Тяговые аккумуляторные батареи - устройство и характеристики

Содержание:
Аккумуляторы получили большое распространение в современной повседневной жизни. Они используются в средствах связи и для запуска двигателей автомобилей, в бытовых приборах и в качестве резервных источников питания. 





Все мы с вами привыкли к нашим автомобильным аккумуляторам, мы знаем что они запускают двигатель, подавая энергию на стартер, который вращает маховик запуская мотор. Такие АКБ получили название стартерные, но зачастую в литературе есть еще одно понятие – тяговые, они также применяются в транспорте, хотя и не всегда так, как мы с вами привыкли. Сегодня я хочу вам рассказать — чем они отличаются друг от друга, и можно ли один применять вместо другого. 

Лично я видел тяговые батареи в обычном автомобильном магазине, правда раздел был совмещен с товарами для рыбалки и охоты, а именно такие АКБ продавались для лодок. Так что же это за зверь дивный такой, и почему они не продаются для обычных авто? Для начала коротко вспомним про стартерные варианты. 

Стартерные АКБ
 
Это аккумуляторы, которые применяются в легковых и грузовых машинах, у них есть одна основная задача — запуск двигателя. При запусках они отдают очень большой ток – который получил название «пусковой». 

Он колеблется от 250 до 1000 Ампер, это один из основных показателей батареи, наряду с напряжением (зачастую оно около 12,7 Вольта), а также емкостью – измеряется в Ампер * часах (на многих авто самые популярные показатели 55 – 65 Ам*ч). 

Такие АКБ очень чувствительны к глубоким разрядам, их не рекомендуется разряжать ниже 10 Вольт. Если разрядили несколько раз ниже этого показателя (примерно 20 – 30 раз) – аккумулятор можно выкидывать, потому как, он потеряет большую часть своей емкости. 

То есть если утрировать – стартерный АКБ запускает движок, отдавая просто фантастический ток, а дальше заряжается, восполняя затраченную энергию от генератора. Не любит глубоких разрядов и быстро выходит из строя от них. 

Тяговые аккумуляторы 

Это совершенно другой тип батарей, хотя также применяется в автомобилях, хотя не в традиционных – электрокары, гибриды, разного рода спецтехника (погрузчики, тягачи, питание для электрических двигателей лодок). 



Такие аккумуляторы не имеют высоких пусковых токов, они заточены немного на другое, а именно: 

Отдавать определенную энергию длительный промежуток времени, причем они могут разряжаться почти в ноль (рекомендуемое минимальное напряжение – 5% от общего). 





Их применяют там, где нужно питать долго и постоянно. Например, на электромобилях (или гибридах) — питание электрических двигателей, на погрузчиках – питание подъемника, на моторах лодок – питание винтов и т.д. Очень эффективно их применять и в альтернативных источниках энергии – ветрогенераторы, солнечные панели. Причем они очень устойчивы к такой нагрузке, могут работать часами или даже днями (в зависимости от потребления энергии). 

Дополнительными плюсами можно назвать — устойчивость к низким и высоким температурам (от – 30 до 65 градусов Цельсия). 

Тяговые батареи применяют в качестве источника энергии для электромоторов (погрузчики, лодки, скутеры, велосипеды)

Основные нормируемые показатели для тяговых АКБ 

Номинальное напряжение. Напряжение одного аккумулятора составляет, за редким исключением, 2 В. Последовательным соединением нескольких аккумуляторов создаются источники питания с необходимым номинальным напряжением. Так тяговая аккумуляторная батарея 24В (24V) создается путем последовательного соединения двух 12В аккумуляторов. 

Емкость тяговой АКБ, как и стартерной, измеряется в Ач. В технике с электрическим приводом, а также в источниках бесперебойного питания применяются батареи аккумуляторов с суммарной емкостью, превышающей зачастую 500 Ач. Этот параметр в значительной степени зависит от температуры среды, в которой эксплуатируется АКБ – при пониженных температурных показателях емкость батареи может снижаться на 10–15%. Именно поэтому в паспортных данных для тяговых аккумуляторов приводится обычно два показателя – при температуре 5оС и при 20оС. 

Емкость тяговых батарей уменьшается при понижении температуры, при старении (увеличении количества циклов заряда-разряда) и неправильной зарядке.
 
Устройство тяговых батарей

Устройство тяговой батареи на примере батареи производителя Sunlight


Хочется начать с того что, устройство очень схожее с обычными стартерными АКБ, но есть и отличия. 

Схожесть: 

• Также есть плюсовые и минусовые пластины. 

• Также заливаются электролитом. 

• Все это хранится в пластиковых корпусах. 



Отличия: 

• Пластины здесь просто огромные (если хотите — толстые), зачастую используется много свинца или других металлов (про это ниже). Как мы помним у обычных стартерных аккумуляторов пластины очень тонкие и компактные, находятся просто впритык друг к другу, что позволяет накопить много энергии – выдавая сильные пусковые токи. У тяговых  такой задачи нет! Поэтому и пластины здесь намного толще и массивнее, это позволяет работать дольше и не осыпаться (разрушаться), поэтому 1 тяговый аккумулятор с напряжением в 2Вольта и емкостью 75Ампер, может быть в 3 – 4 раза больше, чем стартерный 12Вольт 60Ампер. 

• Электролит здесь обычный, назовем его – автомобильным, плотностью в 1,27г/см3 

• Корпуса схожие по строению со стартерными, однако, намного толще, чтобы выдержать большой вес пластин. 



Знаете, когда я первый раз увидел тяговый аккумулятор, я подумал что дам должно быть примерно 100 – 150 Ампер при напряжении в 12 Вольт, а это оказалось всего 1 банка, с напряжением в 2 Вольта и 50 Ампер! Просто огромная. 

Если говорить про различные технологии — существует всего два типа тяговых батарей – кислотные и щелочные. 

Кислотные – основанные на свинце и электролите на серной кислоте, про которые я рассказал сверху. 

Щелочные – основанные на никель-железных пластинах, которые залиты специальным раствором щелочи. Очень надежные — не бояться морозов и глубоких разрядов, можно хранить как заряженными так и разряженными. Однако минусы более существенные – цена в два – три раза больше чем свинцовые, при зарядке выделяется едкий пар, зарядные станции специальные (стоят дорого), при заряде требуют больше энергии.

Как становится понятно из-за таких проблем щелочные не получили большого распространения, хотя в СССР они пользовались большим спросом. 

Сейчас кстати появляются тяговые АКБ, основанные на новых технологиях это AGM и GEL, как собственно и в автомобилях. Они компактные и выдают больше энергии, правда стоимость их иногда просто зашкаливает. 

Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного?
 
Гипотетически можно, но не всегда вы сможете запустить двигатель, ведь тяговые варианты отдают намного меньше энергии в пике, то есть банально не хватит тока для запуска. 

А если вы найдете, скажем, тяговый с током в 300 Ампер, то он банально может не поместиться у вас под капотом машины. Вед именно 300А нужно для пуска среднестатистического легкового авто. 



Тяговый и стартерный аккумулятор - чем отличаются. Просто о сложном - видео



Тяговый аккумулятор - что это? - видео