Назначение и устройство аккумуляторной батареи: Устройство назначение и принцип действия аккумуляторов. Устройство и принцип работы аккумуляторной батареи. Процессы заряда и разряда

  • 24.08.1972

Содержание

Назначение и принцип работы

Аккумуляторные батареи тепловозов предназначены для питания током тяговых генераторов или стартер-генераторов при пуске дизелей, питания цепей управления и освещения при неработающем дизеле. Аккумуляторная батарея состоит из последовательно соединенных элементов, работа которых основана на способности электрической энергии преобразовываться в химическую и, наоборот, способности химической энергии преобразовываться в электрическую. На тепловозах применяют кислотные (свинцовые) и щелочные (никель-железные и никель-кадмиевые) аккумуляторы, отличающиеся друг от друга материалом пластин и составом электролита.

Простейший кислотный аккумулятор представляет собой сосуд с водным раствором серной кислоты (электролитом), в который погружены два электрода (свинцовые пластины). В кислотных аккумуляторах активной массой положительных пластин служит перекись (двуокись) свинца (РЬО_>) темно-коричневого цвета, а отрицательных — губчатый (чистый) свинец (РЬ) серого цвета. При разрядке ток внутри элемента протекает от отрицательной пластины к положительной, активная масса переходит в сернокислый свинец, на что расходуется серная кислота, взамен которой образуется вода, плотность электролита понижается.

Во время заряда ток от внешнего источника подводится к положительной пластине и проходит по электролиту к отрицательной пластине. Сернокислый свинец на отрицательной пластине восстанавливается в губчатый свинец, а на положительной пластине превращается в двуокись свинца. При этом образуется серная кислота, а так как на ее образование расходуется вода, то плотность электролита повышается.

Аккумулятор после заряда приходит в то же состояние, в каком он находился до разряда.

Напряжение и э.д.с. кислотного аккумуляторного элемента независимо от размеров аккумулятора при нормальной плотности электролита и средней температуре составляют 2-2,1 В; с увеличением плотности электролита э.д.с. элемента возрастает. Если внешняя цепь разомкнута, то э.д.с. и напряжение аккумулятора равны.

Аккумулятор, как и любой другой источник электрической энергии, обладает внутренним сопротивлением 1?Вн, поэтому напряжение U, подведенное к аккумулятору при заряде, больше э.д.с. аккумулятора Е:

У = £+//?,.,.

При разряде напряжение на зажимах аккумулятора меньше его э.д.с. на значение внутреннего паления напряжения:

U = E-IRm.

Во время заряда напряжение аккумулятора изменяется. Вначале напряжение элемента почти не изменяется, а к копну заряда (примерно через 3,5 ч) поднимается до 2,6 2,7 В, при этом около пластин интенсивно выделяются газы (электролит кипит). После отключения аккумулятора от источника тока напряжение элемента быстро снижается до 2,1 2,2 В. Во время разряда напряжение аккумулятора быстро падает до 2 В, а затем медленно уменьшается до 1,8 В. Нел и продолжать разряд дальше, то напряжение начнет резко падать. Чтобы избежать повреждения аккумулятора, при напряжении 1,7 В разряд прекращают.

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое можно получить от полностью заряженного аккумулятора при разряде до минимально допустимого напряжения на зажимах. Емкость аккумулятора равна произведению разрядного тока на вре мя разряда и выражается в ампер-часах (А-ч).

Емкость аккумулятора зависит от количества и пористости активной массы пластин (размера и толщины), плотности (концентра чип) и температуры электролита и значения разрядного тока.

Количество электричества и энергии, которое отдает в пень аккумулятор при разряде, всегда меньше, чем полученные им при заряде. Величины, характеризующие степень использования количества электричества и энергии (выраженные в процентах), называются отдачей аккумулятора. Значение, показывающее степень использования количества электричества, называется ампер-часовой отдачей, а показывающее использование энергии ■-ватт-часовой отдачей, или к.п.д. аккумулятора. Для кислотных аккумуляторов ампер-часовая отдача равна 80- 85%, а для щелочных — 60 70%.

При работе аккумуляторов и их храпении с электролитом происходит потеря емкости (на утечки тока, саморастворение электродов и др.), которая называется саморазрядом аккумулятора.

Щелочные аккумуляторы применяются двух типов: никель-железные и никель-кадмиевые. Активная масса положительных пластин в этих аккумуляторах состоит из окисла никеля, смешанного для увеличения электропроводности с графитом. Эта масса помещена в тонкие железные оболочки с мелкой перфорацией. Отрицательные пластины изготовлены из губчатого железа (никель-железные аккумуляторы) или из губчатого кадмия с добавлением губчатого железа, В качестве электролита используют раствор едкого кали в дистиллированной воде. При разряде аккумулятора окислы никеля в положительных пластинах переходят в гидрат окиси железа. Особенностью щелочных аккумуляторов является то, что концентрация раствора едкого кали при разряде остается неизменной. Поэтому напряжение щелочных аккумуляторов почти не зависит от плотности электролита и определяется степенью окисления активной массы. Во время заряда происходит обратный процесс: на положительных пластинах образуются окислы никеля, а на отрицательных восстанавливается губчатое железо.

Полностью заряженный аккумулятор имеет э.д.с, равную примерному 1,45 В. Об окончании заряда щелочного аккумулятора судят по напряжению. После того как напряжение под нагрузкой достигнет 1,83 В, заряд продолжают еще в течение 30-40 мин, а затем прекращают. Длительность заряда составляет 6-7 ч. Вначале разряда напряжение довольно быстро падает до 1,3 В, затем медленно снижается до 1,1 В; при таком напряжении разряд следует прекратить, иначе напряжение начнет резко уменьшаться.

Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед кислотными: увеличенный срок службы (пять — семь лет вместо двух-трех), использование для изготовления менее дефицитных материалов, они медленнее, чем свинцовые, саморазряжаются (при этом не разрушаются пластины), имеют большую механическую прочность и малую чувствительность к перезаряду и недозаряду, а также к большим разрядным токам, требуют более простого обслуживания и ремонта.

⇐ | Испытания электрических машин | | Рудая К. И., Логинова Е. Ю. Тепловозы. Электрическое оборудование и схемы. Устройство и ремонт | | Устройство тепловозных аккумуляторных батарей | ⇒

Назначение аккумуляторной батареи в автомобиле

Незаменимыми источниками бесперебойного питания в автомобилях являются аккумуляторы. Без этого устройства невозможна работа современных транспортных средств. Как и все детали автомобиля, аккумуляторная батарея не вечна и периодически требует замены.

Средний срок службы аккумулятора составляет от трех до пяти лет и зависит от условий его эксплуатации и регулярности обслуживания. Поэтому, после покупки не нового автомобиля, может потребоваться замена аккумулятора, которые еще нужно правильно выбрать. Если у Вас внезапно вышел из строя аккумулятор, вот здесь Вас спасут услуги недорогого такси, которое не только доставит вас к месту назначения, но и свозит вас в автомагазин, где продаются аккумуляторные батареи.

Чтобы самостоятельно выбрать и купить новый аккумулятор для автомобиля необходимо прочесть информацию об этом устройстве в автомобильной инструкции или на крайний случай запомнить марку и название аккумулятора, который у вас стоит на автомобиле, чтобы купить такой же.

Замена АКБ требуется только в том случае, когда это устройство перестаёт держать заряд. Например, вы приходите на стоянку или гараж за автомобилем, и пытаетесь его запустить, а он ни в какую, панель приборов гаснет, стартер не крутит — это значит, что аккумуляторная батарея требует зарядки или, как в большинстве случаев, замене. Бывает так, что аккумулятор попросту не «берет заряд». Это значит, что вы поставили аккумулятор на зарядку, прошло несколько часов, а он не заряжается.

Очень часто, повышенному разряду подвержены аккумуляторы на тех автомобилях, которые редко эксплуатируются. Это происходит тогда, когда вы осуществляете очень короткие поездки на авто, особенно случается это зимой. При таких обстоятельствах аккумулятор не успевает полностью зарядиться и из-за постепенной разрядки теряет энергию.

Не редко случается так, что техническое повреждение этого моноблочного изделия, могут стать причиной их выхода из строя. Корпус аккумуляторной батареи может треснуть или отколоться, из батареи может вытекать электролит. В общем, при этих и прочих повреждениях эксплуатация аккумуляторной батареи запрещена. Поэтому во всех автомобилях аккумулятор надежно закреплен под капотом, чтобы избежать повреждений от возможных ударов при движении.

Оценка текста

Устройство и классификация аккумуляторных батарей

Настоящим я выражаю свое согласие ООО «Пауэр Интернэшнл–шины» (ОГРН 1027739435570, ИНН 7703247653) при оформлении Заказа товара/услуги на сайте

www.4tochki.ru в целях заключения и исполнения договора купли-продажи обрабатывать — собирать, записывать, систематизировать, накапливать, хранить, уточнять (обновлять, изменять), извлекать, использовать, передавать (в том числе поручать обработку другим лицам), обезличивать, блокировать, удалять, уничтожать — мои персональные данные: фамилию, имя, номера домашнего и мобильного телефонов, адрес электронной почты.

Также я разрешаю ООО «Пауэр Интернэшнл–шины» направлять мне сообщения информационного характера о товарах и услугах ООО «Пауэр Интернэшнл–шины», а также о партнерах.

Согласие может быть отозвано мной в любой момент путем направления ООО «Пауэр Интернэшнл–шины» письменного уведомления по адресу: 129337, г. Москва, ул. Красная Сосна, д.30

Конфиденциальность персональной информации

1. Предоставление информации Клиентом:

1.1. При оформлении Заказ товара/услуги на сайте www.4tochki.ru (далее — «Сайт») Клиент предоставляет следующую информацию:

— Фамилию, Имя, Отчество получателя Заказа товара/услуги;

— адрес электронной почты;

— номер контактного телефона;

— адрес доставки Заказа (по желанию Клиента).

1.2. Предоставляя свои персональные данные, Клиент соглашается на их обработку (вплоть до отзыва Клиентом своего согласия на обработку его персональных данных) компанией ООО «Пауэр Интернэшнл–шины» (далее – «Продавец»), в целях исполнения Продавцом и/или его партнерами своих обязательств перед Клиентом, продажи товаров и предоставления услуг, предоставления справочной информации, а также в целях продвижения товаров, работ и услуг, а также соглашается на получение информационных сообщений. При обработке персональных данных Клиента Продавец руководствуется Федеральным законом «О персональных данных» и локальными нормативными документами.

1.2.1. Если Клиент желает уничтожения его персональных данных в случае, если персональные данные являются неполными, устаревшими, неточными, либо в случае желания Клиента отозвать свое согласие на обработку персональных данных или устранения неправомерных действий ООО «Пауэр Интернэшнл–шины» в отношении его персональных данных, то он должен направить официальный запрос Продавцу по адресу: 129337, г. Москва, ул. Красная Сосна, д.30

1.3. Использование информации предоставленной Клиентом и получаемой Продавцом.

1.3.1 Продавец использует предоставленные Клиентом данные в целях:

· обработки Заказов Клиента и для выполнения своих обязательств перед Клиентом;

  • для осуществления деятельности по продвижению товаров и услуг;
  • оценки и анализа работы Сайта;
  • определения победителя в акциях, проводимых Продавцом;

· анализа покупательских особенностей Клиента и предоставления персональных рекомендаций;

· информирования клиента об акциях, скидках и специальных предложениях посредством электронных и СМС-рассылок.

1.3.2. Продавец вправе направлять Клиенту сообщения информационного характера. Информационными сообщениями являются направляемые на адрес электронной почты, указанный при Заказе на Сайте, а также посредством смс-сообщений и/или push-уведомлений и через Службу по работе с клиентами на номер телефона, указанный при оформлении Заказа, о состоянии Заказа, товарах в корзине Клиента.

2. Предоставление и передача информации, полученной Продавцом:

2.1. Продавец обязуется не передавать полученную от Клиента информацию третьим лицам. Не считается нарушением предоставление Продавцом информации агентам и третьим лицам, действующим на основании договора с Продавцом, для исполнения обязательств перед Клиентом и только в рамках договоров. Не считается нарушением настоящего пункта передача Продавцом третьим лицам данных о Клиенте в обезличенной форме в целях оценки и анализа работы Сайта, анализа покупательских особенностей Клиента и предоставления персональных рекомендаций.

2.2. Не считается нарушением обязательств передача информации в соответствии с обоснованными и применимыми требованиями законодательства Российской Федерации.

2.3. Продавец получает информацию об ip-адресе посетителя Сайта www.4tochki.ru и сведения о том, по ссылке с какого интернет-сайта посетитель пришел. Данная информация не используется для установления личности посетителя.

2.4. Продавец не несет ответственности за сведения, предоставленные Клиентом на Сайте в общедоступной форме.

2.5. Продавец при обработке персональных данных принимает необходимые и достаточные организационные и технические меры для защиты персональных данных от неправомерного доступа к ним, а также от иных неправомерных действий в отношении персональных данных.

Аккумуляторная батарея или аккумулятор автомобиля

Аккумуляторная батарея (или просто аккумулятор) преобразует химическую энергию в электрическую.

Автомобильная аккумуляторная батарея питает потребителей электрического тока при неработающем или работающем с малой частотой вращения коленчатого вала двигателе. На автомобилях применяют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, обладающие небольшим внутренним сопротивлением и способные в течение нескольких секунд отдавать ток в несколько сот ампер, который необходим для пуска двигателя стартером.

Емкость аккумуляторов

Аккумуляторная батарея характеризуется емкостью, т.е. количеством электрической энергии, которую может отдать батарея при разряде от полностью заряженного состояния до предельно допустимого разряженного.

Емкость измеряется в ампер-часах и зависит от конструкции батареи, числа пластин, их толщины, материала разделителей пластин и других факторов.

В эксплуатации емкость аккумулятора зависит от силы разрядного тока, температуры электролита, режима разряда (прерывистый или непрерывный), степени заряженности и изношенности аккумулятора. Так, при увеличении разрядного тока и понижении температуры электролита емкость аккумуляторной батареи уменьшается.

Устройство аккумулятора

Корпус 1 аккумулятора (схема 1) изготовлен из кислотостойкой пластмассы (полипропилена) и разделен перегородками на шесть секций. В каждой секции установлен отдельный элемент, состоящий их положительных 9, отрицательных 10 пластин и сепараторов 8 (разделителей) между ними.

Схема 1 – Устройство автомобильного аккумулятора

1- корпус; 2 – крышка; 3, 5 – выводы; 4 – мостик; 6 – пробка; 7 – индикатор; 8 – сепаратор; 9, 10 – пластины

Элементы имеют напряжение 2 Вольт и последовательно соединены между собой мостиками 4. Корпус аккумуляторной батареи закрыт общей для всех элементов пластмассовой крышкой 2. Крышка приварена по периферии к наружным стенкам корпуса. Соединения крышки с перегородками корпуса уплотняются при сборке герметиком, что исключает переливание электролита из одной секции в другую.

Для каждой секции в крышке имеется резьбовое отверстие с пробкой 6 для заливки и контроля индикатором 7 уровня электролита. Пробки снабжены отверстиями для связи внутренней полости батареи с атмосферой. Батарея имеет два вывода: положительный 3 и отрицательный 5. Аккумуляторная батарея установлена в подкапотном пространстве отделения двигателя автомобиля.

Маркировка аккумуляторов

В маркировке автомобильных аккумуляторов указывается:

  • число последовательно соединенных элементов, что определяет напряжение батареи; назначение аккумулятора;
  • емкость аккумулятора в ампер-часах при режиме разряда 20 часов;
  • материал корпуса;
  • материал сепараторов.

Например, маркировка аккумуляторной батареи 6СТ-55П означает следующее: батарея стартерная, напряжение 12 В, емкость 55 Ач, корпус и крышка из пропилена (кислотостойкая пластмасса).

При техническом обслуживании аккумуляторной батареи необходимо соблюдать правила техники безопасности: осторожно обращаться с электролитом, содержащим химически чистую серную кислоту; при осмотре батареи нельзя подносить к ней открытый огонь из-за возможности вспышки газов над электролитом и др.

Другие статьи по системе зажигания двигателя

Урок Устройство аккумуляторной батареи 21KL-125P электровоза 2ЭС5К

Аккумуляторная батарея

Назначение

Аккумуляторная батарея представляет собой электрохимический аппарат для накопления энергии с целью ее последующего использования и предназначена для питания цепей управления и освещения электровоза при неработающем шкафе питания.

Технические характеристики

Номинальная емкость, А.ч……………………….. 125

Номинальное напряжение, В ………………………….50

Устройство и работа.

Аккумуляторная батарея состоит из 42 щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов 21KL-125P установленных в двух металлических ящиках. В каждом ящике на тележке 6 установлен 21 аккумулятор 14. На дне тележки уложены прокладки 8, из щелочестойкой резины. В дне тележки и ящика имеются отверстия для стока электролита наружу. При обслуживании батареи тележка выкатывается на открытую до горизонтального положения крышку 11. Крышка в нижней части крепится к ящику петлями 1 и удерживается в горизонтальном положении тросами 7, троса по длине регулируются болтами 9. В закрытом положении крышка запирается вверху двумя замками, сбоку двумя откидными замками.

Для отвода газов вверху ящика вварены две трубки с грибками 3, для забора вентилирующего воздуха на торцевых стенках ящика предусмотрены отверстия. В зимнее время, во избежание попадания снега в батарею, отверстия закрываются крышками на резьбе изнутри ящика. Тележка и внутренняя поверхность ящика окрашены щелочестойкой эмалью. Каждый аккумулятор находится в индивидуальном пластмассовом баке 4. Между рядами аккумуляторов и стенками тележки установлены гетинаксовые листы 12.

Аккумуляторы плотно установлены в ящик. В продольном направлении плотность прилегания аккумуляторов друг к другу обеспечивается болтами 5 через нажимные гетинаксовые листы 15, в поперечном направлении — установкой гетинаксовых листов 12. Аккумуляторы соединены между собой последовательно медными никелированными перемычками 13.

Выводы аккумуляторов, перемычки и подшипники колес 10 покрываются защитной смазкой.

Особенности работы аккумуляторной батареи на электровозе.

Аккумуляторная батарея устанавливается на электровоз полностью заряженной, готовой к эксплуатации. Для поддержания в заряженном состоянии предусмотрен постоянный подзаряд ее от выпрямителя V1-V5 через реактор L2, трансформатор тока Т2 и тиристор V7 шкафа питания А25.

Ток подзаряда зависит от степени заряда батареи, но не превышает 31А. По мере подзаряда напряжение на батареи растет и после достижения определенной величины поддерживается на этом уровне.

В связи с тем, что при низких температурах внутреннее сопротивление батареи велико и для ее подзаряда требуется повышенное напряжение, предусмотрено автоматическое изменение уровня ограничения напряжения на батарее в зависимости от температуры.

Регулировка установок ограничения тока и напряжения батареи при подзаряде осуществляется с помощью резисторов R9 и R14 шкафа питания соответственно. Установки обеспечиваются регулятором PH.

При исчезновении напряжения на выходе выпрямителя шкафа питания аккумуляторная батарея переводится в режиме разряда тиристором V8, подключающим цепи управления электровоза к батарее.

В щелочном аккумуляторе отрицательные пластины состоят из железа Fe, а положительные — из гидроксида никеля Ni(OH)2.

Электролитом служит водный раствор гидроксида калия КОН.

Токообразующая реакция записывается в виде:

Fe + 2NiOOH + 2Н20 <=> Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2

Электролит в реакции не участвует, и его плотность не зависит от степени заряженности аккумулятора.

К щелочным аккумуляторам относятся никель-кадмиевые ак­кумуляторы.

Аккумулятор имеет КПД, равный отношению полезной емкости, выраженной в ампер-ча­сах (А — ч), к энергии, затраченной на его заряд, выраженной так­же в ампер-часах.

Коэффициент полезного действия аккумуляторов изменяется в широких пределах и зависит от их назначения, температуры элек­тролита, силы разрядного тока и других факторов.

В обозначении типа аккумулятора содержится число, характеризующее его номинальную (паспортную) емкость, которая может быть по­лучена при разряде его номинальным током. Силу номинального тока можно получить делением номинальной емкости на на 5 для щелочных аккумуляторов. Например, щелочной аккумулятор емкостью 450 А • ч имеет номинальный ток силой — 90 А.

Сила разрядного тока существенно влияет на емкость, кото­рую можно снять с аккумулятора (полезная емкость). Щелочные аккумуляторы более стойки к большим токам, нежели кислот­ные.

Конструкция пластин аккумулятора предопределяет его срок службы.

Щелочные ак­кумуляторы устойчивы к воздействию отрицательных темпера­тур.

При использовании аккумуляторов на подвижном составе их соединяют в батареи. Для получения необходимого напряжения (напряжение одного щелочного аккумулятора составляет 1,2 В) аккумуляторы включают последовательно; при параллельном соединении обеспечивается необходимый по силе ток нагрузки.

Щелочной аккумулятор содержит два блока положительных и отрица­тельных пластин, которые размеще­ны в стальном корпусе 6. Пластины представляют собой коро­бочки (ламели), соединенные друг с другом в замок и укрепленные сталь­ными ребрами, к которым приваре­ны контактные планки. Пластины изолированы перфорированными сепараторами 4 и резиновыми шнурами. Каждый блок имеет два борна 2, выведенных через отверстия в крышке и изолированных винипластовыми и резиновыми кольцами, препятствующими вытеканию электролита. Корпус аккумулятора окрашен снаружи эпоксидной эмалью и защищен резиновым чехлом 1.

Устройство щелочного аккуму­лятора

1 — резиновый чехол; 2 борн; 3 — пробка; 4 — эбонитовый сепаратор; 5 — пакет с актив­ной массой; 6 — стальной корпус

В качестве электролита используется 20%-ный водный раст­вор гидроксида калия КОН или натрия NaOH плотностью 1,19… 1,21 г/см3 с добавкой 20 г/л гидроксида лития LiOH, улучша­ющего условия работы активной массы.

Электролит приготавливают в стальной сварной емкости. За­прещается пользоваться оцинкованными, лужеными, медными, свинцовыми и керамическими емкостями.

Уход за батареей в эксплуатации сводится к доливке дистилли­рованной воды и содержанию аккумуляторов в чистоте. Аккуму­ляторы не требуют ремонта, уход за ними сводится к промывке при содержании в электролите угольной кислоты более 17,5 г/л. Разработаны методы восстановления щелочных аккумуляторов, имеющих пониженную емкость.

С понижением температуры проводимость электролита умень­шается, что приводит к росту потерь внутри батареи и ограничи­вает полезную емкость. Кроме того, при пониженной температуре увеличивается плотность электролита, ухудшается его циркуля­ция в аккумуляторе и снижается полезная емкость, которую мо­жет отдать аккумулятор при разряде. Внутреннее сопро­тивление батареи зависит одновременно от остаточной емкости и плотности электролита. У щелочных аккумуляторов внутреннее со­противление фактически зависит только от остаточной емкости, поэтому работа щелочных элементов более устойчива.

Применение аккумуляторов. При напряжении в электрических цепях вагона 50 В устанавливается 40 щелочных или 26 кислотных аккумуляторов, а при напряжении 110 В — 56 кислотных или 86 щелочных аккумуляторов, соединенных последовательно.

На отечественных электровозах и мотор-вагонных поездах ис­пользуются аккумуляторы типа КН-125, из которых составляют­ся батареи 40КН-125, обеспечивающие напряжение рабочей сети 50 В.

Электровозы чешского производства серии ЧС оборудованы аккумуляторными батареями 40КН-125, правила эксплуатации ко­торых аналогичны правилам для щелочных аккумуляторов отече­ственного выпуска.

Электропоезда метрополитена оснащены аккумуляторами НКН-55 и -80, соединенными в батареи на любое необходимое напряжение.

Приготовление электролита. При разбавлении концентрированной серной кислоты раствор сильно нагревается. Во избежание попа­дания брызг кислоты на кожу лицо и одежду всегда следует нали­вать кислоту в воду, а не наоборот. Пока кислота подливается в воду, необходимо непрерывно перемешивать раствор для того, чтобы более тяжелая кислота не опускалась на дно сосуда, не перешиваясь с водой.

Если требуется изменить концентрацию электролита в элемен­те, то следует доливать только дистиллированную воду, а не элек­тролит.

В соответствии с назначением батарей при полной зарядке мо­жет быть рекомендована следующая плотность электролита, г/см3:

Стационарные 1,225… 1,250

Тяговые 1,260… 1,280

Стартерные 1,260… 1,300

Вагонные 1,210… 1,230

Плотность электролита измеряется ареометром при температу­ре 18 °С. При другой температуре электролита она пересчитывает­ся по таблице.

Аккумуляторы с разной плотностью электролита имеют разное напряжение на борнах.

Применение дистиллированной воды обусловлено наличием в природной воде вредных для аккумуляторов примесей. Так, нит­раты в концентрации 0,001 % заметно увеличивают сульфатацию пластин, стимулируя саморазряд. Органические соединения (крах­мал, сахар и др.) отрицательно влияют на положительные плас­тины, вызывая их разрушение. Железо, соляная кислота, марга­нец, хлор и его соединения разрушают пластины аккумуляторов, снижая их полезную емкость. В последнее время получают распро­странение присадки к электролиту, восстанавливающие емкость аккумуляторов.

Электролитом для щелочных железоникелевых аккумуляторов служит раствор гидроксида калия. К этому раствору обычно до­бавляется небольшое количество гидроксида лития, который уве­личивает длительность работы аккумулятора, но не является не­обходимым для реакций, происходящих в аккумуляторе. Гидро­ксид калия — белое вещество, хорошо растворяющееся в воде. Он поглощает углекислый газ и влагу из воздуха, поэтому электролит не должен соприкасаться с воздухом как при его приготовлении, так и в процессе работы.

Об изменении параметров щелочного электролита в зависимо­сти от содержания в нем щелочи можно судить по следующим данным:

Содержание КОН, %

15

20

25

30

35

40

Плотность при темпе­ратуре 18 °С, г/см3

1,140

1,188

1,239

1,290

1,344

1,399

Температура замерза-ния электролита, °С

-15

-24

-38

-59

Способы заряда аккумуляторов. Заряд аккумуляторов произво­дится только постоянным или пульсирующим током. Общеприня­тыми являются две системы заряда:

1при постоянной силе тока;

2 постоянном напряжении.

Положительный зажим источника напряжения соединяется с положительным зажимом батареи, отрицательный — с отрицательным.

Заряд при постоянной силе тока осуществляется

следующим образом.

Сила зарядного тока регулируется либо величиной за­рядного напряжения, либо включением в цепь аккумулятора до­бавочного сопротивления. Изменение напряжения, не вызываю­щее дополнительных потерь, предпочтительнее. При заряде от вы­прямителя обычно используется добавочное переменное сопро­тивление.

Заряд производится при номинальной силе тока и продолжа­ется до «кипения» электролита. Появление пузырьков на поверх­ности электролита свидетельствует о том, что дальнейший заряд током этой силы аккумулятором не воспринимается, зарядный ток способствует разложению воды и, как следствие, разруше­нию пластины. Для более полного заряда можно продлить про­цесс, уменьшив силу зарядного тока в 2 раза, с последующим доведением до «кипения».

Процесс может быть продолжен, если не достигнуто постоян­ство плотности электролита. Такой заряд, если он содержал два- три уровня изменения силы тока, называют уравнительным. Он улучшает состояние пластин, которые освобождаются от имею­щегося на них сульфата.

Заряд аккумуляторов сопровождается нагревом электролита, поэтому по достижении температуры 40… 45 °С необходимо делать перерыв.

Если батарея ставится на заряд при постоянном напряжении, то оно должно оставаться постоянным независимо от силы тока заряда, которая постепенно снижается до достижении установив­шегося значения. Этот простой способ заряда часто применяется на всех видах подвижного состава и транспортных средств. Источ­никами тока могут служить вспомогательные генераторы локомо­тивов и генераторы вагонов, напряжение которых устанавливает­ся на 2…3 В выше номинального напряжения аккумуляторных батарей. Однако процесс заряда происходит в течение всего вре­мени работы подвижного состава, что приводит к перезаряду ак­кумуляторов, «кипению» электролита и довольно быстрому их разрушению. В стационарных условиях заряда аккумуляторных ба­тарей этот способ не имеет недостатков.

Причины неисправностей аккумуляторов. Работоспособность ак­кумуляторных батарей зависит от условий их эксплуатации. Пло­хое обслуживание батареи может привести ее в неисправное со­стояние независимо от срока службы.

Основные причины неисправностей аккумулятор­ных батарей.

Перезаряд вызывает коррозию решеток положительных плас­тин и газообразование, разрушающее активный материал плас­тин, особенно положительных. Шлам (материал, образующийся в результате разрушения пластин), оседая на дно сосуда, может замк­нуть пластины. При перезаряде повышается температура электро­лита и происходит излишнее разложение воды. В результате плас­тины оголяются и требуется добавление воды.

Недозаряд (систематический) вызывает постепенный выход из строя аккумулятора. Возможна переполюсовка аккумулятора в бата­рее, коробление пластин при накоплении на них сульфата свинца.

Коррозия зажимов (борнов) увеличивает сопротивление цепи, уменьшая отдачу батареи.

Наличие трещины в сосуде может вызвать утечку электролита, оголение пластин и потерю работоспособности аккумулятора. Вытекание электролита особенно вредно для отрицательных пла­стин.

Короткие замыкания внутри аккумулятора возникают в резуль­тате повреждения сепараторов дендритами кристаллического суль­фата либо замыкания пластин шламом. Признаками короткого за­мыкания являются уменьшение плотности электролита, низкое напряжение на аккумуляторе и потеря емкости всей батареи. Оп­ределить аккумулятор с внутренним замыканием можно с помо­щью обычного компаса при разомкнутой цепи.

Пониженный уровень электролита в результате несвоевремен­ной доливки приводит, в частности, к короблению пластин.

Замерзание электролита, вызванное его низкой плотностью, губительно действует на пластины аккумулятора.

Сулъфатация — образование сульфата свинца на поверхности и в порах положительных пластин. При этом ухудшается работа аккумулятора, снижается плотность электролита и происходит коробление пластин. При саморазряде сульфат свинца прочной пленкой покрывает активный материал пластин, что приводит к снижению емкости аккумуляторной батареи. Аналогичное отри­цательное влияние оказывает колебание температуры электролита.

Перемена полярности аккумулятора — нежелательное явление, вызываемое его перезарядом при недостаточной емкости или со­единении с другим аккумулятором, большей емкости.

Взрывы связаны с выделением при работе (особенно при заря­де) водорода и кислорода, которые являются взрывоопасными и легковоспламеняющимися газами. Поэтому аккумуляторные отсе­ки и помещения должны иметь приточно-вытяжную вентиляцию. Открытый огонь вблизи батареи запрещен. Соединение и разъеди­нение элементов во время заряда опасны, так как могут возник­нуть искры.

Аккумуляторы, составляющие батарею, обычно монтируют в блоки, содержащие несколько элементов. Эти блоки затем поме­щают в ящики кузовов, расположение которых на подвижном со­ставе должно обеспечивать возможность естественной либо при­нудительной вентиляции при подаче воздуха 100 м3/ч. Между бло­ками аккумуляторов и корпусом подвижного состава устанавли­вают дополнительные изоляторы.

Вопросы

Как осуществляется зарядка аккумуляторной батареи при постоянном напряжении.

Меры применяемые для поддержания аккумуляторной батареи в заряженном состоянии.

Для чего предусмотрено автоматическое изменение уровня ограничения напряжения на батарее.

Устройство аккумуляторной батареи — Энциклопедия по машиностроению XXL

О временной избыточности говорят в тех случаях, когда системе в процессе функционирования предоставляется возможность израсходовать некоторое время для восстановления ее технических характеристик. Можно указать несколько основных источников резерва времени. Прежде всего он может создаваться за счет увеличения времени, выделяемого системе для выполнения порученного ей задания и называемого в дальнейшем оперативным или рабочим временем. Вторым основным источником является запас производительности, который позволяет уменьшить минимальное время выполнения задания и создать резерв без увеличения оперативного времени системы. Запас производительности можно образовать, увеличивая быстродействие элементов системы или объединяя несколько устройств низкой производительности в единый комплекс. В системах, результат работы которых оценивается объемом производимого продукта, резерв времени можно создать за счет внутренних запасов выходной продукции. Для систем обработки информации такой продукцией является обработанная информация, для систем энергоснабжения — электрическая энергия, для систем водоснабжения— водные ресурсы, для автоматических линий в машиностроении— детали и узлы и т. д. Для хранения запасов следует предусмотреть специальные накопители. В указанных системах ими являются запоминающие устройства, аккумуляторные батареи, резервуары, бункеры и т. д. Пока запас не исчерпан, продукция поступает на выход системы и смежные с ней системы не замечают частичного и даже полного прекращения ее функционирования.  [c.5]
Устройство аккумуляторной батареи  [c.101]

Устройство аккумуляторной батареи показано на рис. 67, а. Аккумуляторная батарея представляет собой моноблок  [c.86]

Устройство аккумуляторной батареи показано на рис. 40.  [c.50]

Расскажите об устройстве аккумуляторной батареи.  [c.130]

Рис. 3. Устройство аккумуляторных батарей с внешним (а), внутренним (б) соединением полублоков пластин
Рис. 38. Устройство аккумуляторной батареи
Устройство аккумуляторных батарей  [c.17]

УСТРОЙСТВО АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ  [c.92]

ЛЯХ промышленности, в том числе на заводах строительных материалов. Наиболее распространена аккумуляторная самоходная тележка ЭК-2 (фиг. 201), которая состоит из платформы с рамой, контроллера, переднего моста с рулевым управлением, заднего ведущего моста с редуктором и кар-данной передачей, электродвигателя постоянного тока с тормозным устройством, аккумуляторной батареи. Управление двигателем производится поворотом рукоятки контроллера.  [c.298]

Большинство механизмов собственных нужд общестанционного назначения относится к группе неответственных. Это — вентиляторы, компрессоры, подъемно-транспортные механизмы, оборудование мастерских, зарядные устройства аккумуляторных батарей, частично электрическое освещение и др. Кро]ие того, неответственными являются потребители, не работающие при нормальной эксплуатации основного оборудования резервные возбудители, насосы кислотной промывки и противопожарные.  [c.198]

Аппараты защитного отключения зарядных устройств аккумуляторных батарей  [c.228]

И. В чем особенность аппаратов защитного отключения зарядных устройств аккумуляторных батарей  [c.248]


Аккумулирование небольшого количества энергии целесообразно применять для отдельных ВЭУ, аккумулирование средней электрической емкости—-для изолированных сетей с небольшой пропускной способностью, а аккумулирование большой электрической емкости— для энергосистем со значительной пропускной способностью, включающих в себя самые различные виды генерирующих устройств, в том числе и значительное число ВЭУ. Все три вида аккумулирования могут быть обеспечены при помощи водохранилищ ГЭС и ГАЭС, аккумуляторных батарей, использования водорода, полученного путем электролиза, использования теплоты (например, нагрева воды), маховиков, сверхпроводящих магнитов, сжатого воздуха. Технический прогресс в создании систем, предназначенных для аккумулирования энергии, расширит возможности их применения в электросетях.  [c.147]

Замыкание цепи, содержащей индуктивность и сопротивление 453 Запоминающие устройства 594, 595 Заряд аккумуляторных батарей — Способы 464  [c.711]

Электронное устройство контроля заряда аккумуляторной батареи  [c.53]

На рис. 78, а показано устройство кислотно-свинцовой аккумуляторной батареи, состоящей из моноблока, положительных и отрицательных пластин, сепараторов, крышек и соединительных мостиков. Моноблок аккумуляторной батареи изготовлен из кислотоупорной пластмассы или эбонита. Он разделен перегородками, образующими отсеки для отдельных аккумуляторов. На дне моноблока имеются ребра, на которые опираются пластины этим пластины предохраняются от короткого замыкания осадками, собирающимися на дне.  [c.129]

В качестве валоповоротного устройства используется гидравлический храповик, который периодически поворачивает ротор ГТУ во время остывания агрегата. Храповик приводится в действие поршнем, поднимаемым при помощи гидравлического устройства с приводом постоянного тока. Валоповоротное устройство предохраняет вал турбины от прогиба и позволяет осуществлять в любое время повторный пуск ГТУ в период остывания. Для питания валоповоротного устройства имеются резервные аккумуляторные батареи.  [c.244]

I — блок ГТУ 2 — блок генератора 3 — камера сгорания 4 — блок вспомогательного оборудования 5 — блок жидкого топлива б — дымовая труба 7 — модуль пускового устройства 8 — модуль системы управления 9 — модуль аккумуляторных батарей 10 — модуль выключателя генератора II — трансформатор собственных нужд 12 — главный трансформатор 13 — пусковой трансформатор 14 — шинопроводы генератора 15 — фильтр воздухозаборного  [c.263]

Солнечная батарея 100 Вт Регулятор заряда, комплект кабелей, опорное устройство Аккумуляторная батарея емкостью 110 А ч Солнечная батарея 250 Вт Регулятор заряда, комплект кабелей, опорное устройство Комплект аккумуляторных батарей емкостью 220 А ч Инвертор 400 Вт Солнечная батарея 500 Вт Регулятор заряда, комплект кабелей, опорное устройство Комплект аккумуляторных батарей емкостью 550 А ч Инвертор 750 Вт Солнечная батарея 1000 Вт Регулятор заряда, комплект кабелей, опорное устройство Комплект аккумуляторных батарей емкостью 1100 А ч Инвертор 24/220 В, 50 Гц, 1 кВт Солнечная батарея 1500 Вт Регулятор заряда, комплект кабелей, опорное устройство Комплект аккумуляторных батарей емкостью 1400 А ч Инвертор 24/220 В, 50 Гц, 1,5 кВт Солнечная батарея 2000 Вт Регулятор заряда, комплект кабелей, опорное устройство Комплект аккумуляторных батарей емкостью 2200 А ч Инвертор 24/220 В, 50 Гц, 2 кВт  [c.503]

Устройство аккумуляторной батареи. Как видно из табл. 3, на автобусах применяют аккумуляторные батареи того же типа, что и на автомобилях с карбюраторными двигателями. Но поскольку для освещения салона необходима более значительная сила тока, на автобусах устанавливают по две одинаковых аккумуляторных батареи, соединяя их между собой параллельно (если батареи двенадцативольтовые) или последовательно (если батареи шестивольтовые).  [c.87]

Основным регулирующим органом централизованной системы является преобразователь энергии, состоящий из двух основных узлов, расположенных в подвагонных ящиках пятисистемного преобразователя и инвертора переменного тока. В преобразователе энергии различают входной электрический дроссель, установленный в отдельном подвагонном ящике. Преобразователь энергии обеспечивает преобразование электрической энергии контактного провода через специальные выводы в электрическую энергию с определенными параметрами 1 — напряжение 220 В переменного тока частотой 50 Гц, мощность 15 кВт — для питания всех омических потребителей (дополнительного отопления салона и тамбуров, компрессора, кипятильника, бойлера, плитки, отопления бака для сбора фекалий и водяных труб) 2 — напряжение 110 В постоянного тока, мощность 8 кВт — для питания системы освещения, однофазного статического преобразователя и зарядного устройства аккумуляторной батареи с регулированием зарядного напряжения в зависимости от температуры окружающей среды 3 — напряжение 220 В переменного тока частотой 50 Гц, мощность 3 кВ-А для питания двигателей вентиляторов, холодильника и аккумуляторной батареи, розетки для пылесоса, электробритв, магнитных клапанов 4 — трехфазное напряжение 220 В переменного тока частотой 50 Гц, мощность 23 кВ-А — для питания двигателей холодильной установки. Электронный блок пятисистемного преобразователя требует обогрева ящика, в котором он находится при температуре окружающей среды ниже -25 °С, для чего в ящике смонтированы нагревательные элементы мощностью 2,7 кВт. Автотрансформатор подсоединен к выводу пятисистемного преобразователя и служит для ограничения напряжения питания кипятильника, бойлера.  [c.153]


Потребление энергии в случае магнита с железом достаточно мало— порядка 25 кот. Питание магнита может производиться от аккумуляторной батареи или от мотор-геиераториой установки. Последний метод имеет то преимущество, что полный контроль пад током через магнит, а также введение в действие защитных устройств (предохраняют,их, например, от выхода из строя охлаждения, перегрузки, волны перенапряжения при разрыве тока п т. д.) может осуществляться в цени возбуждения машины. Соленоид требует намного больше энергии (до нескольких мегаватт). Он может питаться от генератора пли через батарею больших ртутных выпрямителей от сети. Если используется генератор, то может быть иримеиеи также дизель-мотор, одиако по опыту многих лабораторий можно сказать, что этот метод неудобен.  [c.452]

Область пассивного состояния металла находится между потенциалом (fi я потенциалом перезашкты ел,,,. Чем больше область устойчивого пассивного состояния, тем больше радиус действия анодной защиты, меньше вероятность перезащеты и ниже требования к рсг Л1фуюшим устройствам. В тех случаях, когда область устойчивого пассивного состояния составляет 1,5 В и более, для поддержания пассивного состояния достаточно подключить к катоду и аноду низкоомный источник постоянного тока например, аккумуляторную батарею, с устройством для изменения напряжения в нешироком интервале с учётом омического сопротивления в электролите.  [c.73]

В энергетической секции размещены источники питания аппаратуры дефектоскопа (аккумуляторные батареи 66НКГ-110СА) и устройства, обеспечивающие их функционирование.  [c.338]

Анализ конструкций акустических течеискателей показал, что, в основном, они изготовлены примерно по одинаковым принципиальным схемам. Приемник течеискате-ля улавливает ультразвуковые колебания газа, истекаю-щего через течи, и преобразует их в электрические колебания. В качестве приемника обычно используют пьезоэлектрический микрофон, который либо размещают в корпусе течеискателя (ТУЗ-2, ТУЗ-5М), либо выполняют в виде выносного щупа (АТ-1, АТ-2), в котором смонтирован микрофон и предварительный усилитель высокой частоты, усиливающий электрические колебания по мощности и напряжению. В нем есть несколько каскадов усиления, собранных на транзисторах, поэтому коэффициент усиления можно регулировать. В преобразователе электрические сигналы детектируются по амплитуде, фильтруются и проходят согласующий каскад. Усилитель низкой час ТОТЫ усиливает электрические колебания до величины, необходимой для нормальной работы индикаторного прибора и головных телефонов. В усилителе предусмотрена регулировка коэффициента усиления. Блок питания осуществляет электроснабжение всех узлов течеискателя. В нем есть аккумуляторные батареи, для подзарядки которых служит зарядное устройство.  [c.119]

На мотоциклах ковровского и минского заводов устанавливаются генераторы переменного тска (рис. 35). Они меньше по размеру, проще по устройству. Работают такие генераторы самостоятельно, без аккумуляторной батареи.  [c.52]

При установке контактов выключателя S1 в положение 2, при котором должен включиться стартер, напряжение питания через вывод СТ подается на обмотку дополнительного реле стартера. Через обмотку дополнительного реле пойдет ток по цепи вывод -t- аккумуляторной батареи => вывод + стартера => амперметр => контакты выключателя S1 => вывод СТ выключателя S1 обмотка дополнительного реле => вьшод 3 устройства блокировки диод VD10 => цепьхколлевстор — эмиттеротранзистора VT3 => вывод 1 устройства блокировки => корпус автомобиля => вьшод — аккумуляторной батареи. В результате контакты реле замкнутся, включится стартер, который начнет вращать двигатель.  [c.48]

При воздухообогревв горячий воздух, подогреваемый в калорифере, через воздуховоды и раздаточные устройства поступает к обогреваемому двигателю (рис. 21.14). При этом возможен обогрев аккумуляторной батареи и агрегатов трансмиссии.  [c.343]

В стреловых кранах с переменным вылетом груза ограничивают не саму грузоподъемность, являющуюся функцией вылета, а грузовой момент. Для этого применяют в основном ограничители электромеханического типа, состоящие из релейного блока с датчиками усилия и углового положения стрелы. Первый датчик 3 (рис. 6.53, а) включают в систему канатов 1 стрелового полиспаста на участке между распорками 2. Деформация растягивающими усилиями упругого кольца 5 (рис. 6.53, б) передается на потенциометр 4. Датчиком углового положения является рычажно-кулачковое устройство из элементов 8и9 (рис. 6.53, в), связанное со стрелой 70 и воздействующее при ее повороте Рис. 6.53. Ограничитель грузоподъемное- на рычажок 7 потенциометра d. Потенциометры ти стрелового крана электромеханического 4 иб (рис. 6.53, г), а также поляризованное реле типа а — схема размещения датчика уси- нагрузки 11 соединены по схеме электрическо-лия б — датчик усилия в — схема размеще- го моста, питаемого от аккумуляторной батареи ния датчика углового положения г — элект- постоянным током напряжением 12 В. При мас-рическая схема ограничителя поднимаемого груза меньше допустимой  [c.191]

Так, в САУ отвала бульдозера Комбиплан-ЮЛ подсистемы продольной и поперечной стабилизации рабочего органа работают в автономном режиме, на который САУ переключается с пульта управления 1. При работе же в копирном режиме лазерный луч, исходящий из излучателя 9, питаемого от аккумуляторной батареи 11 и установленного на треноге 10 на расстоянии 5. .. 500 м, воспринимается фотоприемным устройством 8 на штанге 7, закрепленной на отвале бульдозера. При смещении отвала по высоте, а вместе с ним и фотоприемного устройства на электромагниты гидрораспределителей 3 подается соответствующая команда, и гидроцилиндры перемещают отвал до восстановления заданного уровня. На базе одного лазерного излучателя могут работать несколько бульдозеров (до 10), оборудованных системой Комбиплан-1ОЛ .  [c.258]


Несомненно, что разработка конструкций двигателей Стирлинга с 1938 г. прошла через определенные этапы, и учет этогО поможет лучше понять существующие в настоящее время тенденции и пути развития. При этом современный этап не должен рассматриваться изолированно, и к ряду идей и новшеств, предложенных в более ранний период, необходимо вернуться вновь в свете современных знаний. Бил (фирма Санпауэр ) провел такое исследование по поиску подходящих конструктивных решений. Двигатель, созданный в лаборатории Била, по своему виду напоминал ранние двигатели Хенричи, однако с помощью ЭВМ, облегчающих разработку конструкции, и современной технологии материалов удалось получить более чем двадцатикратное увеличение удельной мощности на единицу массы. Такой резкий скачок в характеристиках двигателя Стирлинга побудил фирму Филипс в конце 30-х годов начать собственные исследовательские работы по этому двигателю. Это было время широкого распространения радиовещания, однако электрификация еще не была всеобщей даже в сравнительно развитых странах. Во многих районах легче было достать топливо, чем получить электроэнергию не только через электросеть, но даже от аккумуляторных батарей. Поэтому возникла потребность в портативных электрогенераторах, использующих тепловую энергию, которые могли бы питать радиоприемники и другие подобные устройства. Двигатели таких устройств должны были иметь малые размеры и низкий уровень шума и не возбуждать электрических помех. Дизельные двигатели не удовлетворяли первому из этих требований, а двигатели с принудительным зажиганием — последнему. Сотрудники фирмы Филипс пришли к выводу, что имеются только два реальных устройства, удовлетворяющие этим требованиям, — паровая машина с замкнутым циклом и двигатель Стирлинга.  [c.187]

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Аккумуляторная батарея (АКБ)  –  составной элемент электрооборудования транспортного средства. Автомобильная аккумуляторная батарея позволяет осуществить пуск двигателя, а также обеспечивает подачу электричества в бортовую сеть.

Единая цепь электрических аккумуляторов представляет собой аккумуляторную батарею. АКБ состоит из нескольких таких блоков аккумуляторов. Аккумулятор — химический источник электрического тока. Особенностью данного источника является его многоразовое действие, что позволяет активно эксплуатировать батарею для запусков ДВС.

Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него. Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора. АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля.

Аккумуляторная батарея имеет корпус. В данном корпусе расположены перегородки, разделяющие батарею на ячейки (банки). Аккумулятор на 12 вольт, который чаще всего устанавливается на легковых автомобилях, включает в себя 6 ячеек. В каждой банке имеются небольшие блоки, которые соединены друг с другом.

В отдельном блоке имеются положительные и отрицательные электроды. Указанные электроды представляют собой пластины (решетки), которые изготовлены из свинца (на примере свинцового аккумулятора). Данные пластины покрыты особым активным составом. Между пластинами с положительными и отрицательными полюсами также находится разделитель (сепаратор). Сепараторы изготовлены из материалов, которые не пропускают электрический ток.

Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды. Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита. Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.

Автомобильный аккумулятор зачастую представляет собой свинцово-кислотную АКБ. Работает такая батарея на основе электрохимических реакций свинца и диоксида свинца, которые помещены в смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Также встречаются гелевые, щелочные и гибридные автомобильные аккумуляторы, которые дополнительно делятся на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые.

Читайте также

Расположение батареи и мощность | HowStuffWorks

Во многих устройствах, использующих батареи, таких как портативные радиоприемники и фонарики, вы не используете только одну ячейку за раз. Обычно вы группируете их вместе в последовательном расположении для увеличения напряжения или в параллельном расположении для увеличения тока . На схеме показаны эти две схемы.

На верхней диаграмме показано параллельное расположение .Четыре батареи, соединенные параллельно, вместе будут производить напряжение одной ячейки, но ток, который они выдают, будет в четыре раза больше, чем у одной ячейки. Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через цепь, и измеряется в амперах. Батареи оцениваются в ампер-часах или, в случае небольших бытовых батарей, в миллиампер-часах (мАч). Типичная бытовая ячейка, рассчитанная на 500 миллиампер-часов, должна обеспечивать ток 500 миллиампер на нагрузку в течение одного часа. Вы можете нарезать и нарезать кубиками рейтинг миллиампер-часа множеством разных способов.Батарея на 500 миллиампер-часов также может производить 5 миллиампер в течение 100 часов, 10 миллиампер в течение 50 часов или, теоретически, 1000 миллиампер в течение 30 минут. Вообще говоря, аккумуляторы с более высоким номиналом в ампер-часах имеют большую емкость.

На нижней диаграмме показано последовательное расположение . Четыре батареи, соединенные последовательно, вместе будут производить ток одной ячейки, но напряжение, которое они выдают, будет в четыре раза больше, чем у одной ячейки. Напряжение является мерой энергии на единицу заряда и измеряется в вольтах.В батарее напряжение определяет, насколько сильно электроны проталкиваются через цепь, так же как давление определяет, насколько сильно вода проталкивается через шланг. Большинство батарей AAA, AA, C и D имеют напряжение около 1,5 вольт.

Представьте, что батареи, показанные на схеме, рассчитаны на 1,5 вольта и 500 миллиампер-часов. Четыре батареи, соединенные параллельно, будут производить 1,5 вольта при 2000 миллиампер-часах. Четыре батареи, расположенные последовательно, будут производить 6 вольт при 500 миллиампер-часах.

Технологии аккумуляторов значительно продвинулись вперед со времен Вольтова котла.Эти разработки четко отражены в нашем быстро меняющемся портативном мире, который больше, чем когда-либо, зависит от портативного источника питания, обеспечиваемого батареями. Можно только представить, что принесет следующее поколение более компактных, более мощных и долговечных аккумуляторов.

Для получения дополнительной информации о батареях и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.

Аккумулятор Часто задаваемые вопросы

Что такое энергия аккумулятора?

Энергия батареи выражается в ватт-часах (символ Втч), что представляет собой напряжение (В), которое обеспечивает батарея, умноженное на то, какой ток (Ампер) она может обеспечивать в течение заданного периода времени (обычно в часах). ).

Какие существуют типы батарей?

Общие химические элементы (или типы) батарей включают: угольно-цинковые, щелочные, литий-ионные (перезаряжаемые) и свинцово-кислотные (также перезаряжаемые). Исследователи также в настоящее время разрабатывают «воздушную» батарею, в которой электродами будут литий и кислород из воздуха.

Сколько стоит автомобильный аккумулятор?

Ожидайте, что вы заплатите от 50 до 120 долларов за обычный автомобильный аккумулятор и от 90 до 200 долларов или больше за аккумулятор с более длительной гарантией, лучшими характеристиками в холодную погоду или для использования в роскошном автомобиле.

Что является источником энергии батареи?

Батарейки вырабатывают энергию посредством электрохимической реакции. Проще говоря, реакция на аноде создает электроны, а реакция на катоде их поглощает. Чистый продукт – электричество.

Какой тип аккумуляторов?

Наиболее распространенными перезаряжаемыми батареями на рынке являются литий-ионные (LiOn), хотя раньше широкое распространение получили никель-металлогидридные (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd) батареи.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Статьи по теме

Дополнительные полезные ссылки

Источники

  • Американское химическое общество. «История батареи». Национальные исторические химические памятники. 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://acswebcontent.acs.org/landmarks/drycell/history.html
  • «Батарейки». Введение в физические вычисления, Нью-Йоркский университет. 19 апреля 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://itp.nyu.edu/physcomp/Notes/Batteries
  • Брэнд, Майк, Шеннон Нивз и Эмили Смит.«Музей электричества и магнетизма». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011. (25 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/museum/index.html
  • Бакл, Кеннет. «Как батареи хранят и разряжают электричество?» Научный американец. 29 мая 2006 г. (23 июня 2011 г.) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-do-batteries-store-an
  • CalRecycle. «Аккумуляторы и зарядные устройства: личная точка зрения». 9 сентября 2009 г. (25 июня 2011 г.) http://www.calrecycle.ca.gov/ReduceWaste/power/rechbattinfo.htm
  • Энергетическая комиссия Калифорнии. «Лимонная сила». 2006. (22 июня 2011 г.) http://www.energyquest.ca.gov/projects/lemon.html
  • Койн, Кристен Элиза. «Интерактивные уроки». Национальная лаборатория сильного магнитного поля. 2011. (23 июня 2011 г.) http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/index.html
  • Дэвидсон, Майкл В. «Электричество и магнетизм: батареи». 28 января 2003 г. (22 июня 2011 г.) http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/electricity/batteries/index.html
  • Декер, Франко. «Вольта и« Свая »». Энциклопедия электрохимии. Январь 2005 г. (23 июня 2011 г.) http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-v01-volta.htm
  • Duracell. «Энергетическое образование». 2010. (23 июня 2011 г.) http://www.duracell.com.au/en-AU/power-education/index.jspx
  • Energizer. «Обучающий центр.» 2011. (22 июня 2011 г.) http://www.energizer.com/learning-center/Pages/facts-history-care.aspx
  • Агентство по охране окружающей среды. «Батареи». 1 декабря 2010 г.(22 июня 2011 г.) http://www.epa.gov/osw/conserve/materials/battery.htm
  • Frood, Arran. «Загадка« Багдадских батарей »». BBC News. 27 февраля 2003 г. (23 июня 2011 г.) http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2804257.stm
  • GreenBatteries. «Информация об экологически чистых аккумуляторных батареях». 2011. (25 июня 2011 г.) http://www.greenbatteries.com/faqs.html
  • Общественное телевидение Айдахо. «Электричество Факты». 2011. (25 июня 2011 г.) http://idahoptv.org/dialogue4kids/season6/electricity/facts.cfm
  • Иггулден, Хэл. «Опасная книга для мальчиков». Нью-Йорк: HarperCollins Publishers, Inc., 2007.
  • Командо, Ким. «Узнайте, как увеличить производительность батареи». США сегодня. 7 августа 2005 г. (25 июня 2011 г.) http://www.usatoday.com/tech/columnist/kimkomando/2005-08-07-battery-life_x.htm
  • Манджу, Фархад. «Лучшие батареи спасут мир». Шифер. 21 июня 2011 г. (23 июня 2011 г.) http://www.slate.com/id/2297125/
  • Рахим, Сакиб. «Спасет ли литий-воздушная батарея водителей электромобилей от« беспокойства о запасе хода »?» The New York Times .7 мая 2010 г. (22 июня 2011 г.) =1
  • Сэвидж, Нил. «Батарейки, которые дышат». ДискавериНовости. 8 февраля 2011 г. (22 июня 2011 г.) http://news.discovery.com/tech/batteries-that-breathe-110208.html
  • HAM Club Гавайского университета. «Батарейки в фактах и ​​​​вымыслах». Август 1999 г. (22 июня 2011 г.) http://www.chem.hawaii.edu/uham/bat.html

Что такое батарея? — учиться.sparkfun.com

Избранное Любимый 22

Введение

Батареи представляют собой набор из одной или нескольких ячеек, химические реакции которых создают поток электронов в цепи. Все батареи состоят из трех основных компонентов: анода (сторона «-»), катода (сторона «+») и электролита (вещество, которое химически реагирует с анодом и катодом).

Когда анод и катод батареи подключены к цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция.Эта реакция заставляет электроны течь по цепи и возвращаться к катоду, где происходит другая химическая реакция. Когда материал в катоде или аноде расходуется или больше не может использоваться в реакции, батарея не может производить электричество. В этот момент ваша батарея «умерла».

Батарейки, которые необходимо выбрасывать после использования, называются первичными батареями . Батареи, которые можно перезаряжать, называются вторичными батареями .

Литий-полимерные батареи, например, можно перезаряжать

Без батарей ваш квадрокоптер был бы привязан к стене, вам пришлось бы вручную заводить машину, а ваш контроллер Xbox должен был бы быть все время подключен к сети (как в старые добрые времена).Батареи предлагают способ хранения электрической потенциальной энергии в портативном контейнере.

Батарейки бывают разных форм, размеров и химического состава.

Изобретение современной батареи часто приписывают Алессандро Вольта. На самом деле все началось с удивительного происшествия, связанного с вскрытием лягушки.

Чему вы научитесь

В этом руководстве будут подробно рассмотрены следующие темы:

  • Как были изобретены батареи
  • Из каких частей состоит батарея
  • Как работает батарея
  • Общие термины, используемые для описания батарей
  • Различные способы использования батарей в цепях

Рекомендуемая литература

Есть несколько понятий, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться перед тем, как начать читать это руководство:


Хотите изучить различные батареи?

Мы вас прикроем!

Щелочная батарея 9В

В наличии ПРТ-10218

Это ваши стандартные 9-вольтовые щелочные батареи от Rayovac.Даже не думайте пытаться перезарядить их. Используйте их с…

1

История

Срок Батарея

Исторически слово «батарея» использовалось для описания «серии подобных объектов, сгруппированных вместе для выполнения определенной функции», как в артиллерийской батарее. В 1749 году Бенджамин Франклин впервые использовал этот термин для описания серии конденсаторов, которые он соединил вместе для своих экспериментов с электричеством.Позже этот термин будет использоваться для любых электрохимических элементов, соединенных вместе с целью обеспечения электроэнергии.

Батарея лейденской банки «конденсаторы», соединенные вместе
(Изображение предоставлено Alvinrune из Викисклада)

Изобретение батареи

В один роковой день в 1780 году итальянский физик, врач, биолог и философ Луиджи Гальвани препарировал лягушку, прикрепленную к медному крючку. Когда он коснулся лягушачьей лапки железным скальпелем, та дернулась.Гальвани предположил, что энергия исходит от самой ноги, но его коллега-ученый Алессандро Вольта считал иначе.

Вольта предположил, что импульсы лапок лягушки на самом деле были вызваны различными металлами, пропитанными жидкостью. Он повторил эксперимент, используя ткань, смоченную в рассоле, вместо трупа лягушки, что привело к аналогичному напряжению. Вольта опубликовал свои открытия в 1791 году, а позже в 1800 году создал первую батарею, вольтов столб.

Вольтов столб состоял из стопки цинковых и медных пластин, разделенных тканью, пропитанной соляным раствором

Стопка

Volta страдала от двух основных проблем: из-за веса стека электролит вытекал из ткани, а особые химические свойства компонентов приводили к очень короткому сроку службы (около часа).Следующие двести лет уйдут на совершенствование конструкции Вольты и решение этих проблем.

Исправления в Вольтовом столбе

Уильям Круикшенк из Шотландии решил проблему утечки, положив гальваническую батарею на бок, чтобы сформировать «корытообразную батарею».

Батарея желоба решила проблему утечки вольтовой батареи

Вторая проблема, короткий срок службы, была вызвана разложением цинка из-за примесей и образованием пузырьков водорода на меди.В 1835 году Уильям Стерджен обнаружил, что обработка цинка ртутью предотвращает деградацию.

Британский химик Джон Фредерик Дэниелл использовал второй электролит, который реагировал с водородом, предотвращая отложения на медном катоде. Двухэлектролитная батарея Даниэля, известная как «ячейка Даниэля», станет очень популярным решением для обеспечения энергией зарождающихся телеграфных сетей.

Коллекция клеток Даниэля 1836 года

Первая аккумуляторная батарея

В 1859 году французский физик Гастон Планте создал батарею из двух скрученных листов свинца, погруженных в серную кислоту.При реверсировании электрического тока через батарею химический состав вернется в исходное состояние, создав таким образом первую перезаряжаемую батарею.

Позже, в 1881 году, Камилла Альфонс Фор улучшила конструкцию Планте, превратив свинцовые листы в пластины. Эта новая конструкция упростила производство аккумуляторов, и свинцово-кислотные аккумуляторы получили широкое распространение в автомобилях.

-> Дизайн обычного «автомобильного аккумулятора» существует уже более 100 лет.
(Изображение предоставлено Эмилианом Робертом Виколом из Wikimedia Commons)

Сухая камера

Вплоть до конца 1800-х годов электролит в батареях находился в жидком состоянии.Это делало транспортировку батарей очень осторожным делом, и большинство батарей никогда не предназначалось для перемещения после подключения к цепи.

В 1866 году Жорж Лекланше создал батарею, используя цинковый анод, катод из диоксида марганца и раствор хлорида аммония в качестве электролита. В то время как электролит в элементе Лекланше все еще был жидким, химический состав батареи оказался важным шагом на пути к изобретению сухого элемента.

Карл Гасснер придумал, как создать электролитную пасту из хлорида аммония и гипса.Он запатентовал новую «сухую» батарею в 1886 году в Германии.

Эти новые сухие элементы, обычно называемые «цинково-угольными батареями», производились массово и пользовались огромной популярностью до конца 1950-х годов. Хотя углерод не используется в химической реакции, он выполняет важную роль электрического проводника в угольно-цинковой батарее.

-> 3-вольтовая угольно-цинковая батарея 1960-х годов
(Изображение предоставлено PhFabre из Викисклада) <-

В 1950-х годах Льюис Урри, Пол Марсал и Карл Кордеш из компании Union Carbide (позже известной как «Eveready», а затем «Energizer») заменили электролит хлорида аммония щелочным веществом на основе химического состава батареи, сформулированного Вальдемаром. Юнгнера в 1899 г.Щелочные сухие батареи могли удерживать больше энергии, чем угольно-цинковые батареи того же размера, и имели более длительный срок хранения.

Щелочные батареи

приобрели популярность в 1960-х годах, обогнали цинко-угольные батареи и с тех пор стали стандартными первичными элементами для потребительского использования.

-> Щелочные батареи бывают разных форм и размеров
(Изображение предоставлено Aney~commonswiki из Викисклада) <-

Аккумуляторы 20-го века

В 1970-х годах COMSAT разработал никель-водородную батарею для использования в спутниках связи.Эти батареи хранят водород в газообразной форме под давлением. Многие искусственные спутники, такие как Международная космическая станция, по-прежнему используют никель-водородные батареи.

Исследования нескольких компаний с конца 1960-х годов привели к созданию никель-металлогидридной (NiMH) батареи. NiMH аккумуляторы были выпущены на потребительский рынок в 1989 году и стали более дешевой альтернативой перезаряжаемым никель-водородным элементам.

Asahi Chemical из Японии создала первую литий-ионную батарею в 1985 году, а Sony создала первую коммерческую литий-ионную батарею в 1991 году.В конце 1990-х годов для литий-ионных аккумуляторов был создан мягкий гибкий корпус, что привело к появлению «литий-полимерных» или «LiPo» аккумуляторов.

Химические реакции в литий-полимерном аккумуляторе практически такие же, как и в литий-ионном аккумуляторе

Очевидно, что было изобретено, произведено и устарело намного больше химических элементов аккумуляторов. Если вы хотите узнать больше о современных и популярных технологиях аккумуляторов, ознакомьтесь с нашим руководством по технологиям аккумуляторов.

Компоненты

Аккумуляторы

состоят из трех основных компонентов: анода , катода и электролита . Сепаратор часто используется для предотвращения соприкосновения анода и катода, если электролита недостаточно. Для хранения этих компонентов аккумуляторы обычно имеют какой-нибудь кожух .

Хорошо, большинство батарей на самом деле не разделены на три равные секции, но вы поняли идею.Лучшее поперечное сечение щелочной ячейки можно найти в Википедии.

И анод, и катод относятся к типам электродов . Электроды — это проводники, по которым электричество входит или выходит из компонента в цепи.

Анод

Электроны вытекают из анода в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет в анод.

На батареях анод помечен как отрицательная (-) клемма

В батарее химическая реакция между анодом и электролитом вызывает накопление электронов в аноде.Эти электроны хотят двигаться к катоду, но не могут пройти через электролит или сепаратор.

Катод

Электроны текут в катод в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет из катода.

На батареях катод обозначен как положительная (+) клемма

В батареях химическая реакция внутри или вокруг катода использует электроны, произведенные в аноде.Единственный способ для электронов добраться до катода — через цепь, внешнюю по отношению к батарее.

Электролит

Электролит – это вещество, часто жидкое или гелеобразное, способное переносить ионы между химическими реакциями, протекающими на аноде и катоде. Электролит также препятствует потоку электронов между анодом и катодом, так что электроны легче проходят через внешнюю цепь, а не через электролит.

-> Щелочные батареи могут вытекать из своего электролита, гидроксида калия, при воздействии сильного нагрева или обратного напряжения
(Изображение предоставлено Вильямом Дэвисом из Викисклада) <-

Электролит имеет решающее значение в работе аккумулятора.Поскольку электроны не могут пройти через него, они вынуждены путешествовать по электрическим проводникам в виде цепи, соединяющей анод с катодом.

Сепаратор

Сепараторы представляют собой пористые материалы, препятствующие соприкосновению анода и катода, что может вызвать короткое замыкание в аккумуляторе. Сепараторы могут быть изготовлены из различных материалов, включая хлопок, нейлон, полиэстер, картон и синтетические полимерные пленки. Сепараторы химически не реагируют ни с анодом, ни с катодом, ни с электролитом.

В гальваническом столбе использовалась ткань или картон (разделитель), пропитанные солевым раствором (электролитом), чтобы держать электроды друг от друга

Ионы в электролите могут быть положительно заряжены, отрицательно заряжены и могут иметь различные размеры. Могут быть изготовлены специальные сепараторы, которые пропускают одни ионы, но не пропускают другие.

Корпус

Большинству батарей нужен способ содержать химические компоненты. Корпуса, также известные как «корпуса» или «оболочки», представляют собой просто механические конструкции, предназначенные для удержания внутренних частей батареи.

Этот свинцово-кислотный аккумулятор имеет пластиковый корпус

Корпуса аккумуляторов могут быть изготовлены практически из чего угодно: пластика, стали, пакетов из мягкого полимерного ламината и так далее. В некоторых батареях используется проводящий стальной корпус, электрически соединенный с одним из электродов. В случае обычного щелочного элемента АА стальной корпус соединен с катодом.

Операция

Для работы батарей обычно требуется несколько химических реакций.По крайней мере, одна реакция происходит на аноде или вокруг него, и одна или несколько реакций происходят на катоде или вокруг него. Во всех случаях реакция на аноде производит дополнительные электроны в процессе, называемом окислением , а реакция на катоде использует дополнительные электроны во время процесса, известного как восстановление .

Когда переключатель замкнут, цепь замкнута, и электроны могут течь от анода к катоду. Эти электроны обеспечивают химические реакции на аноде и катоде.

По сути, мы разделяем определенный вид химической реакции, реакцию восстановления-окисления или окислительно-восстановительную реакцию, на две отдельные части. Окислительно-восстановительные реакции происходят, когда электроны переносятся между химическими веществами. Мы можем использовать движение электронов в этой реакции, чтобы течь за пределы батареи, чтобы питать нашу цепь.

Окисление анода

Эта первая часть окислительно-восстановительной реакции, окисление, происходит между анодом и электролитом и производит электроны (обозначены как e ).

В некоторых реакциях окисления образуются ионы, например, в литий-ионном аккумуляторе. В других химических реакциях расходуются ионы, как в обычной щелочной батарее. В любом случае ионы могут свободно проходить через электролит, а электроны — нет.

Катодное восстановление

Другая половина окислительно-восстановительной реакции, восстановление, происходит на катоде или вблизи него. Электроны, образующиеся в результате реакции окисления, расходуются при восстановлении.

В некоторых случаях, например, в литий-ионных батареях, положительно заряженные ионы лития, образующиеся в ходе реакции окисления, расходуются при восстановлении.В других случаях, например, в щелочных батареях, при восстановлении образуются отрицательно заряженные ионы.

Электронный поток

В большинстве батарей некоторые или все химические реакции могут происходить, даже если батарея не подключена к электрической цепи. Эти реакции могут повлиять на срок годности батареи.

По большей части реакции будут происходить в полную силу только тогда, когда между анодом и катодом замкнута электропроводящая цепь. Чем меньше сопротивление между анодом и катодом, тем больше электронов может протекать и тем быстрее происходят химические реакции.

Создание короткого замыкания в аккумуляторе (в данном случае даже случайного) может быть опасным. Известно, что литий-ионные батареи перегреваются и даже дымят или загораются при наличии короткого замыкания.

Мы можем пропустить эти движущиеся электроны через различные электрические компоненты, известные как «нагрузка», чтобы сделать что-то полезное. На моушн-графике в начале этого раздела мы зажигаем виртуальную лампочку нашими движущимися электронами.

Разряженная батарея

Химические вещества в батарее в конечном итоге достигнут состояния равновесия. В этом состоянии химические вещества больше не будут реагировать, и в результате батарея больше не будет генерировать электрический ток. В этот момент аккумулятор считается «разряженным».

Первичные элементы должны быть утилизированы, когда батарея разряжена. Вторичные элементы можно перезаряжать, и это достигается путем подачи обратного электрического тока через батарею.Перезарядка происходит, когда химические вещества выполняют еще одну серию реакций, чтобы вернуть их в исходное состояние.

Терминология

Люди часто используют общий набор терминов, когда говорят о напряжении батареи, емкости, возможности источника тока и так далее.

Сотовый

Элемент относится к одному аноду и катоду, разделенным электролитом, используемым для получения напряжения и тока. Аккумулятор может состоять из одной или нескольких ячеек.Например, одна батарея типа АА представляет собой одну ячейку. Автомобильные аккумуляторы содержат шесть ячеек по 2,1 В каждая.

Обычная 9-вольтовая батарея состоит из шести щелочных элементов 1,5 В, установленных друг над другом

Первичный

Первичные клетки содержат химию, которую нельзя обратить. В результате батарея должна быть выброшена после того, как она мертва.

Среднее

Вторичные элементы можно перезарядить и вернуть их химический состав в исходное состояние.Эти элементы, также известные как «перезаряжаемые батареи», можно использовать много раз.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение батареи – это напряжение, указанное производителем.

Например, щелочные батареи AA указаны как имеющие напряжение 1,5 В. В этой статье от Mad Scientist Hut показано, что их протестированные щелочные батареи начинаются с напряжения около 1,55 В, а затем постепенно теряют напряжение по мере разрядки. В этом примере номинальное напряжение «1,5 В» относится к максимальному или начальному напряжению батареи.

Этот аккумуляторный блок Storm для квадрокоптеров показывает кривую разрядки их LiPo элементов, начиная с 4,2 В и падая примерно до 2,8 В по мере разрядки. Номинальное напряжение, указанное для большинства литий-ионных и LiPo элементов, составляет 3,7 В. В этом случае номинальное напряжение «3,7 В» относится к среднему напряжению батареи в течение цикла ее разрядки.

Емкость

Емкость аккумулятора — это мера количества электрического заряда, который он может отдать при определенном напряжении. Большинство аккумуляторов рассчитаны на ампер-часы (Ач) или миллиампер-часы (мАч).

Этот аккумулятор LiPo рассчитан на 1000 мАч, что означает, что он может обеспечить 1 ампер в течение 1 часа, прежде чем он будет считаться разряженным.

Большинство графиков разряда батареи показывают напряжение батареи как функцию емкости, например, эти тесты батареи AA от PowerStream. Чтобы выяснить, достаточно ли емкости аккумулятора для питания вашей схемы, найдите минимальное допустимое напряжение и найдите соответствующее значение в мАч или Ач.

C-рейтинг

Многие аккумуляторы, особенно мощные литий-ионные аккумуляторы, обозначают ток разряда как «C-Rate», чтобы более четко определить атрибуты аккумулятора.C-Rate — это скорость разряда относительно максимальной емкости аккумулятора.

1С — это величина тока, необходимая для разрядки аккумулятора за 1 час. Например, батарея емкостью 400 мАч, обеспечивающая ток 1С, будет обеспечивать 400 мА. 5С для той же батареи будет 2 А.

Большинство аккумуляторов теряют емкость при повышенном потреблении тока. Например, этот информационный график продукта от Chargery показывает, что их аккумулятор LiPo имеет меньшую емкость мАч при более высоких показателях C-Rate.

ПРИМЕЧАНИЕ: Общий совет гласит, что вы должны заряжать аккумуляторы LiPo при температуре 1С или меньше.


В Массачусетском технологическом институте есть прекрасное руководство по спецификациям аккумуляторов и терминологии, которое идет гораздо дальше этого обзора.

Применение

Одноэлементный

Некоторые схемы могут питаться от одного элемента, но убедитесь, что батарея может обеспечивать достаточное напряжение и ток.

Этот Photon Battery Shield питается от одного элемента LiPo

Если напряжение слишком высокое или слишком низкое для вашей схемы, вам, вероятно, понадобится преобразователь постоянного тока в постоянный.

Серия

Чтобы увеличить напряжение между клеммами батареи, вы можете соединить элементы последовательно. Серия означает укладку элементов встык, соединяя анод одного с катодом следующего.

Соединяя аккумуляторы последовательно, вы увеличиваете общее напряжение. Добавьте напряжение всех ячеек, чтобы определить рабочее напряжение. Емкость остается прежней.

В этом примере последовательно соединены четыре элемента по 1,5 В.Напряжение на нагрузке составляет 6 В, а общий комплект аккумуляторов имеет емкость 2000 мАч.

В большинстве устройств бытовой электроники, в которых используются щелочные батареи, батареи устанавливаются последовательно. Например, этот держатель для двух батарей типа АА может повысить номинальное напряжение до 3 В для проекта.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы заряжаете литий-ионные или LiPo аккумуляторы последовательно, вам необходимо обязательно использовать специальную схему, известную как «балансир», чтобы обеспечить постоянное напряжение между элементами.Некоторые зарядные устройства, такие как это, имеют балансиры для безопасной зарядки.

Параллельный

Если напряжения одного элемента достаточно для нагрузки, вы можете добавить батареи параллельно, чтобы увеличить емкость. Обратите внимание, что это также означает увеличение доступного тока (C-Rate).

Будьте осторожны при параллельном соединении батарей! Все элементы должны иметь одинаковое номинальное напряжение и одинаковый уровень заряда. Если есть какие-либо перепады напряжения, может произойти короткое замыкание, что приведет к перегреву и возгоранию.

В этом примере четыре элемента на 1,5 В соединены параллельно. Напряжение на нагрузке остается на уровне 1,5 В, но общая емкость увеличивается до 8000 мАч.

Серия

и параллельный

Если вы хотите увеличить напряжение и емкость, вы можете комбинировать последовательные и параллельные батареи. Еще раз убедитесь, что уровень напряжения для батарей, включенных параллельно, одинаков, так как может произойти короткое замыкание.

В этом примере общее напряжение на нагрузке составляет 3 В, а общая емкость аккумуляторов составляет 4000 мАч.

В больших аккумуляторных батареях, особенно литий-ионных, вы часто видите конфигурацию, указанную с использованием букв «S» и «P» для последовательного и параллельного подключения. Конфигурация схемы выше — 2S2P. В качестве практического примера современные электромобили используют массивные батареи, соединенные последовательно и параллельно.

Ресурсы и продолжение

К этому моменту вы уже должны понимать, как были изобретены батареи и как они работают. Батареи — это один из способов обеспечения электроэнергией вашего проекта, и они могут быть невероятно полезны, если вам нужен портативный источник питания.

Если вы хотите узнать больше об аккумуляторах, вот еще несколько руководств:

Хотите увидеть батареи в действии? Взгляните на эти проекты, в которых используются разные батареи в разных конфигурациях:

Беспроводная связь Саймона Сплозиона

В этом учебном пособии демонстрируется одна из многих техник «взлома» Саймона. Мы расскажем, как взять ваш Simon Says Wireless.

Переработка аккумуляторов в штате Мэн, Управление отходами, Департамент охраны окружающей среды штата Мэн

Аккумуляторы

Call2Recycle предлагает бесплатную программу утилизации перезаряжаемых аккумуляторов с пунктами сбора на многих муниципальных перевалочных станциях и в центрах утилизации, а также в некоторых хозяйственных магазинах.. Программа принимает все типы аккумуляторов (никель-кадмиевые, литиевые, металлогидридные), в том числе от электроинструментов в ноутбуках, планшетах и ​​других портативных электронных устройствах. Программа также принимает сотовые телефоны и небольшие герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. Чтобы найти пункты переработки рядом с вами, посетите веб-сайт Call2Recycle.

Неперезаряжаемые батареи

Неперезаряжаемые или одноразовые батареи (включая щелочные и «классические» батареи общего назначения или для тяжелых условий эксплуатации) могут быть переработаны, но в настоящее время в штате Мэн нет программы бесплатной утилизации.Чтобы утилизировать одноразовые батареи, поищите в Интернете «услуги по утилизации батарей», чтобы найти услугу, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Небольшие количества можно безопасно и законно (за исключением Калифорнии) утилизировать вместе с обычным бытовым мусором. Никогда не бросайте батареи в огонь, так как они могут взорваться. Если у вас много неперезаряжаемых аккумуляторов, обратитесь в местную службу утилизации отходов, к муниципальным властям или зарегистрируйтесь в одной из программ почтовой доставки, которые примут аккумуляторы на переработку.Батарейки таблеточного типа (окись ртути, окись серебра и т. д.) НЕ должны выбрасываться в мусор. Вместо этого их следует переработать или сдать в пункт сбора опасных бытовых отходов.

Законы

Закон штата Мэн, пункт 38 MRSA § 2165, требует от производителей создания системы сбора аккумуляторов. Программа Call2Recycle выполняет это требование. Если вы работаете в штате Мэн, вы должны либо использовать систему Call2Recycle для возврата использованных перезаряжаемых батарей производителю, либо принять другие меры для обеспечения утилизации батарей.Выбрасывание перезаряжаемых аккумуляторов в мусор предприятиями является незаконным.

Если вы являетесь домовладельцем, вы не обязаны утилизировать перезаряжаемые батареи, но мы настоятельно рекомендуем вам сделать это. Цена, которую вы заплатили за батарею, дает вам право на бесплатное использование услуги Call2Recycle. Переработка помогает нам безопасно обращаться с токсичными компонентами этих батарей и не допускать их загрязнения воздуха и воды.

Глава 24: §2165. Регулирование некоторых сухих батарей

Глава 24: §2166.Перезаряжаемые потребительские товары

Как выбрать изолятор батареи или сепаратор

Контроль паразитных нагрузок (разряд батареи) и правильное распределение электроэнергии имеют решающее значение для поддержания работы транспортных средств. Однако это требует баланса между потребностями батареи и электрической системы.

Дополнительные электрические нагрузки, такие как освещение, развлекательные системы, коммуникационное оборудование и другие аксессуары, продолжают потреблять энергию при выключенном двигателе.Для этих приложений важно иметь систему с несколькими батареями. Однако простое подключение дополнительных аккумуляторов к электрической системе автомобиля может привести к тому, что вспомогательные аккумуляторы будут разряжать основной аккумулятор, препятствуя запуску двигателя и другим важным функциям.

При управлении несколькими батареями в игру вступают изоляторы и сепараторы батарей. Однако, несмотря на то, что они кажутся очень похожими, они работают по-разному.

Изоляторы

Изоляторы аккумуляторных батарей лучше всего рассматривать как точку распределения автомобильной электрической системы.Изоляторы, обычно состоящие из диодов, обеспечивают равномерное распределение заряда между несколькими батареями и генератором.

Многие 12-вольтовые электрические системы используют как минимум одну батарею для запуска двигателя, а другую — для питания аксессуаров. Такое расположение может представлять проблему, когда полностью заряженная батарея подключена к частично разряженной или разряженной батарее. Ток в полностью заряженной батарее будет стекать в менее заряженную батарею, пока они не достигнут общего более низкого уровня заряда или, что еще хуже, полностью не разрядятся.

Независимо от того, сколько аккумуляторов доступно, поток тока от одного аккумулятора к другому будет продолжаться до тех пор, пока все аккумуляторы в электрической системе не достигнут одинакового уровня заряда, что может помешать запуску двигателя.

Изолятор батареи может полностью решить проблему разрядки батареи. Роль изолятора заключается в том, чтобы генератор переменного тока помогал заряжать основную батарею, в то же время не позволяя другим нагрузкам в системе зарядки разряжать основную батарею.Используя диоды, позволяющие току течь только в одном направлении, изолятор батареи предотвращает передачу тока от полностью заряженной основной батареи к частично заряженной вспомогательной батарее.

Ток может течь от генератора переменного тока к обеим батареям, но не может течь от аккумулятора автомобиля к нагрузкам в автомобиле. То же самое верно и в обратном порядке: если вы оставите фары автомобиля включенными, основной аккумулятор автомобиля не разрядится.

При такой конфигурации каждая батарея изолирована и действует как независимый источник питания, что позволяет основной батарее экономить энергию для запуска и основных функций.При зарядке каждая батарея получает необходимое количество заряда на основе своего порога.

Сепараторы

Сепараторы аккумуляторов, с другой стороны, лучше всего рассматривать как переключатели, которые могут направлять ток, позволяя заряжать первичный и вспомогательный аккумуляторы от одного источника с помощью соленоида. При приоритетной зарядке сепаратор аккумуляторов сначала заряжает основной аккумулятор, а затем оставшиеся вспомогательные аккумуляторы.

Когда стартер двигателя включен, сепаратор аккумуляторной батареи контролирует напряжение как основной, так и вспомогательной аккумуляторной батареи.Если сепаратор определяет, что в первичном источнике недостаточно напряжения для выполнения важной функции, такой как запуск двигателя, он размыкает соленоид и пропускает ток от вспомогательной аккумуляторной батареи, чтобы компенсировать разницу.

Если разрядка в системе зарядки вспомогательным или основным блоком аккумуляторов снижает напряжение системы ниже определенного значения, сепаратор отключит блоки аккумуляторов друг от друга, чтобы защитить их от чрезмерного разряда. Чтобы избежать этой ситуации, может быть полезно включить звуковой сигнал низкого напряжения, чтобы уведомить оператора, когда аккумулятор транспортного средства становится слишком низким, прежде чем произойдет отключение.

Помимо защиты системы зарядки шасси от чрезмерных нагрузок, сепаратор аккумуляторной батареи может помочь при запуске двигателя. Сепаратор аккумуляторов сравнивает напряжение обоих блоков аккумуляторов. Если уровень заряда основного аккумулятора меньше, чем у вспомогательного, сепаратор аккумуляторной батареи сработает, что позволит вспомогательному аккумулятору помочь при запуске автомобиля.

В отличие от изолятора аккумуляторной батареи, сепаратор позволяет току течь и в противоположном направлении, поэтому вспомогательная аккумуляторная батарея может заряжаться от основного генератора переменного тока или другого источника питания.Хотя это соединение прекратится, когда напряжение достигнет определенного значения (обычно когда 12-вольтовая батарея заряжается до 13,2 В), поврежденная вспомогательная батарея потенциально может разрядить систему. Таким образом, аккумуляторные сепараторы обеспечивают меньшую защиту от паразитных нагрузок, чем аккумуляторные изоляторы.

Что использовать?

Основное различие между разъединителями батарей и сепараторами батарей заключается в протекании тока. Изолятор работает с диодной системой, которая обеспечивает однонаправленный поток, тогда как сепаратор имеет функцию соленоида, которая может выбирать питание от любого источника.

С помощью изолятора вы можете запускать оборудование в прицепе или доме на колесах от дополнительной батареи, не забывая отключать ее от основной системы питания автомобиля. Пока двигатель автомобиля работает, все оборудование работает от питания автомобиля. При выключенном двигателе оборудование прицепа работает от вспомогательной аккумуляторной батареи.

Одним из преимуществ изолятора батареи является то, что он не требует питания в режиме ожидания, в то время как разделитель батареи потребляет небольшое количество энергии даже в режиме ожидания.

С другой стороны, изолятор батареи не позволит инвертору/зарядному устройству заряжать аккумулятор автомобиля. Сепаратор батареи, напротив, позволит инвертору/зарядному устройству заряжать обе батареи, что может быть важной функцией, когда транспортное средство хранится в течение длительного периода времени.

Как видите, изоляторы и сепараторы выполняют очень разные задачи, и то, как вы их используете, зависит от задачи и ваших потребностей в электроэнергии.

Изоляторы

идеально подходят для систем с несколькими батареями, где требуется резервирование, например, в грузовых автомобилях, которые требуют частого запуска и остановки двигателя в течение рабочего дня.Изолятор гарантирует, что ни одна батарея не разряжает другие батареи в системе, предлагая ключевое резервирование в системе, которая требует либо нескольких резервных копий, либо нескольких батарей на одном генераторе переменного тока. Однако тот факт, что изоляторы заряжают все батареи равномерно, может быть не идеальным для некоторых применений.

Сепараторы

служат надежной резервной системой с одной вспомогательной батареей, в которой допустима некоторая паразитная нагрузка. В критически важных системах с мощными батареями (глубокого цикла) можно эффективно использовать сепараторы, особенно если батареи необходимо быстро зарядить или предполагается использовать параллельно.Например, сепаратор имел бы смысл в системе с двумя батареями, такой как грузовик с плугом, обеспечивающий максимальный ток для плуга через дополнительную батарею или, по крайней мере, столько, на сколько физически способна система.

Управление аккумуляторной батареей и ее защита являются ключом к исправной работе автомобиля. Чтобы просмотреть доступные продукты, которые могут помочь улучшить управление аккумуляторной батареей вашего автомобиля, нажмите ЗДЕСЬ.

 

Онлайн-курсы PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологичность или энергосбережение

курсы.»

 

 

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

для раскрытия мне новых источников

информации.»

 

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечают на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

снова. Спасибо.»

Блэр Хейворд, ЧП

Альберта, Канада

«Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я обязательно воспользуюсь вашими услугами снова.

Я передам вашу компанию

имя другим на работе.»

 

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, тем более что я думал, что уже знаком

с реквизитами Канзас

Авария в городе Хаятт.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

информативный и полезный

на моей работе.»

Уильям Сенкевич, Ч.Е.

Флорида

«У вас отличный выбор курсов и очень информативные статьи. Вам

— лучшее, что я нашел.»

 

 

Рассел Смит, П.Е.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, предоставляя время для просмотра

материал.»

 

Хесус Сьерра, ЧП

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле,

человек узнает больше

от сбоев.»

 

Джон Скондрас, ЧП

Пенсильвания

«Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения.»

 

 

Джек Лундберг, ЧП

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т.е. позволяете

студент для ознакомления с курсом

материал перед оплатой и

получение викторины.»

Арвин Свангер, ЧП

Вирджиния

«Спасибо, что предлагаете все эти замечательные курсы. Я, конечно, выучил и

очень понравилось.»

 

 

Мехди Рахими, ЧП

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материала и простотой поиска и

подключение к Интернету

курсы.»

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был легким для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемые темы.»

 

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

 

 

 

Джеральд Нотт, ЧП

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это был

.

информативно, выгодно и экономично.

Очень рекомендую

всем инженерам.»

Джеймс Шурелл, ЧП

Огайо

«Я ценю, что вопросы относятся к «реальному миру» и имеют отношение к моей практике, и

не основан на каком-то непонятном разделе

законов, которые не применяются

до «обычная» практика.»

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать его в своем медицинском устройстве

организация.»

 

 

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

 

 

Юджин Бойл, П.Е.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представлена,

а онлайн формат был очень

доступно и просто

использование. Большое спасибо.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению PE в рамках временных ограничений лицензиата.»

 

 

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Распечатанная викторина помогает во время

просмотр текстового материала. я

также оценил просмотр

предоставлены фактические случаи.»

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Документ Общие ошибки ADA в проектировании помещений очень полезен.

тест требовал исследований в

документ но ответы были

всегда в наличии.»

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в дорожной технике, который мне нужен

для выполнения требований

Сертификация PTOE.»

Джозеф Гилрой, ЧП

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для выполнения моих требований в штате Делавэр.»

 

 

Ричард Роадс, ЧП

Мэриленд

«Узнал много нового о защитном заземлении. До сих пор все курсы, которые я проходил, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

Курсы со скидкой.»

 

Кристина Николас, ЧП

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду дополнительных

курсы. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.»

Деннис Мейер, ЧП

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры для приобретения блоков PDH

в любое время.Очень удобно.»

 

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

пора искать куда

получить мои кредиты от.»

 

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

«Это было очень информативно и поучительно.Легко понять с иллюстрациями

и графики; определенно делает его

проще  впитывать все

теорий.»

Виктор Окампо, инженер.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по телефону

.

мой собственный темп во время моего утра

на метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, загрузить документы и получить

викторина. Я бы очень рекомендую

вам в любой PE нуждающийся

Единицы CE.»

Марк Хардкасл, ЧП

Миссури

«Очень хороший выбор тем во многих областях техники.»

 

 

 

Рэндалл Дрейлинг, ЧП

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад принести финансовую выгоду

от ваш рекламный адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40%.»

Конрадо Касем, П.Е.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

 

 

 

Чарльз Флейшер, ЧП

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал профессиональную этику

Коды

и Нью-Мексико

правила.»

 

Брун Гильберт, П.Е.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

 

 

 

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительного

Сертификация

 

Томас Каппеллин, П.Е.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

спасибо!»

 

Джефф Ханслик, ЧП

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы

для инженера.»

 

 

Майк Зайдл, П.Е.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии.»

 

 

Глен Шварц, ЧП

Нью-Джерси

«Вопросы соответствовали урокам, а материал урока

хороший справочный материал

для дизайна под дерево.»

 

Брайан Адамс, П.Е.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные советы с помощью простого телефонного звонка.»

 

 

 

Роберт Велнер, ЧП

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт прохождения курса «Строительство прибрежных районов — Проектирование»

Корпус Курс и

очень рекомендую.»

 

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень

прекрасно приготовлено.»

 

 

Юджин Брэкбилл, ЧП

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

обзор везде и

когда угодно.»

 

Тим Чиддикс, ЧП

Колорадо

«Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор.»

 

 

 

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

 

 

 

Тайрон Бааш, П.Е.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были пробными и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и полный».

 

Майкл Тобин, ЧП

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что

поможет в моей линии

работы.»

 

Рики Хефлин, ЧП

Оклахома

«Очень быстрая и простая навигация. Я определенно воспользуюсь этим сайтом снова.»

 

 

 

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Прост в исполнении. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

 

 

 

Кеннет Пейдж, П.Е.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагреве воды с помощью солнечной энергии. Информативный

и отличное освежение.»

 

 

Луан Мане, ЧП

Коннетикут

«Мне нравится подход к подписке и возможности читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти тест.»

 

 

Алекс Млсна, П.Е.

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях.»

 

Натали Дерингер, ЧП

Южная Дакота

«Материалы обзора и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог

успешно завершено

курс.»

 

Ира Бродская, ЧП

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а затем вернуться

и пройти тест. Очень

удобный а на моем

собственное расписание.»

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

 

 

 

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат

. Спасибо за создание

процесс простой.»

 

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел подходящий мне курс и закончил

PDH за один час в

один час.»

 

Стив Торкилдсон, ЧП

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность загрузки документов для ознакомления с содержанием

и пригодность до

наличие для оплаты

Материал

Ричард Ваймеленберг, ЧП

Мэриленд

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.»

 

 

 

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть место для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

 

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения викторины онлайн и получения немедленного

Сертификат

 

 

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по

многие различные технические области снаружи

по собственной специализации без

необходимость путешествовать.»

Гектор Герреро, ЧП

Грузия

Как работает фонарь


1 — Футляр   Трубка, в которой находятся части фонарика, включая батареи и лампу (лампочку).

2 — Контакты   Очень тонкая пружина или полоска металла (обычно из меди или латуни), расположенная по всему фонарю и обеспечивающая электрическое соединение между различными частями – батареями, лампой и выключателем.Эти части проводят электричество и «подключают все», замыкая цепь.

3 — Переключатель   Поток электричества активируется, когда вы переводите переключатель в положение ВКЛ., и вы получаете свет. Поток электричества прерывается, когда переключатель переводят в положение ВЫКЛ, тем самым отключая свет.

4 — Рефлектор  Пластмассовая деталь, покрытая блестящим алюминиевым слоем, которая опирается на лампу (лампочку) и перенаправляет световые лучи от лампы, чтобы обеспечить устойчивый световой луч, то есть свет, который вы видите, излучаемый фонарик.

5 — Лампа  Источник света в фонарике. В большинстве фонариков используется либо вольфрамовая нить накаливания (лампа накаливания), либо светодиод (полупроводниковая лампа), также известный как светодиод. Вольфрамовая нить или светодиод светятся, когда через них проходит электричество, создавая видимый свет. Вольфрам — природный элемент, а вольфрамовая нить — очень тонкая проволока. Вольфрамовые лампы подлежат замене при обрыве вольфрамовой нити. Светодиод содержит очень маленький полупроводник (диод), залитый эпоксидной смолой, и эта часть излучает свет, когда через нее проходит электричество.Светодиодные фонари широко считаются «небьющимися» и не подлежат замене — лампа на весь срок службы.

6 —  Линза  Линза представляет собой прозрачную пластиковую деталь, которую вы видите на передней панели фонарика и которая защищает лампу, поскольку лампа сделана из стекла и ее легко разбить.

7 — Батарейки   При активации батареи служат источником питания для вашего фонарика.

Независимо от того, находитесь ли вы на улице в поисках ночных приключений или оказались в темноте из-за отключения электроэнергии после грозы, удобство портативного фонаря так же близко, как простая кнопка на вашем фонарике.Но как работает фонарик?

Как все эти детали фонарика работают вместе?

Когда переключатель фонарика переведен в положение ON, он входит в контакт между двумя контактными полосками, которые запускают поток электричества, питаемый от батареи. Батареи соединены таким образом, что электричество (поток электронов) проходит между положительным и отрицательным электродами батареи. Батареи опираются на небольшую пружину, которая соединена с контактной полосой.Контактная полоса проходит по длине батарейного отсека и соприкасается с одной стороной переключателя. С другой стороны выключателя имеется еще одна плоская контактная полоса, идущая к лампе (лампочке), обеспечивающая электрическое соединение. Есть еще одна часть, соединенная с лампой, которая вступает в контакт с положительным электродом верхней батареи, таким образом замыкая цепь на лампу и завершая генерацию электричества.

При активации электричеством вольфрамовая нить или светодиод в лампе начинает светиться, излучая видимый свет.Этот свет отражается от отражателя, расположенного вокруг лампы. Рефлектор перенаправляет световые лучи от лампы, создавая устойчивый пучок света, который вы видите, излучаемый фонариком. Прозрачная линза закрывает лампу вашего фонарика, чтобы стекло на лампе не разбилось.

Когда затем переключатель фонарика переводится в положение OFF, две контактные полосы физически раздвигаются, и путь электрического тока прерывается, что приводит к прекращению производства света и выключению фонарика.

Все вышеперечисленные детали должны быть соединены и установлены на свои места, чтобы переносной фонарик работал. В противном случае у вас будет разомкнутая цепь и электричество не пойдет.

Аккумуляторная батарея — обзор

2.3 Моделирование стоимости

Производственная стоимость аккумуляторной батареи рассчитывается с учетом ежегодных требований к материалам и приобретенным изделиям из расчетов конструкции батареи. Стоимость единицы аккумуляторной батареи определяется путем суммирования стоимости производства и стоимости материалов, а также стоимости гарантии.Расчетные производственные затраты для каждой конкретной разработанной батареи масштабируются от базового завода. Этот базовый завод был создан для батареи среднего размера и производственного масштаба, чтобы установить центральную точку для других конструкций. Завод учитывает размер, скорость, количество единиц, прямой труд и амортизацию капитальных затрат на каждом этапе обработки в процессе производства аккумуляторов. Технологические затраты суммируются с дополнительными затратами на эксплуатацию производственных мощностей.

В этом анализе все затраты оцениваются на 2020 год, когда планируется построить крупные заводы по производству аккумуляторов. Все долларовые значения приведены к 2010 году с поправкой на инфляцию. Другими словами, все затраты и цены указаны в долларах 2010 года. Затраты на производство некоторых материалов и аккумуляторов ниже недавних значений, поскольку мы посчитали, что усовершенствования обработки для крупносерийного производства снизят затраты.

2.3.1 Стоимость материалов

Стоимость конечного блока батарей в значительной степени зависит от стоимости как активных, так и неактивных материалов, составляющих конструкцию.Значения, используемые по умолчанию, представлены в таблице 6.2 ниже с аббревиатурами для активных материалов, упомянутых далее в этой главе. Диапазон значений был рассмотрен в исследовании вариаций, ведущем к расчету неопределенности в рамках модели (раздел 4). Ссылка В [1] представлено исследование вариаций, а также более подробная информация о происхождении стоимости материалов и относительном диапазоне, который может быть рассмотрен.

Таблица 6.2. Стоимость клеточных материалов для литий-ионных аккумуляторов

Материал Аббревиатура Аббревиатура Цена Unit
Марганец Шпилель LI 1.06 MN 1.94 — x M ‘ 4 LMO 10 $ / KG
Phospho-Olivine Lifepo 4 LFP 20 $ / кг
слоистых оксида 1 LINI 0,80 CO 0.15 AL 0.0.15 O 2 NCA 37 // 33 $ / KG
Слоистый оксид 1 Li 1.05 (NI 1/3 MN 1/3 CO 1/3 ) 0,95 O 2 NMC-333 39 // 30 $ / кг
слоистые Оксид 1 Li 1.05 (Ni 4/05 (Ni 4/9 MN 4/9 CO 1/9 ) 0,95 O 2 NMC-441 29 // 26 $ / кг
слоистых оксида 1 Licoo 2 LCO 60 // 35 $ / кг
графит C 6 гр 19 $ / кг
Titanate Spinel Li 4 Ti 5 O 12 LTO 12 $ / кг $ / кг
Electrolyte 1.2 м Lipf 6 в EC: EMC 2 18 $ / кг $ / кг
PP / PE / PP 3 2 $ / M 2
Текущий коллектор CU CU 1,80 $ / M 2
al AL 0,80 $ / M 2

Цена позитив электродный активный (катодный) материал, который включает соосажденный прекурсор, масштабируется с использованием корреляции, основанной на стоимости сырья для задействованных переходных металлов.Например, цена на кобальт подвержена колебаниям и может резко изменить цену конечного продукта. В таблице 6.2 показаны две цены на катодные материалы с использованием кобальта, демонстрирующие относительную чувствительность к колебаниям сырья. Здесь мы используем более высокую цену на кобальтовое сырье в качестве консервативной оценки.

Как правило, элементы с высоким содержанием земли должны быть доминирующими переходными металлами, если требуется недорогой положительный электрод. И железо, и марганец являются распространенными и недорогими переходными металлами для интеркаляционных материалов.Сравнение фосфата железа, LFP, с марганцевой шпинелью, LMO, показывает, как затраты на обработку влияют на конечную цену материала. ЖМО относительно прост в производстве. Напротив, LFP требует восстановительной атмосферы и стадии углеродного покрытия для достижения конечного продукта. Повышенная сложность в процессе изготовления реализуется в цене. Тем не менее, можно утверждать, что стоимость производства будет снижаться по мере увеличения знаний от более крупных масштабов производства.

Материалы из графита и титанатной шпинели являются активными (анодными) материалами отрицательного электрода, которые чаще всего рассматриваются для литий-ионных аккумуляторов.Указанная цена на графит относится к синтетическому производному. Стоимость материалов будет незначительно меняться в зависимости от того, будет ли это натуральный графит с покрытием, синтетическое покрытие или какой-либо другой вариант. Материал титанатной шпинели рассматривается как альтернатива графиту. Электрод имеет более высокое рабочее напряжение по сравнению с графитовым, что снижает напряжение на элементе, но устраняет любые опасения, связанные с побочными реакциями литиевого покрытия.

Материалы, используемые для сепаратора, электролита и токосъемников, в данной работе не изменяются.Все эти компоненты являются активной областью исследований в поисках более долговечных, дешевых и лучших материалов или сплавов. По мере снижения стоимости активных материалов неактивные материалы вносят больший вклад в общую стоимость батареи. Успешная коммерциализация литий-ионных аккумуляторов в транспортных средствах зависит от снижения стоимости неактивных материалов при одновременном повышении их полезности.

2.3.2 Проект производственного предприятия

При подготовке модели BatPaC базовый завод был спроектирован для производства 100 000 аккумуляторных блоков NCA–Gr в год.Базового аккумуляторного блока, производимого заводом, достаточно для 20 мильного пробега автомобиля при 70 % энергии аккумулятора для транспортного средства с потреблением энергии 300 Втч/миля. Схематическая диаграмма завода (Рисунок 6.3) предназначена для иллюстрации потока материалов через завод и относительных площадей для этапов обработки, а не для представления реалистичной схемы завода. Общий объем производства 100 000 аккумуляторных батарей в год достигается за счет трехсменной работы, эквивалентной 300 дням в году при полностью эффективном производстве.Другими словами, завод работает с периодом безотказной работы 83 % 360 дней в году. Если не указано иное, все приведенные здесь оценки цен на аккумуляторы основаны на базовом уровне производства.

РИСУНОК 6.3. Принципиальная схема завода по производству литий-ионных аккумуляторов. (Чтобы получить цветную версию этого рисунка, читатель может обратиться к онлайн-версии этой книги.)

Стоимость рабочей силы, капитального оборудования и площади была оценена для каждого этапа процесса для базового завода. Модель затрат учитывает различные масштабы производства и различные конструкции батарей путем пересчета затрат на каждом этапе производства.Общий подход к оценке затрат, заключающийся в умножении известной стоимости на отношение скоростей обработки, возведенных в степень, также применялся к капитальным затратам на отдельные единицы оборудования [25], уравнение (6.6).

(6.6)C=C0(R/R0)p

Здесь C 0 — капитальные затраты на установленное оборудование, рассчитанное на базовую скорость обработки, R 0. Коэффициент мощности , p , связывает стоимость капитальных вложений и скорость обработки для этапа производства.

Если бы значение p было равно 1,0, это означало бы, что стоимость предмета снаряжения или предметов снаряжения, если их несколько параллельно, была бы прямо пропорциональна скорости обработки. Однако значение p для стоимости оборудования часто составляет около 0,6–0,7 для многих этапов производственного процесса, потому что оборудование больше для более высоких скоростей обработки, а его стоимость меньше, чем если бы она была прямо пропорциональна скорости обработки. Для этапов процесса, требующих добавления множества идентичных единиц оборудования для увеличения масштаба, например, для циклов формования аккумуляторных элементов, значение p может достигать 0.9. Значение p вряд ли достигнет 1,0, т.к. в стоимость оборудования входит установка, на которой есть некоторая экономия даже при установке нескольких блоков одинаковой производительности. Аналогичные уравнения применялись для определения влияния скорости обработки на количество рабочих часов в год и площадь завода, необходимую для каждого производственного этапа.

2.3.3 Дополнительные инвестиционные затраты и затраты

Помимо основных затрат, описанных выше, существуют другие косвенные инвестиционные затраты и ежегодные расходы, которые необходимо добавить для получения общей суммы инвестиций и стоимости единицы батареи.Дополнительные инвестиционные затраты включают в себя затраты на запуск (запуск завода, обучение и нестандартный продукт) и оборотный капитал. Они рассчитываются в модели BatPaC как кратные базовым затратам. Например, переменные накладные расходы на материалы, рабочую силу, коммунальные услуги и техническое обслуживание завода рассчитываются как 40% прямых затрат на оплату труда плюс 20% амортизации. Аналогичным образом рассчитываются дополнительные постоянные расходы, кратные основным затратам. Эти дополнительные расходы включают в себя переменные накладные расходы; общие, продажи, администрация; исследования и разработки; амортизация; и прибыль.

Цель прибыли для этого типа предприятий зависит от финансовой структуры компании, особенно в отношении долгосрочных долгов. Для этой модели прибыль установлена ​​на уровне 5% от общей суммы инвестиций, что является приблизительным средним значением для зрелых производственных операций. В целом, выбранная структура затрат и получаемая в результате маржа аналогичны таковым у поставщика первого уровня в автомобильной промышленности.

Если аккумуляторный модуль или вся батарея выйдет из строя, замена будет стоить намного больше, чем первоначальная цена, уплаченная OEM-производителем.Хотя такие случаи случаются редко, важно предусмотреть возмещение ущерба владельцу транспортного средства, особенно в первые годы предполагаемого срока службы батареи. Дополнительные затраты на замену батареи будут связаны с работой по тестированию и замене батареи, инвентарными затратами на хранение сменных батарей и обслуживанием контроллера батареи, если новая батарея немного отличается от старой батареи. Вполне вероятно, что производитель батареи будет нести ответственность за стоимость новой батареи, которая, как мы предполагаем, будет равна стоимости оригинальной батареи.Предполагается, что другие затраты на замену батареи, в той мере, в какой они покрываются гарантией, в модели BatPaC покрываются производителем автомобиля и дилером. Целевой средний срок службы батареи – 15 лет, а гарантированный срок службы – 10 лет с полной заменой в течение первых 5 лет и раздельной стоимостью замены в течение последних 5 лет. С учетом этих допущений стоимость для производителя батареи будет равна текущей стоимости будущих затрат на новую батарею или модули, как это предусмотрено в гарантии.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*