Ragefish.ru

Тяговый аккумулятор

Тяговые аккумуляторы

Все мы отлично знаем предназначение аккумуляторных аккумуляторов – запуск двигателя, питание для световых приборов, обогрева стекол и т.д. Но существует еще один вид мощных аккумуляторов – тяговые.

Тяговые аккумуляторы устанавливаются на электрокары, электропогрузчики, электротележки, штабелеры и др.).

Они являются основным источником тока, который обеспечивает питание ходовых и подъемных двигателей, световой и звуковой сигнализации и т.д. Многие современные модели напольного транспорта оборудуют системой рекуперации механической энергии торможения в электроэнергию, которая используется для подзаряда аккумулятора.

До последнего времени в России в основном применялись никель-железные аккумуляторы. Однако к настоящему времени налажено и освоено производство свинцовых тяговых аккумуляторов.

Рассмотрим историю производства тяговых аккумуляторов в России.

Маркировка тяговых акб

Ранее тяговые аккумуляторы Российского производства от ЗАО Курский завод «Аккумулятор» на базе АКБ ЭН-400-42 выпускались с маркировкой: 12 ЭН-400-42, 16 ЭН-400-42, 20 ЭН-400-42. Кроме того, производились АКБ ЗА 210, 4А 280, 5А 350, 6А 420, ЗВ 210, 4В 280, 5В 350, 6В 420. Цифры 3, 4, 5 и 6 обозначают количество положительных электродов в аккумуляторе, 400, 210, 280, 350, и 420 — номинальную емкость в амперчасах при 5-часовом режиме разряда. Буквы Н и В относятся к намазным электродам, А — к панцирным.

В настоящее время заводом освоен выпуск аккумуляторов ТПНЖ-550М-У2 и батарей 46ТПНЖ-550М-У2. ТП — область применения — тепловозы; НЖ — электрохимическая система аккумулятора (никель — железная);цифры после букв — номинальная емкость при 5 часовом режиме разряда, А. ч; М — модернизированный; У — климатическое исполнение. Для начала расскажем о серии ЭН-400:

Характеристики акб тяговых

Аккумулятор ЭН-400 У2 имеет габариты 130x174x484 мм, масса с электролитом составляет 31 кг. Положительные намазные электроды законвертованы в пакет, скрепленный боковыми изоляторами. Пакет состоит из положительного электрода и прилегающих к нему с двух сторон сепараторов (стекловолокна и перфорированного винипласта). Между пакетом и отрицательными электродами помещаются ребристые мипластовые сепараторы. Подробней о сепараторах можете почитать здесь. Зазор между полиэтиленовыми крышками и баками уплотнен шнуровым асбестом и залит битумной мастикой. Аккумулятор ЭН-400 работоспособен при температурах окружающей среды от -40°С до +40°С, срок службы в эксплуатации составляет 2 года при наработке 500 циклов.

Основные характеристики тяговых АКБ серии А (панцирные положительные электроды) приведены в таблице 1.

Токовыводы имеют отверстия под болтовые крепления соединительных перемычек. Баки и крышки из сополимерпропилена соединяются термоконтактным способом с обеспечением герметичности сварного шва. Выводные борны в крышках залиты герметизирующей мастикой.

Таблица 1 Основные характеристики тяговых аккумуляторов серии А

В НТЦ АОЗТ «Электротяга» (г. Санкт-Петербург) разработана серия тяговых АКБ и батарей на их основе емкостью от 210 до 560 Ач. Следует заметить, что данное предприятие является разработчиком и изготовителем серии свинцовых аккумуляторов различного назначения с заданными характеристиками.

Массогабаритные и электрические характеристики данной серии АКБ приведены в таблице 2.

Таблица 2 Массогабаритные и электрические характеристики батарей с емкостью от 210 до 560 Ач

Аккумуляторы, характеристики которых приведены в таблице 2, соответствуют ГОСТ 28132-89. Батареи состоят из 40 отдельных аккумуляторов, соединенных между собой последовательно с помощью межэлементных соединений. Соединения в указанных батареях могут выполняться в двух вариантах: сварными с помощью перемычек из свинцово-сурьмяного сплава, а также с помощью болтовых соединений кабельными перемычками.

Особенности эксплуатации

Наработка батарей составляет: 1000÷1200 циклов для типа А и 500 циклов для типа В до снижения емкости до 80% от С5. Значения токов для каждого типа АБ указываются в эксплуатационных документах. Батареи выпускаются в 2-х вариантах: в сухом незаряженном виде и залитыми электролитом, заряженными. Герметизация бака с крышкой осуществляется с помощью кислотостойкого герметика или термоконтактной сваркой

Тяговые аккумуляторные батареи после приведения их в рабочее состояние эксплуатируются в соответствии с руководством по эксплуатации предприятия-изготовителя. Учитывая, что тяговая аккумуляторная батарея не подвергается глубоким разрядам, для предотвращения потери емкости вследствие сульфатации отрицательных электродов периодически (примерно один раз в шесть месяцев) проводятся лечебные циклы и ежемесячные уравнительные заряды. Уравнительные заряды проводятся по окончании нормального заряда током 15-20% от максимального до постоянства плотности электролита и напряжения в течение 4 ч.

До недавнего времени в нашей стране широко использовались тяговые батареи Болгарии. Батареи выпускаются как с панцирными, так и намазными электродами. Их основные характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3 Основные характеристики акб с панцирными и намазанными электродами

Щелочные тяговые аккумуляторы

Прогресс не стоит на месте и на замену аккумуляторам предыдущего поколения приходят новые. Отечественные заводы начали выпуск более технологически совершенных аккумуляторных батарей нового поколения.

Для примера можем рассмотреть продукцию Курского завода «Аккумулятор». На официальном сайте представлены тяговые аккумуляторы и батареи щелочные никель-железные с маркировкой ТПНЖ-550М-У2 и 46ТПНЖ-550М-У2. Они как указано в официальном источнике предназначены для для запуска дизеля тепловоза, стартерного пуска, а также для , освещения и питания цепей управления, а так же для вспомогательных нагрузок при неработающем дизеле.

В этих батареях конструктивно ничего нового нет. Они состоят из положительных и отрицательных электродов , которые уложенны поочередно в блок. Как мы уже знаем пластины изолируют между собой сепаратором, изготовленным из гофрированного и перфорированного винипласта. Блок электродов помещается в стальной бак. Щелочестойкое лакокрасочное покрытие защищает бак от коррозии. На каждый АКБ надевают специальный чехол, для того чтобы обеспечить электрическую изоляцию аккумуляторов внутри батарейного ящика.

Читать еще:  Шнур для ультралайта рейтинг

Электролит состоит из водного раствора едкого калия с добавкой (20+1) г/л гидрата окиси лития. Основные технические характеристики приведены в таблице 4 и 5.

Тяговые аккумуляторы: основные характеристики

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

Отличия стартерных и тяговых аккумуляторов

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

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

Устройство кислотного тягового аккумулятора

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

Основные характеристики тяговых батарей можно определить по таким показателям:

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

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

Тяговые аккумуляторы с жидким электролитом

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

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

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

Технология свинцово-кислотных батарей

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

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

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

Литий-ионные аккумуляторы

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

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

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

Зарядка и восстановление тяговых аккумуляторов

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

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

Особенности тяговых аккумуляторов глубокого разряда

Электрический аккумулятор (далее «аккумулятор», лат. accumulator, что означает собиратель, стяжатель, накопитель) – устройство для периодического накопления электрической энергии от химической реакции, и передачи её устройству-потребителю. Работоспособность аккумулятора восстанавливается электрическим током, противоположным току разряда. Аккумуляторы, соединённые последовательно, образуют аккумуляторную батарею (АКБ).

Первый аккумулятор создан немецким химиком И.В. Риттером (1776 – 1810). 21 век впечатляет разнообразием этих устройств, от миниатюрных батарей к бытовым устройствам до гигантских хранилищ энергии. Так, компания Tesla построила в Калифорнии хранилище на 80 МВт*часов, которое обеспечивает 4-часовой запас электроэнергии для 15 тысяч домов и готова построить в Австралии хранилище на 100 МВт*часов.

Общая информация

  1. Свинцово-кислотная АКБ, в котором свинцовые пластины погружены в кислотный электролит. Отличаются большим весом и плохой переносимостью глубокого разряда.
  2. АКБ с впитывающим стекломатом (AGM). Для стабилизации циклов заряда – разряда в АКБ установлен стекловолоконный сепаратор, который впитывает электролит. В результате аккумулятор не теряет производительности после нескольких сотен циклов заряда-разряда. Герметичен, виброустойчив, не требует обслуживания, чувствителен к перенапряжению.
  3. Гелевая АКБ ( GEL ), в которой электролит загущён до уровня геля. Устойчив к механическим воздействиям и вибрации, выдерживает глубокий разряд и воздействие крайних температур (-30 – +60 С). Из кислотных АКБ способен обеспечить наибольшее количество циклов заряда – разряда и наименьший саморазряд. Главным недостатком АКБ типов 1 – 3 является большой вес. Важным достоинством этих устройств является относительно низкая цена по сравнению с Li-ion АКБ.
  4. Литий-ионная (Li-ion) АКБ. Переносчиком заряда является ион лития, несущий положительный заряд и способный проникать в кристаллическую решетку реагента. Литиевая АКБ герметична, виброустойчива, имеет относительно малый вес и низкий уровень саморазряда (5 – 10%/год), способна работать при температурах от -30 до +60 С.

В зависимости от веществ, используемых в химической реакции, АКБ подразделяются на типы, которых сейчас насчитывается более 30.

Основные характеристики:

  • Ёмкость (А*час) – максимальное количество энергии, способное сохранить в батарее.
  • Саморазряд – величина уменьшения ёмкости АКБ после полной зарядки без нагрузки. Уменьшение происходит по экспоненте.
  • Вольт-амперные характеристики.
  • Диапазон рабочих температур.
  • Габариты.
  • Вес.

Тяговые аккумуляторы

Исходя из назначения, АКБ подразделяют на стартерные и тяговые. Стартерные АКБ применяются для ускоренного запуска двигателей и не рассчитаны на частые циклы разряда – заряда. Тяговые АКБ способны поддерживать длительную подачу постоянного высокого тока, имеют очень толстые пластины и стенки корпуса. Их применяют с теми устройствами, которым нужно долгое и постоянное электропитание: трейлеры, катера, яхты, электромобили, лодки, напольные транспортные средства, поломоечные машины, электроколяски, инвалидные кресла, альтернативные источники энергии, источники бесперебойного питания.

Читать еще:  Чеснок для рыбалки

Основные характеристики большинства тяговых АКБ:

  1. Напряжение – 2, 4, 8, 12, 24 вольт.
  2. Ёмкость – 30 – 300 А*час.
  3. Температурный диапазон – -30 – +60 C .

Достоинства тяговых АКБ:

  • возможность противостоять окислительным процессам;
  • повышенное число циклов разряда и заряда;
  • допускают глубокий разряд;
  • долгий срок службы.

Недостатком тяговых аккумуляторов глубокого разряда является их стоимость, которая в разы больше стоимости стартерных аккумуляторов.

На российском рынке можно встретить тяговые АКБ следующих фирм: Varta, Deka, Exide, Sonnenschein, U . S . Battery , Ventura , Yuasa , Banner , Delta , Derf, Minn Kota, Trojan, Ventura, Zelus , CitiBat, P-Com, Fiamm, Leoch, WBR. Среди отечественных производителей можно отметить компанию « Радиотех» и Тюменский аккумуляторный завод. Первая выпускает инновационные Li – ion тяговые АКБ, которые можно использовать при эксплуатации большинства устройств. Тюменский аккумуляторный завод известен тяговыми аккумуляторами для напольных машин, систем электропитания железнодорожного транспорта, изделиями для систем резервного электропитания.

При зарядке AGM и GEL аккумуляторов используются специальные зарядные устройства. Они обеспечивают:

  • ускоренное восстановление после разрядки;
  • защиту от перегрузки;
  • адаптацию к зарядным характеристикам устройства.

Тяговые аккумуляторы для лодочных моторов

Тяговые аккумуляторы для лодочных моторов должны работать в различных климатических условиях, долгое время сохранять рабочее состояние без подзарядки, обладать мощностью, достаточной для запуска холодного двигателя, иметь малый ток саморазряда. Также от них требуется безопасность, быстрота и запас хода, приемлемый вес. Нормальными считаются запас хода лодки на 2 часа при работе двигателя на полную мощность и вес аккумулятора не более 20 кг. Все типы аккумуляторов для лодочных моторов имеют ёмкость в пределах 55 – 150 А*час.

Аккумулятор для лодочного электромотора с жидким электролитом из-за относительно невысокой цены и хорошей переносимости перезаряда пользуется наибольшим спросом. Однако на этом его достоинства заканчиваются. При эксплуатации лодочные аккумуляторы с жидким электролитом устанавливаются только вертикально, чувствительны к сильной вибрации и лодочной качке. Обслуживаемый аккумулятор для лодки требует долива воды. Саморазряд 5 – 8 % / мес., число циклов заряда – разряда до 1000, срок эксплуатации 5 – 7 лет.

Благодаря присутствию сепаратора в герметичном необслуживаемом AGM аккумуляторе для лодочного электромотора электролит по всему объёму имеет одинаковую плотность, обеспечивается устойчивость к механическим воздействиям. При эксплуатации на водоёме важно, что этот аккумулятор имеет пусковой ток до 1000А и время полного заряда 1 – 3 часа. AGM аккумулятор устанавливается в лодке достаточно произвольно, имеет приемлемую стоимость. Для регулировки напряжения заряда требует использования зарядного устройства.Саморазряд 1 – 3 % / мес., число циклов заряда – разряда до 1500, срок эксплуатации 5 – 10 лет.

Удобство эксплуатации GEL аккумулятора на рыбалке и путешествии по воде на лодке обусловлено его герметичностью, отсутствием обслуживания, невозможностью газовыделения и разлива электролита, прочностью и виброустойчивостью. Тяговый гелиевый АКБ способен запустить мотор мощностью до 40 л.с., обеспечивать работу электромотора с рабочим напряжением 12, 24, 36 вольт, эхолота, насоса и лебёдки. Для предотвращения перезаряда, требует использования зарядного устройства.Саморазряд 1 – 3 % / мес., число циклов заряда – разряда до 2000, срок эксплуатации 7 – 12 лет.

Литий-ионные тяговые АКБ при малом весе обладают высокой электроёмкостью, имеют защиту от перезаряда. обеспечивают скорость заряда 95% / 35-40 минут, не нуждаются в техническом обслуживании. Компанией «Радиотех» производятся экологически безопасные тяговые литиевые аккумуляторы, имеющие вес в 4 раза и габариты в 3 раза меньше кислотных, что облегчает их использование в условиях ограниченного лодочного пространства, позволяет использовать более мощный электромотор. Эти АКБ обладают увеличенным жизненным циклом и не тонут. Главным недостатком всех Li – ion АКБ является их высокая стоимость. Саморазряд менее 1 % / мес., число циклов заряда – разряда до 3000, срок эксплуатации 10 – 12 лет.

Для увеличения срока службы тяговых аккумуляторов для лодочных моторов необходимо:

  • использовать AGM аккумулятор циклического или смешанного режима работы, обеспечивающего высокую энергоотдачу;.
  • контролировать состояние АКБ с помощью вольтметра или иметь изделие с индикатором разряда;
  • заряжать АКБ сразу после разряда;
  • придерживаться паспортного времени плавания на данном АКБ;
  • хранить только полностью заряженное изделие при температуре, указанной в паспорте.

Наибольшей популярностью пользуются тяговые аккумуляторы для лодочных электромоторов, произведённые фирмами Varta, Deka, Exide.

Тяговые аккумуляторы для напольной техники

Особенности тяговых АКБ для напольной техники:

  1. Заряд 120 – 1500 А*час, достаточный для работы 12-часовой смены, ресурс 500 – 1000 циклов.
  2. Размеры АКБ ограничены только размерами аккумуляторного отсека и мощностью мотора.
  3. Вес АКБ практически не критичен при эксплуатации.
  4. Наличие контрольного устройства заряда.
  1. Тип изделия: жидкостной или гелевый.

Тяговые аккумуляторы для моторных катеров и яхт

Особенности тяговых АКБ для моторных катеров, яхт, крупных лодок:

  • работать при качке, высоком уровне вибрации;
  • обеспечивать работу вспомогательного оборудования, запуск холодного двигателя;
  • не быть критичным к глубокому разряду.

Из-за невозможности утечки электролита, при эксплуатации моторных катеров, яхт и крупных лодок наиболее подходят гелевые АКБ, которые можно размешать рядом с оборудованием.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector