертикально, в один слой – класть что-либо сверху категорически нельзя.
Важно! Условия хранения, эксплуатации и обслуживания тяговых батарей зависят от конкретной модели, определяются производителем и описаны в соответствующей инструкции.
Зарядка тягового АКБ
Работу батареи можно условно разделить на два этапа – разрядка и зарядка. Во время разрядки свинец взаимодействует с серной кислотой электролита, в результате чего образуется сульфат свинца, электричество, продукты распада серной кислоты и воды. К тому же, плотность электролита снижается.
В ходе зарядки тягового аккумулятора электроны идут в обратном направлении, поэтому важно, чтобы зарядное напряжение превышало таковое на клеммах АКБ, иначе батарея будет разряжаться. Итак, электроны идут обратно, инициируя восстановительную реакцию серной кислоты из водорода и сульфатов. Также восстанавливается активная составляющая решеток и плотность электролита.
Стадии зарядки
Если коротко описать как заряжать тяговый аккумулятор, то получится последовательность действий, включающая в себя три этапа:
- Насыщение. На первой стадии насыщения процесс протекает быстро, при максимуме тока на ЗУ. Напряжение устанавливается в зависимости от степени разряда. Длительность зависит от номинальной емкости и силы зарядного тока (емкость 60Ah при токе 6A зарядится приблизительно через 10 часов). Сила тока заряда определяется в зависимости от конкретной батареи, но не может быть выше 100% ее емкости (ниже 10% ставят в исключительных случаях). Заряжают до тех пор, пока не наберется 80% емкости.
- Поглощение (абсорбция). Напряжение на стадии поглощения остается на уровне, достигнутом на первой этапе, а сила тока постепенно снижается, вплоть до максимальной зарядки.
- Поддержка. Третий этап поддерживающей зарядки наступает после понижения, потребляемого батареей, тока менее чем до двух процентов от его емкости. Чтобы исключить закипание, ЗУ автоматически уменьшает напряжение до 13,8V. Чрезмерное напряжение является причиной преждевременного старения положительных решеток, а недостаточное приводит к сульфатации, по причине неполной зарядки аккумулятора.
Недостаточный заряд и перезаряд
На пластинах не полностью заряженной тяговой батареи, особенно если недозаряд регулярен, появляются частицы сульфатов, которые ощутимо увеличивают сопротивление. Из-за этого ЗУ не может откалибровать зарядное напряжение, что приводит к еще большей недозарядке и сульфатации соответственно.
Чрезмерный заряд
Особенно опасен для аккумуляторов с желеобразным электролитом и AGM устройств. Во время длительной перезарядки закипает жидкий реагент, инициируя неконтролируемый нагрев с постоянным повышением температуры.
Популярные бренды тяговых АКБ
Германский производитель Sonnenschein на рынке автономных источников питания более 100 лет. Продукция компании использует передовые разработки в продукции, рассчитанной на большинство потребностей своих клиентов.
Более бюджетные, но добротного качества батареи предлагает компания Ventura. Приемлемые цены возможны благодаря размещению производственных мощностей в Китае. Тем не менее продукция бренда изготавливается по технологии AGM, характеризуется минимальными испарениями и достойными эксплуатационными показателями.
https://www.youtube.com/watch?v=P9g2jbTwHqA
Загрузка...
