тяговые аккумуляторы что это такое

16.12.202329.09.2023 admin 0 Comments

Особенности тяговых аккумуляторов: в чём их отличие от обычных

О существовании т. н. тяговых аккумуляторов наверняка слышал каждый автомобилист. А вот для чего они придуманы, а также чем, собственно, отличаются от аккумуляторов обычных, знает, как ни странно, далеко не каждый водитель. Между тем, такие знания могли бы многим помочь на практике.

Поэтому главная цель данного материала – дать широкому кругу наших уважаемых читателей, независимо от их водительского стажа, важную информацию о современных тяговых аккумуляторах. В частности, будут рассмотрены их устройство, главные виды, сфера применения, критерии подбора при покупке таких АКБ и основные правила их эксплуатации.

Особенности тяговых АКБ

Принцип работы обычных автомобильных аккумуляторов понятен: с их помощью запускают мотор. Для этого на стартер подаётся энергетический толчок, в результате чего начинает работать маховик и запускается двигатель. С учётом этой функциональной особенности такие аккумуляторы названы стартерными. При запуске авто они дают возможность создать «пусковой» ток очень большой величины: от 250 до 1000 Ампер.

У таких АКБ, как известно, есть одна проблемная особенность. Так, они весьма чувствительны к глубокому разряду. Разряжать их ниже показателя напряжения в 10 Вольт специалисты настойчиво не советуют, поскольку нескольких таких разрядок вполне достаточно, чтобы стартовый аккумулятор перестал работать в полную мощность и стал, по сути, бесполезным.

Параллельно с такими АКБ на транспорте (и не только!) широко используют батареи иного назначения – тяговые. Такие батареи – совершенно иного формата, не обладающие высокими пусковыми токами. Это значит, что они могут отдавать какую-то энергию в течение длительного времени, разряжаясь порой почти к нулю.

Обслуживание тяговых аккумуляторов незаменимо там, где нужно обеспечить долгое, постоянное питание. В силу своей специфики они способны работать целыми днями! Помимо того, они ценны также тем, что очень устойчивы к высоким и низким температурам, не переставая действовать даже при 30 градусных морозах и жаре в плюс 50-60 градусов. Долгое время необслуживаемые АКБ (к примеру, несколько недель простоявшие без дела), в отличие от стартовых, практически не теряют своих способностей.

Устройство: в чем сходство и различие

Ключевое отличие тягового аккумулятора от стартерного заключается в его функциональных параметрах. По напряжению они имеют диапазон от 2 до 24 Вольт, а по силе тока – от 30 до 300 Ампер, хотя верхний показатель может быть и выше. По своему строению они почти не отличаются от стандартных АКБ: у них тоже есть минусовые и плюсовые пластины, их тоже заливают электролитом, хранят в пластиковом корпусе. Но есть и отличия:

Виды тяговых аккумуляторных батарей

Современная отечественная и зарубежная промышленность выпускает для потребителей разные типы тяговых аккумуляторов. По технологии, это щелочные батареи и кислотные. Последние представляют собой, по сути, свинцово-кислотные форматы, так как в них используют свинец и электролит на серной кислоте.

В щелочных применяют никель-железные пластины, на заливку которых идёт специальный раствор щелочи. Их считают очень надёжными даже в самые большие морозы, однако цена таких аккумуляторов в несколько раз превышает стоимость свинцовых, а их зарядка сопровождается едким паром. В силу этого экологического аспекта сфера их применения сейчас немного уже, чем её демонстрируют прочие батареи.

В последнее время входят в моду тяговые аккумуляторы, которые основаны на новых технологиях AGM и GEL. Они отличаются компактность, высокой энергичностью, а также, увы, огромной ценой.

Современная промышленность продолжает всячески совершенствовать такие АКБ. По мнению экспертов, уже в ближайшие десятилетия на первый план по своей надежности, эффективности и доступной цене уверенно выдвинутся литиевые аккумуляторы.

Сфера применения

В наши дни наблюдается широкое применение тяговых аккумуляторов в разных сферах жизни. Их с одинаковой эффективностью используют не только в автомобилях, но и многих касательных к ним областях техники. Например, в рыбачьих лодках, во время охоты, для передвижения электрокаров и прочих малогабаритных погрузчиков. Весьма эффективно также они зарекомендовали себя как незаменимое подспорье для альтернативных источников энергии – солнечных панелей, электрогенераторов и проч.

Критерии выбора тяговых аккумуляторов

Многие водители интересуются, как выбрать тяговый аккумулятор. Прежде всего, надо чётко определить, для чего он будет использоваться. Если это решено, лучше непременно принять во внимание рекомендации специалистов или тех профессионалов, которые сами применяют такие АКБ на практике и хорошо знают все их особенности.

Также лучше заранее просмотреть через интернет или специальные профильные издания рейтинг аккумуляторов тягового формата. В самом магазине следует внимательно ознакомиться с прилагаемой к каждому тяговому аккумулятору инструкцией, обратив особенное внимание на его:

Правила эксплуатации тяговых аккумуляторов

Основные правила хранения и эксплуатации тяговых АКБ практически такие же, что и для обычных аккумуляторов. Если действовать по испытанному принципу «Береженого и Бог бережет», обеспечив им нормальный уход и постоянную профилактику, такие тяговые аккумуляторы способны успешно действовать многие годы.

Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного

Такой вопрос от автомобилистов приходится слышать едва ли чаще других. И это понятно, поскольку тяговый аккумулятор имеет, в сравнении со стартовым, ряд важных достоинств и преимуществ. Их, скажем, можно хранить длительное время без эксплуатации, совершенно не опасаясь, что они разрядятся и выйдут их строя (что особенно привлекает водителей).

Специалисты утверждают, что использовать тяговый аккумулятор вместо стартерного гипотетически можно. Запустить с его помощью двигатель удастся не всегда из-за намного меньшей энергии: силы тока для запуска мотора у них, скорее всего, не хватит. А если в ход пойдет мощный тяговый аккумулятор с необходимой силой тока в 300 Ампер, то он в силу своих габаритов просто не поместится под капотом автомобиля.

Источник

Тяговые аккумуляторы — что это такое, устройство и принцип действия

Для старта автомобилей в каждом есть аккумулятор. Его назначение: при запуске отдать энергию стартеру в виде короткого импульса – не больше нескольких секунд, но в этот момент ток достигает величин от 300 до 1300 Ампер. Их называют стартовыми или стартерными. Но есть другой вид аккумуляторов, которые называются тяговыми.

Что такое тяговые аккумуляторы

Такие аккумуляторы используются для обеспечения работы электродвигателей машин в закрытых помещениях. Их задача, в отличии от стартерных, в течении длительного времени отдавать энергию для работы небольшими порциями.

Положительные и отрицательные стороны тяговых аккумуляторов

Тяговые аккумуляторные батареи широко используются для обеспечения длительной работы электродвигателей и имеют много преимуществ:

Но такая АКБ не лишена недостатков.

Надо заметить, что недостатки идут в основном от ошибок при эксплуатации и нерегулярном обслуживании. Доступная цена и хорошее качество являются плюсами, которые перевешивают все недостатки при правильном и регулярном обслуживании.

Устройство: в чем сходство и различие

Сначала про сходства:

Но в связи с разницей в их назначении:

Отсюда есть различия в конструкции и вариантах работы:

Пиковые нагрузки. Стартерные имеют более тонкие пластины с большой площадью контакта электродов с электролитом. Это делается для того, чтобы в пиковые нагрузки отдать больше энергии. Тяговые имеют более толстые пластины именно для растягивания запаса химической энергии в процессе отдачи.

Количество циклов заряда-разряда. Тяговые сильно выигрывают в количестве циклов заряда-разряда именно из-за своей конструкции.

Чувствительность к глубоким разрядам. Стартерные вообще не рекомендуется разряжать больше чем на 30% так как при этом может пройти сильная сульфатация, потеря емкости и разрушение пластин.

Габариты и вес. Тяговые массивнее и тяжелее чем стартерные.

Виды тяговых аккумуляторных батарей

Тяговые аккумуляторы имеют разновидности по конструкции с маркировкой:

Свинцово-кислотные WET

Тяговые кислотные аккумуляторы наименее приспособленные для использования в качестве тяговых, но являются самыми ранними по началу изготовления и в процессе производства были разработаны специальные технологии (панцирная) для использования в качестве тяговых. Панцирная технология лучше удерживает материал электрода от разрушения и предотвращения образование крупных кристаллов свинца при разряде.

AGM и GEL

Более поздняя технология лучше приспособлена для использования АКБ в качестве тяговой.

Они легко и без последствий переносят глубокий разряд и не требуют заливки воды. Не получили достаточно широкого распространения из-за высокой стоимости.

Щелочные

Имеет много преимуществ перед кислотными:

Но есть и недостатки:

Литиевые

Эти аккумуляторы подразделяются на литий-ионные и литий-полимерные. Для тяговых используются литий-ионные АКБ.

Отметим, что их преимущества широко используют во многих видах техники:

Прочие

Находящиеся сейчас в разработке, но не имеющие пока промышленных образцов. Это такие как модификации литий-ионных, работы по замене лития натрием, графеновые аккумуляторы.

Маркировка и характеристики тяговых АКБ

PzS – панцирные по стандартам DIN – Германия;

PzB – панцирные по стандартам BS- Британия;

PzV — с гелевым наполнителем.

Сфера применения

Тяговые АКБ используются для машин, работающих в закрытых помещениях, где нельзя использовать двигатели внутреннего сгорания.

Критерии выбора тяговых аккумуляторов

Правила хранения и эксплуатации

Хранение определяет несколько правил:

Как выбрать зарядное устройство для тяговых аккумуляторов

Зарядное устройство – инструмент от которого зависит качество зарядки и длительность службы АКБ. При выборе прежде всего нужно ориентироваться на марку АКБ. Батарея и зарядное устройство лучше иметь одной фирмы.

При выборе также требуется обратить внимание на:

Зарядка тягового АКБ

Правильная зарядка положительно влияет на скорость зарядки и долговечность аккумулятора.

Рекомендуется заряжать аккумулятор обязательно на 100%.

Стадии зарядки

Существует три стадии зарядки:

Недостаточный заряд

Недостаточный заряд приведет к сульфатации пластин и снижению емкости аккумулятора.

Чрезмерный заряд

Приведет к тому, что лишний ток пойдет на разложение воды на водород и кислород – каждый у своего электрода. Аккумулятор «закипит». Если помещение плохо проветривается, то скопившаяся гремучая смесь может взорваться от искры или открытого огня.

Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного

Из-за недостаточно высоких пиковых токов тяговый аккумулятор 12В не подойдет по силе тока чтобы стартер провернул двигатель. Кроме того, пиковые нагрузки пагубно влияют на долговечность тягового АКБ.

Виды аккумуляторов для электромобилей

Каждый потенциальный владелец электрокара, а также люди, интересующиеся новейшими тенденциями в отрасли автомобилестроения и, в частности, автомобилями с электродвигателями, наверняка задаются вопросом о том, что представляют собой аккумуляторные батареи для электромобилей. О том, какими они бывают, а также в чем состоят особенности данного конструктивного элемента транспортного средства с электромотором, пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.

Что такое тяговые батареи для электромобилей

Тяговой аккумулятор – это особая разновидность аккумуляторных батарей, которые представляют собой блок секций, последовательно соединенных друг с дружкой. Каждая отдельная секция с функциональной точки зрения является полноценным отдельным аккумулятором, работающим в связке с остальными

В отличие от классических АКБ корпус тяговых изготовлен из новейших материалов, состав которых соответствует сфере применения конкретной модели изделия. Обычно производители используют для этих целей стекло, керамику либо эбонит, то есть материалы, демонстрирующие повышенную устойчивость к негативным воздействиям окружающей среды и к кислоте.

Напряжение каждой секции тягового аккумулятора составляет 2В, наиболее широкое распространение получили шестисекционные аккумуляторные батареи для электромобиля 12 V.

На современном рынке представлены 2 разновидности тяговых аккумулятором для электромоторов:

Кроме того, сегодня можно купить тяговой аккумулятор с никеле-железными пластинами. В таких моделях электролит представлен растворами щелочей, которые вступают в реакцию с упомянутыми металлами.

Также существуют «экзотические» варианты – АКБ с кадмий-никелевыми пластинами и редко встречающиеся, тем не менее, заслуживающие упоминания батареи, в конструкции которых присутствует серебро и цинк. Однако такие разновидности не получили большой популярности в виду дороговизны при том, что особой долговечностью они похвастаться не могут.

Виды аккумуляторов для электромобилей

На большинстве современных электрокаров устанавливается одна из существующих разновидностей АКБ – литий-ионная, дитий-серная, алюминий-ионная или металл-воздушная, но последняя используется реже всего. Поговорим детальнее о каждом из видов.

Литий-ионные

Самое широкое распространение на момент написания данного материала получили литий-ионные аккумуляторы для электромобилей, неоспоримыми плюсами которых являются:

При выходе за указанные температурные пределы эксплуатационные характеристики заметно ухудшаются – аккумулятор работает нестабильно, снижается его емкость. Еще одна серьезная проблема, решения которой специалисты не нашли до сих пор – высокая взрывоопасность таких устройств в случае малейшего механического повреждения.

Литий-полимерные

Это многослойные АКБ, в основе работы которых лежит химическая реакция между серой и литием.

Емкость таких моделей вдвое выше, чем аналогичных по размеру литий-ионных, а вот расходы на производство заметно ниже. Еще один плюс – широкий диапазон температур, но есть и минус – небольшой ресурс: устройства способны выдержать не более 60 циклов, поэтому в серийных авто их пока не используют.

Металл-воздушные

Основными достоинствами таких АКБ можно назвать следующее:

Что касается недостатков, то это значительное снижение производительности при минусовых температурах, а также необходимость в дополнительной установке системы фильтрации, которая также потребляет мощность батареи.

К тому же если на пластинах образуется пленка из пероксида лития, аккумулятор выйдет из строя, а это может случиться в любой момент. Ну и, пожалуй, ключевой недостаток, обуславливающий низкий спрос на такие приборы – это небольшое количество циклов, варьирующееся в пределах 50-60.

Литий-железо-фосфатные

Этот тип АКБ для электромобиля изобрели в 2003 году, с тех пор они получили огромную популярность и даже считаются одними из лучших на рынке. Функции катода выполняет литий-фосфат железа, а анод изготавливают из углерода. Если сравнивать LFP с другими АКБ, они выделяются стабильностью работы и целым рядом других преимуществ, в частности:

Есть у таких моделей и минусы, это невысокое номинальное напряжение, которое варьируется в пределах 3-3,3В, боязнь влаги и небольшая энергоемкость.

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные

Роль катода в таких устройствах выполняет сочетание нескольких химических элементов – марганца, кобальта и никеля. Преимуществом систем является возможность их оптимизации под требуемую мощность или емкость. Если добавить в анод кремний, максимальная емкость достигнет 4 тыс. мАч, но важно помнить, что это снизит нагрузочные характеристики, а также сократит срок службы прибора. Отсюда минус – неустойчивость АКБ перед механическими повреждениями.

Каждое из веществ, используемых в составе таких моделей, обладает определенными недостатками, к примеру, никель характеризуется высокой энергоемкостью, но при этом он нестабилен, а марганец как раз и отличается минимальной емкостью. Но используясь в совокупности, составные элементы нивелируют минусы друг друга и позволяют в полной мене использовать существующие преимущества.

Сроки зарядки батарей, зарядные устройства

Время зарядки АКБ электрокаров зависит от того, каким способом она осуществляется. На данный момент есть четыре способа зарядки:

Поговорим о времени зарядки детальнее. Так, если заряжать от обычной сети, например, Tesla Model S, емкость батареи которой составляет 70 кВ/ч, для достижения показателей в 80-100% придется потратить не менее 15 часов.

На специальных заправочных станциях время зарядки сокращается до 5 часов, а если авто эксплуатируется на протяжении 2-3 лет, то вполне достаточно будет и трех часов, правда, разрядится аккумулятор намного быстрее. При использовании быстрой зарядки «Теслу» можно подзарядить за 40 минут.

Срок службы и замена АКБ. Цены

Стоимость АКБ для электрокаров достаточно высокая. По итогам 2020 года, цена 1 кВт/ч составляла 150 долларов, это значит, что новая батарея для Tesla, состоящая из 16 блоков, стоит 16 тыс. дол. Аккумуляторы для Nissan Leaf дешевле, их можно купить по цене от 4-5 тыс. дол.

Средняя продолжительность эксплуатации одного элемента питания – 8-10 лет, но это только на словах, на практике же никто не знает, сколько прослужит аккумулятор, так как электрокары появились на рынке и на дорогах совсем недавно.

Производители устройств дают на них гарантию от 5 до 8 лет, и если АКБ выйдет из строя раньше указанного времени, можно рассчитывать на ее бесплатную замену. Важно помнить также о том, что емкость подавляющего большинства батарей в процессе эксплуатации снижается, и через пару лет езды запас хода составит не более 80 процентов от номинального значения.

Ведущие производители аккумуляторов

Все без исключения аккумуляторные батареи выпускаются в азиатских странах. Соответствующие производства есть в КНР, в Японии и Южной Корее. Ведущими производителями являются Panasonic, Samsung SDI, AESC Automotive Energy Supply Corp., BYD, CATL.

Лидирующие позиции на профильном рынке занимает CATL. В виду того, что машины, работающие от электромоторов, стремительно набирают популярность, упомянутые выше компании наращивают производства и открывают новые заводы на территории Соединенных Штатов и многих европейских государств.

Как утилизируют батареи

В отслуживших свое батареях присутствует повышенное содержание вредных веществ, способных оказать негативное воздействие на экологию, поэтому их ни в коем случае нельзя выбрасывать как обыкновенные отходы. Как правило, производители таких приборов принимают вышедшие из строя АКБ и сами их утилизируют. Считается, что выгоднее всего использовать старые аккумуляторы для систем автономного энергоснабжения небольших жилых объектов.

Кроме того, батареи применяют в качестве накопителей энергии солнца, а затем питают от них домашние электроприборы. Над разработкой подобных решений, фактически дающих отработанным устройствам вторую жизнь, трудятся специалисты компании Tesla.

Заключение

Стремительный рост популярности электромобилей диктует высокий спрос и на источники питания для них. Это, в свою очередь, побуждает производителей искать новые, более эффективные решения и создавать технологии, которые позволят АКБ для электрокаров работать дольше, не неся при этом никакого вреда окружающей среде.

Аккумуляторы для электротранспорта

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.

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:

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.

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