Лекция 2 - Конспекты (1095368), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Оптимальные условия хранения достигаются при 40%-м заряде от ёмкости аккумулятора. Аккумуляторы стареют, даже если не используются. На2009 г. бытовало мнение, что через 2 года батарея теряет около 20 % ёмкости.Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор "про запас" иличрезмерно увлекаться "экономией" его ресурса. При покупке рекомендуетсяпосмотреть на дату производства, чтобы знать, сколько данный ХИТ уже пролежал на складе.На данный момент почти все производители добавляют в состав электолита консервант, так называемый.

ингибитор, который позволяет хранить аккумуляторы более двух лет. Это определяет особый порядок подготовки к первому использованию – расконсервацию. Расконсервация заключается в нескольких полных циклах, обычно 2-3, заряд-разряд, что разрушает ингибитор – происходит расконсервация и аккумулятор выходит на свою номинальную ёмкость. Если процедура расконсервации не производится, то происходит эффект,схожий с "эффектом памяти". А при больших токах во время эксплуатацииконсервант может начать интенсивно распадаться с выделением тепла и газов,что приведёт к вспуханию аккумулятора и потере свойств электролита.Серебряно-цинковые аккумуляторы (система Zn | KOH| AgO) выгодноотличаются от кислотных и щелочных значительно бо́ льшей удельной ёмкостью (на единицу массы), которая у них в 4-5 раз выше, более высоким КПД исравнительно небольшим саморазрядом.

Кроме того, серебряно-цинковые аккумуляторы могут работать при значительном понижении атмосферного давле45Электропитание РЭАГлава 2ния. Срок службы серебряно-цинковых аккумуляторов исчисляется 300-500циклами заряд-разряд.Серебряно-цинковые аккумуляторы собирают в корпусе из пластика. Вкачестве отрицательного электрода используют пластины из смеси порошкацинка и окиси цинка.

Положительными электродами являются пластины из оксида серебра или чистого серебра. В качестве электролита используют растворедкого калия. Внешний вид отечественного аккумулятора СЦС3 (производствоАО "Электроисточник") приведён на рисунке 2.22.Рисунок 2.22 – Отечественные серебряно-цинковые аккумуляторы СЦС3(производство АО "Электроисточник")Серебряно-цинковые аккумуляторы характеризуются следующими основными показателями:- ЭДС заряженного аккумулятора 1,75-1,8 В;- ЭДС разряженного аккумулятора 0,7-0,6 В;- саморазряд в сутки 0,3-0,4%.Напряжение серебряно-цинкового аккумулятора, подключенного к нагрузке, быстро падает до 1,5 В и на этом уровне держится до тех пор, пока небудет израсходована вся ёмкость аккумулятора.

После этого напряжение быстро уменьшается, что является признаком того, что аккумулятор требуется ставить на зарядку. Благодаря высокой стабильности напряжения серебряно46Электропитание РЭАГлава 2цинковые аккумуляторы в ряде случаев используют в качестве источниковопорного напряжения.Серебряно-цинковые аккумуляторы малочувствительны к большим разрядным токам. Их можно разряжать в течение 15 минут почти до полного использования ёмкости.

Допускается частый глубокий разряд, возможен быстрыйзаряд: до 80% ёмкости за 15 минут. Диапазон рабочих температур от -60 до80°С.Этот тип аккумуляторных батарей имеет очень малое внутреннее сопротивление, а также большую величину удельной энергоёмкости. Основной отличительной особенностью серебряно-цинковых аккумуляторов можно назватьвозможность высокой отдачи тока. На 1 А·ч ёмкости аккумулятора ток можетдостигать 50 А.Следует помнить о том, что ёмкость серебряно-цинковой батареи сильнопадает при отрицательных температурах. Примечательно, что серебряноцинковые батареи, функционирующие при отрицательной температуре, обогревают.Серебряно-цинковые аккумуляторы применяют там, где требуются аккумуляторы небольшого объёма и массы (военная техника, геофизическое и геологическое оборудование, космическая и авиационная техника).Во время лунной программы "Аполлон" серебряно-цинковые аккумуляторы применяли в луноходах для перевозки астронавтов.

Ёмкость этих аккумуляторов была равна 120 А·ч, напряжение 36 В. Ещё один пример использования – энергетические установки торпед СЭТ-65 и УСЭТ-80 в советских и российских подводных лодках. Кстати, последние активируются с помощью морской воды.Таким образом, выделим основные преимущества серебряно-цинковыхаккумуляторов:47Электропитание РЭАГлава 2- удельная энергия в несколько раз превышает значения других типов аккумуляторов;- механическая прочность;- небольшие размеры и масса;- чистое производство по сравнению с другими батареями;- выдерживают высокие разрядные токи;- небольшой ток саморазряда (до 15% от ёмкости в месяц);- стабильные разрядные характеристики;- устойчивы к недозаряду, перерыву при зарядке и глубокому разряду.Отметим и недостатки:- высокая цена;- небольшой срок службы по сравнению с другими типами (до 100 цикловзаряд-разряд);- долго заряжаются (до 20 ч);- сильное газовыделение;- плохо переносят перезаряд.2.2.4 Эксплуатация химических источников токаОдно из важных преимуществ первичных ХИТ состоит в простоте ихэксплуатации.

Большинство таких источников не требуют никакого обслуживания. Подготовка к работе заключается в проверке внешнего вида и срока годности, а иногда и фактических параметров ХИТ. При подключении ХИТ необходимо следить за соблюдением полярности и надёжности контактов (особенноесли эти контакты находятся в неблагоприятных коррозионных условиях).

Несоблюдение полярности может привести к выходу из строя РЭА.Первичные ХИТ, как правило, используют до выработки всей ёмкости.Однако в ряде случаев следует избегать их полного разряда и особенного длительного хранения в РЭА после окончания разряда. В некоторых случаях происходят взрывы герметичных элементов, в частности элементов ртутно48Электропитание РЭАГлава 2цинковой системы и отдельных типов литиевых элементов при хранении в разряженном состоянии.Некоторые типы первичных ХИТ требуют более сложного обслуживания.Так, перед использованием резервных батарей необходимо провести определённые операции для их активизации. При эксплуатации ХИТ в условиях низких температур в ряде случаев приходится решать вопросы их обогрева.Аккумуляторы и аккумуляторные батареи требуют более сложного ухода,чем первичные ХИТ, и эти осложнения в значительной степени связаны с необходимостью процесса заряда.

Если режим разряда аккумуляторов определяетсяособенностью питаемой РЭА, то режим заряда зависит в основном от особенностей самих аккумуляторов. Из-за газовыделения при заряде большинство аккумуляторов имеет негерметичную конструкцию, что влечёт за собой дополнительные эксплуатационные осложнения по сравнению с первичными ХИТ.Различают три режима эксплуатации аккумуляторов: переключения, буферный и аварийный.В режиме переключения аккумуляторная батарея разряжается и заряжается поочередно.

Это характерно, например, для портативной РЭА.В буферном режиме аккумуляторную батарею подключают параллельнодругому источнику электроэнергии, при возрастании нагрузки батарея частично разряжается, при снижении нагрузки она вновь подзаряжается. В буферномрежиме работают стартерные батареи на автомобилях, аккумуляторные батареикосмических аппаратов и т. д.В аварийном (резервном) режиме аккумуляторную батарею постоянноподдерживают в состоянии готовности к работе, но подключают к цепи тольков аварийной ситуации при прекращении подачи электроэнергии от основногоисточника.В большинстве случаев зарядные устройства аккумуляторов снабженысистемами, позволяющими поддерживать постоянным один из электрических49Электропитание РЭАГлава 2параметров: напряжение или ток заряда.

В зависимости от того, какой электрический параметр выдерживается, различают два основных способа заряда: припостоянном токе и при постоянном напряжении.Устройства для заряда при постоянном токе обычно более просты. Так,например, ряд бытовых зарядных устройств для герметичных аккумулятороввыполняются по базовой схеме.Удобством заряда при постоянном токе является простота расчёта количества пропущенного электричества как произведения тока и времени заряда.Однако этот способ заряда имеет и свои недостатки. При малом токе время заряда велико.

При большом токе к концу заряда ухудшается заряжаемость, таккак неравномерное распределение тока по толщине пористых электродов вызывает в наружных, уже заряженных слоях, значительное газовыделение, в товремя как внутренние слои лишь медленно дозаряжаются.Во время заряда при постоянном напряжении начальный ток велик и далее непрерывно уменьшается во времени. К концу заряда ток уменьшается доочень малых значений, из-за чего время полного заряда велико.Большое значение имеет правильный выбор напряжения заряда – чем ономеньше, тем меньше побочные процессы и газовыделение при заряде, но тембольше продолжительность заряда. Оптимальное напряжение зависит от температуры и от состояния батареи, что усложняет применение этого способа.Недостатком этого метода является также перегрев аккумуляторов из-за большого начального тока.Для преодоления недостатков, присущих выше рассмотренным простымспособам заряда, используют разнообразные комбинированные способы заряда.Во всех этих способах с целью сокращения газовыделения используют в начальной стадии большие токи заряда, а в конечной – небольшие токи.

В некоторых случаях для заряда аккумуляторов (особенно щелочных) используютасимметричный переменный ток, полученный наложением постоянного и пе50Электропитание РЭАГлава 2ременного токов. Очень важно при заряде аккумуляторов определять окончание процесса заряда, так как для ряда аккумуляторов не допустимы недозарядыили перезаряды.При нормальной эксплуатации большинство малогабаритных ХИТ непредставляет экологической опасности. Как правило, они герметичны и не выделяют в окружающую среду вообще никаких веществ.

Более крупные энергоустановки – транспортные и стационарные аккумуляторные батареи с воднымэлектролитом – негерметичны и даже при нормальной эксплуатации выделяютвредные вещества (взрывоопасные смеси водорода и кислорода, капли сернойкислоты или щёлочи).Более существенную экологическую нагрузку представляет работа ХИТ ваварийных режимах: марганцево-цинковые элементы при полном разряде текут, некоторые ртутные и литиевые ХИТ взрываются и т. д.Существенную экологическую проблему представляет утилизация отработанных ХИТ. В этом отношении сложности начинаются со сбора таких ХИТ,особенно малогабаритных, которые обычно выбрасывают.

Более крупные установки направляют на утилизацию.2.2.5 Области применения химических источников токаТранспортные средства (стартерные и вспомогательные батареи). Вовсех транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания используютаккумуляторные батареи для запуска двигателей и для электропитания бортовых устройств.

Характеристики

Список файлов лекций