С возрастом аккумулятора падение напряжения возрастает и может упасть настолько сильно, что электронные блоки управления на современных двигателях отключатся, а работа других электронных устройств, подключенных к аккумуляторам, нарушится. Из-за этой особенности тяговые жидко-кислотные аккумуляторы не рекомендуют использовать с мощными устройствами чувствительными к уровню напряжения.

В отличии от кратковременных высоких нагрузок, которые забирают заряд с поверхности аккумуляторных пластин, маломощные устройства разряжают батарею в течении нескольких часов. У аккумулятора появляется время выровнять напряжение по толщине пластины и отдать заряд из ее центральных областей.

Сульфатация

Во время зарядки разряженные внутренние области пластин необходимо перезарядить. Для этого процесс диффузии должен распространится по всей толщине пластины, а на это может потребоваться несколько часов. Если время зарядки ограничено, то аккумулятор полностью не зарядится. Часть сульфата свинца, образовавшегося во внутренних областях пластины во время разряда, сохранится. Сульфат будет медленно превращаться в кристаллы, и через некоторое время нормальная зарядка уже не сможет вернуть их обратно в активную массу.

Таким образом меры, предпринятые для уменьшения повреждений от циклической нагрузки, повышают вероятность сульфатации.  Чтобы этого не допустить, продолжительность зарядки аккумулятора периодически увеличивают. Источник еще одной проблемы жидко-кислотных аккумуляторов – сурьма, которую используют для усиления решеток аккумуляторных пластин. Сурьма вызывает слабые токи, разряжающие неиспользуемую аккумуляторную батарею, поэтому если аккумулятор регулярно не подзаряжать, образуется сульфат свинца и емкость аккумулятора уменьшается.

Чтобы уменьшить повреждения от сульфатации, тяговый аккумулятор с жидким электролитом необходимо периодически заряжать до 100%, а затем производить контролируемую перезарядку, называемую выравниванием или кондиционированием.

Цель перезарядки — смягчить затвердевшие кристаллы сульфата свинца и вернуть их к активному использованию. Для этого аккумулятор заряжают током 3-5% от его номинальной емкости (3 — 5 ампер для аккумулятора емкостью 100 Ач) до тех пор, пока напряжение не вырастет до 15,0 — 16,2 вольт. Перед проведением кондиционирования аккумулятор изолируют от нагрузки, чтобы высокое напряжения не повредило чувствительное электронное оборудование.

Все аккумуляторы с жидким электролитом по мере приближения к полной зарядке выделяют газ, а в процессе выравнивания аккумулятор бурлит, как кипящий варочный котел! Взрывоопасные (водород и кислород) и вредные (арсин и стибин) газы, пар, вызывающий коррозию и необходимость долива воды делают использование аккумуляторов с жидким электролитом в некоторых случаях нежелательным.

Гелевые и AGMs батареи лишены недостатков жидко-кислотных аккумуляторов, но обладают собственными проблемами

Гелевые и AGM аккумуляторы

В процессе производства сепараторы и пластины гелевых и AGM аккумуляторов насыщают раствором серной кислоты и затем плотно упаковывают в корпус. Свободного электролита в батареях этого типа меньше, и он перемещается между пластинами не так хорошо, как в жидко-кислотных аккумуляторах. Поэтому чтобы увеличить контакт с электролитом, аккумуляторные пластины делают тоньше. Тесно расположенные пластины меньшей толщины снижают внутреннее сопротивление ячеек —  аккумуляторы быстрее разряжаются и разряжаются.

Аккумуляторные батареи Optima – один из вариантов AGM аккумуляторов с низким внутренним сопротивлением. Пластины в этих аккумуляторах плотно упакованы и закручены в спираль. Optima допускают высокий ток заряда, имеют хорошее сопротивление вибрации и большой пусковой ток. Однако из-за того, что аккумуляторы этой марки выпускаются емкостью менее 100 Ач, они плохо подходят для создания больших батарей.

Сравнительные характеристики тяговых аккумуляторов DEKA и Trojan

TPPL аккумуляторы – еще одна модификация AGM батарей. Решетки TPPL аккумуляторов состоят из чистого свинца без примеси кальция. Мягкие и податливые пластины толщиной около 1 мм удерживают в корпусе с помощью специальных приспособлений и пасты. TPPL аккумуляторы допускают очень высокий ток заряда и разряда и выдерживают большее количество циклов, чем традиционные AGM батареи.

С точки зрения абсолютного срока службы, гелевые и AGM-аккумуляторы находятся посредине между стартовыми и высококачественными тяговыми аккумуляторами с жидким электролитом. Однако на практике, из-за низкой скорости проникновения электролита в толстые пластины жидко-кислотных аккумуляторов, батареи этого типа часто заряжаются не полностью и постепенно сульфатируются. При одинаковом времени зарядки гелевые и AGM аккумуляторы заряжаются полнее, а значит выдерживают большее количество циклов.

Решетки в пластинах AGM и гелевых аккумуляторов усиливаются кальцием, а не сурьмой. Из-за этого прочность решеток уменьшается и срок службы аккумуляторов сокращается. Но одновременно во много раз по сравнению с жидко-кислотными аккумуляторами уменьшается внутренний саморазряд. Если аккумулятор с жидким электролитом оставить в разряженном состоянии, в нем начинается сульфатация и он никогда не проработает ожидаемое время. Гелевые и AGM батареи без ущерба остаются разряженными в течение нескольких месяцев.

Плотно упакованные пластины в гелевых, и особенно в AGM аккумуляторах, лучше выдерживают вибрацию во время движения. В разряженных жидко-кислотных аккумуляторах удары электролита при вибрации могут вымыть активный материал из решетки.

Способность гелевых и AGM аккумуляторов быстро отдавать заряд означает, что при больших нагрузках напряжение батареи будет выше, чем у жидко-кислотных аккумуляторов. Если аккумулятор используется для запуска двигателя или с мощным инвертором, то гелевый или AGM аккумулятор меньшей емкости будет работать так же как жидко-кислотный большей.

Зарядка аккумуляторов

Периодическая контролируемая перезарядка – обязательное условие нормальной работы аккумуляторов с жидким электролитом. Традиционно считается, что для гелевых и AGM батарей выполнять эту процедуру не нужно — газообразование и потеря воды ведут к выходу VRLA аккумуляторов из строя.

Однако в последние годы выяснилось, что AGM и особенно TPPL аккумуляторы допускают режим кондиционирования, который напоминает режим выравнивания для аккумуляторов с жидким электролитом. Как и жидко-кислотные, AGM аккумуляторы страдают от сульфатации и из-за этого преждевременно выходят из строя. Поэтому если емкость AGM аккумулятора значительно уменьшается, то ее часто удается восстановить с помощью контролируемой перезарядки.

При правильной зарядке лучшие аккумуляторы с жидким электролитом служат дольше, чем гелевые и AGM батареи, а их стоимость в расчете на один ампер-час энергии существенно меньше. Однако, жидко-кислотные аккумуляторы редко заряжают и обслуживают как положено, поэтому очень немногие из них полностью используют заложенный в конструкции срок службы.

Если для зарядки аккумуляторов используют двигатель, а в стоимость ампер-часа включают стоимость топлива и затраты на обслуживание, то из-за низкой скорости приема заряда жидко-кислотными аккумуляторами, цена их ампер-часа оказывается выше. Разница в стоимости энергии возрастает, если учитывать потери при зарядке и разряде. Для жидко-кислотных аккумуляторов они могут доходить до 40%, а у AGM батарей составляют 15 – 25%. Высокие потери означают большее время зарядки, большую стоимость ампер-часа и большее выделение тепла, особенно у высоконагруженных батарей. Регулярный нагрев также уменьшает срок службы аккумулятора.

Какой тяговый аккумулятор выбрать

Если аккумуляторные батареи на судне не используются в течение нескольких недель или месяцев, то лучший выбор – гелевые или AGM аккумуляторы. У них низкий уровень саморазряда. Кроме того, если   владелец не уделяет обслуживанию аккумуляторов даже минимального времени, то гелевые или AGM батареи также более предпочтительны.

Гелевые и AGM аккумуляторы лучше держат напряжение под большой нагрузкой, при нормальной эксплуатации не выделяют взрывоопасных газов и едких паров и не разливают электролит при повреждениях. Поэтому если на лодке не установлено зарядных устройств с функцией выравнивания и судно используется от случая к случаю, то гелевые или AGM аккумуляторы предпочтительнее жидко-кислотных.

Однако, если владелец заботится об аккумуляторах, имеет устройства для их правильной зарядки и не допускает саморазряда, то аккумуляторы с жидким электролитом прослужат дольше при меньших затратах.

В настоящий момент нет объективных данных, по которым можно сделать вывод о преимуществах гелевых или AGM аккумуляторов разных марок. Однако AGM аккумуляторы обладают меньшим внутренним сопротивлением и меньшими потерями во время разряда и заряда. Значит они заряжаются быстрее, время работы двигателя для их зарядки меньше, а общая стоимость эксплуатации аккумуляторов ниже.

Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи | Сайт об электромобилях

Тяговые свинцово-кислотные батареи — первые батареи для электромобилей, начали использоваться еще в конце 19 века в первых электромобилях.

В настоящее время тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы изготавливаются по панцирной технологии, где положительный электрод окружен панцирной сеткой, которая удерживает материал электрода от распада и препятствует образованию крупных кристалов свинца при зарядке (защита от замыкания между пластинами, что приводит к выходу из строя аккумулятора).

Основные типы тяговых аккумуляторных свинцово-кислотных батарей:

• PzS — панцирные аккумуляторы с жидким электролитом, изготовленные по немецким стандартам DIN
• PzB — панцирные аккумуляторы, изготовленные по британским стандартам BS, по характеристикам схожи с PzS аккумуляторами
• PzV — панцирные необслуживаемые аккумуляторы, в которых электролит находится в гелеобразном состоянии (наиболее перспективны для электомобиля из всех свинцово-кислотных аккумуляторов, несмотря на больший вес)

Существует еще много разновидностей тяговых батарей, но их ограничивают параметры рабочей среды для использования и в электромобилях использование таких батарей проблематично. Например, как вам использование в электромобиле тягового малообслуживаемого аккумулятора, в спецификациях которого указано использование в напольном транспорте (с О-О-Очень ровным полом:)!

Плюсы использования тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов:

• Широкая распространенность технологии — такие батареи достаточно легко купить за приемлемые деньги (где-то в районе 1000-1500 USD за 8КВт*ч аккумуляторную батарею), и этот параметр часто перевешивает все минусы свинцово-кислотных аккумуляторов
• Низкий саморазряд батареи — в 5-8 раз меньше, чем у никель-кадмиевых батарей
• Хорошая переносимость мощностных нагрузок
• Относительная дружественность к окружающей среде — вторичная переработка свинцово-кислотных аккумуляторов хорошо отработана

Банка дегтя в бочке меда — минусы использования тяговых свинцово-кислотных аккумуляторов:

• Низкая плотность энергии в аккумуляторе, в связи с чем вес батареи выше, чем у большинства других батарей
• Проблема толерантности к глубокому разряду — при разряде свыше 80% резко снижается продолжительность жизни батареи. Рекомендуемые 60% разряда (при которых достигается до 1500 цилов разряда-заряда) еще больше усиливают проблему низкой плотности энергии.
• Проблема обслуживания для PzS и PzB батарей — требуется постоянный контроль уровня электролита раз в неделю, зарядка в специальном хорошо проветриваемом помещении
• При заряде теряется до 30% затраченной электроэнергии
• Нельзя оставлять сильно разряженную батарею на морозе
• Трудно прогнозировать выход из строя аккумулятора

Для свинцово-кислотных тяговых батарей выпускаютя системы автоматического долива воды и воздушного перемешивания электролита.

Системы автоматического долива воды позволяют упростить процесс ухода за аккумулятором, ликвидируют риск перелива и разбрызгивания электролита в процессе обслуживания.

Системы воздушного перемешивания электролита снижают потери электроэнергии при заряде до 10%, уменьшают нагрев аккумулятора, снижают газовыделение. При использовании систем перемешивания электролита снижается кратность обслуживания аккумулятора — по заявлениям некоторых производителей до 2-4 раза в год.

Типы тяговых аккумуляторов — Об электровелосипедах подробно — Блог — Статьи

Аккумуляторные батареи или аккумуляторы представляют собой устройства, накапливающие и использующие электроэнергию без подключения к сети. В современном мире в качестве источника энергии для электрических средств передвижения используются тяговые аккумуляторные батареи. Особенностью их эксплуатации является постоянная нагрузка и возможность длительное время функционировать без подзарядки. Сфера применения очень широка – различные виды погрузочной техники, складское оборудование и машины на электрической тяге.

Типы тяговых аккумуляторов

Тяговые аккумуляторы делятся на следующие разновидности:

1. Серебряно-цинковый (СЦА).
2. Свинцово-кислотный (SLA).
3. Никель-кадмиевый (NiCd).
4. Литий-полимерный (Li-pol, Li-polymer, LiPo, LIP, Li-poly).
5. Никель-металлгидридный (Ni-MH).
6. Литий-железо-фосфатный (LiFePO4, LFP).
7. Литий-ионный (Li-ion).
8. Гелевый.
9. Литий-титанатный (LTO).

Плюсы и минусы различных видов тяговых АКБ

Разберем более подробно каждый из типов тяговых АКБ. Как и любая технология, все виды аккумуляторов имеют как свои преимущества, так и недостатки.

1. Серебряно-цинковый аккумулятор (СЦА) имеет малое удельное сопротивление и большую удельную энергоёмкость. Особенность – возможность передавать в нагрузку токи большой силы. Применяются в космосе, авиации, военной технике.

Преимущества:

• малые габариты и небольшой вес;
• высокая прочность;
• широкий диапазон температур для работы;
• высокая удельная энергия.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• повышенное газовыделение;
• короткий срок службы.

2. Свинцово-кислотный аккумулятор (SLA) имеет невысокий потенциал перезаряда. Анодные и катодные пластины выполнены из свинца. Серная кислота выступает в качестве электролитного вещества.

Преимущества:

• малый саморязряд;
• дешевая стоимость;
• высокая энергоёмкость.

Недостатки:

3. Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd) – щелочной вид АКБ, принцип действия основан на обратимом процессе. Применяется там, где основную роль играет отдаваемый ток и большой ресурс. Может быть использован как батарея питания передатчиков.

Преимущества:

• низкая стоимость;
• работа при низкой температуре;
• при правильной эксплуатации много рабочих циклов;
• хранение в разряженном состоянии.

Недостатки:

• токсичность материалов;
• эффект памяти.

4. Литий-полимерный аккумулятор (Li-pol, Li-polymer, LiPo, LIP, Li-poly) обладает усовершенствованной конструкцией. В качестве электролита – полимерный материал. Применяется в цифровой и радио технике, а также в мобильных телефонах.

Преимущества:

• отсутствие эффекта памяти;
• низкий ток самозаряда;
• широкий диапазон рабочих температур;
• получение различных форм.

Недостатки:

• пожароопасность.

5. Никель-металлгидридный аккумулятор (Ni-MH) химический источник тока, который был разработан для замены NiCd. В качестве анода выступает металлгидридный электрод.

• нетоксичен;
• хорошая работоспособность при низкой температуре;
• возможность переработки.

Недостатки:

• относительно дорогой;
• ограниченный срок службы;
• плохая переносимость высоких температур;
• ограниченная мощная емкость.

6. Литий-железо-фосфатный (LiFePO4, LFP) является видом Li-ion. Активно используется для электромобилей.

Преимущества:

• длительный срок службы;
• стабильное напряжение разряда;
• экологически чистый;
• медленная потеря емкости.

Недостатки:

• низкая удельная плотность энергии.

7. Литий-ионный (Li-ion) самый широкораспространенный электрический аккумулятор. Применяется в бытовой технике, электромобилях и энергетических системах. Включает в себя электроды, которые разделены пористыми сепараторами, пропитанные элекктролитом.

Преимущества:

• низкий саморазряд;
• не нуждается в обслуживании;
• высокая энергетическая плотность.

Недостатки:

• без использования теряют емкость.

8. Гелевый аккумулятор содержит густой (гелеобразный) электролит. Это предоставляет ему возможность долгой работы при правильной эксплуатации. Данная технология основана на использовании постоянного количества электролита без доливки воды. Благодаря густой консистенции не происходит утечки. Этот вид аккумулятора широко применяется для моторов электротранспорта и альтернативной энергетике.

Преимущества:

• низкий саморазряд;
• эксплуатация в любом положении;
• не токсичен.

Недостатки:

• не обслуживается после разгерметизации;
• не подлежит ремонту.

9. Литий-титанатный (LTO) АКБ относительно новый вид химической композиции, используемой для хранения энергии.

Преимущества:

• низкий саморазряд;
• эксплуатация в любом положении;
• огромный по сегодняшним меркам ресурс (1000 циклов и более).

Недостатки:

• большая цена;
• большой вес;
• средние токи разряда.

Вы можете приобрести тяговый аккумулятор в интернет-магазине www.voltbikes.ru с доставкой в любой регион России. При покупке необходимо точно определиться с типом аккумулятора и его совместимостью с транспортным средством. Для правильного выбора АКБ предлагаем обратить внимание на отличие тягового аккумулятора от стартерного.

Chilwee Battery | Поставщик надежного энергоснабжения

Промышленная, бытовая сфера часто пользуется техникой техника, специфика которой не позволяет применять на оборудовании классические двигатели внутреннего сгорания. Это объясняется существующими нормами пожарной безопасности. К данному типу техники относятся, к примеру, уборочное оборудование — поломоечные и подметальные машины; складское оборудование – штабелеры, погрузчики, гидравлические тележки. Мощные тяговые батареи, область их применения расширяется и использованием в  быту, например,  лодки с электромоторами, автомобили, оснащенные электрическим двигателем.

Область применения тяговых аккумуляторных батарей объясняется их специфическим устройством, характеристиками, о которых мы поговорим рамками этого обзора.

Какими бывают тяговые батареи: классификация

По своим конструктивным особенностям данный тип АКБ достаточно схож с классическими аккумуляторами, специфика которых определяется стандартными промышленными, бытовыми условиями. Сегодня выделяют два основных типа свинцово-кислотных батарей:

• аккумуляторы с жидким электролитом, где роль электролита выполняет раствор серной кислоты, а анодные и катодные пластины изготовлены из свинца, где расположена активная масса;
• гелевые батареи  – не обслуживаемые АКБ, где электролит представляет собой густое вещество, зачастую производителями используется надежный, хорошо зарекомендовавший себя селикагель.

Первое представление складывается достаточно очевидное: тяговые батареи конструктивными своими особенностями схожи с классическими моделями АКБ. Однако их внутренние свойства несколько отличаются от стандартных (нетяговых).

Мы отметили два основных типа батарей этой разновидности. Однако современная практика показывает, что редкие случаи промышленного, бытового применения относят нас к использованию еще несколько видов АКБ тяговых характеристик. Например, это щелочные модельные варианты, где электродные пластины – это комбинация никеля и железа. Электролитное вещество – щелочной раствор, химически реагирующий с данными металлами.

Есть еще два почти «экзотических» варианта АКБ такого типа: батареи, оснащенные пластинами кадмий-никелевого строения, а также аккумуляторы, изготовленные при помощи электродов серебра и цинка. Два озвученных типа батарей используются в современной погрузочной, складской технике, а в бытовой достаточно редко. Например, последняя разновидность АКБ (серебряно-цинковая) стоит больших денег, а большой долговечностью не отличается.

Устройство тяговых аккумуляторов

Из вышесказанного многие могут сделать поспешный вывод – никаких отличий от классических свинцово-кислотных или гелевых батарей у подобных моделей нет. Однако делать такой вывод поспешно. Действительно, химическая структура у таких аккумуляторов схожа, технология изготовления имеет много общего, однако есть существенные моменты, на которые следует обратить внимание.

Первым делом следует обозначить конструктивное строение. Тяговые разновидности представляют собой целый блок последовательно соединенных секций. Каждая отдельная секция является, можно сказать, отдельным аккумулятором, который работает в связке с другими. Отличия от классических АКБ объясняется еще следующей особенностью – корпус тяговых моделей изготавливается из принципиально новых, подходящих для условий эксплуатации материалов. Исходя из эксплуатационных особенностей, разработчики берут за основу изготовления аккумуляторного корпуса эбонит, стекло или же керамику. Иными словами те материалы, которые будут стойкими к кислоте, внешним условиям эксплуатации.

Многосекционные батареи бывают разных параметров напряжения. Каждая секция это «мини-аккумулятор» с напряжением в 2В. Особую популярность получили модели, состоящие из шести секций, то есть аккумуляторные батареи на 12В.

Отдельный пункт устройства таких моделей АКБ – это их электродные пластины. Если мы возьмем строение классической аккумуляторной батареи, то увидим следующую особенность, закономерность – подобного типа АКБ анодные, катодные пластины изготовлены тонкими, малого веса. Если же мы поинтересуемся конструктивными особенностями пластин тяговых АКБ, то здесь нас ждут значительные изменения. Электродные пластины тяговых разновидностей – толстые, большие. Такая конструкция позволяет работать им гораздо дольше, быть намного долговечнее, чем, например, стартерные аккумуляторы.

Собственно, толстые, большие пластины объясняют, почему внешний батарейный корпус изготовлен с помощью такой массивной конструкции, почему он состоит из множества секций. Двух вольтовая секция АКБ данного типа зачастую гораздо больше, массивнее, чем двенадцативольтный классический аккумулятор. Это никоим образом нельзя расценивать как недостаток. Наоборот – массивные пластины разрушаются гораздо медленнее, большой надежный корпус является более долговечным.

Где применяются тяговые аккумуляторы

Применение тяговых аккумуляторов сообразуется с их внутренним строением, характеристиками. АКБ тягового типа обеспечивают непрерывную, надежную работу различной техники уборочного, складского, промышленного, бытового назначения. Поломоечные машины, а так же Погрузочная техника на складах – одно из основных направлений, где используются тяговые модели. Существенную роль здесь отыгрывает то, что мы обозначали начальными положениями: на складах по нормам пожарной безопасности нельзя применять технику с двигателями внутреннего сгорания на жидком топливе. Поэтому непрерывное питание мощных тяговых батарей – именно то, что необходимо в таких случаях.

Данный аккумуляторный тип может использоваться в бытовых условиях, например, устанавливаться на электромоторные лодки. Существенный выигрыш по мощности, емкости, рабочей надежности могут обеспечить более комфортные условия эксплуатации лодки по сравнению с обычными моделями АКБ.

Свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы: особенности и применение

В целом, внутренняя химическая конструкциях такого батарей такого типа практически ничем не отличается от классических моделей. Если суммировать то, что было сказано выше, можно констатировать: аккумуляторы состоят из электродных пластин положительного и отрицательного заряда, роль электролита исполняет раствор серной кислоты. Однако пластины здесь намного больше, толще, чем у классических моделей.

Применение такого типа аккумуляторов универсально. Однако стоит не забывать, что электролитное вещество представляет собой кислоту, опасную для человека. Кроме того, процесс заряда – это неизбежное выделение водорода, что способствует образованию газов в помещении. Поэтому помещения для использования данных моделей должны быть проветриваемые.

Гелевые тяговые аккумуляторы: сфера применения и основные особенности

В качестве электролита данный тип АКБ «оснащается» гелем, точнее селикагелем. Это вещество обеспечивает безопасную не обслуживаемую работу аккумуляторной батареи. Корпус полностью герметичен, доступа к внутреннему строению гелевого аккумулятора нет. Это более дорогостоящие модели, однако более безопасны для использования. Однако в большинстве случаев срок эксплуатации гелевых моделей данного типа меньше, чем у свинцово-кислотных с жидким электролитом – около 2 лет.

Применение гелевых моделей также универсально, при этом более безопасно для различных помещений.

Как выбрать тяговый аккумулятор

Выбирать батарею данной разновидности следует практически точно так же, как и АКБ классического типа. Обязательно соотносим выбор батареи с ее конечным назначением, условиями эксплуатации. Поэтому, прежде всего, обращаем внимание на такие параметры как напряжение аккумулятора, емкость, количество циклов, возможность ускоренной зарядки, температурные режимы для работы АКБ.

Подробнее о выборе тягового аккумулятора для электротранспорта в  статье по ссылке: https://chilwee.ru/kak-vybrat-tyagoviy-akumulyator/