1598005409-d822585ccc08cc47a0cab5184af6a524 (811208), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Более сложная задача, возникающая прк производстве батарей, собираемых нз отдельных аккумуляторов,— комплектация аккумуляторов в батарею по комбинации определенных цризиаков, Эта проблема, определяющая качество батарей в процессе вх длительной зксплуатацнн.— олпе нз главных в производстве ХИТ.
вй Из-за большой протяженности технологической цепочки н разброса технологических и иных параметров 1напрнмер, свойств исходных материалов) образцы даже нз одной партии ХИТ неодинаковы по своим характеристикам; так, нх емкость может различаться на 10— 15% н более. Комплектация батарей поэтому состоит нз двух стадий: подбора необходимого числа однородных аккумуляторов побатарейно (н несколько запасных в комплекте для возможной замены) н испытания отобранных групп аккумуляторов, собранных в последовательные цепи. К характеристикам, позволяющим оценивать адиород.
ность образцов н соответственно группировать нх, отие. сены; напряжение по истечению определенного времени разряда; разрядная емкость до достижения определен« ного напряжения; внутреннее электрическое сопротивление; параметры давления„ связанные с газопоглошеинем, н другие параметры, зависящие от индивидуальных особенностей данного типа аккумулятора, которые позволяют прогнозировать надежность собранной батареи в яроцессе дальнейшей эксплуатации.
Для выделения однородных групп аккумуляторов предложены математические алгоритмы распознавания образцов, описываемые системой признаков. В этом случае в зависимости от поставленной задачи (комплектация по числу батарей нлн по заданным допустимым пределам) с помощью ЭВМ производят выбор групп относительно однородных аккумуляторов, в наибольшей степени соответствующих целям комплектации. Разработан также алгоритм машинной комплектации батарей с применением ЭВМ, в основу которого положены параметры конечного участка усредненной разрядной характеристики. Эти данные получают иа основе обработки значений разрядных характеристик всей совокупности аккумуляторов, представленных для проведения комплектации.
Ответственной задачей является и обеспечение средствами вычислительной техники высокого качества батарей непосредственно иа стадии цнклироваиня. В конструкции аккумуляторных батарей, к которым предъявляются повышенные технические требования, предусмотрен поэлемеитный вывод всех аккумуляторов для получения информации об изменениях нх характеристик в процессе эксплуатации. Анализ состояния каждого из аккумуляторов с принятием необходимых решений осушест- 83 вляется с помощью микропроцессорной техники. Разработаны компактные зарядно-разрядные автоматизированные устройства, предназначенные для циклироваиня в заданном режиме. Устройства, имеющие в своем составе управлявшую микроЭВМ и ЭВМ согласования, обеспечивают наблюдение и управление отдельными аккумуляторамн, комплектующими батарею. Предусмотрена возможность прекращения заряда любого из ннх при заданных предельных значениях напряжения, емкости н температуры.
Система позволяет контролировать также параметры разряда, изменять нх величину в заданных пределах, а также осуществляет компенсацию некоторых отказов отдельных аккумуляторов с незначительным ухудшением характеристик батареи. Следует отметить, что масштабы применения вычислительной техники в области химических источников така пока что невелики, что указывает на наличие больших резервов в дальнейшем повышении качества ХИТ и интенсификации их производства. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 1.
В чем заключаются причины влияния пористостн, эффективного диаметра пор, габаритной плотности на эффективность работы пористого электрода? 2. Почему в одних ХИТ прямеяение пористых электро. дов необходимо, а в других не имеет смысла? 3. Докажите, что эффектнвиан глубина проникновении пропесса из уравнения (1.7) нзмеряется в елинипах длины. 4.
Опеиите преимущества и яелостэтки токоведущих каркасов различных типов. Например, срэвните между собой решетку, панельную коиструкпию н метащокерамическую птастнну. 3. Йа какие характеристики ХИТ и каким образом влияют материал н свойства сепаратора? 6. Предложите свой вариант класснфнкапии ХИТ, иапримерг по признаку активного вещества олного из электродов нли в зависимости от назначение. У. Почему в баланс напряженна ХИТ входят ие ЭДС, а НРЦ? а.
Какие характеристики позволюот сравнивать ХИТ между собой независимо от системы и параметров? й. Обоснуйте основные пути повышения надежности ХИТ. 10. Какие причины могут вызвать п«реполюсовку отдель. ного аккумутитора либо аккумулятора нли элемента в бата. рее? Каковы последствии пер«полю«овин? 11.
В чем преимущества ступенчатого н модифицированного варила аккумулятора с позипни теории пористого алек. трода? 1Е. В чем заключаетсн практическое значение математического моделирования характеристик ХИТз РАЗАЕЛ н ПЕРВИЧНЫЕ И ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В !800 г. А.
Вольта опубликовал описание двух вариантов первичных батарей. Биполярная батарея состояла из сложенных попарно дисков из серебра и цинка пли меди и цинка; каждая пара отделялась ат соседних кружками из сукна, пропитанного раствором серной кислоты или поваренной соли. Батарея располагалась вер. тикально (см. рис. В1,а) и поэтому, как уже отмечалось, была названа вольтовым столбом. Моиополяриая батарея представляла собой ряд чашек с разбавленной серной кислотой, соединенных между собой полосками тех же металлов, опушенных в раствор и спаянными по» середине (см.
рис. В.1, б). Дальнейшее развитие идея Вольта получила в медиоцииковом элементе Даниеля (1836). По сравнению с элементом Вольта здесь была использована пористая диафрагма, позволившая погрузить цинковый электрод в раствор 2пБОь а медный в раствор СпБОэ. В результате прн разряде иа положительном электроде восстанавливалась медь, а ие водород.
Это резко повысило стабильность напряжения, поскольку реакция Сп'++Ее=~Со протекает при незначительной поляризации. Для повышения напряжения В. Гроув (1839) заменил медный электрод элемента Даниеля платиновым, погруженным в концентрированную азотную кислоту. Впервые было показано, что применение энергичного окислителя увеличивает эффективность работы положительного электрода, позволяя повышать не только напряжение, но и ток разряда. Р. Бунзен 11841) модернизировал элемент Гроува, заменив дефицитную платину значительно более доступными угольными электродами.
Оба элемента могли раз- вб ряжаться рекордно высоким током, однако выделялн при разряде токсичные оксиды азота и брызги азотной кислоты, Эти недостатки были исключены у элемента, предложенного Р. Бунзеном и И. Поггендорфом (!842) и усовершенствованного Ж. Грене (1856), в котором был использован значительно менее токсичный окислитель (!(эСгэОт или ч'атСгтОт).
Появление элементов, изобретенных Ж. Лекланше (!865) и Ф. Леландом (1882), ознаменовала переход от жидких окислителей к твердым — диоксиду марганца и оксиду меди (П) соответственно. Окснды металлов обладалн рядом преимушеств: позволяли отказаться от агрес. снвного электролита, не вызывали саморазряд элемента, были безвредны. Конструктивно оксид металла входит в состав положительного электрода и являлся, по существу, активным нешествам, хотя долгое время продолжал называться деполяризатором. В воздушна-цинковом элементе Фери (1914) впервые в качестве активного вещества был использован кислород воздуха.
Идея положительного кислородного электрода впоследствии была реализована также в топливных элементах. Рассмотренные выше химические источники тока обладали наиболее приемлемыми для своего времени характеристиками. В значительной степени именно они отражают эволюцию первичных элементов, начиная с элемента Вольта, хотя далека не исчерпывают все те образцы ХИТ„которые предлага.тись в этот период времени. До юнца 1940-х годов элементы Лекланше, Лаланда, Грене оставались преобладаюшими среди первичных элементов.
Однако возросшие в дальнейшем технические требования со стороны равд~чных отраслей науки и техники приведи к резкому усилению работ в области ХИТ. Получили развитие сухие элементы, расширилась сфера их практического использования. Были разрабатаны новые принципы конструкции, позволившие реализовать весьма энергоемкие системы н создать ряд резервных (активируемых) батарей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
