Тяговый аккумулятор что это такое: отличаем тяговый аккумулятор от стартерного? |

Содержание

отличаем тяговый аккумулятор от стартерного?

Классические стартерные аккумуляторы подают энергию на стартер, который вращает маховик, тем самым запуская мотор. Но существует и еще один вид – тяговые аккумуляторы, которые обладают рядом технических отличий. Давайте рассмотрим, что такое тяговый аккумулятор: узнаем сферу его применения и тонкости работы.

Чем отличается тяговый аккумулятор от

стартерного?

Функция стартерного аккумулятора – запуск двигателя, выдача высокого пускового тока: от 250 до 1000 Ампер. Устройство чувствительно к глубокому истощению: его нельзя разряжать ниже 10 Вольт. Также изделие рассчитано на малое количество циклов разряда/заряда (около 30), и обладает небольшой емкостью.

Тяговые аккумуляторы не имеют высокого пускового тока, но могут «похвастаться» внушительной емкостью. Предназначен для длительной отдачи мощного заряда, еще тяговый акб — это устройство способны отдавать определенное количество энергии на протяжении длительного периода времени. Разряжаться такая батарея практически до нуля – это никак не повлияет на ее работоспособность и плотность енергии.

Для какого транспорта подойдет тяговая батарея?

Разобравшись, для чего нужны тяговые аккумуляторы, перейдем к сфере их применения. Силовые батареи отлично подходят для техники промышленного и бытового назначения, складской техники. Например, для:

Фронтальных погрузчиков, тягачей;
Экскаваторов;
Моторных лодок.

Тяговый аккумулятор может использоваться и на авто: эти батареи устанавливают на гибридные машины и электрокары.

Тяговые аккумуляторы

Свинцово-кислотные – внутри таких аккумуляторов содержится жидкий электролит, катодные пластины выполнены из свинца. Из преимуществ варианта – низкая цена. Из недостатков – гораздо меньший период работы, чем у аккумуляторов АГМ.
AGM – не содержат жидкого электролита, устойчивы к низким/высоким температурам, вибрациям, любым условиям эксплуатации. Дополнительное преимущество – тяговые АГМ не требуют обслуживания.

Можно ли стартерный аккумулятор использовать как

тяговый?

На практике это не работает: как мы уже успели отметить выше, стартерные батареи обладают гораздо меньшую емкость и чувствительны к глубокому разряду. Поэтому они явно не подойдут для условий, где нужно работать «на износ».

Альтернативное решение – стартерно-тяговые AGM. Они совмещают в себе преимущества двух популярных видов: выдают внушительный пусковой ток, но, в то же время, обладают хорошей емкостью и способны выдавать энергию постепенно, на протяжении длительного периода работы транспортного средства.

Как выбрать тяговый аккумулятор?

Принцип максимально прост: учтите предстоящие условия эксплуатации, обратите внимание на основные характеристики (мощность, емкость, количество циклов, температурные режимы работы, возможность быстрой зарядки). И, конечно же, доверяйте проверенным производителям – никакого «китая»! Лучшие тяговые аккумуляторы Optima Bluetop, от американского производителя, можно выбрать на сайте Bezdor4x4.

Больше интересных статей об аккумуляторах читайте в нашем блоге.

Чем отличается тяговый аккумулятор от стартерного

13 декабря 2016

Современные аккумуляторные батареи изготавливают в различных типах, конструкциях, используются разные химические составы внутреннего строения. Один из наиболее популярных аккумуляторов – стартерный АКБ, используемый преимущественно на автомобилях. Однако современные производители предлагают новый тип батареи – тяговый, который многие пользователи часто путают со стартерным видом. Существуют ли принципиальные различия между двумя типа батарей? Можно ли заменять одну модель другой?

Стартерные аккумуляторы: ключевые особенности

Предназначение данного вида АКБ – запуск двигателя автомобиля, двигательных конструкций других механизмов. Батареи дают необходимый ток на стартер, который запускает автомобильный или любой другой двигатель. В специальной терминологии такой ток получил название «пусковой».

Стартерные батареи обладают тремя ключевыми характеристиками:

непосредственно показатели тока, которые колеблются между 250 и 1000 Амперами;

напряжение стартерной батареи – зачастую примерно 12. 7В;

один из ключевых показателей – батарейная емкость, измеряемая единицей Ампер-часы. Многие автомобили оснащены аккумуляторами емкостью от 55 до 65 А-ч.

Основная особенность работы таких аккумуляторов – это чувствительность к глубоким разрядам. Автомобильные специалисты не рекомендуют пользователям допускать ситуации, когда батарея разряжается ниже 10В. Несколько десятков таких разрядов приведут к тому, что стартерный АКБ можно будет просто выбросить.

Иными словами, если говорить предельно просто, стартерный аккумулятор – устройство, отдающее мощный ток стартеру автомобиля, который запускает двигатель. Остальное время такая модель просто заряжается, восполняя затраченную энергию.

Тяговые аккумуляторы: основные характеристики

Это принципиально другой тип аккумуляторных батарей, хотя им оснащаются различные двигательные механизмы, автомобили. Большую популярность данные АКБ имеют для установки в электрокары, различную специальную технику (например, складские погрузчики, тягачи, электромоторные лодки).

Главное отличие от стартерных батарей – это принцип работы тяговых аккумуляторов. Данные модели не отличаются серьезными пусковыми токами, так как их работа рассчитана на принципиально другой режим. Тяговые АКБ заточены под длительную работу, постоянно отдавая энергию для какой-либо техники. Таким образом, их использование – это длительное, непрерывное питание энергией различных механизмов, установок.

Конструктивные различия

Классический АКБ – это сплошной корпус, внутри которого располагаются главные элементы (электролитное вещество, электродные пластины). Тяговые модели представляют собой совершенно иную конструкцию. Они выполнены в форме моноблока. Внутри этого моноблока располагаются несколько батарей по 2В, каждая из которых взаимодействует между собой. Собственно, пользователь может выбрать батарею любого напряжения – два вольта, четыре, шесть, восемь. Наиболее популярные сегодня – модели на 12В.

Схожесть между тяговыми и стартерными АКБ – это наличие внутренних электродных пластин (анод, катод), электролитного вещества. Электролит обоих моделей может представлять собой кислотный раствор или же быть гелевым. Однако особое внимание следует обратить на пластины электродов. Классические батарейные модели оснащены тонкими пластинами. Если заглянуть внутрь тяговых аккумуляторов, то здесь мы увидим принципиально другую картину: электродные пластины выполнены большими, толстыми.

Собственно, теперь понятно для чего создается моноблочная секционная конструкция тяговых АКБ. Кроме того, толстые, большие пластины меньше изнашиваются, делают работу более долговечной. Однако претерпевает изменение корпус данных моделей. Он также изготовлен более толстым, чтобы выдержать вес, объем внушительных по размерам электродов. Иногда производители используют альтернативные материалы изготовления корпусов. На замену классическому пластику идут специальное стекло, эбонит, керамика.

Использование тягового АКБ вместо стартерного

Теоретически такую замену произвести можно. Однако не забывайте, что тяговые аккумуляторные модели имеют меньшую мощность пускового тока. Для стартера вашего автомобиля может просто не хватить данной энергии. Разумеется, можно приобрести модель на 300 Ампер. Именно столько необходимо обычному автомобилю для запуска. Однако вспомните, что собой представляет такой аккумулятор по конструкции – массивный многосекционный моноблок. Установить тяговый аккумулятор на автомобиль зачастую не представляется возможным из-за его внушительных габаритов.

Рассказать

Твитнуть

Класснуть

Поделится

Новый комментарий

Войти с помощью

Отправить

Что такое тяговая батарея? Удивительный гид!

Содержание этой статьи

Что такое тяговая батарея? Что означает тяговая батарея?

В соответствии с европейским стандартом IEC 60254 – 1 свинцово-кислотная тяговая батарея используется в качестве источника питания для электродвижения в транспортных средствах, локомотивах, промышленных вилочных погрузчиках и механическом погрузочно-разгрузочном оборудовании (MHE). Блок тяговых аккумуляторов может быть выполнен из элементов на 2 В или моноблоков на 4, 6, 8 и 12 В (рис.1). Производители тяговых батарей в Европе и на рынке тяговых батарей не оговаривают внутреннюю конструкцию тяговых батарей, но внешние размеры определяются в таких стандартах, как IEC 60254-2. Емкость батареи измеряется в ходе определенного испытания на разрядку батареи от полного заряжается до 1,7 вольт на элемент в течение 5 часов (испытание C5).

Разница между тяговой батареей и обычной батареей

Тяговые батареи состоят как из затопленных, так и из VRLA конструкций, как в 2-вольтовых батареях, так и в моноблочных конструкциях. В этих конструкциях положительные пластины могут быть как плоскими, так и трубчатыми. Для варианта AGM конструкции VRLA подходят только варианты с плоскими пластинами из-за требования поддержания равномерного сжатия мата из стекловолокна, используемого для сепаратора. Трубчатая тяговая батарея с конструкцией трубчатой положительной пластины обычно обеспечивает более высокий срок службы, чем конструкция батареи с плоской пластиной. Конструкция закрытой трубки (рис. 2) гарантирует, что положительный активный материал прочно удерживается на проводящем стержне из свинцового сплава во время циклов глубокого разряда тяговой батареи.

Что такое срок службы тягового аккумулятора?

Срок службы тяговой батареи определяется количеством стандартных циклов глубокой зарядки-разрядки, которые она может выполнить до снижения ее номинальной или номинальной емкости до 80%.
Конструкция тяговой батареи по спецификации имеет решающее значение для обеспечения длительной и бесперебойной работы в процессе эксплуатации. Чтобы достичь этого, существует несколько ключевых аспектов конструкции тяговых ячеек, которые гарантируют, что они смогут соответствовать требованиям 9Гарантия на тяговую батарею 0022 и цикличность. Ключевыми компонентами тяговой батареи являются сплав положительной решетки, формула губчатого свинца, химический состав активного материала и метод разделения, опорные пластины и охлаждающие детали тяговой батареи.

Что такое защита тяговой батареи?

Режим глубокого разряда требует, чтобы тяговая батарея заряжалась в течение длительного времени при высоком напряжении. Это окисляет положительный стержень, что вызывает рост сетки и, в конечном итоге, выход из строя, поскольку положительный проводник полностью превращается в PbO2. Поэтому свинцовый сплав тяговой батареи должен обладать коррозионно-стойкими свойствами, а также достаточно прочным, чтобы сопротивляться росту ползучести. Производитель тяговых аккумуляторов в Индии Microtex использует специальные свинцовые сплавы с запатентованной формулой добавок сурьмы, олова, меди, серы, селена и мышьяка, которые были разработаны в течение десятилетий опыта для обеспечения максимальной коррозионной стойкости и сопротивления ползучести для их трубчатых положительных пластин. используются в их тяговых батареях.

Что такое процесс производства тяговых аккумуляторов?

Точно так же другие факторы, такие как структура положительных и отрицательных активных материалов и их плотность, имеют жизненно важное значение для обеспечения емкости и срока службы, необходимых для свинцово-кислотных тяговых аккумуляторов. Трубчатые положительные пластины заполнены всухую уникальным порошком оксида свинца, который снова был разработан компанией Microtex на основе многолетнего опыта и лабораторных испытаний. Эти процессы также гарантируют, что в положительных трубках образуется правильная форма диоксида свинца глубокого цикла (альфа-PbO2).

Наряду с этим, физическая конструкция пакетов PT с несколькими трубками и внутренняя нижняя призматическая опора обеспечивают пространство, в котором собирается материал, сбрасываемый с пластин во время работы батареи. Это важно, так как снижение емкости и отказ могут произойти из-за короткого замыкания из-за того, что активный материал сбрасывается, создавая проводящий мост между пластинами по мере старения батареи.

Рисунок 1 Тяговая батарея 2-вольтовые элементы и аккумуляторы для вилочных погрузчиков Рисунок 2 Конструкция свинцово-кислотного элемента 2В для вилочных погрузчиков

Из чего состоит тяговая батарея?

Компонент	Строительный материал	Применение
Отрицательная сетка батареи	СТАНДОВАЯ СЛАДКИ — ПБ/CA/SN/AL ALLOOY	СТАНДА 2В. и малообслуживаемая батарея
Трубчатая решетка с положительным стержнем	Свинцовый сплав с низким содержанием сурьмы — сплавы Pb/Ca/Sn/Al	Стандартные залитые 2-вольтовые тяговые элементы — VRLA, гелевые и малообслуживаемые аккумуляторы
Положительный активный материал	Сухой заполненный PbO2 3,6–3,8 г/см3 активный материал	Губчатый свинец 4,4 г/куб.см	Все типы свинцово-кислотных 2-вольтовых трубчатых элементов и батарей
Рукав батареи	Тканый и нетканый материал — полиэстер, ПЭТ/ПБТ/ПП	Аккумуляторы и элементы 2 В — свинцово-кислотные аккумуляторы
Сепаратор аккумуляторов	Полиэтилен, микропористая резина и ПВХ Сепараторы аккумуляторов	Все типы трубчатых аккумуляторов, в том числе необслуживаемые элементы TGel
Свинцовый сплав SB — свинец / сплав 2-4% Sn	Залитые 2-вольтовые элементы и моноблоки, VRLA 2-вольтовые элементы и моноблоки
Электролит	1,29 + — 0,1SG H3SO4 Liquid 1,29 + — 0,1SG H3SO4 Гель/AGM	Стандартные затопленные 2V Cell вентиляционные заглушки	Стандартные залитые 2-вольтовые элементы Герметичные необслуживаемые аккумуляторы 2-вольтовые элементы и моноблочные аккумуляторы
Разъем тяговой батареи	Медный кабель со свинцовым покрытием	все виды аккумуляторов 2 В

Кроме того, электроника модуля управления тяговым аккумулятором играет важную роль в сроке службы аккумулятора. Низкий уровень заряда тяговой батареи является распространенной проблемой, когда выходит из строя модуль управления тяговой батареей.

До сих пор мы рассматривали залитые тяговые батареи, 2-вольтовые аккумуляторные батареи. В силу особенностей их заправки и работы такая конструкция неизменно требует регулярного долива воды. Аккумуляторы для вилочных погрузчиков AGM , варианты VRLA AGM или GEL позволяют избежать обслуживания, необходимого для дозаправки аккумулятора. Это важно, если стандарты обслуживания неудовлетворительны или дороги из-за добавления большого количества дистиллированной воды в некоторые модели аккумуляторов или затрат на оплату труда. Тем не менее, существует более короткий срок службы, связанный с конструкциями, не требующими технического обслуживания, причем самый низкий срок службы имеет конструкция с плоской пластиной AGM.

Как правило, 2-вольтовая аккумуляторная трубчатая заливная ячейка выдает около 1600 циклов DOD при глубине разряда 80% при 25°C. Аккумуляторы для вилочных погрузчиков AGM конструкции VRLA обеспечивают около 600–800 циклов. По этой причине Microtex рекомендует использовать трубчатую залитую батарею для тяговых батарей и электрических вилочных погрузчиков. Общая стоимость владения тяговой батареей снижается. 9Цена тяговой батареи 0022 2 В соблазняет нас заменить отдельные элементы в старых батареях. Это часто может оказаться дорогостоящим в долгосрочной перспективе, поскольку эти новые ячейки быстро выходят из строя. Производитель тяговых аккумуляторов 2 В не говорит вам об этом.

Детали группы тяговых элементов

Какой тяговый аккумулятор выбрать для вашего электромобиля?

Большинство тяговых аккумуляторов для электромобилей, используемых на рынке вилочных погрузчиков, представляют собой тяговые аккумуляторы на 2 В, из которых более 90% представляют собой аккумуляторы с трубчатыми пластинами с заливкой. Они обычно используются для поддонов и вилочных погрузчиков в количестве, кратном 6, чтобы дать аккумулятор для вилочного погрузчика на 12 В, тяговый аккумулятор на 24 В, аккумулятор для вилочного погрузчика на 36 В, аккумулятор для вилочного погрузчика на 48 В или аккумулятор для вилочного погрузчика на 80 В, при этом 80 вольт прерывают последовательную последовательность и формируют верхний предел для большинства вилочных погрузчиков. компании-производители. Тяговые аккумуляторы 12 В классифицируются как полутяговые при использовании в подъемнике стрелы.

Существуют стандартные размеры контейнеров тяговых аккумуляторов для производителей вилочных погрузчиков из разных стран на основе их национальных стандартов. Большинство вилочных погрузчиков в Индии, таких как * вилочные погрузчики Nilkamal, вилочные погрузчики Godrej, вилочные погрузчики Josts, вилочные погрузчики Toyota, вилочные погрузчики Kion, вилочные погрузчики Hyster * и т. д. (* Отказ от ответственности — все упомянутые бренды принадлежат соответствующим компаниям, а Microtex не является их частью) будет использовать стандартный размер элемента тяговой батареи DIN или BS. Это определяет внешние размеры, расположение полюсов и ожидаемую мощность (рис. 3). Также появляются литий-ионные аккумуляторы на 48 В для вилочных погрузчиков.

Вилочные погрузчики имеют аккумуляторные контейнеры стандартных размеров, кратные соответствующим размерам ячеек. Эти размеры также регламентированы и рис. 3 показаны размеры ячеек и контейнеров, ожидаемые для стандартов BS и DIN. Соображения при выборе подходящей батареи выходят за рамки простого выбора правильной емкости, что, конечно же, имеет решающее значение. Другие факторы, влияющие на выбор аккумулятора, включают:

Марка и размер вилочного погрузчика
Продолжительность эксплуатации
Приложение
Местоположение
Ресурсы обслуживания

рис. 3 показаны размеры ячеек и контейнеров, ожидаемые для стандартов BS и DIN.

Свяжитесь с командой обслуживания тяговых аккумуляторов Microtex. Они возьмут детали, необходимые для расчета размера, емкости и типа батареи, которая будет соответствовать всем вашим техническим и экономическим требованиям. Зачем рисковать делать это самому?

Как производители тяговых аккумуляторов в Индии, вот несколько распространенных вопросов, которые задают нам наши покупатели аккумуляторов для вилочных погрузчиков:

Почему аккумуляторы погрузчика взрываются?

Тяговая батарея для вилочных погрузчиков, которые не обслуживаются должным образом, могут столкнуться с неожиданными проблемами. Если 2-вольтовые тяговые элементы не поливать водой регулярно, существует вероятность полного высыхания электролита под шиной. Если пластины не погружены в электролит, при зарядке высок риск прогорания сепаратора из-за интенсивного выделения тепла в отсутствие электролита.

Это приводит к короткому замыканию положительного и отрицательного электродов, что вызывает искрение. В процессе зарядки выделяется водород, который является взрывоопасным газом. Искры воспламенят газ, что приведет к взрыву скопившихся газов. Всегда следите за достаточным уровнем электролита в каждой ячейке, чтобы избежать взрыва тяговой батареи. Подробнее о том, почему аккумуляторы взрываются здесь

Сколько серной кислоты в аккумуляторе погрузчика?

Аккумулятор для вилочного погрузчика поставляется заправленным на заводе серной кислотой, обычно с удельным весом 1,280. Уровень серной кислоты внутри батареи обычно на 40 мм выше ограждения сепаратора. Серная кислота является электролитом в ячейке и образует так называемый третий активный материал. Два других — положительный активный материал и отрицательный активный материал. Чистота серной кислоты играет важную роль в сроке службы и производительности батареи. Каждая батарея вилочного погрузчика имеет определенный расчетный объем серной кислоты, обычно составляющий от 10 до 14 кубических сантиметров на 1·ч емкости батареи.

Очень важно, чтобы конечный пользователь не добавлял кислоту в аккумулятор. Для доливки ячеек должна использоваться только деминерализованная вода. Следует соблюдать осторожность, чтобы не переполнить ячейки, так как разлив будет кислотным и разъедает стальной лоток, вызывая короткое замыкание на землю и повреждение дорогостоящей электроники в современных вилочных погрузчиках.

Какие шаги следует предпринять при зарядке аккумуляторов вилочного погрузчика?

При зарядке аккумуляторов вилочного погрузчика очень важно следовать инструкциям в руководстве по эксплуатации тягового аккумулятора вилочного погрузчика и руководстве пользователя тягового аккумулятора. Общие меры предосторожности требуют использования средств индивидуальной защиты, таких как защитные очки, резиновые перчатки и маска для носа. Снимите все свободные металлические украшения, такие как браслеты или ожерелья, чтобы избежать случайного короткого замыкания. Во-первых, откройте все вентиляционные пробки, чтобы избежать повышения давления из-за наддувочных газов. Проверьте уровень электролита в каждой ячейке, если он меньше, долейте деминерализованную воду, стараясь не переливать. Затем подключите вилку зарядного устройства к гнезду аккумулятора.

Снимите показания напряжения и удельного веса всех элементов в начале зарядки. Запишите то же самое в протоколе зарядки (обычно предоставляется производителем; свяжитесь с нами, если у вас его нет). Полностью зарядите его в течение рекомендованного времени от 8 до 10 часов в зависимости от уровня заряда или в соответствии с рекомендациями производителя тяговой батареи. Прежде чем отсоединить зарядное устройство, снимите окончательные показания силы тяжести, чтобы убедиться, что оно полностью заряжено. Зафиксируйте гравитацию.

Сколько весит батарея для вилочного погрузчика?

Аккумулятор для вилочного погрузчика весит совсем немного. Он разработан, чтобы быть тяжелым и действует как противовес грузу вилочного погрузчика. Обычно вес батареи уравновешивает погрузчик при подъеме груза, поэтому в идеале он должен выдерживать запланированный вес загрузки погрузчика. Аккумулятор для вилочного погрузчика 36 В 600 Ач весит около 900 кг.

Доверьтесь опыту и знаниям технической команды Microtex и позвольте им выполнять тяжелую работу. Если вы находитесь в Индии, наши дружелюбные сервисные инженеры будут рады посетить вас и оценить ваши потребности.

Пожалуйста, поделитесь, если вам понравилась эта статья!

Вам понравилась эта статья? Есть ошибки? Можете ли вы помочь нам улучшить эту статью и добавить некоторые моменты, которые мы упустили?

Пожалуйста, напишите нам по адресу webmaster @ microtexindia. com

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.

Имя *

Электронная почта *

Напишите нам! *

Под ключ

Специально подобранные товары для вас!

2В OPzS

Аккумулятор OPzS 2 В – лучший выбор для стационарных аккумуляторов? Мир стационарных аккумуляторов не стоит на месте.

Переработка аккумуляторов

Фото вверху предоставлено: EPRIJournal Переработка свинцово-кислотных аккумуляторов Парадигма утилизации аккумуляторов в экономике замкнутого цикла Утилизация аккумуляторов, особенно свинцово-кислотных аккумуляторов, представляет собой оборудование для подземных горных работ В этом блоге мы рассмотрим требования к очень тяжелым подземным работам аккумуляторов для батареи

Сепараторы из ПВХ

Что такое сепараторы из ПВХ? Сепараторы из ПВХ представляют собой микропористые диафрагмы, помещаемые между отрицательными и положительными пластинами свинцово-кислотных аккумуляторов для предотвращения любого контакта между

Тяговыми аккумуляторами для электромобилей и гибридных электромобилей

Требования к батареям для типовых тяговых приложений

Тяговые устройства традиционно предназначались для свинцово-кислотных аккумуляторов, но ограничения свинцово-кислотных аккумуляторов вместе с высокой стоимостью альтернатив, в свою очередь, ограничили диапазон потенциальных тяговых применений с питанием от аккумуляторов. Типичному семейному автомобилю потребуется батарея емкостью около 40 кВтч, чтобы обеспечить дальность в одну сторону 200 миль, а свинцово-кислотная батарея емкостью 40 кВтч весит 1,5 тонны.

Однако ситуация меняется, поскольку новые химические составы аккумуляторов и вспомогательные технологии принесли с собой новые технические и экономические преимущества, делающие питание от аккумуляторов жизнеспособным для тяговых приложений, которые ранее были неэкономичными или непрактичными. В частности, использование легких никель-металлгидридных и литиевых аккумуляторов вместо тяжелых и громоздких свинцово-кислотных аккумуляторов впервые сделало возможным использование электромобилей и гибридных электромобилей.

Общие требования

Само собой разумеется, что низкая стоимость, долгий срок службы (более 1000 циклов), низкий уровень саморазряда (менее 5% в месяц) и низкие эксплуатационные расходы являются основными требованиями для всех приложений. Тяговые батареи обычно работают в очень суровых условиях эксплуатации и должны выдерживать широкий диапазон температур (от -30°C до +65°C), а также удары, вибрацию и неправильное обращение. Однако небольшой вес не всегда является приоритетом, поскольку большой вес обеспечивает устойчивость погрузочно-разгрузочного оборудования, такого как вилочные погрузчики, и сцепление, необходимое для буксировки самолетов для буксировки тяжелых грузов. Однако малый вес важен для автомобильных аккумуляторов большой емкости для электромобилей и гибридных автомобилей, используемых в пассажирских транспортных средствах, и это исключает использование свинцово-кислотных батарей для этих приложений.

Цепи защиты

также необходимы для аккумуляторов, в которых используются не свинцово-кислотные химические вещества.

Закупочные спецификации

Тяговые аккумуляторы

очень дороги и, как и все аккумуляторы, портятся в течение срока службы. Клиенты ожидают минимального уровня производительности даже в конце срока службы батареи, поэтому покупатель, скорее всего, укажет ожидаемую производительность в конце срока службы (EOL), а не в начале срока службы (BOL). При нормальных обстоятельствах для приложений EV емкость EOL определяется как не менее 80% емкости BOL. Для приложений HEV изменение внутреннего импеданса часто используется как показатель срока службы. В этом случае внутренний импеданс EOL может быть указан не более 200% внутреннего импеданса BOL.

Это показано графически ниже.

Ниже приведены особые цели производительности и эксплуатационные требования для конкретных автомобильных приложений в дополнение к общим требованиям, указанным выше.

Автомобильная аккумуляторная батарея SLI 12 В (запуск, освещение и зажигание) Требования к эксплуатации

Один кратковременный глубокий разряд (глубина разряда 50 % (глубина разряда) при температуре не менее 5 °C) с последующей непрерывной зарядкой.
Аккумулятор постоянно полностью заряжен.
Нет длительной работы при глубоком разряде.
Типовая мощность 0,4–1,2 кВтч (33–100 Ач)
Пиковая мощность 2,4–3,6 кВт (200–300 А).

История

Батарея PowerNet 36/42 В Эксплуатационные требования

Один глубокий разряд, за которым следуют периодические сильноточные нагрузки.
Нет длительной работы при глубоком разряде.
Необходимы высокая пропускная способность и длительный срок службы, особенно если используется функция помощи при запуске с остановкой/запуском.
Устойчив к повторным импульсам сильного тока.
Типовая мощность более 1 кВтч.
Пиковая мощность от 5 до 12 кВт.

История

Вышеуказанные два приложения не являются настоящими тяговыми приложениями, хотя они могут использоваться в мягких гибридах, которые включают режим старт/стоп (см. ниже).

Технические характеристики аккумуляторов для электромобилей, гибридных автомобилей и легких транспортных средств

На приведенной ниже диаграмме сравниваются требования к мощности и емкости аккумуляторной батареи для автомобиля одинакового размера и веса в конфигурации EV, HEV или PHEV. Конструкции батарей могут быть оптимизированы по мощности или по емкости (содержанию энергии), но не по обоим параметрам (см. Компромисс между энергией и мощностью в разделе «Конструкция элементов»), поэтому тип используемых элементов, а не только размер, должен выбираться в соответствии с приложением. .

В случае электромобиля батарея является единственным источником энергии, поэтому размер батареи должен обеспечивать подачу этой энергии на более или менее непрерывной основе. Емкость EV должна быть достаточной для достижения необходимого диапазона, но, кроме того, поскольку полностью разряжать батарею нежелательно, необходим запас около 20%, чтобы глубина разряда не превышала 80%. Дополнительный запас около 5% также требуется для принятия любого рекуперативного тормозного заряда, когда батарея только что была заряжена. Другими словами, размер батареи должен обеспечивать требуемую емкость, когда максимальное значение SOC равно 9.5%, а максимальный DOD составляет 80%. Непрерывная скорость разряда для батарей, оптимизированных по емкости, обычно составляет около 1С, хотя некоторые элементы могут выдерживать импульсные токи до 3С и более в течение коротких периодов времени. Аккумулятор электромобиля обычно имеет один глубокий разряд в день с некоторой промежуточной дозаправкой в результате рекуперативного торможения, а типичный срок службы литиевого аккумулятора электромобиля может составлять от 500 до 2000 циклов.

Аккумулятор для эквивалентного серийного гибрида также должен обеспечивать ту же мощность, что и аккумулятор электромобиля, поскольку транспортные средства имеют практически одинаковый размер и вес, а в периоды с перерывами аккумулятор будет единственным источником питания. Однако, поскольку потребность в энергии делится с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), необходимая емкость батареи намного меньше. Параллельные гибриды могут иметь разные механизмы распределения мощности, поэтому их требования к мощности могут быть удовлетворены батареями меньшей мощности. Таким образом, HEV несут дополнительное бремя и сложность, связанные с необходимостью носить с собой два источника питания, каждый из которых достаточно велик, чтобы самостоятельно питать транспортное средство.

Результатом являются жесткие конструктивные ограничения по весу и размеру батареи, которая может быть размещена, а батареи HEV обычно меньше, чем одна десятая размера батарей EV, используемых в транспортных средствах того же размера. Неизбежным последствием является то, что для получения такой же мощности от батареи, составляющей одну десятую размера, батареи HEV должны обеспечивать непрерывный ток 10C или более. К счастью, потребность в мощности является прерывистой (но намного дольше, чем короткие импульсные потребности), поскольку она используется совместно с ICE. Таким образом, емкость аккумуляторной батареи менее важна, чем подача энергии в HEV, поскольку запас хода можно увеличить за счет использования двигателя. Поэтому батареи HEV оптимизированы по мощности.

Недостатком является то, что из-за своей низкой емкости батарея HEV постоянно заряжается и разряжается во время нормальной работы и может подвергаться эквиваленту ста циклов зарядки-разрядки в день. К сожалению, при глубоком разряде аккумулятор изнашивается за несколько недель. Однако мы знаем, что срок службы батареи экспоненциально увеличивается по мере уменьшения глубины разряда (см. Срок службы батареи и глубина разряда в разделе, посвященном сроку службы батареи), поэтому батареи HEV должны работать при частичной глубине разряда, чтобы продлить срок службы. Это означает, что емкость батареи должна быть соответственно увеличена, чтобы обеспечить более низкие DOD, даже если полная емкость почти никогда не используется. В приведенном выше примере аккумулятор HEV работает в диапазоне от 40% до 80% SOC. Более длительный срок службы может быть достигнут за счет использования аккумуляторов еще большей емкости, так что желаемая емкость может быть обеспечена в пределах SOC от 60% до 75%.

Подключаемые гибриды должны часть времени работать в качестве электромобиля в режиме истощения заряда и часть времени в качестве гибридного электромобиля в режиме поддержания заряда. См. более подробные требования PHEV ниже. Таким образом, требование к аккумуляторной батарее PHEV должно быть компромиссом между хранением энергии и ее подачей.

Это серьезная проблема для производителей ячеек.

Более подробные эксплуатационные требования изложены ниже.

Требования к эксплуатации аккумуляторной батареи электромобиля

Батареи большой емкости необходимы для достижения разумного диапазона. Типичный электромобиль потребляет от 150 до 250 ватт-часов на милю в зависимости от местности и стиля вождения.

Аккумулятор должен быть рассчитан на регулярную глубокую разрядку (глубина разряда 80 %)
Он разработан, чтобы максимизировать энергоемкость и обеспечивать полную мощность даже при глубоком разряде, чтобы обеспечить большую дальность действия.
Для удовлетворения потребностей транспортных средств разного размера и различных моделей использования потребуется ряд мощностей.
Должен выдерживать очень высокие повторяющиеся импульсные зарядные токи (более 5C), если требуется рекуперативное торможение.
Без рекуперативного торможения возможны контролируемые условия зарядки и более низкие скорости зарядки. (желательно не менее 2С).
Обычно полностью заряжается.
Часто также достигает почти полного разряда.
Критическое значение уровня топлива вблизи «пустой» точки.
Требуется система управления батареями (BMS).
Необходимо управление температурным режимом.
Типичное напряжение > 300 Вольт.
Типовая мощность > 20–60 кВтч.
Типовой ток разряда до C при непрерывном разряде и пиковом значении 3 C в течение короткого времени.

Поскольку эти батареи физически очень большие и тяжелые, они нуждаются в специальной упаковке, чтобы поместиться в имеющемся пространстве в предполагаемом транспортном средстве. Точно так же конструктивная компоновка и распределение веса пакета должны быть интегрированы с конструкцией шасси, чтобы не нарушать динамику автомобиля. Эти механические требования особенно важны для легковых автомобилей.

История

Эксплуатационные требования к батареям гибридных электромобилей (HEV)

Емкость менее важна для гибридных электромобилей по сравнению с электромобилями, поскольку двигатель также обеспечивает емкость, поэтому аккумулятор может быть намного меньше, что снижает вес. Однако время от времени может потребоваться, чтобы батарея обеспечивала такую же мгновенную мощность, как и батарея электромобиля. Это означает, что меньшая батарея должна выдавать гораздо более высокие токи, когда это требуется.

Требуется очень широкий ассортимент аккумуляторных батарей, чтобы соответствовать ряду конфигураций HEV, а также требованиям к характеристикам автомобиля. Некоторые примеры:

Серия Hybrid — Двигатель используется только для зарядки аккумулятора. Электрическая система обеспечивает трансмиссию с переменной скоростью, а электродвигатель обеспечивает полную мощность привода. Требования к батареям аналогичны батареям электромобилей, но требуется меньшая емкость, поскольку заряд поддерживается двигателем.
Параллельный гибрид — И двигатель, и электродвигатель обеспечивают вращение колес. Возможны различные конфигурации для удовлетворения различных условий эксплуатации. Доля нагрузки, принимаемая на себя электродвигателем, может составлять от нуля до 100 % в зависимости от условий эксплуатации и целей проектирования. Емкость батареи может быть всего 2 кВтч, но она должна обеспечивать кратковременное повышение мощности, требующее очень высоких токов до 40C для ускорения и подъема в гору.

Некоторые примеры различных целей проектирования электромобилей и гибридных электромобилей, влияющих на характеристики аккумуляторной батареи:

Оптимизация эффективности — Это позволяет двигателю работать с наиболее эффективной постоянной скоростью просто для поддержания заряда аккумулятора. Электрический привод исключает коробку передач и обеспечивает требуемую переменную выходную мощность. Этот тип привода впервые был использован на дизель-электровозах. Повышенная эффективность снижает расход топлива, что, в свою очередь, автоматически снижает выбросы выхлопных газов.
Efficiency Boost — использует батарею просто для захвата энергии, которая в противном случае была бы потеряна при рекуперативном торможении. Захваченная энергия используется для повышения мощности при ускорении и подъеме в гору.
Расширитель диапазона . По сути, это электромобиль, использующий двигатель для подзарядки аккумулятора, чтобы предотвратить чрезмерную глубину разряда.
Режим пуска/останова — Это позволяет выключать двигатель для экономии топлива, когда автомобиль временно останавливается на светофоре или в пробке и т. д. Автомобиль трогается с места на аккумуляторе, а двигатель перезапускается при достижении заданной скорости.
Городской и загородный режим — позволяет использовать автомобиль в режиме электромобиля в городе или в условиях интенсивного движения, где он наиболее подходит, а также использовать его в качестве обычного транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания для движения на высокой скорости или на дальние расстояния по шоссе. чтобы избежать ограничений по дальности полета электромобиля.
Многорежимный — Повышение универсальности возможно за счет использования комбинаций вышеуказанных режимов.
Емкость и мощность — В дополнение к указанным выше режимам работы потребуются различные батареи для соответствия ряду требований к производительности, таких как экономичность, максимальная скорость, ускорение, грузоподъемность, запас хода и вредные выбросы.

Аккумулятор стал важным отличительным признаком продукта, как и двигатель.

Из-за очень широкого диапазона эксплуатационных требований HEV не существует стандартных аккумуляторов, которые соответствовали бы результирующему диапазону спецификаций по напряжению, емкости и мощности аккумуляторов, и аккумуляторы должны быть разработаны специально для предполагаемого применения.

Вот некоторые типичные требования:

Предназначен для обеспечения максимальной мощности.
Должен обеспечивать высокую мощность (до 40°C) при повторяющихся неглубоких разрядах и выдерживать очень высокие скорости перезарядки.
Очень долгий срок службы 1000 глубоких циклов и 400 000 — 1 000 000 поверхностных циклов.
Рабочая точка находится в диапазоне от 15 % до 50 % DOD, чтобы обеспечить рекуперативное торможение.
Никогда не достигает полного разряда.
Редко достигает полного заряда.
Необходимо управление температурным режимом.
Топливомер и комплекс BMS необходимы для регулирования управления энергией аккумуляторов, а также для приборов водителя.
Требуется взаимодействие с системой общего управления энергопотреблением автомобиля.
Типичное напряжение > 144 Вольт.
Типовая мощность > 40 кВт (50 л.с.).
Производительность от 1 до 10 кВтч в зависимости от применения.
Как и в случае с вышеперечисленными электромобилями, размер, форма и распределение веса аккумуляторной батареи должны быть адаптированы к автомобилю.

История

Эксплуатационные требования к аккумуляторной батарее гибридного электромобиля (PHEV)

0244
Аккумуляторы для подключаемых гибридных автомобилей должны удовлетворять противоречивым требованиям к характеристикам.
Тяговые батареи обычно оптимизируются для обеспечения высокой емкости в случае чисто электрических транспортных средств или для высокой мощности в случае гибридных транспортных средств. Аккумулятор электромобиля работает до глубокой глубины разряда (DOD) на большом расстоянии, тогда как HEV работает при малой глубине разряда в течение длительного срока службы.
Подключаемый гибрид предназначен для использования как в качестве электромобиля для движения по городу, так и в качестве гибридного автомобиля, когда зарядка закончилась, или для движения по шоссе. Двойные требования к расширенному полностью электрическому диапазону, обычно сорок миль, а также к поддержанию высокой доступности мощности при низком уровне заряда (см. Ниже) создают очень напряженные условия для батареи.

Таким образом, ожидается, что батарея PHEV будет работать как в качестве электромобиля, так и в качестве гибридного автомобиля.
Требование полного электрического диапазона может быть удовлетворено только за счет использования аккумуляторов большей емкости, что значительно увеличивает стоимость, а из-за высокой стоимости потребители возлагают большие надежды на срок службы аккумулятора.

Требования к эксплуатации велосипедного аккумулятора

В Китае, где велосипед является рабочей лошадкой, аккумуляторы обычно рассчитаны на 36 Вольт.

В Европе и США, где велосипеды чаще используются для отдыха, более популярны более легкие аккумуляторы на 24 Вольта.

Съемные модули для удобной зарядки в помещении и в качестве меры защиты от кражи.
Должен выдавать 5 ампер в течение 2 часов (от 240 до 360 Втч в зависимости от напряжения), чтобы обеспечить один час поездки на работу. Более высокая емкость невозможна при использовании свинцово-кислотных аккумуляторов, поскольку их вес ограничивает портативность.
Пиковый ток 15 Ампер.
Долгий срок службы минимум 500 циклов или два года.

Эксплуатационные требования к морской батарее

Требуются батареи глубокого разряда.
Широкий диапазон требуемых мощностей и мощностей.
Небольшой вес.
Должен быть устойчив к широкому диапазону условий зарядки.
Особые условия окружающей среды.

Эксплуатационные требования к батареям погрузочно-разгрузочного оборудования

Аналогично приложениям для электромобилей, но обычно без ограничений по весу.

Практичные тяговые батареи

На протяжении более века свинцово-кислотные аккумуляторы были основным источником энергии для тяговых устройств, поскольку они надежны и относительно недороги. Для вилочных погрузчиков, молочных поплавков и аналогичных устройств также успешно используются никель-железные батареи, которые практически не поддаются разрушению и имеют срок службы до десяти лет. Однако большой вес и объем этих аккумуляторов не позволяют использовать их в легковых автомобилях.

В 1970-х годах началась работа над батареями из хлорида натрия и никеля (Zebra), предназначенными для тяговых приложений, поскольку они обеспечивают возможность очень высокой плотности энергии, которая может решить эту проблему. К сожалению, это высокотемпературные батареи, которые должны работать при температуре 270°C, что ограничивает их распространение.

Появление высокомощных никель-металлгидридных (NiMH) элементов, которые позволили решить проблемы как веса, так и рабочей температуры, побудило некоторых производителей автомобилей представить электромобили или гибридные автомобили с использованием NiMH аккумуляторов. NiMH элементы работают при нормальной температуре окружающей среды. Они имеют более высокую плотность энергии и мощности, чем свинцово-кислотные элементы, но не так хороши, как элементы Zebra.

Недавно стали доступны мощные литий-ионные элементы, которые имеют даже более высокую плотность энергии, чем элементы NiMH, наравне с элементами Zebra. Они также работают при нормальных температурах и только внедряются в новые конструкции электромобилей.

Однако эти новые высокоэнергетические элементы более уязвимы для злоупотреблений и нуждаются в поддержке электронных систем управления батареями для обеспечения защиты и обеспечения длительного срока службы.

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторов

Аккумуляторы большой емкости также требуют зарядных устройств высокой мощности для обеспечения разумного времени зарядки, и зарядные устройства должны быть совместимы с химическим составом элемента и должны иметь возможность взаимодействовать со схемой защиты элемента.