Тяговый аккумулятор для погрузчика характеристики

Тяговые аккумуляторы

Все мы отлично знаем предназначение аккумуляторных аккумуляторов – запуск двигателя, питание для световых приборов, обогрева стекол и т.д. Но существует еще один вид мощных аккумуляторов – тяговые.

Тяговые аккумуляторы устанавливаются на электрокары, электропогрузчики, электротележки, штабелеры и др.).

Они являются основным источником тока, который обеспечивает питание ходовых и подъемных двигателей, световой и звуковой сигнализации и т.д. Многие современные модели напольного транспорта оборудуют системой рекуперации механической энергии торможения в электроэнергию, которая используется для подзаряда аккумулятора.

До последнего времени в России в основном применялись никель-железные аккумуляторы. Однако к настоящему времени налажено и освоено производство свинцовых тяговых аккумуляторов.

Рассмотрим историю производства тяговых аккумуляторов в России.

Маркировка тяговых акб

Ранее тяговые аккумуляторы Российского производства от ЗАО Курский завод «Аккумулятор» на базе АКБ ЭН-400-42 выпускались с маркировкой: 12 ЭН-400-42, 16 ЭН-400-42, 20 ЭН-400-42. Кроме того, производились АКБ ЗА 210, 4А 280, 5А 350, 6А 420, ЗВ 210, 4В 280, 5В 350, 6В 420. Цифры 3, 4, 5 и 6 обозначают количество положительных электродов в аккумуляторе, 400, 210, 280, 350, и 420 — номинальную емкость в амперчасах при 5-часовом режиме разряда. Буквы Н и В относятся к намазным электродам, А — к панцирным.

В настоящее время заводом освоен выпуск аккумуляторов ТПНЖ-550М-У2 и батарей 46ТПНЖ-550М-У2. ТП — область применения — тепловозы; НЖ — электрохимическая система аккумулятора (никель — железная);цифры после букв — номинальная емкость при 5 часовом режиме разряда, А. ч; М — модернизированный; У — климатическое исполнение. Для начала расскажем о серии ЭН-400:

Характеристики акб тяговых

Аккумулятор ЭН-400 У2 имеет габариты 130x174x484 мм, масса с электролитом составляет 31 кг. Положительные намазные электроды законвертованы в пакет, скрепленный боковыми изоляторами. Пакет состоит из положительного электрода и прилегающих к нему с двух сторон сепараторов (стекловолокна и перфорированного винипласта). Между пакетом и отрицательными электродами помещаются ребристые мипластовые сепараторы. Подробней о сепараторах можете почитать здесь. Зазор между полиэтиленовыми крышками и баками уплотнен шнуровым асбестом и залит битумной мастикой. Аккумулятор ЭН-400 работоспособен при температурах окружающей среды от -40°С до +40°С, срок службы в эксплуатации составляет 2 года при наработке 500 циклов.

Основные характеристики тяговых АКБ серии А (панцирные положительные электроды) приведены в таблице 1.

Токовыводы имеют отверстия под болтовые крепления соединительных перемычек. Баки и крышки из сополимерпропилена соединяются термоконтактным способом с обеспечением герметичности сварного шва. Выводные борны в крышках залиты герметизирующей мастикой.

Таблица 1 Основные характеристики тяговых аккумуляторов серии А

В НТЦ АОЗТ «Электротяга» (г. Санкт-Петербург) разработана серия тяговых АКБ и батарей на их основе емкостью от 210 до 560 Ач. Следует заметить, что данное предприятие является разработчиком и изготовителем серии свинцовых аккумуляторов различного назначения с заданными характеристиками.

Массогабаритные и электрические характеристики данной серии АКБ приведены в таблице 2.

Таблица 2 Массогабаритные и электрические характеристики батарей с емкостью от 210 до 560 Ач

Аккумуляторы, характеристики которых приведены в таблице 2, соответствуют ГОСТ 28132-89. Батареи состоят из 40 отдельных аккумуляторов, соединенных между собой последовательно с помощью межэлементных соединений. Соединения в указанных батареях могут выполняться в двух вариантах: сварными с помощью перемычек из свинцово-сурьмяного сплава, а также с помощью болтовых соединений кабельными перемычками.

Особенности эксплуатации

Наработка батарей составляет: 1000÷1200 циклов для типа А и 500 циклов для типа В до снижения емкости до 80% от С5. Значения токов для каждого типа АБ указываются в эксплуатационных документах. Батареи выпускаются в 2-х вариантах: в сухом незаряженном виде и залитыми электролитом, заряженными. Герметизация бака с крышкой осуществляется с помощью кислотостойкого герметика или термоконтактной сваркой

Тяговые аккумуляторные батареи после приведения их в рабочее состояние эксплуатируются в соответствии с руководством по эксплуатации предприятия-изготовителя. Учитывая, что тяговая аккумуляторная батарея не подвергается глубоким разрядам, для предотвращения потери емкости вследствие сульфатации отрицательных электродов периодически (примерно один раз в шесть месяцев) проводятся лечебные циклы и ежемесячные уравнительные заряды. Уравнительные заряды проводятся по окончании нормального заряда током 15-20% от максимального до постоянства плотности электролита и напряжения в течение 4 ч.

До недавнего времени в нашей стране широко использовались тяговые батареи Болгарии. Батареи выпускаются как с панцирными, так и намазными электродами. Их основные характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3 Основные характеристики акб с панцирными и намазанными электродами

Щелочные тяговые аккумуляторы

Прогресс не стоит на месте и на замену аккумуляторам предыдущего поколения приходят новые. Отечественные заводы начали выпуск более технологически совершенных аккумуляторных батарей нового поколения.

Для примера можем рассмотреть продукцию Курского завода «Аккумулятор». На официальном сайте представлены тяговые аккумуляторы и батареи щелочные никель-железные с маркировкой ТПНЖ-550М-У2 и 46ТПНЖ-550М-У2. Они как указано в официальном источнике предназначены для для запуска дизеля тепловоза, стартерного пуска, а также для , освещения и питания цепей управления, а так же для вспомогательных нагрузок при неработающем дизеле.

В этих батареях конструктивно ничего нового нет. Они состоят из положительных и отрицательных электродов , которые уложенны поочередно в блок. Как мы уже знаем пластины изолируют между собой сепаратором, изготовленным из гофрированного и перфорированного винипласта. Блок электродов помещается в стальной бак. Щелочестойкое лакокрасочное покрытие защищает бак от коррозии. На каждый АКБ надевают специальный чехол, для того чтобы обеспечить электрическую изоляцию аккумуляторов внутри батарейного ящика.

Электролит состоит из водного раствора едкого калия с добавкой (20+1) г/л гидрата окиси лития. Основные технические характеристики приведены в таблице 4 и 5.

Источник

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