19.94M

Category:

physics

Свинцово-кислотные аккумуляторы

1.

Учебный материал по свинцовокислотным аккумуляторам
Корбан Б.А., Краснова Е.С.

ПЛАН ЗАНЯТИЙ
1
Занятие №1. Конструкция и устройство СКА.
2
Занятие №2. Электрические параметры АКБ.
3
Занятие №3. Срок службы и старение АКБ,
внешние факторы.
4
Занятие №4. Сравнение серий и типов АКБ.
Методы расчета и подбора АКБ.
5
Занятие №5. Разбор наиболее сложных вопросов.
2

3.

Занятие №1.
Конструкция и устройство СКА.

4.

4
Занятие №1
1
ВВЕДЕНИЕ
2
КЛАССИФИКАЦИЯ
3
КОНСТРУКЦИЯ
ХИТ, СКА
По назначению
Решетка
Реакция
По типу электродов
Активная масса
По состоянию эл-та
По электрич. х-кам
Сепаратор
Элемент/Ячейка
По технологии
Корпус
Клапаны
Электролит
4
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ
НА ХАРАКТЕРИСТИКИ
Состав пасты
Состав решетки
Геометрические размеры и
пространственное расположение
Терминалы/Клеммы
Борн
МЭС

5.

Первичные и вторичные ХИТ
Батарейки
Литий-ионные аккумуляторы
AGM, AGM+GEL, OPzV, OPzS, GroE
5

6.

Свинцово-кислотные АКБ
Свинцово-кислотные аккумуляторы – вторичный источник тока принцип работы
которого основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в
сернокислотной среде.
Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на аноде и
окисление свинца на катоде. При заряде протекают обратные реакции, к которым
в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся
выделением кислорода и водорода.
Химическая реакция (слева направо — разряд, справа налево — заряд):
Катод : PbO2 3H HSO4 2e PbSO4 2H 2O
Анод : Pb H 2SO4 PbSO4 H 2e
Суммарная реакция: PbO2 Pb 2H 2 SO4 2PbSO4 2H 2O
при разряде аккумулятора серная кислота из электролита вступает в реакцию и
плотность электролита падает, а при заряде, когда серная кислота выделяется в
раствор электролита из сульфатов, плотность электролита растёт.
6

7.

Конструкция СКА
7

8.

Конструкция Opz
(панцирные пластины)
1.1 Токопроводящая решетка
1.2 Токопроводящая стержневая рамка
2. Отрицательный электрод с намазной пастой
3. Панцирный электрод (положительный электрод)
4. Сепаратор
5. Корпус и крышка
6. Пробка с откидной крышкой
8

9.

Занятие №2.
Электрические параметры АКБ.

10.

10
Занятие №2
1
ОСНОВНЫЕ
ПАРАМЕТРЫ
2
МЕТОДЫ ЗАРЯДА
И ПАРАМЕТРЫ
3
РЕЖИМЫ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
Емкость
Пост. напряжением
Циклический
Напряжение
Пост. током
Заряд
Смешанный метод
Поддерживающий/
Флотирующий
Буферный
Выравнивающий
заряд
4
РАЗРЯДНЫЕ ТАБЛИЦЫ
Постоянным током
Постоянной мощностью
Емкости на разных интервалах
Термическая
компенсация
Балансиры

11.

Емкость, заряд и напряжение
Емкость – номинальная величина, а заряд – фактическое значение, которое
отражает, какой объем энергии из возможного запасен в батарее, т.е. заряд – это
% от емкости.
Емкость
определяется
аккумуляторе.
при
100%
заряженном
Физически заряд обозначает, какое количество вещества
из
максимально
возможного
восстановлено
в
аккумуляторе на электродах.
Так же напряжение холостого хода (ХХ) батареи зависит
от уровня заряда. Чем выше заряд, тем выше напряжение
батареи.
11

12.

Методы заряда
Заряд постоянным током
12

13.

Методы заряда
Заряд постоянным напряжением
13

14.

Методы заряда
Смешанный метод
14

15.

Режимы эксплуатации
Циклический
15

16.

Режимы эксплуатации
Поддерживающий/флотирующий
16

17.

Режимы эксплуатации
Буферный
17

18.

Режимы эксплуатации
Выравнивающий заряд
18

19.

Режимы эксплуатации
Термическая компенсация
Параметры напряжения поддерживающего режима
Параметры напряжения циклического режима
19

20.

Занятие №3.
Срок службы и старение АКБ,
внешние факторы

21.

21
Занятие №3
1
СРОК СЛУЖБЫ СКА
2
ДЕГРАДАЦИЯ И
РАЗРУШЕНИЕ
3
МЕТОДЫ
ТЕСТИРОВАНИЯ
Циклический режим
Коррозия решетки
ГОСТ Р МЭК
Флотирующий/
Поддерживающий режим
Буферный режим
Деградация активной
массы
Тестеры емкости
Смешанный режим
Высыхание
Остаточная емкость
Замерзание
DoD и SoC
Термический разгон и
вздутие
Сульфатация
Короткое замыкание
внутреннее и внешнее
Обрывы МЭС
Разгерметизация
КТЦ
Проводимость
Вн. сопротивление

22.

22
Срок службы
Циклический режим
HRL 12-100 X
GX 12-100

23.

23
Срок службы
Буферный режим
HRL 12-100 X
GX 12-100

24.

Остаточная емкость и глубина разряда
40-50%
50-60%
SoC
(State of Charge)
50-60%
Capacity
DoD
(Depth of Discharge)
Capacity
40-50%
24

25.

Деградация активной массы
25

26.

26
Тестеры емкости
Емкость – 8,55 Ач
Напряжение – 12,77 В
Емкость – 7,5 Ач
Емкость – 6,6 Ач
Напряжение – 12,6 В
Емкость – 3,0 Ач

27.

Занятие №4.
Методы расчета и подбора АКБ.
Сравнение серий и типов.

28.

28
Занятие №4
1
ПАРАМЕТРЫ
ПОДБОРА И
СРАВНЕНИЯ
2
РАСЧЕТ
АВТОНОМИИ
Формула расчета
Номинальная емкость или
время автономии системы
Пример расчета
Габариты, вес
Ток КЗ
Разрядные х-ки на разных
интервалах
Полярность и тип
клемм
Макс. разрядный ток
Разрядные х-ки на разных
интервалах
Методы
тестирования
ГОСТ Р МЭК
Срок службы
Вн. сопротивление
3
Сравнение разрядных
HRL-W
Немного ТОЭ
Тестеры емкости

29.

Параметры подбора
29

30.

Расчет автономии
Мощность потребителя переменного тока Sпотреб или Pпотреб (в крайнем случае мощность
ИБП) (Если приводится значение полной мощности (Sпотреб) потребителя, то необходимо знать значение
cosϕ, если коэффициент мощности не известен, то нужно предупредить заказчика, что при расчёте будет
взят cosϕ=1, что может привести к запасу мощности на 20-30%);
Коэффициент полезного действия ИБП (η);
Количество аккумуляторных батарей – n, подключаемых к ИБП или номинальное
напряжение ИБП – Uном, на стороне постоянного тока;
Глубину разряда аккумуляторных батарей (Uразр);
Время автономной работы – время в течении которого потребитель работает от АКБ.
Нам необходимо рассчитать значение мощности на один элемент, которой будут разряжаться
аккумуляторы (m – количество элементов в аккумуляторе):
30

31.

Расчет автономии
31

32.

32
Серии АКБ
Security Force
DELTA DTM
Optimus
DELTA DTM L
DELTA DT
DELTA DTM I
DELTA GEL
DELTA HR
ВОСТОК СК
DELTA HR-W
DELTA HRL-W
DELTA СТ
DELTA FTS-X
DELTA EPS
DELTA GSC
DELTA EPS MF
DELTA STC
Red Energy RE
DELTA OPzV
Red Energy DS
DELTA OPzS
Red Energy RS
DELTA HRL-X
ВОСТОК СХ
DELTA GX
ВОСТОК ТС
DELTA FT-M