Устройство свинцово-кислотных аккумуляторов.
15.05.2014
Где находится сердце электромобиля?
Как Вы думаете, что объединяет автомобиль, электромобиль, электровелосипед и другие транспортные средства?
Где их сердце? Если Вы думаете - двигатель, ошибаетесь, - аккумуляторная батарея! Именно эта незаменимая деталь снабжает электричеством стартер, либо электродвигатель привода электромобиля. Именно с неё начинается движение.
Сегодня наиболее распространенный тип аккумуляторов - свицово-кислотные. Их используют в транспорте или в качестве аварийного источника электроэнергии. Работает свинцово-кислотный аккумулятор благодаря электрохимическим реакциям свинца и диоксида свинца, которые проходят в сернокислотной среде. Обычно в аккумуляторах используют раствор серной кислоты и дистиллированной воды с концентрацией 1,23 г/см?. При таком соотношении компонентов, электролит работает с максимальной эффективностью. В регионах с более холодным климатом используется более высокая концентрация серной кислоты.
В процессе работы аккумулятора проходит как минимум 60 разных химических реакций. При этом 20 реакций не требуют участия электролита.
Конструкция свинцово-кислотного аккумулятора состоит из положительных и отрицательных электродов. Электроды разделяет изоляционный материал - сепаратор. Для изготовления электродов не используют чистый свинец, а используют его сплав с добавлениям 1-32 процента сурьмы. Таким образом повышается прочность решёток. В последнее время кроме сурьмы в состав пластин стали вводить соли кальция - либо во все электроды, либо только в положительные.
Функционирует аккумуляторная батарея циклически - то есть режим зарядки чередуется с режимом разрядки. В традиционных и гибридных автомобилях, восстановить заряд аккумулятору помогает генератор, а в электромобилях – зарядное устройство. Аккумуляторы работают в разных климатических условиях, поэтому должны сохранять работоспособность в широком диапазоне температур, при различной влажности и давлении. Обеспечить это не так-то просто. Для современных четырехколесных "коней" с бензиновым и электрическим приводом нужна батарея, которая выдержит значительные энергозатраты и обеспечит бесперебойное питание множества потребителей.
В зависимости от технических особенностей конструкции электромобиля, а также от того, где он будет использоваться - конструируют его "электрическое сердце". Однако главное задание разработчиков - это увеличить время эксплуатации.
Несколько отличаясь по конструкции, традиционные свинцово кислотные аккумуляторы, а также гелевые и АGM, обьединяют материалы, из которых они сделаны и, соответственно, один и тот же тип тип химических реакций. Несколько отличаясь по конструкции, традиционные свинцово кислотные аккумуляторы, а также гелевые и АGM, обьединяют материалы, из которых они сделаны и, соответственно, один и тот же тип тип химических реакций. Несколько отличаясь по конструкции, традиционные свинцово кислотные аккумуляторы, а также гелевые и АGM, обьединяют материалы, из которых они сделаны и, соответственно, один и тот же тип тип химических реакций. Несколько отличаясь по конструкции, традиционные свинцово кислотные аккумуляторы, а также гелевые и АGM, обьединяют материалы, из которых они сделаны и, соответственно, один и тот же тип тип химических реакций.
На работоспособность и срок жизни батареи влияет немало факторов и показателей, за которыми в прежние времена внимательно следили: температурой электролита (не должна превышать 50°), уровнем вибрации, периодичностью, объемом и качество технического обслуживания, параметрами тока разряда и заряда, надежностью электрооборудования.
Чтобы аккумулятор обеспечивал энергией автомобиль долгое время, он должен иметь:
высокую механическую прочность,
выдерживать продолжительную работу в режиме низких температур от - 40°, а также во время жары - до +60°.
Производители аккумулятора следят за тем, чтобы он терял как можно меньше энергии, когда его не используют, - от саморазряда.
Сейчас, с усовершенствованием технологий производства аккумуляторов, их обслуживание упростилось и сводится к проверке уровня электролита (там, где это можно проверить) и параметров тока зарядки.
Особенности конструкций аккумуляторных батарей
Есть несколько основных типов конструкций аккумуляторных батарей, они имеют свои особенности, хотя есть и общие черты.
Обычная конструкция - моноблок с ячейками банок и межэлементными перемычками. В электролит, которым залиты банки, погружены электроды состоящие из свинцовых решеток, полости в которых заполнены специальной пастой. Для того чтобы паста была плотнее, в неё добавляют волокна полипропилена, или сажу с сернокислым барием. Пасту обычно накладывают на решетки, прессуют и сушат, а потом обрабатывают с помощью электрохимических процессов. Такой состав повышает коэффициент использования активных материалов. Благодаря решеткам, - ток равномерно распределяется среди активных материалов.
Второй вариант - батарея находится в одном моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками.
Также есть батареи, которые не требуют обслуживания при эксплуатации. Они так и называются - необслуживаемые.
Все - и положительные и отрицательные электроды, соединяются между собой в полублоки.
Из полублоков состоят целые блоки. Количество положительных и отрицательных электродов может быть разным, однако эта разница в количестве между ними, - не может превышать одного электрода. Чаще всего, количество отрицательных электродов в аккумуляторах на один больше, чем количество положительных и каждый положительный электрод находится между двумя отрицательными. В такой конструкции положительные электроды меньше деформируются, правда, их толщина должна быть больше. Если количество положительных электродов больше, то в этом случае их толщина совпадает с толщиной отрицательных.
Еще одной важной частью конструкции аккумулятора являются сепараторы – они размещены между электродами и предотвращают их замыкание. К тому же сепараторы фиксируют электроды неподвижно, и тем самым увеличивают срок службы батареи. Сепараторы изготовливают из таких материалов, как: мипор, мипласт, поровинал, пластипор, винипор.
Мипор - вулканизованная смесь натурального каучука с силикагелем и серой.
Недостатки: ломкий, медленно проникает электролит, материал дорог.
Мипласт - изготовляется путем термической обработки полихлорвиниловой смолы.
Процесс изготовления не сложен, сырье легкодоступное, электролит проникает быстро. Недостаток - срок эксплуатации аккумуляторов небольшой.
Унификация размеров аккумуляторов
Для того чтобы аккумуляторы были удобными в использовании их размеры унифицированы. Клеммы на всех аккумуляторах также имеют стандартные размеры. С помощью такой унифицированной системы, в автомобиле или электромобиле можно устанавливать батареи разных размеров.
Если при приготовлении электролита использовать не дистиллированную воду, а обычную водопроводную, то саморазряд аккумулятора значительно ускоряется, происходит сульфитация, пластины разрушаются и ёмкость уменьшается. Уменьшается и срок службы батареи.
Причинами выхода аккумуляторов из строя является образования сульфата свинца, который препятствует протеканию химических реакций, окисление и растворение в электролите электродов, сползание и опадание активной массы положительных электродов.
Облако тэгов: литиевые аккумуляторы купить Запорожье, аккумуляторы для электромобилей Запорожье