Аккумуляторные батареи

| Категория реферата: Рефераты по технологии
| Теги реферата: образец курсовой работы, диплом о высшем
| Добавил(а) на сайт: Ярема.

При заряде аккумулятора количество серной кислоты в электролите увеличивается и плотность электролита повышается. Свойство электролита изменять свою плотность при разряде и заряде аккумулятора используется в эксплуатации для определения степени заряженности аккумуляторной батареи.

Электрические параметры и характеристик свинцовой аккумуляторной батареи

Электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора является алгебраической разностью электродных потенциалов (см.рис)

И измеряется как напряжение разомкнутой цепи аккумулятора. Замер потенциала положительного и отрицательного электродов производят по отношению к электролиту с помощью кадмиевого электрода.

ЭДС аккумулятора зависит от плотности и очень незначительно от температуры электролита. С повышением плотности и температуры электролита
ЭДС повышается. При температуре 18 С и плотности d=1,28 г/см 3 аккумулятор обладает ЭДС, равной 1,12 В. Зависимость ЭДС от плотности электролита при изменении ее от 1,05 г/см3 выражается формулой Е= 0,84 + d , где Е-
ЭДС аккумулятора , В; d- плотность электролита при температуре 15 С
,г/см3.

По ЭДС нельзя точно судить о степени разряженности аккумулятора.
ЭДС разряженного аккумулятора с большей плотностью электролита будет выше, чем ЭДС заряженного аккумулятора , но имеющего меньшую плотность электролита .

Внутреннее сопротивление аккумулятора представляет собой сумму сопротивлений выводных зажимов, межэлементных соединений , электродов, электролита, сепараторов и сопротивления , возникающего в местах соприкосновения электродов с электролитом. Чем больше емкость аккумулятора
(число электродов), тем меньше его внутреннее сопротивление. С понижением температуры и по мере разряда аккумулятора его внутреннее сопротивление растет. Чем выше номинальное напряжение аккумуляторной батареи , тем больше ее внутреннее сопротивление.

Напряжение аккумулятора отличается от его ЭДС на величину падения напряжения во внутренней цепи аккумулятора . Изменение напряжения аккумуляторной батареи при ее заряде и разряде показано на рисунке.

При заряде батареи от автомобильного генератора, напряжение которого постоянно , зарядный ток к концу заряда снижается, что и служит признаком заряженности аккумуляторной батареи.

Напряжение аккумуляторной батареи при ее разряде стартерным током зависит от силы разрядного тока и температуры батареи .

На следующем рисунке показаны вольт-амперные характеристики аккумуляторной батареи 6СТ-90 при различной температуре электролита . если разрядный ток будет постоянным , то напряжение батареи при разряде будет тем меньше , чем ниже ее температура .Для сохранения постоянства напряжения при разряде необходимо с понижением температуры батареи снижать силу разрядного тока.

Емкостью аккумулятора называют количество электричества, которое аккумулятор отдает при разряде до наименьшего допустимого напряжения. Чем больше сила разрядного тока , тем ниже напряжение, до которого может разряжаться аккумулятор, например, при определении номинальной емкости аккумуляторной батареи разряд ведется током до напряжения 10,5 В, температура электролита должна быть в интервале от 18 С до 27 С, а время разряда 20 ч. Конец срока службы батареи , согласно ГОСТ 959.0-84 , наступает, когда ее емкость составляет 40% от С .

Емкость батареи в стартерных режимах определяется при температуре
25 С и разрядом токе 3С . В этом случае время разряда до напряжения 6 В
(1 В на аккумулятор) должно быть не менее 3 мин.

К электрическим характеристикам также относится резервная емкость
– время разряда (мин) током (25 +0,25) до напряжения 10,5 В на батарею
( 1,75 В на аккумулятор) при температуре ( 27+ 5)С. Эта емкость, выраженная для удобства использования в минутах, позволяет знать время
, в течении которого автомобиль может продолжать движение , если отказал генератор , а суммарный ток потребителей при этом равен 25 А. Для батарей емкостью от 26 до 75 А.ч. резервная емкость может быть подсчитана по формуле , а для батарей емкостью

Резервная емкость составляет (1,7-1,8)С .

Если разряд происходит при постоянной силе тока , то емкость аккумуляторной батареи определяется по формуле С=It, где I-ток разряда,А; t-время разряда,ч .

Емкость аккумуляторной батареи зависит от ее конструкции, числа электродов, их толщины, материала сепаратора , пористости активного материала конструкции решетки электродов и других факторов. В эксплуатации емкость батареи зависит от силы разрядного тока, температуры, режима разряда, степени заряженности и изношенности аккумуляторной батареи
. При увеличении разрядного тока и степени напряженности , а также с понижением температуры емкость аккумуляторной батареи уменьшается. При низких температурах падение емкости аккумуляторной батареи с повышением разрядных токов происходит особенно интенсивно.

Неисправности

Срок службы аккумуляторной батареи при правильной их эксплуатации и своевременном уходе за ними составляет 4 года или 75 тыс.км. пробега автомобиля . Однако эти сроки могут значительно сокращаться при нарушении правил эксплуатации и хранения батарей. Особенно сильно на техническом состоянии аккумуляторных батарей сказываются загрязнение электролита, работа и хранение при повышенной температуре электролита и низком его уровне, нарушение режимов заряда, заливка электролита повышенной плотности(это особенно часто бывает , если вместо дистилированной воды для доводки уровня добавляют в аккумуляторы электролит). Перечисленные причины вызывают такие наиболее часто наблюдающиеся неисправности, как коррозия решета положительных пластин, повышенный саморазряд, короткое замыкание разноименных пластин и сульфатация пластин. Кроме того, в процессе эксплуатации батарей происходят окисление полюсных штырей и наконечников, а также растрескивание мастики и появление трещин в баке и крышках , вызывающих подтекание электролита.

А. Саморазряд аккумуляторной батареи при ее эксплуатации и хранени возникает в следствии образования в активной массе пластин местных токов. Местные токи появляются за счет возникновения электродвижущей силы между окислами активной массы и решеткой пластин. Кроме того, при длительном хранении электролита в аккумуляторе отстаивается и плотность электролита в нижних слоях становится больше , чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на поверхности пластин. Нормальный саморазряд исправной батареи составляет
1-2% в сутки.

Б. Причинами повышенного саморазряда могут быть: загрязнение поверхности батарей , применение для доливки обычной (не дистилированной) воды , содержащей щелочи или соли , попадение внутрь аккумуляторов металлических частиц и других веществ, способствующих образованию гальванических пар.

В. для устранения неисправности следует протереть поверхность батареи или заменить электролит, промыв внутреннюю поверхность бака.

Признаками короткого замыкания внутри аккумулятора являются кипение электролита и резкое падение напряжения; чаще оно вызывается осыпанием активной массы и разрушением сепараторов. В этом и другом случаях аккумуляторную батарею разбирают и устраняют неисправности, заменяя неисправные элементы.

А. Признаком сульфатации пластин является то, что при заряде батареи быстро повышаются напряжение и температура электролита и происходит бурное газовыделение (кипение), а плотность электролита незначительна.
При последующем разряде и особенно при включении стартера батарея быстро разряжается из-за малой емкости. Основные причины, вызывающие сульфатацию: разряд батареи ниже 1,7В на один аккумулятор, оголение пластин в следствии понижения уровня электролита, длительное хранение батареи без подзарядки
( особенно разряженной ) , большая плотность электролита , продолжительное пользование стартером при пуске.

Б. Сульфатация пластин заключается в том, что на пластинвх образуется крупнокристаллический сернокислый свинец в виде белого налета.
При этом увеличивается сопротивление аккумуляторов . Крупные кристаллы сульфата свинца закрывают поры активной массы, препятствуя проникновению электролита и формированию активной массы при заряде. В следствии этого активная поверхность пластин уменьшается , вызывая снижение емкости батарей.