Силовые аккумуляторы это тяговые

Обзор тяговых аккумуляторов, их виды и характеристики

Тяговые аккумуляторы нельзя отнести к какому-то определённому типу. Наоборот, к этой группе относятся некоторые свинцово-кислотные, щелочные и литиевые АКБ. Все они объединены в группу тяговых по своему назначению. Их работа заключается в обеспечении электроэнергией электромотора различных транспортных средств, механизмов и приспособлений. В этой статье мы рассмотрим особенности тяговых аккумуляторных батарей, разновидности и некоторые примеры таких моделей.

Особенности тяговых АКБ

Основным отличием тяговых аккумуляторов от привычных нам автомобильных стартерных батарей является их режим работы. Если стартерный аккумулятор отдаёт высокий пусковой ток только при запуске двигателя, то тяговая АКБ обеспечивает электромотор током в течение всего времени его работы. Проще говоря, тяговые аккумуляторные батареи работают в постоянном режиме заряд-разряд. Стартерные же, отдав ток при запуске, затем заряжаются от генератора работающего двигателя.

Из сказанного можно сделать вывод, что стартерные автомобильные аккумуляторы не могут использоваться в роли тяговых. Для них чувствителен глубокий разряд, поскольку после него они теряют часть своей ёмкости. А вот некоторые разновидности тяговых АКБ вполне могут использоваться в роли стартерных. Мы рассмотрим их ниже.
Вернуться к содержанию

Виды тяговых аккумуляторных батарей

Для лучшего понимания тяговые аккумуляторы можно классифицировать по их типам. Существуют:

Свинцово-кислотные

Можно выделить три разновидности свинцовых батарей.

• WET. Традиционные с жидким электролитом.
• AGM. Электролит содержится в стекловолокне.
• GEL. Электролит находится в виде геля (химическое соединение серной кислоты и оксида кремния).

Аккумуляторные батареи свинцово-кислотного типа WET наименее приспособлены для использования в качестве тяговых. Однако есть ряд производителей, которые выпускают такие модели для использования на погрузчиках и другой складской технике на электротяге. Они также применяются в роли АКБ в системах резервного и аварийного питания, промышленном оборудовании и т. п. Хотя эти уже относятся к группе стационарных по своему назначению. Основное же назначение батарей WET – это стартерные аккумуляторы для автомобиля.

Технология производства тяговых свинцово-кислотных АКБ отличается от стартерных. Они выпускаются по панцирной технологии. Название пошло от панцирной сетки, которой окружён положительный электрод. Её назначение в следующем:

• удержание материала электрода от разрушения;
• предотвращение образования крупных кристаллов свинца в процессе заряда.

Первые два похожи по своим характеристикам. Разница в том, что PzS выполнен в соответствии с требованиями стандарта DIN (Германия), PzB удовлетворяет положениям британского стандарта BS. Модели PzV в роли электролита имеют гелевый наполнитель.

Плюсы использования Pb батарей в роли тяговых.

• Простая и отработанная технология. Отсюда низкая стоимость по сравнению с другими видами. Зачастую именно фактор цены играет решающую роль при покупке этих АКБ.
• Низкий саморазряд.
• Выдают высокий ток.
• Легко и недорого перерабатываются в исходное сырьё.

• Чувствительность к глубокому разряду. Если в процессе работы их разряжать до 80%, то срок эксплуатации резко уменьшается. Большинство производителей выпускают модели с заявленным сроком службы до 1,5 тысячи циклов разряд-заряд. Для достижения этого срока эксплуатации они рекомендуют вести разряд только до 60%, а это серьёзно сокращает время работы оборудования.
• Низкая энергетическая плотность. Отсюда большие размеры и вес Pb аккумуляторов.
• Чувствительны к отрицательным температурам.
• Требуется еженедельный контроль электролита и его корректировка.
• В процесс заряда существенная доля электроэнергии (30%) теряется впустую.

Для погрузчиков свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы поставляются в виде сборок. Конструктивно они состоят из аккумуляторных элементов с номинальным напряжением 2 вольта (в процесс работы меняется в интервале 1,86─2,65 вольта). Элементы объединены в сборки с номиналом 24 и 48 вольт. Срок службы примерно 1,2─1,5 тысячи циклов.
Вернуться к содержанию

AGM и GEL

Аккумуляторные батареи AGM и GEL имеет смысл рассмотреть вместе, поскольку они имеют близкие эксплуатационные характеристики. Различия в устройстве связаны с тем, в каком состоянии находится электролит: в стекловолокне (AGM) и в виде геля (GEL).

Это как раз те АКБ, которые успешно работают в роли тяговых и стартерных. Они используются на автомобилях с системой «Старт-Стоп» и с большим числом потребителей тока на борту. Широко используются гелевые аккумуляторы в различных источниках бесперебойного питания, серверном и коммуникационном оборудовании. Легко и без последствий переносят глубокий разряд.

Ещё одной сферой применения этих батарей являются гелиосистемы. Благодаря устойчивости к циклированию, гелевые аккумуляторы накапливают энергию от солнечных панелей днём и отдают её ночью или в пасмурный день.

В складской технике также можно встретить AGM и GEL аккумуляторы, но там они не получили широкого распространения. Это объясняется высокой стоимостью. Для обеспечения питания электромобилей они также не подходят.
Вернуться к содержанию

Щелочные

Это наиболее распространённый вид тяговых аккумуляторов. По своей конструкции они похожи на свинцово-кислотные тяговые батареи. Они поставляются в сборках из отдельных Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторных элементов. Используются элементы ламельного типа. Номинальное напряжение полностью заряженного элемента около 1,45 вольта при разомкнутой цепи. Рабочее напряжение составляет 1,25 вольта. Соединяя их, получают необходимое напряжение на выходе.

• Легко переносят глубокий разряд.
• Могут долго без последствий находиться в разряженном состоянии.
• Благодаря большому внутреннему сопротивлению выдерживают большие разрядные токи.
• Устойчивы к тряске и вибрации. Могут даже переносить кратковременные замыкания.
• По сравнению с Pb батареями щелочные имеют более высокую энергоёмкость и более длительный срок службы.
• Меньший саморазряд по сравнению со свинцово-кислотными.

К минусам следует отнести следующее.

• Для обслуживания требуется квалифицированный персонал. Периодически нужно проверять уровень электролита, а также грамотно проводить заряд.
• У никель-кадмиевых аккумуляторов ярко выражен «эффект памяти».
• Кадмий является ядовитым веществом, из-за чего осложнено производство и переработка таких батарей.

Литиевые

Литиевые аккумуляторные батареи можно разделить на литий─ионные и литий─полимерные. В роли тяговых нашли применение некоторые разновидности литий─ионных АКБ. В частности, используются модели LiFePO₄ и ряд других. Литиевые тяговые батареи постоянно совершенствуются для использования в электромобилях. Именно они стали использоваться для питания силовых агрегатов в электромобилях и автомобилях с гибридными двигателями.

Среди плюсов Li─Ion в роли тяговых батарей можно назвать следующие.

• Высокая энергоёмкость. Отсюда небольшие габариты при высокой мощности.
• Быстрый заряд.
• Спокойно работают в режиме заряд-разряд. Отрицательно сказывается только полный разряд в ноль или излишний перезаряд, но эту проблему обычно решает защита.

К минусам можно отнести.

• Высокая стоимость.
• Запасы лития ограничены.
• При работе используются дополнительные меры безопасности.

Ещё не так давно литий─ионные АКБ имели ряд ограничений для использования на электромобилях. Однако сейчас большинство этих проблем решено благодаря разработке новых модификаций этих батарей. И производители постепенно переходят на массовое производство.

Можно также отметить использование литиевых АКБ для питания электромоторов различных летающих гаджетов типа квадрокоптеров, дронов и т. п.
Вернуться к содержанию

Прочие

В роли тяговых на сегодняшний день используются только вышеперечисленные типы аккумуляторных батарей.

К прочим в основном относятся те, что сейчас находятся в стадии разработки. В основном это различные модификации литий─ионных АКБ. Специалисты разрабатывают новые химические соединения для увеличения ёмкости, уменьшения размеров и веса, а также увеличения скорости зарядки.

В Японии, например, работают над заменой лития натрием в Li─Ion аккумуляторах, поскольку последний более распространён в природе. Некоторое время назад было много шума по поводу графеновых аккумуляторов. Однако пока нет коммерческих образцов и не налажено массовое производство.

Примеры моделей тяговых АКБ

Рассматривать модели тяговых АКБ для автомобилей, скутеров или моторных лодок в рамках этой статьи не имеет смысла. На сайте не раз были обзоры производителей аккумуляторов, где были представлены такие модели. Поэтому рассмотрим, какие тяговые аккумуляторные батареи предлагают некоторые отечественные предприятия для складской техники.

Ниже приведены примеры тяговых аккумуляторов, выпускаемых тремя отечественными предприятиями.

Тюменский аккумуляторный завод

В группе тяговых аккумуляторных батарей предлагаются следующие модели.

• 24 вольта. Ёмкость составляет от 210 до 1200 Ач. Тип PzS.
• 40 В. 70─120 Ач. PzS.
• 48 В. 210─1200 Ач. PzS.
• 80 В. 210─1200 Ач. PzS.

Курские аккумуляторы

Курское предприятие предлагает следующие тяговые АКБ.

• Серия ТНЖ и ТНК. Ёмкость 250─950 Ач. Назначение ─ безрельсовый напольный транспорт.
• Серии ТНЖШ и FLM (никель-железные), ТНКШ и KL (никель-кадмиевые). Ёмкость 350 до 550 Ач. Для питания электромоторов рудничных электровозов.

Великолукский аккумуляторный завод

Здесь тяговые батареи представлены в серии FL/FH.

• FL 500 МР, FL 350 MP. Для рудничных электровозов.
• FL 300 ВМР, FL 250 P, FL 350 II КР, FL 500 К P, FL 400 P, FL 450 P. Для напольного безрельсового электротранспорта.

Источник

Отличия тягового аккумулятора от стартерного. В чем секрет

В современном мире ассортимент аккумуляторных батарей огромен. Их отличает различная конструкция и размер, используемый химический состав и принцип действия. Одной из самых распространенных АКБ является стартерная, так как именно этот тип используется на практически всех транспортных средствах с бензиновым либо дизельным двигателем.

Но относительно недавно появился иной вид батареи — тяговый аккумулятор. Некоторые автовладельцы стали путать его со стартерным аналогом и задаваться вопросом об их взаимозаменяемости.

Есть ли важные отличия в этих источниках питания и можно ли заменить одну АКБ другой, узнаем ниже.

Стартерная АКБ: самое важное

Одним из главных назначений аккумулятора является запуск мотора транспортного средства. На стартер подается ток (его еще называют пусковым), который уже запускает силовой агрегат.

Технические характеристики и особенности в работе

Перечислим главные параметры АКБ, чтобы в дальнейшем их сравнить со значениями у тяговой батареи.

• Диапазон силы тока — от 250 до 1000 Ампер.
• Напряжение — 12.7В (самое распространенное значение).
• Емкость — от 55 до 65 А-ч (наиболее распространенное значение).

Основной особенностью в работе АКБ данного типа является чувствительность к сильному разряду. Т.е производители не рекомендуют «вводить» АКБ в стадию, когда напряжение в нем падает ниже 10В. Как утверждают автомобильные специалисты, несколько десятков таких разрядов однозначно «убьют» агрегат и его можно будет выкинуть на помойку.

По сути, стартерный аккумулятор нужен для того, чтобы запустить двигатель. В этот момент он отдает стартеру большую часть своего внутреннего заряда, а далее просто восполняет заряд для восполнения потраченной энергии.

Тяговый аккумулятор: принцип действия

Это принципиально другой тип источника питания. Главное отличие тяговой АКБ от стартерной — принцип работы. Батарею не настраивают на выдачу сильных пусковых токов. Функционирование налаживают таким образом, чтобы стабильно подавался определенный заряд силы тока для поддержания бесперебойного вращения ротора электродвигателя. Т.е эти источники питания используются в таких механизмах, и, в частности, транспортных средствах, где требуется длительное и непрерывное питание, а не запуск.

Разновидности

В зависимости от внутреннего устройства, тяговые АКБ бывают двух видов:
свинцово-кислотные (внутри находятся две пластины, между которыми содержится жидкий электролит).
AGM (не имеют в своем устройстве жидкого электролита).
Батареи типа AGM гораздо более выигрышны в сравнении с первым видом. Во-первых, они устойчивы к перепаду температур и вибрациям, а во-вторых, они не требуют обслуживания и более долговечны. К преимуществу свинцово-кислотного типа можно отнести доступную стоимость.

Сфера применения

Когда принцип работы силовой АКБ понятен, не сложно предположить, в каких видах транспортных средства она нашла применение. Батарея отлично подходит для техники промышленного и складского назначения (экскаваторы, погрузчики, тягачи), а также для электрокаров и моторных лодок.

Устройство: в чем сходство и различие

Несмотря на принципиально разное назначение двух видов батарей, их устройство имеет немало общего. Схожесть заключается в следующем:

• есть два пластины (одна заряжена на «плюс», а другая на «минус»);
• используется электролит (кроме разновидности AGM);
• имеется пластиковый корпус.

Теперь отметим имеющиеся отличия:

• толщина пластин у силовых батарей в десятки раз больше, чем у стартерных;
• разный химический состав электролитов;
• более толстый корпус у силовой батареи (необходим, чтобы выдержать вес толстых пластин);
• зачастую стартерная АКБ будет иметь меньший вес и габариты (ввиду своих тонких пластин).

Взаимозаменяемость: возможна или нет?

Если отвечать на данный вопрос чисто теоретически, то заменить одну батарею на другую можно. Но при этом стоит учитывать, что для запуска, например, легкового автомобиля потребуется разом 300 Ампер. Их сможет выдать силовая установка очень массивных размеров, которую разместить под капотом просто не представляется возможным.

Не удастся на практике эксперимент и с обратной заменой — теперь «подведет» маленькая емкость стартерной батареи, которой работать на износ с риском глубокого разряда крайне не рекомендуется.

Поэтому альтернативным решением в данном случае будут стартерно-тяговые AGM. Этот гибридный вариант способен выдавать внушительный пусковой ток, и, в то же время, обладать хорошей емкостью, подача которой будет происходить равномерно и в течение длительного промежутка времени.

Подводя итог, хочется отметить. У каждого типа батареи имеется свое предназначение и заменять их друг другом будет все же неправильно.

Источник