Виды тяговых аккумуляторов и их характеристики
Знать основные параметры тяговых батарей очень важно, ведь только в этом случае изделие будет правильно подобрано, установлено, а при эксплуатации к нему не будут подключаться потребители сверх рассчитанного заводом-изготовителем предела по мощности. Основными аккумуляторами этого типа являются:
Основными аккумуляторами этого типа являются:
- Свинцово-кислотные. Дешёвые аккумуляторы, которые обладают необходимыми качествами для использования в качестве тяговых батарей. Основным недостатком таких устройств является большой вес.
- Никель-кадмиевые. Обладают высоким ресурсом работы и способны обеспечить различные самоходные машины электрическим током в необходимом объёме. Идеально подходят для погрузчиков, штабелеров и другой складской техники.
- Никель-металлогидридные. Высококачественный аккумулятор, который может использоваться в различных инструментах и машинах. Идеально подходит для электровелосипедов, инвалидных колясок и другой маломощной техники.
- Литий-полимерные. Современные устройства, в которых отсутствует эффект памяти, а работоспособность сохраняется в очень большом диапазоне температур. По причине высокой стоимости в качестве тяговой батареи используется редко.
- Литий-железофосфатные. Идеально подходят для электромоторов мощных автомобилей и другого вида техники. Могут также использоваться в качестве основных накопителей электричества в ИБП.
- Литий-ионные. Этот вид современных тяговых аккумуляторов является самым распространёнными и используется в качестве АКБ для электромобилей в системах бесперебойного электроснабжения. Такие устройства накопления электричества хорошо переносят глубокий разряд, обладают большим сроком службы и могут длительное время держать напряжение без потерь.
Практически все перечисленные модели АКБ эффективно используются в качестве источника электродвижущей силы. Основным критерием отбора таких изделий является возможность переносить глубокие разряды и сохранять электричество в состоянии покоя. От этих характеристик во многом зависит возможность использования устройств в мощной электротехнике.
Для погрузчика
Как восстановить аккумулятор для скутера или мопеда
На вопрос о том, как восстановить гелевый аккумулятор для скутера или на мопед, ответ один. Гелевая батарея для таких средств передвижения ненадолго «возвращается к жизни» по тому же принципу, что и батарея типа AGM — с доливанием внутрь электролита. Часто такой метод не рекомендуется, но в случае, когда, например, финансовые средства не позволяют человеку в ближайшее время обзавестись новым аккумулятором, старый можно «раскачать» таким способом весьма эффективно и тем самым выручить владельца мопеда.
Вначале можно попытаться зарядить аккумулятор обычным способом, с использованием малых токов. Но если он не реагирует, тогда уже не остается ничего другого, кроме как «разбудить» его с помощью доливания электролита.
Делается это так:
батарея аккуратно разбирается; к ней все это время должен быть подсоединен вольтметр для постоянного контроля напряжения; внутрь каждой «банки» шприцем заливается вначале по 6 кубиков свежего электролита плотностью 1,27-1,28 гр/см3; обычно, как только процесс начинается, напряжение сразу начинает резко расти — достаточно залить первые две «банки», и оно уже может подняться до 4 В и выше; затем повторно еще заливается по 6 кубиков электролита в каждую банку (следить за напряжением!); как правило, 12 кубиков для каждого отсека бывает достаточно; теперь нужно немного подождать для того, чтобы пластины как следует пропитались электролитом — ждем около 15 минут; теперь приступаем к зарядке высоким вольтажем — нужно поставить напряжение, как минимум, 20 В и довести аккумулятор до закипания; все это время нужно соблюдать максимальную осторожность и бдительность, постоянно контролируя весь процесс; после закипания аккумулятора можно подержать его на зарядке еще минут 10; теперь отсоединяем аккумулятор от зарядного устройства и проверяем его работоспособность с помощью автомобильной лампочки мощностью 55 Вт; обычно напряжение при проверке слегка падает, а потом быстро возвращается до показателя 12,3 В. Это означает, что аккумулятор удалось «раскачать», и он прослужит еще некоторое время
Срок службы гелевого аккумулятора для мотоцикла, скутера или мопеда после такого восстановления недолгий: от силы полтора месяца. Но и это может помочь выиграть время до того момента, когда владелец обзаведется новым аккумулятором.
Поскольку гелевые батареи, как выяснилось, являются необслуживаемыми только формально, опытные умельцы всегда найдут способы их восстановления и продления им жизни на некоторое время. Иногда это может реально помочь. Но если все способы, вплоть до большого вольтажа, уже испробованы, а результата нет — не остается ничего другого, как приобрести новый аккумулятор.
Радикальная переполюсовка
Когда в одной из шести банок аккумулятора происходит значительное снижение напряжения, при зарядке полюса в ней меняют свой знак. Такое явление провоцирует цепную реакцию, приводящую к аналогичным метаморфозам в соседних контейнерах.
Удивительно, но это тот случай, когда отремонтировать изделие помогает искусственно созданная в нём неисправность. Переполюсовка позволяет в значительной степени очистить пластины от сульфатов и восстановить до 80 % первоначальной ёмкости аккумулятора.
Однако столь радикальный подход не следует применять, если:
- цвет электролита в банках – чёрный;
- у аккумулятора имеется короткое замыкание;
- плотность электролита недостаточна.
Конечно, метод переполюсовки иначе как варварским не назовёшь, но если другие способы восстановления аккумулятора не привели к желаемому результату, можно попробовать и такую технологию. Если батарея не работает, хуже для неё уже всё равно не будет.
Итак, сперва из каждой банки аккумулятора ареометром отбирается электролит и определяются показатели этого прибора, исходя из которых оценивается состояние контейнеров. Среди них совершенно неработоспособных обычно оказывается немного – один-два. И восстанавливать ёмкость придётся, по большому счёту, только у этих элементов. Причём, переполюсовку можно провести в домашних условиях, не разбирая батарею.
Основные этапы процесса:
- Разрядка аккумулятора «до нуля» с помощью какой-нибудь нагрузки – например, автомобильной лампочки. Если какое-то напряжение остаётся, применяется короткое замыкание клемм.
- В разрыв клеммы со знаком «минус» зарядного устройства включается балластное сопротивление – например, резистор на 50 кОм, для защиты пластин аккумулятора от короткого замыкания.
- Подключение проводов зарядного устройства к аккумулятору в обратной полярности: положительный – к «минусу», отрицательный – к «плюсу».
- Зарядка аккумулятора током, сила которого составляет 10 % ёмкости АКБ с последующим уменьшением этого значения до 2 А.
- После закипания банок зарядка продолжается ещё два часа.
Заново проверяется плотность электролита. В исправных банках она должна стать меньше, а в дефектных — повыситься. С помощью замыкания клемм аккумулятор подвергается глубокому разряду, после чего батарея подключается к зарядному устройству уже по стандартной полярности и проходит вышеописанный цикл набора энергии. Для надёжного восстановления АКБ рекомендуется провести переполюсовку дважды.
Заключение
Безусловно, восстановить аккумулятор в домашних условиях вполне возможно. Однако следует отметить, что находящаяся в нём серная кислота и образующиеся в этом агрегате газы небезопасны. Потому при выполнении работ, связанных с разборкой АКБ, нужно надевать перчатки, а помещение должно обладать хорошей вентиляцией. И вообще, заниматься ремонтом батареи лучше на свежем воздухе.
Как восстановить автомобильный аккумулятор: 4 проверенных метода
Для реанимирования источника питания существует 4 способа, которыми часто пользуются автовладельцы.
- подзаряд малым током;
- создание нового электролитического раствора;
- неоднократная зарядка;
- обратная зарядка.
Малый ток
Малым током возможно восстановить только кислотные АКБ. С гелевыми такой метод не проверялся и не рекомендуется этого делать. Инструкция и техника применения способа:
- проводящий ток должен быть в 10 раз меньше энергетической ёмкости аккумуляторной батареи;
- вернуть к жизни АКБ поможет неоднократный подзаряд;
- ток обязан быть слабым;
- понадобится зарядка и ИБП;
- во время проведения работ необходимо делать небольшие и частые остановки. Выполнять подзарядку циклично;
- самая первая зарядка выполняется на самом низком уровне тока. Далее сила тока постепенно повышается;
- в конце концов аккумулятор должен перестать заряжаться;
- такой метод постепенно увеличивает параметр плотности устройства;
- примерно процедура выполняется за 8 шагов.
Автомобильные аккумуляторы.
Новый электролит
Замена электролита хороший способ, если параметр плотности аккумуляторной батареи просел. Для создания понадобится концентрированная или разбавленная кислота, которая продаётся в технических магазинах, а также дистиллированная вода. Использовать обычную воду крайне не рекомендуется, так как в ней содержаться ненужные элементы. Перед тем как производить замену необходимо изучить правила и технику безопасности. Выполнять работу необходимо в ненужной и защищённой одежде, перчатках и очках.
Найти хорошо проветриваемое место, чтобы не надышаться активными парами кислоты. Процедура замены электролита:
Снять аккумулятор с автомобиля. Температура воздуха должна быть в районе 20 градусов. Поэтому если потребуется, отнести аккумулятор в нужное место. Слить старый электролит и хорошо промыть дистиллированной водой. При помощи таблиц плотности развести электролит для подходящей температуры в проживаемом регионе. Разводить нужно в ёмкости, которую не разъест кислота
Важно первым делом наливать в ёмкость дистиллированную воду, а уже потом кислоту. Вода, добавленная в кислоту вызовет активную реакцию и выплеснет наружу раствор. После того как раствор готов, необходимо провести замеры плотности при помощи ареометра. Далее дать отстояться смеси в течение двух часов. Залить новый электролит в аккумуляторную батарею поставить на зарядку до закипания.
При работе будьте аккуратны.
Метод неоднократной подзарядки
Суть способа заключается в том, чтобы зарядное устройство питало восстановитель энергии постепенно. Эффект добывается благодаря изменению направления электролитического раствора от пластинок в пустое пространство. Такой способ подойдёт источникам питания у которых электролитический раствор в банках не сбалансирован. Не стоит забывать про перерывы между зарядками. Так источник питания успеет правильно распределить энергию.
Обратная зарядка
Такой способ зарядки является довольно рискованным и опасным. Подключение зарядного устройства идёт не как обычно минус к минусу, а минус к плюсу. Для этого понадобится наиболее мощный зарядник. Когда идёт такой процесс, электролитический раствор в банках начинает интенсивно кипеть.
Пугаться этого не нужно. Заряжать аккумуляторную батарею таким образом необходимо в течение 30 минут.
Далее требуется слить весь электролит и качественно промыть все банки при помощи дистиллированной воды. После того как новый электролит в источнике питания, его необходимо снова подключить к зарядке, но только уже с правильной полярностью.
Зарядка аккумулятора.
Подлежит ли «гель» восстановлению
Конечно, не каждую АКБ можно восстановить: бывает так, что корпус батареи во время ее осмотра оказывается поврежденным. Либо внутри нее что-то начинает «бряцать» при попытке вынуть ее из машины или переставить в другое место. Если такое происходит, за восстановление явно поврежденных батарей браться не следует: это может оказаться опасным. Кроме того, потом будет жаль потерянного времени, которое можно было бы потратить на приобретение новой батареи.
Поэтому, прежде чем приступать к восстановлению, важно как можно более тщательно осмотреть АКБ и проверить ее на остатки работоспособности для того, чтобы определить, стоит ли за нее браться. Определить, «живой» ли гелевый аккумулятор для авто и стоит ли браться его «реанимировать», можно с помощью применения стандартной нагрузочной вилки
Вольтметром измеряется напряжение аккумулятора (все абсолютно так же, как и при обращении с любой другой батареей), подключается нагрузочная вилка, которая будет имитировать работу стартера. Вилка держится секунды три, после чего нужно внимательно следить за тем, как «ведет» себя напряжение
Определить, «живой» ли гелевый аккумулятор для авто и стоит ли браться его «реанимировать», можно с помощью применения стандартной нагрузочной вилки. Вольтметром измеряется напряжение аккумулятора (все абсолютно так же, как и при обращении с любой другой батареей), подключается нагрузочная вилка, которая будет имитировать работу стартера. Вилка держится секунды три, после чего нужно внимательно следить за тем, как «ведет» себя напряжение.
Если оно восстанавливается (стрелка вольтметра при этом должна подниматься обратно), АКБ жива и, как минимум, ее нужно подзарядить. А в случае, если напряжение не восстанавливается, можно попытаться «воскресить» аккумулятор более сильными токами. Но этот эксперимент больше подходит для умельцев-экстремалов.
Сделать вывод о том, подлежит ли гелевый аккумулятор восстановлению, легко и на основании измерения того напряжения, которое в нем осталось. Оптимальнее всего, если U составляет хотя бы 50-60% от положенного. Рекомендуется восстанавливать батарею в случае, если ее напряжение не упало ниже 30%. Тогда еще возможно восстановить ее емкость (Ач) хотя бы частично, чтобы продлить срок работы АКБ.
Способы устранения сульфатации
Способов устранения сульфатации пластин применяется несколько.
Первый метод
Первым, самым распространенным методом является проведение контрольно-тренировочного цикла (КТЦ). Использование этого метода позволит устранить сульфатацию на ранних стадиях и восстановить емкость АКБ.
Суть данного метода сводится к проведению цикла заряд-разряд. Для проведения КТЦ понадобиться наличие зарядного устройства, ареометра, вольтметра и источника потребления электроэнергии.
Сначала выполняется полная зарядка батареи. Зарядка АКБ производится током, по силе равным 10% от номинальной емкости, то есть при емкости батареи в 60 Ач, сила тока должна составлять 6 А. после зарядки к каждой банке проверяется плотность.
Данный показатель у полностью заряженной батареи должен составлять 1,27. Если это значение ниже, потребуется доведение плотности до нужного значения с последующей дозарядкой батареи в течение получаса, чтобы электролит перемешался.
После зарядки производится контрольный разряд. Для этого к клеммам подсоединяется источник потребления энергии. При этом потребление энергии подключенным потребителем не должно превышать 10% от емкости.
Лучше всего в качестве потребителя использовать автомобильную лампу накаливания, с определенной мощностью.
Высчитать мощность, которая нужна можно путем умножения силы тока и напряжения. Сила тока при расчете берется исходя из емкости батареи.
То есть, при расчете мощности, которая нужна для проведения разряда батареи на 60 Ач, сила тока берется 6А, умножается это значение на 12В. Получаем значение мощности в 72 Вт, примерно такой мощности и нужна лампа.
Далее батарея разряжается лампой, при этом периодически замеряется напряжение.
Разряжая батарею нужно добиться снижения напряжения на клеммах до 10,2 В. Это значение напряжения будет указывать о полном разряде батареи.
При этом замеряется время, за которое произошла разрядка АКБ. У нового аккумулятора данное значение должно составлять около 10 часов. Чем меньше время разрядки, тем больше АКБ потерял свою емкость.
Надолго разряженный аккумулятор оставлять нельзя, его сразу же нужно ставить на зарядку до полного восстановления заряда.
При выполнении данной операции емкость батареи восстановится, а за счет снижения сульфатации снизиться внутренней сопротивление.
Следующий метод
Вторым методом удаления сульфатации является применение реверсивных токов при зарядке батареи.
Недостатком метода реверсивного тока является потребность в специальном оборудовании – генераторе реверсивного тока.
Суть данного метода сводиться к длительному заряду батареи малыми токами.
Так при незначительной сульфатации АКБ заряжается незначительным током – 0,5-2 А. Причем зарядка производится длительный период, иногда может достигать 50 часов.
Окончанием процесса десульфатации является неизменность напряжения на клеммах, а также неменяющаяся плотность электролита в течение 2 и более часов.
Третий метод, использующийся для восстановления АКБ.
Является промывка батареи с последующей ее зарядкой. Но метод этот длительный и затянуться его выполнение может до месяца.
С аккумулятора сливается электролит, и на его место заливается дистиллят. После чего батарея ставится на зарядку при напряжении в 14 В.
После начала закипания дистиллята – напряжение несколько снижается. Основная цель – поддерживать кипение в АКБ, но неинтенсивное.
Со временем плотность дистиллята будет повышаться за счет растворения в воде сульфата свинца. После этого вода сливается, и заливается новая и АКБ снова ставится на зарядку, под небольшое напряжение.
Нужно добиться того, чтобы в дистилляте появлялись пузырьки, но до закипания он не доводился.
На зарядке АКБ нужно будет держать до тех пор, пока плотность не будет меняться на протяжении нескольких дней.
Химический способ.
Есть и быстрый способ удаления сульфатации – химический. Сводиться он к промывке батареи раствором аммиака и трилона Б.
Перед промывкой раствором, аккумулятор заряжается, с него сливается электролит и промывается дистиллятом.
Затем в банки заливается водный раствор, в который добавлено 2% от объема воды трилона Б и 5%-аммиака.
Этот раствор вступит в реакцию с сульфатным раствором, сопровождаться эта реакция будет кипением раствора и брызгами.
Как только кипение прекратиться – раствор можно сливать, банки промываются водой, а затем заливается электролит и батарея заряжается.
Технология восстановления BSI
Теория процесса. Технология восстановления основывается на анализе теории процесса формирования сульфата свинца в аккумуляторе в ходе циклов заряда-разряда.
Воздействуя на металл, серная кислота приводит к образованию сульфата свинца:
Сульфат свинца образуется в виде кристаллов, формирующихся и оседающих на положительных и отрицательных пластинах батарей. Эти кристаллы обладают диэлектрическими свойствами, что приводит к снижению плотности электролита в допустимых пределах, обеспечивающих достаточную проводимость. Постепенное накопление кристаллов PbSO4 вызывает необратимое ухудшение характеристик или насыщение пластин. Пластины «затвердевают» и утрачивают электропроводимость, что сокращает полезный срок службы батареи. Нарушение циклов заряда-разряда батарей приводит к ускоренному формированию сульфата свинца на пластинах.
Предлагаемый процесс восстановления продлевает срок службы аккумуляторных батарей за счет механической очистки пластин и добавления фирменной присадки BSI, препятствующей образованию сульфатации в процессе эксплуатации. Кроме того, добавление присадки BSI приводит к формированию тонкого защитного слоя на пластинах (подобного силиконовому покрытию), препятствующего последующей сульфатации пластин.
Процесс восстановления тяговых аккумуляторных батарей состоит их нескольких этапов:
1. Первичный осмотр и диагностика.
2. Удаление отработанного электролита.
3. Вскрытие банок АКБ, механическое очищение пластин сжатым воздухом и дистиллированной водой.
4. Сборка банок, пайка разрезного шва, опрессовка сжатым воздухом.
5. Регенерация отработанного электролита с доведением его до рабочих кондиций.
6. Заправка банок электролитом, добавление фирменной присадки BSI с последующей «тренировкой» собранных батарей по уникальным алгоритмам BSI на специализированном оборудовании BSI.
7. Ремонт и покраска ящиков АКБ.
8. Сборка батарей в ящик, в случае необходимости замена перемычек, крышек, проводов, коннекторов.
9. Снятие рабочих характеристик, составление протокола испытания собранной батареи.
10. Подготовка к транспортировке, отправка потребителю.
Весь цикл от попадания батареи к нам на предприятие и до отправки потребителю занимает от 5 до 10 рабочих дней, в зависимости от состояния АКБ.
Неисправности АКБ
Внешние
Ниже перечислены внешние неисправности и способы их устранения:
- Повреждён пластиковый корпус аккумулятора. Такое повреждение (трещина, отверстие) может быть вызвано как внешним воздействием, так и в результате процессов в самой АКБ (вздутие, перегрев и т. п.). Здесь нужно понимать, что в случае больших пробоин, ремонтом заниматься не следует и лучше покупать новую АКБ. А если трещина небольшая, то можно заделать её с использованием пластика и паяльника. Перед проведением работ весь электролит сливается. Когда трещина будет заделана, нужно залить новый электролит и провести зарядку аккумулятора;
- Клеммы АКБ окислились. Здесь задача по восстановлению значительно проще. Нужно лишь очистить мелкой наждачной бумагой и тряпкой слой окислов. Ту же операцию неплохо провести и на клеммах подключаемых проводов. После этого можно смазать клеммы небольшим количеством машинного масла.
Внешние неисправности аккумулятора
Окисление аккумуляторных клемм
Внутренние
Теперь рассмотрим основные неисправности аккумулятора, вызванные внутренними причинами. Некоторые устранить довольно просто, другие сложнее, а часть неисправностей являются неисправимыми. Для начала перечислим их:
- Сульфатация пластин аккумулятора. Это наиболее распространённая внутренняя неисправность аккумулятора и ей мы посвятим большую часть рекомендаций по восстановлению. На ранних стадиях сульфатации её можно устранить без проблем, на поздней гораздо сложнее или невозможно. Как оживить аккумулятор автомобиля при сульфатации, будет рассказано ниже;
- Осыпание угольных пластин. Диагностировать данную неисправность можно по цвету электролита. В этом случае он потемнеет. Здесь восстановление крайне проблематично и нужно готовиться к приобретению новой АКБ;
- Замыкание пластин в одной из банок аккумулятора. Как понять, что у вас именно эта неисправность? Это можно определить по чрезмерному нагреву одной из банок и вскипанию в ней электролита. Неисправность можно устранить заменой свинцовых пластин, но целесообразность этого под вопросом. В этом случае разумным будет купить новую батарею, поскольку такой ремонт аккумулятора автомобиля крайне проблематичен. Хотя, ниже рассмотрим метод, как восстановить автомобильный аккумулятор при замыкании;
- Замерзание электролита и повреждение элементов АКБ. К такому результату может привести неправильная эксплуатация устройства (систематическая недозарядка, глубокий разряд). В результате нахождения разряженного аккумулятора на сильном морозе электролит может замёрзнуть и повредить пластины, корпус. В этом случае восстановление автомобильного аккумулятора нецелесообразно.
Дополнительно можете прочитать о том, как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность.
Как видите, среди внутренних неисправностей АКБ успешно устраняется только сульфатация. Причём, если она не находится в запущенной стадии. Поэтому мы рассмотрим несколько способов восстановления батареи в случае сульфатации свинцовых пластин. Но сначала перечислим, что нам может потребоваться для работы:
- Свежий электролит;
- Дистиллированная вода;
- Зарядное устройство для аккумулятора;
- Ареометр (измерение плотности электролита);
- Средства защиты (очки, перчатки);
- Десульфатирующая присадка и некоторые другие химикаты.
Почему нежелателен и чем опасен глубокий разряд
Разряд аккумуляторной батареи – это естественное явление, поскольку он как раз разработан для этих целей. Его основная задача – постепенно накапливать энергию, а затем отдавать ее в полезную нагрузку. Этот процесс повторяется циклично до тех пор, пока изделие не выработает свой ресурс. Но до этого времени оно способно восстанавливать свой заряд многократно.
При рассмотрении вопроса сохранности кислотных аккумуляторов важно учитывать следующие моменты:
- конструкция современных батарей хоть и тщательно продумана, но все же далека от совершенства;
- как и у всякого элемента, накапливающего энергию, у них есть проблемные места;
- эти изделия плохо «переносят» чрезмерную зарядку, приводящую к быстрому разрушению пластин в банках;
- особо отрицательно на них сказывается глубокий разряд элементов питания.
Глубокий разряд батареи приводит к следующим нежелательным последствиям:
внутри батареи происходит образование крупных нерастворимых кристаллов электролит обедняется, становится слабее и не способен создавать нужную емкость энергии образование на пластинах нерастворимого осадка затрудняет прохождение тока, возрастает сопротивление
Чтобы не доводить АКБ до критического состояния разрядки – предусмотрена целая система мер, включая контроль плотности электролита в банках и поддержание его нормального уровня.
