Технические характеристики аккумуляторов для автомобилей: Nothing found for Ustrojstvo I Ekspluatatsiya Avtomobilya Tehnicheskie Harakteristiki Avtomobilnyh Akkumulyatorov %23I

Характеристики автомобильных аккумуляторов

Без аккумулятора автомобиль превращается в бесполезную недвижимость — лишь редкие современные машины допускается заводить с толчка. Аккумулятор служит источником питания не только для стартера, но и для многочисленных электронных устройств, отвечающих за безопасность либо комфортабельность транспортного средства. Именно поэтому к подбору батареи стоит относиться очень серьёзно — неподходящее устройство может стать причиной отказа автомобиля в неподходящий момент либо даже его повреждения. Чтобы не допускать подобных ошибок, стоит внимательно рассмотреть основные характеристики аккумулятора для автомобиля.

Совместимость

Современные аккумуляторы максимально унифицированы, что позволяет облегчить их выбор, но между батареями всё же имеется немало различий. Главной отличительной чертой аккумулятора является его номинальное напряжение. Выделяют три основных вида батарей:

• 6 Вольт — для мопедов, багги, некоторых квадроциклов и прочей лёгкой техники;
• 12 Вольт — все легковые автомобили, большинство мотоциклов и квадроциклов;
• 24 Вольт — тяжёлые дизельные грузовики, спецтехника.

Конечно, существуют и нестандартные аккумуляторы, однако ими комплектуется только техника, изготовленная в единичном экземпляре.

Большинство современных батарей по-прежнему имеет классическую свинцово-кислотную компоновку. Её нельзя назвать наиболее эффективной, однако такая технология позволяет достичь оптимального баланса между характеристиками аккумулятора и его стоимостью. В последнее время начали набирать популярность гелевые батареи. Принцип их действия аналогичен, однако такие аккумуляторы содержат очень густой электролит, который не допускает выхода газов наружу — это позволяет улучшить характеристики устройства и сделать его максимально безопасным. Существуют батареи, созданные с применением никель-металлгидридной технологии и литиевые аккумуляторы (литий-ионные, литий-полимерные, литий-фосфатные) — обычно они предназначаются для гибридных транспортных средств и несовместимы с электросетью обычного автомобиля.

При покупке аккумулятора необходимо обращать внимание на его клеммы, которые различаются по толщине и полярности. В отечественных и европейских автомобилях применяется прямая полярность батарей, что предполагает расположение плюсовой клеммы справа. Японские и некоторые американские автомобили требуют установки батарей с обратной полярностью — теоретически, можно использовать и другой аккумулятор, но для этого понадобится существенно удлинить провода. Толщина клемм может соответствовать двум стандартам — наиболее распространён европейский, которому соответствует диаметр 19,5 мм у контакта «+» и 17,9 мм у «-». Альтернативой ему служит азиатский стандарт, у которого диаметр клемм равен 12,7 и 11,1 мм соответственно.

Нельзя забывать о наружных габаритах батареи, например, в лёгких грузовиках могут использоваться 12-вольтовые приспособления с крупным корпусом, которые точно не подойдут для установки на легковушку. Покупателю рекомендуется обращать внимание и на тип крепления аккумулятора, который может быть верхним либо нижним. Закрепить батарею можно и с помощью самодельного фиксатора, но никто не даст гарантию надёжности электросистемы в этом случае. Чтобы не допустить ошибки при покупке, лучше перепишите всю информацию со старого аккумулятора либо возьмите с собой инструкцию по эксплуатации транспортного средства. Продавец поможет вам разобраться в условных обозначениях и подберёт подходящую батарею.

Электротехнические параметры

Главной характеристикой любого аккумулятора — в том числе и не автомобильного, является его ёмкость, которая измеряется в Ампер-часах (Ач). Подбор оптимальной батареи в этом случае осуществляется по рекомендациям производителя — в инструкции по эксплуатации транспорта должна указываться минимально допустимая ёмкость для гарантированного запуска мотора. Специалисты дают следующие рекомендации по выбору аккумуляторов:

• До 40 Ач — малолитражные легковые авто, использующиеся в тёплом климате;
• До 60 Ач — бензиновые авто в умеренном климате;
• До 80 Ач — бензиновые и некоторые дизельные авто в холодном климате;
• До 100 Ач — любые бензиновые и дизельные легковые машины;
• Свыше 100 Ач — коммерческая и специальная техника.

Покупать батарею чрезмерно большой ёмкости не рекомендуется, поскольку генератор не будет успевать подзаряжать её и со временем произойдёт накопление серы в ячейках. В условиях суровой зимы неполная зарядка мощного аккумулятора способна уменьшить срок его службы почти вдвое.

Перед покупкой следует внимательно изучить характеристики аккумулятора

Очень большое значение имеет ток холодной прокрутки — он показывает, какой будет отдача аккумулятора при попытке завести автомобиль после ночи, проведённой под открытым небом на морозе. Существует два стандарта измерения этого показателя, которые отличаются базовыми условиями — DIN и EN. Продавцы иногда идут на махинации, пытаясь выдать ток по EN за DIN и привлечь клиента завышенными характеристиками аккумулятора — чтобы избежать этого, нужно самостоятельно взглянуть на изделие и найти соответствующие буквы после обозначения тока холодной прокрутки. Нормальным значением согласно DIN является ток выше 250 А, в соответствии с EN — 420 А и выше.

Рассматривая характеристики автомобильного аккумулятора, обязательно обратите внимание на резервную ёмкость такого компонента. В отличие от основного параметра, она измеряется не в Ампер-часах, а минутах, в течение которых батарея сможет работать без подзарядки с нагрузкой в 25 А. Такой стандарт измерения соответствует ситуации, в которой генератор выходит из строя холодной зимней ночью. Показатель позволяет узнать, хватит ли заряда, чтобы доехать домой либо до СТО с включёнными фарами, обогревом салона и всеми электронными системами. Резервная ёмкость батареи должна превышать 40 минут — оптимальным вариантом считаются модели с показателем, составляющим 60–120 минут непрерывной автономной работы автомобиля.

Технологии

Наибольшее распространение на территории России получили обслуживаемые аккумуляторы, которые требуют регулярного долива дистиллированной воды для поддержания свойств электролита. Главное преимущество подобной технологии — невысокая себестоимость изделия, а также его превосходная надёжность. Обслуживаемый аккумулятор не боится глубокого разряда и может быть восстановлен после длительного хранения автомобиля под открытым небом на морозе. Очень популярная модификация таких батарей — малообслуживаемые устройства, которые требуют восполнения запаса дистиллированной воды примерно один раз в год против 2–3 раз у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Такие приспособления имеют увеличенный срок эксплуатации и большую морозостойкость.

Однако в последнее время на российский рынок вышли необслуживаемые батареи, которые вовсе не требуют долива электролита и могут работать без вмешательства человека в течение всего срока годности. Жидкость в их банках может быть впитана в специальный стекловолоконный наполнитель, который препятствует её испарению. Кроме того, недавно были разработаны и гелевые аккумуляторы, технические характеристики которых также позволяют называть их необслуживаемыми. Благодаря добавлению кремния в электролит, он превращается в густой гель, не испаряющийся и не меняющий своего объёма даже под воздействием сильного нагрева. Гелевые аккумуляторы считаются наиболее безопасными — благодаря полному отсутствию газообразования их можно хранить даже в жилых помещениях.

Поскольку свинец достаточно плохо переносит длительное пребывание в агрессивной среде, которую представляет собой электролит на базе серной кислоты, его необходимо легировать для получения требуемых параметров надёжности. Чаще всего используется сурьма, которая делает батарею намного более устойчивой к таким воздействиям, как нагрев и переохлаждение. Однако аккумуляторы с большим количеством сурьмы имеют достаточно серьёзный недостаток, который представлен закипанием электролита при значительных отклонениях электротехнических параметров от нормы. Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны батареи с другими легирующими веществами — наибольшую популярность получил кальций.

Кальциевые батареи очень надёжны и долговечны, а также практически не подвержены разрушению при воздействии на них ударных нагрузок и вибраций. Образующийся при контакте с серной кислотой сульфат кальция покрывает свинцовые пластины аккумулятора, защищая их от коррозии и чрезмерного перегрева при перезарядке. Как результат, устройства кальциевого типа выдерживают скачки напряжения в пределах 25% без существенных повреждений. Казалось бы, кальциевые батареи, эффективные и недорогие в производстве, должны полностью вытеснить с рынка устройства другого типа. Однако стоит обратить внимание на значительные недостатки таких аккумуляторов:

• Потеря половины ёмкости при первом глубоком разряде без возможности её последующего восстановления;
• После потери 70% ёмкости существует вероятность полного выхода из строя батареи — это может произойти, если автомобиль долгое время будет стоять с включённым электрооборудованием;
• Кальциевые устройства запрещается использовать в автомобилях с неисправным электрооборудованием — это гарантированно нарушает их нормальную работу;
• При температуре ниже -30 градусов хранить кальциевый аккумулятор лучше в тёплом помещении — иначе гарантию его исправности получить не удастся;
• Для перезарядки такого приспособления потребуется дорогостоящее зарядное устройство с электронным управлением.

Чтобы избавиться от недостатков кальциевых и сурьмянистых аккумуляторов, многие крупные компании начали выпуск гибридных батарей, в которых используется оба легирующих элемента. Они имеют умеренную надёжность и ёмкость, но не повреждаются при глубоком разряде и не требуют соблюдения столь же строгих правил. Существуют и альтернативные гибридные батареи, в которых вторым легирующим элементом кроме кальция является серебро. Такие устройства очень надёжны и долговечны, а также невосприимчивы к быстрому глубокому разряду, но по понятным причинам дороги. Выпускаются и малосурьмянистые аккумуляторы, в которых содержание легирующего элемента не превышает 3% — они невосприимчивы к нагреву и глубокому разряду, но имеют ограниченный срок пригодности.

Дополнительная информация

Обслуживаемые аккумуляторы позволяют контролировать уровень электролита без малейших проблем — достаточно открутить пробку одной банки, чтобы увидеть, требуется ли долив дистиллированной воды. Однако малообслуживаемые и необслуживаемые устройства такой возможности не предоставляют — без помощи специалиста получить доступ к внутренним компонентам таких батарей не удастся. Контроль плотности электролита осуществляется в них с помощью специального индикатора, называемого «магическим глазком». В зависимости от степени износа батареи он меняет свой цвет с зелёного на красный, сигнализируя о необходимости обслуживания либо замены источника питания. В моделях с белыми стенками уровень электролита удаётся замерить, посветив на них фонариком.

Многие современные аккумуляторы оснащены полиэтиленовым пористым сепаратором, который устанавливается внутри их корпуса — такое приспособление предотвращает замыкание пластин между собой и существенно повышает срок эксплуатации устройства. Сепаратор улучшает характеристики источника питания, предотвращая его разрушение при длительном воздействии вибраций или сильных ударов. Ещё одним защитным компонентом для батареи является отсекатель пламени, который предотвращает возгорание и взрыв при попадании на корпус искры. Он применяется в качественных устройствах обслуживаемой и малообслуживаемой компоновки, повышая уровень защиты автомобиля.

При сильном нагреве батареи серная кислота, содержащаяся в электролите, способна испаряться, образуя едкий аэрозоль. Его появление представляет собой угрозу для безопасности транспорта, а также снижает остаточный срок эксплуатации приспособления. Чтобы устранить эти проблемы, аэрозоль необходимо улавливать и осаждать обратно в резервуары. Для этого применяют крышки аккумуляторов с лабиринтной формой — она позволяет осаждать электролит в форме конденсата, стекающего в банки через специальные каналы.

Аккумуляторы могут комплектоваться защитными крышками и колпачками, которые предотвращают случайный контакт клемм с металлическими деталями автомобиля или проводами — с их помощью удаётся избежать появления серьёзных неполадок электросистемы. Некоторые модели нестандартных размеров, например, азиатские батареи либо изделия для специальной техники, могут комплектоваться набором переходников. В них часто включены накладки, обеспечивающие фиксацию широких клемм на тонких стержнях, а также провода увеличенной длины для быстрой смены полярности. Среди особенностей батарей нужно назвать и наличие ручки для переноски — она выручает автомобилистов, которым приходится поднимать источник питания на высокий этаж многоквартирного дома для его прогрева.

Оптимальный выбор

При подборе аккумуляторной батареи обязательно обратите внимание на её совместимость с вашим автомобилем — достаточно перепутать напряжение или полярность, чтобы устройство не подошло для транспортного средства. Оцените объём двигателя и климатические условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль — от этих параметров зависит ёмкость и сила тока холодной прокрутки. Только после определения этих характеристик приступайте к выбору аккумулятора по технологии его изготовления. Если автомобиль будет использоваться в тёплом климате, стоит отдать предпочтение кальциевой модели, а в холодном — гибридной либо малосурьмянистой. Не забывайте проверять, соответствует ли выбранная вами батарея стандартам надёжности и безопасности.

Технические характеристики и конструктивные особенности аккумуляторов, которые могут влиять на их применяемость — Ровас Трейд

Технические характеристики и конструктивные особенности аккумуляторов

Большинство водителей сталкиваются с проблемой подбора аккумулятора не очень часто. Поэтому, знания об установленной на автомобиле батарее отсутствуют или ограничиваются ее емкостью и полярностью.

Технические характеристики

Емкость

Основная техническая характеристика аккумулятора. Именно она определяет время, в течении которого батарея сможет питать подключенную к ней нагрузку. Емкость измеряется в Ач, на АКБ может быть указана следующим образом 6CT-60, 60 Ач или 60 Ah. Иногда потребители отдают предпочтение батареям с повышенной емкостью. Действительно, некоторые производители выпускают несколько серий аккумуляторов, причем более дорогие могут иметь улучшенные технические характеристики. Но в данной ситуации главное не переусердствовать! Емкость АКБ не должна превышать емкость, на которую рассчитан генератор автомобиля. В противном случае аккумулятор будет хронически недополучать заряд, как результат — преждевременный выход из строя. Обычно, допускается установка батареи с емкостью на 5-10% превышающей стоковый вариант.

В ассортименте аккумуляторов Bosch существует три популярных серии S3, S4, S5, и чем выше серия, тем выше емкость. Аналогами этих серий для аккумуляторов Varta являются Black, Blue и Silver Dynamic. Например, бюджетная серия имеет емкость 56 Ач, а две другие 60 и 63 Ач соответственно.

Пусковой ток

Максимальный ток, отдаваемый аккумулятором в течение нескольких секунд для пуска двигателя. Если от емкости при запуске зависит количество попыток завода, то пусковой ток отвечает за мощность прокрутки. Ток измеряется в А (например, 540 A или 60 Ah/540 A). Высокое значение тока холодной прокрутки будет гарантировать автомобилю запуск двигателя при низких температурах. Следует заметить, что с падением емкости аккумулятора будет снижаться и его пусковой ток. А значит чем выше ток, тем дольше батарея сможет обеспечивать бесперебойный пуск в экстремальных условиях.

АКБ с повышенной емкостью имеют и повышенное значение тока холодной прокрутки. Для примера, аккумуляторы Bosch и Varta емкость 56 Ач бюджетной серии имеют пусковой ток равный 480 A, в то время как у батарей емкостью 63 Ач — 610 A.

Полярность

Чтобы определить полярность аккумулятора нужно расположить батарею стороной с клеммами к себе. Для легковых автомобилей если плюсовая клемма будет расположена слева значит полярность батареи прямая, иначе — обратная.

В случае с аккумуляторами для грузовых автомобилей клеммы расположены вдоль короткой стороны. Если плюсовая клемма находится слева значит полярность обратная или европолярность, в противном случае — полярность прямая.

На рисунке ниже схематически изображен вид аккумулятора сверху и расположение клемм при разных компоновках.

Прямая полярность чаще всего встречается в отечественных автомобилях, обратная характерна для автомобилей европейских производителей.

Конструктивные особенности

Тип корпуса

Компоновка корпуса аккумуляторов для легковых автомобилей бывает двух типов. Первый вариант в основном применяется в батареях европейских автомобилей. Основная отличительная особенность этого типа — клеммы не выступающие за габариты корпуса АКБ. Второй вариант устанавливается на автомобили производства Японии, Кореи и Китая. Называют такой корпус Asia (реже Japan). В корпусе типа Asia клеммы выходят за габариты корпуса аккумулятора.

Для большинства грузовых автомобилей применяются корпуса одного типа. Клеммы, в отличии от «легковых» аккумуляторов, расположены вдоль короткой стороны (см. рисунок выше). Исключение могут составлять аккумуляторы для коммерческой техники небольшой или средней грузоподъемности (Mercedes Sprinter, VW Crafter). На такие автомобили могут быть установлены АКБ с клеммами вдоль длинной стороны батареи.

Габаритные размеры

Аккумуляторы для основной массы легковой и грузовой техники имеют стандартные размеры в зависимости от их емкости. Существует три условных стандарта габаритов АКБ — для легковых европейских автомобилей, для легковых автомобилей с корпусом типа Asia и для грузовых автомобилей.

Емкость	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм
50 Ah	207	175	190
60 Ah	242	175	190
75 Ah	278	175	190
100 Ah	353	175	190
40 Ah (корпус Asia)	187	187	227
45 Ah (корпус Asia)	238	129	227
60 Ah (корпус Asia)	232	173	225
70 Ah (корпус Asia)	261	175	220
95 Ah (корпус Asia)	306	173	225
140 Ah (для грузовых а/м)	513	189	230
180 Ah (для грузовых а/м)	513	223	223
220 Ah (для грузовых а/м)	518	276	242

В таблице выше приведены самые популярные типоразмеры корпусов. В первом столбце указана базовая емкость аккумулятора, но емкость некоторых серий АКБ может быть выше или ниже этого показателя. Для разных производителей размеры могут незначительно отличаться. Отдельно стоит упомянуть, что бывают корпуса с отличными от представленных в таблице габаритов. Один из распространенных случаев — это так называемые низкие корпуса высотой 175 мм, в некоторых автомобилях корпус стандартной высоты 190 мм не может быть установлен. Например, когда АКБ находится в салоне автомобиля по сиденьем.

Иногда аккумуляторы одинаковых или близких емкостей имеют разные типоразмеры корпусов. Например, бюджетная серия более габаритного аккумулятора может иметь емкость близкую к премиум-сегменту аккумулятора меньшего размера.

Крепление аккумулятора

Существует два самых распространенных варианта крепления АКБ.

Первый вариант — крепление прижимной планкой сверху аккумулятора. При таком креплении имеет значение высота батареи. Дело в том, что ход прижимной планки не очень большой, значит для крепления низкого аккумулятора нужно будет делать подложку между планкой и корпусом батареи.

Второй вариант — крепление специальным скобами за нижнюю окантовку аккумулятора. В данном случае значение имеют длина и ширина аккумулятора, т.к. скобы настроены на определенный размер. Также следует обратить внимание, чтобы аккумулятор имел ступеньку для крепления внизу корпуса.

Размер клемм

В большинстве современных автомобилей используется стандартный размер клемм. Плюсовая клемма имеет толщину 19,5 мм, минусовый электрод — 17,9 мм. Автомобили производства Азии могут иметь меньшие размеры контактов — 12,7 мм (+) и 11,1 мм (-). В комплект к некоторым аккумуляторам с корпусом типа Asia входят переходники с меньшего размера на больший.

Другие статьи

Международные классификации автомобильных масел ACEA и API Вверх

Авто — Технические характеристики аккумуляторов VARTA >>

Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток холодного пуска		Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
			DIN	EN
Silver dynamic
552 401 052	12	52	—	520	207*175*175	0	европейские
554 400 053	12	54	—	530	207*175*190	0	европейские
561 400 060	12	61	—	600	242*175*175	0	европейские
563 400/401 061	12	63	—	610	242*175*190	1/0	европейские
574 402 075	12	74	—	750	278*175*175	0	европейские
577 400 078	12	77	—	780	278*175*190	0	европейские
585 200 080	12	85	—	800	315*175*175	0	европейские
600 402 083	12	100	—	830	353*175*190	0	европейские
610 402 092	12	110	—	920	353*175*190	0	европейские
Black dynamic
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
541 400 036	12	41	—	360	207*175*175	0	европейские
545 079/077 030	12	45	—	300	219*135*225	1/0	европейские
545 413/412 040	12	45	—	400	207*175*190	1/0	европейские
553 400 047	12	53	—	470	242*175*175	1	европейские
556 401/400 048	12	56	—	480	242*175*190	1/0	европейские
570 144 064	12	70	—	640	278*175*175	0	европейские
570 409 064	12	70	—	640	278*175*190	0	европейские
588 403 074	12	88	—	740	353*175*175	0	европейские
590 122 072	12	90	—	720	353*175*190	0	европейские
Blue dynamic
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
540 127/126 033	12	40	—	330	187*127*227	1/0	японские
542 400 039	12	42	—	390	175*175*190	0	европейские
544 402 044	12	44	—	440	207*175*175	0	европейские
545 157/155 033	12	45	—	330	238*129*227	1/0	японские
545 156 033	12	45	—	330	238*129*227	0	европейские
552 400 047	12	52	—	470	207*175*190	0	европейские
560 127 054	12	60	—	540	242*175*190	1	европейские
560 408 054	12	60	—	540	242*175*190	0	европейские
560 411/410 054	12	60	—	540	232*173*225	1/0	европейские
560 409 054	12	60	—	540	242*175*175	0	европейские
570 413/412 054	12	70	—	630	261*175*220	1/0	европейские
572 409 068	12	72	—	680	278*175*175	0	европейские
574 013 068	12	74	—	680	278*175*190	1	европейские
574 012 068	12	74	—	680	278*175*190	0	европейские
580 406 074	12	80	—	740	315*175*175	0	европейские
595 402 080	12	95	—	800	353*175*190	0	европейские
595 405/404 083	12	95	—	830	306*173*225	1/0	европейские
Standard
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
555 059 042	12	55	—	420	246*175*190	0	европейские
555 065 042	12	55	—	420	246*175*190	1	европейские
562 019 048	12	62	—	480	247*175*190	0	европейские
562 021 048	12	62	—	480	242*175*190	0	европейские
574 012 068	12	74	—	680	278*175*190	0	европейские
574 013 068	12	74	—	680	278*175*190	1	европейские
600 044 076	12	100	—	760	353*175*190	0	европейские
Motorcycle LF
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
503 014 003	12	3	—	30	114*71*86	0	—
504 012 003	12	4	—	30	114*71*106	0	—
506 015 005	12	6	—	50	151*88*94	1	—
506 014 005	12	6	—	50	114*71*131	0	—
507 901 012	12	7	—	120	150*66*94	1	—
508 012 008	12	8	—	80	152*88*106	1	—
510 012 009	12	10	—	90	152*88*131	1	—
512 901 019	12	12	—	190	151*70*131	1	—
512 014 010	12	12	—	100	152*88*147	1	—
514 901 022	12	14	—	220	150*87*161	1	—
518 902 026	12	18	—	260	177*88*156	1	—
518 901 026	12	18	—	260	177*88*156	0	—
PROmotive
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
640 103 080	12	140	—	800	513*189*223	3	европейские
670 103 100	12	170	—	1000	513*223*223	3	европейские
680 109 100	12	180	—	1000	513*223*223	4	европейские
680 108 100	12	180	—	1000	513*223*223	3	европейские
Heavy Duty
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
600 047 060	12	100	—	600	413*175*220	0	европейские
610 047 068	12	110	—	680	347*173*234	1	европейские
610 039 085	12	110	—	850	413*175*220	0	европейские
610 013 076	12	110	—	760	514*175*210	3	европейские
620 045 068	12	120	—	680	513*189*223	3	европейские
635 052 100	12	135	—	1000	514*175*210	3	европейские
640 035 076	12	140	—	760	513*189*223	3	европейские
655 013 090	12	155	—	900	513*223*223	3	европейские
670 045 100	12	170	—	1000	513*223*223	3	европейские
670 043 100	12	170	—	1000	513*223*223	3	европейские
700 038 105	12	200	—	1050	518*276*242	3	европейские
Super Heavy Duty
Модель	Ном. напряжение, В	Ном. емкость,  А/ч	Ток хол. пуска DIN	Ток хол. пуска EN	Габариты (Д*Ш*В), мм	Поляр ность	Клеммы
680 032 100	12	180	—	1000	513*223*223	3	европейские
725 012 115	12	225	—	1150	518*276*242	3	европейские

Выбор аккумулятора для автомобиля — Технические характеристики автомобилей

Каждый водитель хорошо знает, насколько важным элементом в автомобиле является аккумулятор. Особенно важно наличие надежного аккумулятора при эксплуатации автомобилей в условиях сурового климата. Поэтому к выбору этого необходимого элемента питания автомобиля необходимо подходить очень ответственно. Кроме того, стоимость хороших аккумуляторов довольно высока.

Большинство автомобильных аккумуляторов имеют напряжение 12 В. Только некоторые виды спецтехники и грузовиков могут иметь аккумуляторы с напряжением 24 В. Хотя чаще всего, на практике устанавливают последовательно два однотипные аккумулятора напряжением 12 В.

По виду обслуживания аккумуляторы бывают:

— обслуживаемые, в которые периодически добавляют дистиллированную воду;

— редко обслуживаемые, в которые доливка воды производится один раз в 6-12 месяцев;

— необслуживаемые, которые работают без доливки воды в течение срока эксплуатации.

Пластины обслуживаемых аккумуляторов сделаны из сплава свинца и сурьмы (6-7%), которая обеспечивала прочность пластин и не позволяла допускать его глубокий разряд. Из-за нее и приходилось доливать воду, которая выкипала при зарядке. Сейчас таких аккумуляторов практически не выпускают.

Позже начали пластины аккумуляторов изготавливать из сплавов содержащих всего 2-3 % сурьмы. В результате появились малообслуживаемые аккумуляторы.

В настоящее время появились аккумуляторы, у которых в электроды добавляется кальций, и они имеют обозначение Ca/Ca, у которых незначительные потери воды, поэтому доливать ее не надо. Этот тип аккумуляторных батарей еще представлен еще и гибридным вариантом, в который добавляется сурьма или селен. Такие аккумуляторы имеют обозначение Ca, Ca/Se, hybrid. Такие аккумуляторы относят к виду необслуживаемых.

Современный рынок аккумуляторных батарей достаточно насыщен, и выбрать аккумулятор можно любой мощности в соответствии с видом автомобиля.    Не представляет сложности  купить аккумулятор в Коврове в магазине Автолига 33.

Аккумуляторная батарея с системой Start/Stop

Самым современным вариантом аккумулятора являются батареи с системой Start/Stop применяемых для условий, где происходит частое чередование процессов разряда и заряда. Они имеют абсорбированный электролит, которым пропитаны стекловолоконные маты. В таких аккумуляторах не образуются при зарядке газы, и не вытекает электролит. Поэтому на современном рынке такие аккумуляторы пользуются наибольшим спросом у автомобилистов.

Таким образом, при покупке новой аккумуляторной батареи следует обращать на такие особенности и виды аккумуляторов.

Технические характеристики автомобильных аккумуляторов

Работу автомобиля сложно представить без аккумуляторной емкости. Она выполняет множество функций, таких как: запуск двигателя, работу электрических приборов в салоне и много другого. Однако наши подписчики достаточно часто задают вопрос: как выбрать аккумулятор для автомобиля по его техническим характеристикам? На самом деле многие люди допускают большую часть ошибок, когда пытаются ориентироваться только на марку, учитывать нужно технические характеристики автомобильного аккумулятора, остальное – это реклама и маркетинг.

Правильный выбор аккумуляторов, ориентируясь на технические характеристики

Технические характеристики автомобильного аккумулятора

Если вы решили правильно выбрать емкость для своего автомобиля, следует понимать, что существует ряд технических характеристик, которые стоит учитывать. Мы расскажем об основных тонкостях, которые стоит учитывать во время приобретения.

Обращаем внимание! Внимательно нужно подходить к выбору каждой технической характеристики. Ведь важным считаются все тонкости без исключения. В противном случае вы рискуете купить аккумулятор, который не будет соответствовать своим заявленным параметрам и не станет помощником во многих жизненных ситуациях.

Емкость

Самый главный параметр во время выбора автомобильного аккумулятора – это его емкость. Измеряется емкость в ампер-часах. Чем их больше, тем дольше аккумулятор будет служить. Емкость напрямую зависит от следующих параметров:

• толщина и качество электродов;
• материал электродов;
• материал сепараторов;
• температуры электролита;
• плотности электролита.

В параметры во время выбора особого смысла вникать нет, просто смотрите на А/ч.

Технические характеристики автомобильных аккумуляторов

Номинальная емкость

Узнать вы сможете, прочитав соответствующее обозначение на аккумуляторе. Номинальная емкость – это напряжение, которое способен отдать аккумулятор. Есть способ измерить все самостоятельно, для этого нужно выполнить следующие условия:

1. В первую очередь стоит полностью разрядить емкость.
2. На протяжении 20-ти часов непрерывного разряда ток по своей величине должен ровняться 1/20 от всей емкости.
3. Напряжение на выводах на должно быть менее 10,5 В.
4. Температура электролита должна составлять примерно 25 градусов.

Помните! Номинальная емкость – это важный параметр, который стоит всегда учитывать.

Какой ток на холодной прокрутке

На нашей территории практически всегда царят холодные зимы, которые не выдерживают многие аккумуляторы. Соответственно стоит четко понимать, что ток холодной прокрутки должен держатся на оптимальном уровне. К примеру, если ток холодной прокрутки высокий, то и заводится двигатель зимой будет гораздо легче.

Обращаем внимание! Чем выше ток холодной прокрутки, тем цена дороже. Однако и покупать с минимальным током прокрутки сейчас нет никакого смысла, ведь такой аккумулятор вы не сможете полноценно использовать в зимнее время.

Номинальное напряжение аккумулятора

Также очень важно смотреть на то, какое номинальное напряжение аккумулятора. На каждый элемент сейчас приходится по 2 В. Соответственно общее номинальное напряжение должно составить 12 В. Все эти параметры вы сможете найти на корпусе или в документе во время приобретения.

Потеря воды

Крайне важно, чтобы это значение не превышало 14.4 В. Ведь от этого напрямую зависит скорость, из которой вода улетучивается из электролитов в виде газов. Этот параметр во многих ситуациях говорит за срок службы автомобильной батареи.

Как выбрать аккумулятор по техническим характеристикам

Саморазряд

Оптимальное значение саморазряда автомобильного аккумулятора – 3% в месяц. Однако здесь еще следует понимать, что если температура снижается или повышается, значение может немного изменяться.

Помните! Многие производители не указывают, какой саморазряд в их емкости. Если таких значений нет, значит, он составляет стандартные 3%. Однако есть ситуации, когда он может быть ниже или выше, поэтому на это стоит обращать внимание.

Заключение

Как вы могли заметить, существует множество различных технических характеристик, которые стоит учитывать во время выбора емкости. Мы представили только самые главные, на которые следует обращать внимание.

Помимо этого во время выбора всегда прислушивайтесь и нескольких других советов:

1. Выбирайте аккумуляторы проверенных производителей.
2. Узнавайте о гарантиях, если их нет, мы не рекомендуем покупать емкость.
3. Просматривайте сертификаты качества.
4. Сравнивайте цены между собой. Многие магазины любят ее завышать, поэтому старайтесь найти для себя только самую оптимальную.

Это все, что мы хотели рассказать про технические характеристики автомобильных аккумуляторов. Их следует брать в учет во время выбора, ведь именно так можно подобрать емкость, которая будет служить верой и правдой в длинной дороге при холодной зиме.

Читайте также:

Как заряжать аккумулятор 18650.

Зарядить мобильный без зарядки.

Как продлить срок службы аккумулятора.

Характеристики зарядных и пусковых устройств

Содержание:

1. 1. Выходное напряжение
2. 2. Тип АКБ
3. 3. Емкость заряжаемого аккумулятора
4. 4. Максимальный ток
5. 5. Тип питания

Проблемы с запуском двигателя могут возникнуть по многим причинам. Одной из самых распространенных является севший аккумулятор. С вами случалось такое? Забыли выключить фары на ночь. В холодную погоду автомобиль простаивал несколько дней. Грянул сильный мороз, и аккумулятор сел. За время поездок на небольшие расстояния АКБ не успевает заряжаться. Пожалуй, это самые частые ситуации, которые заставляют задуматься о покупке вспомогательного устройства для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии. ПУ, ЗУ или ПЗУ – что означают эти аббревиатуры? Так сокращенно называют приборы для обслуживания аккумуляторных батарей. Пусковое устройство (ПУ) используется исключительно для запуска севшей батареи непосредственно на автомобиле. Оно поможет оживить АКБ и запустить двигатель. Результат сравним с тем, как прикуривают аккумулятор с помощью другого автомобиля с рабочей батареей. Зарядное устройство (ЗУ) необходимо для пополнения заряда АКБ, например, когда нужно подготовить его к зимней эксплуатации или периодически подзаряжать, если во время поездок работы генератора недостаточно для пополнения заряда. Пуско-зарядное устройство (ПЗУ) является универсальным приспособлением, которое пригодится во всех перечисленных ситуациях.

Какой бы вид устройств вы ни выбрали, знание технических параметров поможет безошибочно подобрать модель для вашего автомобиля. Ориентироваться нужно не только на цену, функциональность и фирму-изготовителя, в первую очередь следует задуматься о его совместимости с аккумулятором. Мы перечислим основные характеристики зарядных и пусковых устройств, которые нужно учесть при выборе.

Выходное напряжение

Должно соответствовать рабочему напряжению аккумулятора автомобиля, например, 12 или 24 В. Если вы планируете обслуживать несколько единиц техники, например, мотоцикл с аккумулятором на 6 В и легковой автомобиль с АКБ на 12 В, стоит отдать предпочтение универсальной модели, напряжение которой обозначается так: 6/12 В. В автосервисы, где обслуживают разные автомобили, необходимо устройство с более широким диапазоном выходного напряжения, например, 6/12/24/36/48 В.

Тип АКБ

Какой аккумулятор установлен в вашем автомобиле? Если свинцовый с жидким электролитом, ищите зарядное или пусковое устройство с маркировкой WET. Для АКБ с сухим наполнителем в характеристиках модели должно быть обозначение AMG, с гелиевым наполнителем – GEL. Как и с показателем выходного напряжения, вопрос выбора зависит от того, сколько единиц техники и с какими аккумуляторами вы планируете обслуживать. Вы можете выбрать устройство исключительно для своего автомобиля для одного типа батарей либо приобрести универсальное – WET/GEL/AGM.

Емкость заряжаемого аккумулятора

Каждое зарядное или пусковое устройство рассчитано на работу с батареями определенной емкости. Обычно производители указывают диапазон, т.е. минимальную и максимальную емкость обслуживаемого аккумулятора. Например, у PATRIOT BCI-10M он составляет от 10 до 150 А*ч. В этот диапазон попадают АКБ легковых автомобилей, внедорожников и некоторых малотоннажных грузовиков. У профессионального пуско-зарядного устройства Blue Weld MAJOR 1500 допустимые значения составляют от 70 до 4000 А*ч. Оно подойдет для обслуживания пассажирского транспорта, спецтехники, грузовых транспортных средств.

Максимальный ток

Влияет на эффективность использования зарядного или пускового устройства. Например, если пытаться запустить двигатель газели, используя прибор с недостаточным током зарядки, не удастся прокрутить коленвал.

Максимальный ток запуска – характеристика для ПУ и ПЗУ, которая подбирается исходя из номинального потребления стартера автомобиля с троекратным запасом. К примеру, для легкового автомобиля мощность стартера составляет 3 – 4 кВт, а ток запуска достигает 200 – 250 А. Для грузовых авто эти показатели составляют, к примеру, 13 кВт и 550 А. У некоторых профессиональных устройств ток запуска может достигать нескольких тысяч ампер для обслуживания очень мощной спецтехники.

Максимальный ток зарядки – характеристика для ЗУ и ПЗУ, от которой зависит то, как быстро удастся восполнить заряд батареи. Значение может составлять от нескольких единиц до нескольких десятков ампер. Стоит отметить, что чаще всего небольшие показатели указываются для импульсной зарядки. Так, например, у модели Hyundai HY 200 эта характеристика составляет 2 А. Выбор следует делать исходя из типа и емкости аккумулятора. Например, для свинцового аккумулятора емкостью в 60 А*ч при обычной зарядке достаточно тока в 6 А, а при быстрой этот показатель может увеличиться до 20 – 40 А. Для частного применения бывает достаточно устройств с током зарядки до 10 – 15 А, так как емкость аккумуляторов обычно небольшая и есть возможность длительной их зарядки. Для профессионального применения в автосервисах и на СТО рекомендуется приобретать модели с током зарядки свыше 30 А.

Тип питания

Сетевые устройства обычно выбирают в гараж, где есть электричество, или в автосервисы. Это могут быть модели на 220 или 380 В – все зависит от типа сети здания. Однако если нужно запустить двигатель автомобиля в полевых условиях или во дворе, необходимо пусковое устройство со встроенным аккумулятором. Он заранее заряжается от домашней электросети либо от бортовой сети автомобиля через прикуриватель. Если требуется запустить машину, заряд устройства используется для севшего аккумулятора. Модели для частного применения уже комплектуются производителем встроенным элементом питания, мощные профессиональные устройства, как правило, поставляются без батареи – ее нужно подбирать отдельно.

Теперь вы знаете, что обозначают характеристики пусковых и зарядных устройств. Поэтому легко сможете подобрать подходящую модель для личного автомобиля или обслуживания разных транспортных средств в автосервисе. Прежде чем делать заказ, внимательно изучите описание модели, сравните ее параметры и цену с аналогичными устройствами. Принять окончательное решение вам помогут отзывы покупателей в карточках товаров. Желаем вам удачного запуска – аккумулятор не подведет!

Характеристики аккумулятора автомобиля, которые нужно знать каждому автомобилисту

Типы автомобильных АКБ

Аккумуляторная батарея – это основной электрохимический источник электрической энергии в автомобиле, который в первую очередь необходим для запуска двигателя. Пока мотор не работает, все приборы бортовой сети питаются от АКБ.

С точки зрения конструкции, это устройство представляет собой корпус прямоугольной формы, внутри которого находятся электроды. Данный элемент батареи выполнен в виде пластин, изготовленных из различных металлов. Электроды помещены в кислую среду – всё внутреннее пространство заполнено электролитом.

Принцип действия аккумулятора основан на химической реакции, протекающей в жидкой среде. Дело в том, что часть пластин имеет положительный заряд, а часть – отрицательный. Процесс обратим: в зависимости от того, происходит разряд АКБ при эксплуатации или её зарядка, в реакцию с кислой средой вступает либо одна, либо другая группа пластин.

В торговой сети представлен широчайший ассортимент электрохимических источников энергии для транспортных средств. Выбрать однозначно самый лучший невозможно – все они по-своему хороши.

Все существующие автомобильные аккумуляторы классифицируются не только по техническим параметрам, но и по составу электролита и электродов. Итак, различают следующие типы аккумуляторных батарей:

1. Сурьмянистые – классическая разновидность источника тока, постепенно сдающая свои позиции. Своему названию устройства обязаны высоким содержанием сурьмы в электродном сплаве, которая придаёт пластинам прочности и ускоряет протекание реакции. Стоимость таких батарей невелика, что, бесспорно, является существенным плюсом. Но скоротечность реакции приводит к быстрому испарению электролита, требуя регулярного контроля и обслуживания, а это весьма неудобно. Именно данный недостаток является причиной снижения спроса на такую продукцию.
2. Малосурьмянистые – оптимальный вариант для отечественных авто. Но наиболее идеальны их параметры для совсем старых – раритетных машин, выпущенных ещё в бытность СССР. В составе пластин содержится минимум сурьмы, что позволило замедлить протекание электролизных процессов. Но всё же они нуждаются пусть и в более редком обслуживании – это один из недостатков устройства. Из достоинств можно отметить низкую стоимость, минимальный саморазряд при хранении, невосприимчивость к перепадам напряжения в бортовой сети.
3. Кальциевые – хорошее решение для иномарки среднего класса. Вместо сурьмы в состав пластин входит кальций.
   Преимущества:
   • долгий срок службы при правильной эксплуатации;
   • не требуют обслуживания;
   • саморазряд при хранении отсутствует.
     Минусы:
   • высокая цена;
   • требовательны к параметрам бортовой сети;
   • при глубоком разряде теряют значительную часть ёмкости.
4. Гибридные – характеризуются разным составом пластин: в положительно заряженные добавлена сурьма, а в отрицательно заряженные – кальций. По своим особенностям они находятся между малосурьмянистыми и кальциевыми.
   Плюсы:
   • устойчивы к нестабильности параметров бортовой сети;
   • не боятся глубокого разряда;
   • доступная стоимость.
     Минусы:
   • необходимость обслуживания;
   • наиболее оптимальны для недорогих и подержанных авто.
5. Гелевые – новинка на российском автомобильном рынке. Конструктивные особенности:
   • вместо электролита залит густой гель;
   • пластины из чистого свинца без примесей скручены в рулончики;
   • корпус ударопрочный.
     По количеству преимуществ являются лидерами по сравнению с аналогичным оборудованием:
   • срок службы доходит до 10 лет, но при условии правильной эксплуатации;
   • самая быстрая зарядка;
   • полностью исключена возможность короткого замыкания, гель – превосходный диэлектрик;
   • минимальная степень саморазряда;
   • значение тока не изменяется по мере снижения ёмкости.
     Недостатки:
   • самый существенный – очень высокая стоимость, хотя и вполне соизмеримая с качеством высокотехнологичного оборудования;
   • весьма «капризные» батареи – мгновенно реагируют на малейшие колебания параметров бортовой сети;
   • заряжать необходимо специальным зарядным устройством.
6. AGM – как и гелевые, не имеют привычного электролита, его заменяет гелеобразная масса. Но, в отличие от своих более совершенных аналогов, в этих АКБ между пластинами и гелем установлены прокладки из пористого стекловолокна. Именно они дали название этой серии аккумуляторных батарей.
   Достоинства:
   • приемлемая стоимость;
   • пониженный порог чувствительности к нестабильности напряжения;
   • не особо реагируют на температурный режим.
     Минусы:
   • меньший срок службы;
   • боятся глубокого разряда.
7. Щелочные – в качестве электролита здесь используется щёлочь – раствор едкого калия. Данный вид источников энергии крайне редко применяется на автомобилях. В какой-то мере это связано с так называемым «эффектом памяти», которым они страдают. Суть явления заключается в следующем: устройство запоминает предел, до которого оно было разряжено в первый раз, и каждый последующий разряжается точно до него и не более. Кроме этого, есть ещё и отрицательные моменты: довольно внушительные габариты и вес тоже не отстаёт, а цена при этом высока.
   Есть, конечно, и положительные качества: отсутствие электролизных процессов, устойчивость к пониженным температурам и переразряду, но они не способствуют популярности.
8. Литий-ионные – популярны в качестве источника энергии для электромобилей. На обычных машинах практически не встречаются. Своё название получили благодаря иону лития, который переносит электрический заряд.

Положительные свойства:

• самая высокая ёмкость среди всех АКБ;
• максимально возможное напряжение в сочетании с компактностью;
• нет «эффекта памяти»;
• минимальная величина саморазряда.

Недостатков же целый букет:

• резкое падение величины пускового тока при отрицательных температурах;
• быстро стареют – через два года эксплуатации теряют примерно одну пятую часть ёмкости, а это очень существенно;
• не переносят полного разряда;
• уровень напряжения недостаточен для запуска обычного бензинового или дизельного двигателя.

Основные характеристики аккумуляторных батарей для любого автомобиля

Каждая аккумуляторная батарея обладает определёнными параметрами, на основании которых осуществляется её подбор. Наиболее распространены свинцово-кислотные АКБ. На их примере разберём подробно основные характеристики автомобильного аккумулятора.

Ёмкость

Ёмкость, она же мощность, – это определяющая характеристика при выборе аккумулятора для автомобиля. Непосредственно от её величины зависит беспроблемный запуск двигателя.

Ёмкость бывает:

1. Номинальная – характеризует значение тока, которым на протяжении примерно 20 часов будет разряжаться батарея. Её величина указывается на маркировочной этикетке корпуса устройства в Ампер-часах.
2. Резервная – показывает, на какой период времени аккумулятор способен заменить полноценно генератор при выходе последнего из строя. Обычно измеряется в минутах.

На протяжении эксплуатации значение ёмкости постепенно уменьшается, а при глубоких разрядах АКБ существенно утрачивает величину этого ключевого параметра. А вообще ёмкостная характеристика зависит от многих факторов:

• конструктивные особенности и состав пластин;
• температурный режим;
• параметры пусковых и зарядных токов;
• эксплуатационный период – на протяжении какого времени уже работает батарея.

Ток холодной прокрутки

Ток холодной прокрутки – это не что иное, как пусковой ток, значение которого в Амперах указывается на корпусе АКБ при маркировке рядом с величиной ёмкости. А какой ток в аккумуляторе? Чем больше объём двигателя, тем выше величина указанного параметра необходима для его запуска. Для автомобилей, работающих на бензине, достаточно стандартной токовой величины, для дизельных – значение тока холодной прокрутки должно быть слегка повышенным.

В тёплое время года требуется меньший ток для запуска, в холодное – больший. Параметр токовой характеристики напрямую связан с величиной ёмкости: чем она выше, тем больше ток автомобильного аккумулятора. Следовательно, есть определённый запас по времени для пуска двигателя при низких отрицательных температурах до разряда батареи.

Напряжение

Напряжение АКБ транспортного средства наряду с ёмкостью является одной из основных характеристик, определяющих работу батареи. Как правило, для автомобильных аккумуляторов этот параметр равен 12 В. Указывается величина напряжения на этикетке корпуса.

При эксплуатации источника энергии допускаются незначительные изменения базового значения в сторону увеличения. Если же напряжение падает, то это говорит о существенном разряде аккумуляторной батареи.

Особенности конструкции: масса, габариты

Все устройства выпускаются в прямоугольном корпусе – это стандарт аккумуляторных батарей. А вот их вес и габаритные размеры зависят в первую очередь от мощности автомобильного аккумулятора. Понятно, что для маломощных батарей эти показатели будут значительно ниже, чем для высокоёмкостных аналогов.

Масса АКБ указывается на маркировочной этикетке корпуса. Важно: вес указывается сухозаряженного устройства, без электролита.

Что касается размеров, то существует их типовой ряд:

1. Европейский типоразмер подходит для автомобилей отечественного производства и производителей из Европы. Характеризуется слегка утопленными в крышку выводами для присоединения клемм.
2. Азиатский – выводы находятся на одном уровне с крышкой. Вариант оптимален для азиатского автопрома.
3. Американский – встречается крайне редко на российском автомобильном рынке. Отличается от предыдущих типов соотношением размеров и боковым расположением выводов.

Стоит отметить, что при выборе автомобильного источника электроэнергии размерами его корпуса пренебрегать не стоит. Дело в том, что многие производители авто оставляют под установку батареи определённое место. Это значит, что прибор с большими габаритами туда просто-напросто не влезет, а для меньшего могут возникнуть проблемы с подключением клемм.

Кроме того, по конструктивным особенностям аккумуляторы подразделяются следующим образом:

1. Необслуживаемые – устройства нового поколения. Характеризуются долгим сроком службы, чувствительностью к стабильности напряжения бортовой сети, не нуждаются в обслуживании.
2. Малообслуживаемые – это подавляющее большинство АКБ на российском рынке. Обычно устанавливаются на авто отечественного производства, нуждаются в периодическом обслуживании – в основном в доливке электролита. Имеют доступную для большинства категорий автовладельцев стоимость.
3. Обслуживаемые – оборудование прошлого века, на данный момент уже снятое с производства. Требуют регулярного обслуживания вплоть до замены банок – пластин.

Полярность

Весьма важная и нужная характеристика аккумулятора, которой нельзя пренебрегать. Полярность определяет расположение выводов на корпусе батареи для подключения к ним клемм. Если перепутать полярность, то эксплуатация устройства будет невозможна.

Место под капотом авто, отведённое производителем для размещения АКБ, не только ограничено, но и обустроено по-особому: установить её можно только в одном конкретном положении. Кроме того, длина проводов с клеммами для подключения источника питания строго определена. Значит, её не хватит, если выводы поменяются местами.

Различают аккумуляторные устройства:

1. С прямой полярностью – положительный («+») токовый вывод расположен на крышке корпуса слева, а отрицательный («-») – справа.
2. С обратной полярностью – здесь всё наоборот: «+» – справа, «-» – слева.

Срок эксплуатации

Любое оборудование имеет свой определённый срок службы – вечный двигатель ещё не изобрели. Не стал исключением и аккумулятор для автомобиля, обладающий целым рядом технических характеристик. Конечно, источники энергии нового поколения служат намного дольше своих предшественников, но всё же не так много, как бы хотелось автовладельцам.

Одна АКБ может отработать максимум три года, а другая в 2–3 раза больше. Кто-то скажет, что всё зависит от производителя и стоимости. Но это не совсем так. На продолжительность жизни батареи оказывает влияние множество факторов:

• температурный режим – частый запуск двигателя в холодное время года плюс поездки на малые расстояния;
• тип исполнения: обслуживаемая или нет;
• частый разряд до нулевого уровня – существенная потеря ёмкости;
• неполадки в цепи «генератор – аккумулятор»;
• эксплуатация автомобиля исключительно в городском режиме – отсутствие возможности для полноценного восполнения заряда;
• ненадёжная фиксация установки в нише.

Срок хранения

Этот показатель во многом является определяющим для срока годности автомобильного аккумулятора. Период хранения, на протяжении которого батарея будет пригодна к эксплуатации, определяется:

1. Типом АКБ:
   • сухозаряженные – не более 12 месяцев;
   • заполненные электролитом – максимум 1,5 года.
2. Условиями, в которых оборудование содержится на складе:
   • при положительных температурах, желательно не выше +20°С;
   • без доступа прямых солнечных лучей;
   • умеренная влажность;
   • в один ряд в заводской упаковке – не ставить друг на друга.

В случае нарушения любого из условий срок годности уменьшается.

При покупке старайтесь выбрать источник энергии, между датой изготовления которого и периодом приобретения прошло минимум времени.

Саморазряд

Саморазряд – это не что иное, как потеря заряда при хранении батареи. Для новых АКБ допустимой считается величина, не превышающая 1 %. Что касается тех устройств, что уже находились в эксплуатации, однозначно сказать достаточно сложно. Бывает, что данное значение остаётся в тех же пределах, что и у неиспользованных, а может в разы его превышать. Всё зависит от срока службы и условий, при которых работал аккумулятор.

Желательно не допускать полного саморазряда АКБ, это в дальнейшем негативно скажется на эксплуатационных свойствах оборудования.

Руководство по техническим характеристикам автомобильных аккумуляторов

Батареи сложные. Но если вы проанализируете каждую часть батареи, вы можете упростить каждое качество и, таким образом, лучше понять концепции.

Изображение любезно предоставлено Ренджитом Кришнаном для FreeDigitalPhotos.net

Мы кратко опишем технические характеристики автомобильного аккумулятора, чтобы помочь вам понять, как он питает ваш автомобиль.

• Номинальное напряжение (В). Это нормальное опорное напряжение батареи.
• Напряжение отключения. Это уровень напряжения, который относится к «разряженной» батарее.
• Емкость или номинальная емкость (Ач для определенной скорости C). Это ампер-часы до того, как батарея разрядится со 100% SOC до напряжения отключения. Чтобы вычислить емкость, ток разряда в амперах умножается на время разряда и уменьшается по мере увеличения C-скорости.
• Энергия или номинальная энергия (Вт-ч для определенной C-скорости). Это измеряет энергоемкость батареи на основе общего количества ватт-часов от 100% SOC до напряжения отключения.Для вычисления энергии мощность разряда (Вт) умножается на время разряда и уменьшается по мере увеличения C-скорости.
• Жизненный цикл. Это количество циклов разряд-заряд, которое батарея имеет до того, как она начнет разряжаться. Также называемый сроком службы, он определяет срок службы батареи, а также влажность и температуру. Если DOD высокий, срок службы сокращается.
• Удельная энергия (Втч / кг). Это гравиметрическая плотность энергии или номинальная энергия батареи на единицу массы.Обычно это характеризуется химическим составом аккумулятора и упаковкой. Он определяет вес аккумулятора для достижения электрического диапазона, необходимого для транспортного средства.
• Удельная мощность (Вт / кг). Это максимальная мощность, доступная на единицу массы. Он также характеризуется химическим составом аккумулятора и упаковкой. Он определяет вес аккумулятора для достижения целевых показателей производительности.
• Плотность энергии (Вт / л). Это объемная плотность энергии или номинальная энергия батареи на единицу объема.Он характеризуется химическим составом аккумулятора и упаковкой. Он определяет размер батареи, необходимый для достижения электрического диапазона, необходимого транспортному средству.
• Плотность мощности (Вт / л). Это максимальная мощность, доступная на единицу массы. Он характеризуется химическим составом аккумулятора и упаковкой. Он определяет размер батареи, который поможет достичь целевых показателей производительности.
• Максимальный непрерывный ток разряда. Это максимальный ток, при котором аккумулятор может непрерывно разряжаться без повреждения.Это предел, установленный производителем. Он определяет максимальную скорость и ускорение, которое может выдержать этот автомобиль.
• Максимальный 30-секундный импульсный ток разряда. Это максимальный ток, который батарея может разряжать за 30-секундные импульсы без повреждения. Это предел, установленный производителем. Он определяет характеристики ускорения электромобиля.
• Напряжение заряда. Это уровень напряжения, указывающий на полную емкость заряда. В идеале это должно быть достигнуто при зарядке при постоянном напряжении.
• Напряжение холостого хода. Это уровень напряжения, который должен поддерживаться аккумулятором, чтобы компенсировать его саморазряд. Это должно быть выполнено после 100% зарядки.
• Ток заряда (рекомендуется). Это идеальный ток, при котором аккумулятор должен заряжаться изначально по схеме постоянного заряда, прежде чем он перейдет в режим зарядки с постоянным напряжением.
• Внутреннее сопротивление (максимальное). Это сопротивление в батарее, которое не зависит от заряда и разряда.

Статьи по теме:

Что такое оборудование для электроснабжения электромобилей?

Что такое электрический ток

Сравнение срока службы батареи и срока службы

Что такое напряжение отключения?

Напряжение в батарее: нам нужно, чтобы оно было постоянным

электромобилей | Университет Теннесси в Чаттануге

Преимущества электромобилей (включая электрические автобусы)
Система привода
Сравнение электродвигателя
Характеристики двигателя
Системы управления
Аккумуляторные системы
Как работает Сотовая работа?
Производительность аккумуляторных систем автомобиля
Память аккумулятора
Типы зарядки
Расположение зарядного устройства / варианты подключения
Способы зарядки
Уровни заряда
Управление аккумулятором
Аксессуары (электрические стеклоподъемники, обогрев, воздушный, гидроусилитель руля и т. д.)

Использование электромобилей дает множество преимуществ. Во-первых, отсутствует запах топлива, поскольку автомобили работают от батарей, а не от бензина, дизельного топлива или другого горючего топлива. Электромобили тихие … езда практически бесшумна. Правильно используя рекуперативное торможение, электромобили увеличивают срок службы тормозов, а также вырабатывают энергию за счет кинетической энергии. Благодаря использованию высокотехнологичной композитной технологии электромобили могут быть намного легче, чем их аналоги с ДВС, что также помогает снизить износ тормозов наряду с износом дороги.

Электромобили намного более энергоэффективны. Электродвигатели преобразуют практически всю свою топливную энергию в полезную мощность. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) имеет КПД менее 20%.

Стоимость технического обслуживания, включая стоимость топлива, у электромобиля намного ниже. Нет необходимости в настройке или замене масла. Если исключить из контрольного списка технического обслуживания автомобиля все, что относится к ДВС, он становится довольно коротким. А за счет зарядки в ночное время «топливо» для электромобилей снижается до четверти стоимости бензина или дизельного топлива.

Электромобили, особенно электрические автобусы, приносят большую пользу связям с общественностью. Общественность и средства массовой информации любят ездить на автомобиле и говорить об электромобилях с нулевым уровнем выбросов.

Однако у электрических и гибридно-электрических транспортных средств есть два основных преимущества. Электрические и гибридно-электрические транспортные средства могут помочь нашей стране сократить использование иностранной нефти и уменьшить загрязнение, которое отрицательно сказывается на здоровье и благополучии.

Электромобиль — это транспортное средство, такое как автомобиль, грузовик или автобус, в котором в качестве топлива используется аккумуляторная батарея, заменяющая бензин, дизельное топливо или другие виды горючего топлива.Исчезли двигатель внутреннего сгорания и трансмиссия. В электромобиле используется электродвигатель или, в некоторых случаях, более одного двигателя для приведения в движение транспортного средства.

Электромобили во многом схожи с транспортными средствами с двигателями внутреннего сгорания. Шасси или кузов многих электромобилей, используемых сегодня на дорогах, представляют собой автомобили, которые когда-то были оснащены двигателем внутреннего сгорания (ДВС). В большинстве электромобилей даже интерьер автомобиля не изменился, и почти все электромобили содержат те же аксессуары, что и их собратья внутреннего сгорания.

Энергия, хранящаяся в аккумуляторной батарее электромобиля, обеспечивает питание контроллера мотора. Контроллер мотора — это устройство, которое регулирует мощность, подаваемую на электродвигатель (-ы) электропривода, в зависимости от положения педали акселератора. Электроэнергия, подаваемая на электродвигатель (электродвигатели), используется для создания электродвижущей силы, которая вращает вал электродвигателя (электродвигателей). Этот вал соединен с колесами транспортного средства и вызывает движение вперед или назад, в зависимости от направления вращения вала.

Заправка электромобиля заключается в подключении автомобильного зарядного устройства к розетке, специально предназначенной для зарядки электромобиля. Время зарядки зависит от типа батареи, емкости и выходного напряжения / тока зарядного устройства. Большинство электромобилей можно зарядить примерно за 6 часов.

Основная цель электромобилей — уменьшить количество вредных газов, которые выбрасываются в воздух из-за процесса сгорания двигателя внутреннего сгорания.Электромобиль производит нулевые выбросы. Некоторые критики индустрии электромобилей будут утверждать, что сокращение выбросов загрязняющих газов не произошло из-за выбросов, которые образуются при производстве электроэнергии на электростанциях. Хотя это правда, что электростанции действительно производят некоторые загрязнители, правительство имеет очень строгие правила в отношении выбросов электростанций. А поскольку электростанции производят избыток энергии в ночное время, когда спрос невелик, владельцы электромобилей могут использовать эту избыточную мощность, заряжаясь ночью.Это делает электростанции более эффективными.

Кроме того, электромобили намного более энергоэффективны, чем автомобили с ДВС. Мало того, что сама двигательная установка намного более эффективна, но и потери энергии через трансмиссию, и холостой ход просто не существуют. Поскольку трансмиссии нет, ускорение происходит «плавно»; без рывков и шума …. просто красиво и плавно.

К началу

Преимущества электромобилей (включая электробусы)

Электромобиль имеет много преимуществ перед транспортными средствами, в которых используется двигатель внутреннего сгорания.Электромобиль очень чистый. Нет газообразных выбросов. Также устранены другие проблемные загрязнители, такие как масло, трансмиссионная жидкость и жидкость для радиаторов. В некоторых электромобилях единственным используемым углеводородным веществом является консистентная смазка для подшипников.

Электромобили очень упрощены. Двигательная установка в автомобиле с ДВС состоит из сотен движущихся частей. В силовой установке электромобиля есть только один: электродвигатель. Помимо снижения затрат на техническое обслуживание и экономии смазочных материалов и масел, снижение потерь на трение способствует повышению энергоэффективности электромобилей.

Электромобили очень энергоэффективны. На каждые 100 единиц топлива, расходуемых автомобилем с ДВС, только 16 фактически приводят к движению. Однако электромобиль будет использовать почти 85 единиц из 100 для управления транспортным средством.

У электромобилей есть еще одно существенное преимущество перед автомобилями с ДВС: рекуперативное торможение. Когда электромобиль замедляется, двигатель становится генератором и обеспечивает энергией батареи. Дополнительным преимуществом этого процесса является тормозящее воздействие двигателя на транспортное средство, что снижает износ тормозов.

Электромобиль очень тихий. Проблема для инженеров, проектирующих эти автомобили, заключается не в том, чтобы заглушить двигатель, а в том, чтобы заглушить шум других систем, таких как кондиционер, гидроусилитель руля или воздушные компрессоры.

В большинстве электромобилей трансмиссия не используется. Двигатели обычно односкоростные, а ускорение плавное, без толчков или толчков, как у трансмиссий в современных автомобилях.

Электромобиль можно подзарядить дома, сэкономив на остановке на заправке.Единственным недостатком этого является время, необходимое для полной зарядки «разряженной» батареи. В некоторых случаях это может длиться до 6 часов. Технология зарядных устройств стремительно совершенствуется, и в настоящее время можно заряжать «пустую» батарею до 80% всего за 20 минут.

Основное препятствие, с которым сегодня сталкиваются электромобили, — это способность аккумуляторов энергии. Емкость аккумулятора ограничивает дальность поездки автомобиля. Много различных типов аккумуляторов проходят испытания для использования в электромобилях.К ним относятся свинцово-кислотные, никель-кадмиевые, никель-железные, никель-цинковые, никель-металлогидридные, натрий-никель хлорид, бром цинка, сера натрия, литий, воздушный цинк и воздух алюминия. Эти усовершенствованные батареи, хотя и намного более дорогие, со временем позволят электромобилю достичь того же запаса хода, что и современные автомобили, работающие на ископаемом топливе.

К началу

Приводная система

Система привода электромобиля выполняет те же функции, что и система привода автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.Система привода — это та часть электромобиля, которая передает механическую энергию на ведущие колеса, заставляя электромобиль двигаться. Компоненты, используемые в электромобиле, сильно отличаются от стандартного автомобиля. В электромобиле передача не требуется. Трансмиссия в стандартном транспортном средстве используется для передачи автомобилю определенного крутящего момента или мощности на определенных скоростях путем изменения передаточного отношения входной / выходной передачи в трансмиссии. Изменение передаточного числа зависит от скорости вращения (об / мин) силовой установки или двигателя транспортного средства.Поскольку происходит механическое переключение с одного набора передач на другой, пассажиры обычно ощущают толчок при увеличении или уменьшении скорости и переключении трансмиссии на большую или меньшую передачу.

В

электромобилях используется электродвигатель для поворота колес транспортных средств. Сегодня используется несколько различных конструкций приводных систем. К ним относятся автомобили с одним большим электродвигателем, соединенным с задними колесами через корпус дифференциала. В других конструкциях используются два двигателя меньшего размера для приведения в действие каждого колеса отдельно через независимые приводные валы.

В самой эффективной на сегодняшний день конструкции используются двигатели, которые прикреплены непосредственно к колесу. Их называют «колесными двигателями». За счет исключения приводных валов и дифференциалов механические потери между двигателем и колесами сведены к минимуму. Система питания электромобиля включает в себя как систему привода, так и систему управления. Контроллер подает питание на двигатель от аккумуляторов. Двигатель, в свою очередь, передает мощность для перемещения транспортного средства на ведущие колеса через коробку передач..

Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. В электромобилях используются два типа электродвигателей для обеспечения привода колес. Двигатель постоянного тока (DC) и двигатель переменного тока (AC). Двигатели постоянного тока состоят из трех основных компонентов:

1. Набор катушек возбуждения по периметру двигателя, создающих магнитные силы, обеспечивающие крутящий момент.
2. Ротор или якорь, установленные на подшипниках, которые вращаются внутри магнитного поля, создаваемого катушками возбуждения.
3. Коммутационное устройство, которое меняет магнитные силы на противоположное и заставляет якорь вращаться, создавая механическую силу, используемую для поворота ведущих колес.

Двигатель переменного тока похож на двигатель постоянного тока в том, что он также имеет набор катушек возбуждения и ротор или якорь, однако, поскольку существует непрерывное реверсирование тока (переменный ток), коммутирующее устройство не требуется. На данном этапе развития ни один двигатель не может считаться лучше другого. У них обоих есть преимущества и недостатки, перечисленные ниже.

К началу

Сравнение электродвигателей

Двигатель переменного тока	Двигатель постоянного тока
Коробка передач односкоростная	Коробка передач многоскоростная
Легкий	Тяжелее при эквивалентной мощности
Дешевле	Дороже
95% КПД при полной нагрузке	85-95% КПД при полной нагрузке
Контроллер дороже	Простой контроллер
Мотор / контроллер / инвертор дороже	Мотор / контроллер дешевле

Как показано в сравнении, двигатель переменного тока дешевле, чем двигатель постоянного тока, система переменного тока дороже из-за стоимости сложной электроники, связанной с инвертором переменного тока и контроллером двигателя.Электродвигатели переменного тока — наиболее часто используемые электродвигатели в бытовых приборах и станках. Эти двигатели очень надежны, и, поскольку они содержат единственную движущуюся часть, они должны прослужить весь срок службы автомобиля при минимальном техническом обслуживании или вообще без него. Типичные характеристики двигателя перечислены в таблице ниже.

Характеристики двигателя

л.с.

	Тип щетки постоянного тока	Бесщеточный постоянный магнит постоянного тока	Индукция переменного тока
Пиковая эффективность	85-89	95-97	94-95
КПД при нагрузке 10%	80-87	73-82	93-94
Макс.Об / мин	4,000-6,000	4 000–10 000	9000-15000
Стоимость вала	100–150 долларов США	100–130 долл. США	50–75 долларов США
Относительная стоимость контроллера по сравнению с щеткой постоянного тока	1	3-5	6-8
1 л.с. = 746 Вт

Контроллер электромобиля — это устройство, которое работает между батареями и двигателем для управления скоростью и ускорением.Контроллер преобразует постоянный ток батареи в переменный ток для двигателей переменного тока или просто регулирует ток для двигателей постоянного тока. Контроллер также может реверсировать обмотки возбуждения двигателя, так что в режиме торможения двигатель становится генератором, а энергия возвращается в батареи. Это называется рекуперативным торможением, и в течение одной зарядки может возвращаться до 10% или более энергии, потребляемой системой привода, в батареи.

К началу

Одним из широко разрекламированных преимуществ электромобиля является рекуперативное торможение.Регенерирующее торможение сейчас распространено почти на всех автомобилях, но мало кто понимает, что происходит. Следующий абзац представляет собой попытку объяснить, как это работает.

В схеме, показанной выше, представлена ​​пара выходов полевых МОП-транзисторов (металл-оксид-полупроводниковые полевые транзисторы) с приводом двигателя. Выходной сигнал контроллера — чистый постоянный ток. Напряжение. Двигатель будет генерировать противоэдс. который пропорционален его скорости вращения. При нулевой нагрузке или без разгона это назад эл.м.ф. поднимется до уровня выходного сигнала контроллера.

MOSFET — это двунаправленный переключатель, который резистивно проводит (когда он включен) для обоих направлений тока. Итак, рассмотрим ситуацию, когда ток равен нулю, а мощность контроллера теперь уменьшена. Мотор задний э.д.с. теперь выше, чем выходное напряжение контроллера, поэтому двигатель будет пытаться подавать ток обратно в контроллер. Если это удастся, мотор затормозится — у нас будет рекуперативное торможение.

Этот тип цепи (где верхняя сторона включена, а нижняя сторона выключена) может обеспечивать ток или понижать его. Это работает следующим образом: обратный ток двигателя теперь является прямым током к полевому МОП-транзистору маховика, поэтому, когда он включен, он замыкает двигатель, тормозной ток которого возрастает в течение этого периода (стрелка B, перевернутая). Теперь полевой МОП-транзистор с маховиком отключается, но этот ток должен продолжать течь — из-за индуктивности двигателя. Таким образом, он течет как обратный ток через приводной полевой МОП-транзистор, при этом заряжая батарею.Дополнительное напряжение для этого получается из энергии, запасенной в индуктивности двигателя. Процесс переключения с привода на торможение полностью автоматический. Более того, это полностью достигается за счет того, что скорость двигателя превышает напряжение привода, и без каких-либо изменений состояния или переключений в контроллере. Регенеративное торможение — это, если хотите, побочный продукт конструкции контроллера и почти полная авария.

Если транспортное средство движется по слишком крутому склону (или требуемая скорость внезапно снижается, что приводит к очень резкому торможению), ток, генерируемый двигателем, может превысить ток, с которым могут безопасно работать полевые МОП-транзисторы.Так как это приведет к выходу из строя полевых МОП-транзисторов, они должны быть защищены от этого, поэтому все контроллеры, обеспечивающие рекуперативное торможение, также оснащены ограничителем тока для предотвращения такого отказа.

В гибридных электромобилях эта проблема становится еще более сложной из-за неиспользованного тока от вспомогательного источника питания. Поскольку приводные двигатели не потребляют ток от вспомогательного источника питания, этому току все же нужно куда-то идти. Контроллер мотора должен контролировать и учитывать избыточный ток от вспомогательного источника питания, так что в определенных ситуациях, когда слишком большой ток присутствует при работе регенерации и APU, регенерационный MOSFET также должен быть выключен.для защиты контроллера мотора.

В ранних версиях электромобилей с двигателями постоянного тока простой контроллер с переменным резистором управлял ускорением и скоростью транспортного средства. Полный ток и мощность потреблялись от батареи все время. На более низких скоростях, когда требовалась небольшая мощность, использовалось высокое сопротивление, чтобы уменьшить ток, подаваемый на двигатель. Это привело к тому, что большой процент энергии батареи тратится впустую на тепло, рассеиваемое резистором. Современные контроллеры регулируют скорость и ускорение с помощью электронного процесса, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).Переключающие устройства, такие как IGBT (очень быстрые транзисторы с высоким номинальным током), быстро прерывают, при необходимости включают или выключают поток электричества к двигателям. Высокая мощность достигается, когда интервалы (время между импульсами) очень короткие. Увеличивая время между импульсами, ограничивают ток.

Колесный двигатель, показанный выше, изготовлен компанией Technologies M4.

Как упоминалось выше, одна из наиболее интересных конструкций двигателей — это интеграция двигателя непосредственно в колесо.Это так называемые колесные двигатели, и они вполне могут когда-нибудь стать нормой, поскольку они удаляют огромное количество механических устройств из транспортного средства, обеспечивая движение колеса … в колесе!

Мотор-колесо в сборе представляет собой элегантную интеграцию электродвигателя и других компонентов в корпус, который помещается в шину обычного размера.

Мотор-колесо в сборе состоит из высокоэффективного электродвигателя, ведомого контроллера мотор-колеса (MWSC), включая силовую и управляющую электронику, тормоз, колесные подшипники, управляемый интерфейс передней подвески и радиатор, встроенный в статор.Конфигурация трехфазного синхронного двигателя состоит из центрального статора, который поддерживает обмотки, и инвертора, окруженного внешним ротором, который поддерживает постоянные магниты.

Колесо установлено непосредственно на роторе для прямой передачи крутящего момента и улучшенного свободного хода. Узел двигателя имеет жидкостное охлаждение, что обеспечивает постоянную высокую потребляемую мощность.

Производители автобусов оценят преимущества упаковки и взаимозаменяемость задней оси мотор-колеса, которая легко помещается в существующие колесные арки.Поперечина с глубоким смещением оси обеспечивает более широкую зону прохода в полу в конфигурации с низким полом.

Выбор двигателя для электромобиля включает множество переменных. Ни один тип двигателя не может считаться лучшим. При проектировании электромобиля необходимо ответить на вопрос, прежде чем выбирать конкретный тип двигателя. Сколько мощности вам нужно, нужны ли вам переменные скорости, какое рабочее напряжение аккумуляторной системы, какой крутящий момент вам нужен и с какой скоростью, сколько физического места может занимать двигатель, сколько это может стоить, в какой среде будет работать двигатель? Как только на эти вопросы будут даны ответы, вы сможете сделать свой выбор двигателя.После идентификации двигателя необходимо разработать систему управления, обеспечивающую работу двигателя.

К началу

Системы управления

Самая сложная и важная система электромобиля — это система управления. Система управления отвечает за управление работой электромобиля. Система управления получает входные данные от оператора, сигналы обратной связи контроллера от контроллера мотора и двигателя, а также сигналы обратной связи от других систем внутри электромобиля.Скорость, с которой система управления должна получать данные от других систем, обрабатывать данные в алгоритме и выводить ответ на заданные условия, должна составлять миллисекунды. Это требует, чтобы система управления имела микропроцессор, как и компьютер, для выполнения своих задач. Хотя нет двух идентичных систем управления, большинство сигналов обратной связи схожи. В таблице ниже перечислены общие компоненты системы управления и сигналы обратной связи, которые отправляются на микропроцессор.

Контроллер мотора.

Компонент Сигнал обратной связи Электродвигатель (двигатели) Температура обмотки Скорость ротора (об / мин) Аккумулятор Напряжение Выходной ток Температура Контроллер двигателя Ток (и направление тока) Напряжение Температура Ток утечки Педаль акселератора Напряжение в зависимости от положения педали Селектор переключения ПЕРЕДНИЙ / REV Выбор диапазона

Система управления должна постоянно отслеживать сигналы обратной связи, перечисленные выше.Например, если температура обмоток в двигателе становится слишком высокой, магнитные свойства этого двигателя могут быть необратимо изменены или обмотки могут расплавиться. Подавая сигнал обратно на микропроцессор, система управления может ограничить мощность двигателя, если обнаружит повышение температуры. Такое же ограничение или отключение любой системы может иметь место, если возникла или возникла нежелательная ситуация. Другие сигналы обратной связи предоставляют микропроцессору информацию для управления скоростью автомобиля.Педаль акселератора работает так же, как и в обычных автомобилях. Когда педаль нажата, на микропроцессор отправляется возрастающее напряжение сигнала (а не напряжение тягового аккумулятора), который дает команду контроллеру двигателя увеличить величину тока в обмотках двигателя, заставляя двигатель вращаться быстрее. По мере уменьшения напряжения сигнала от педали акселератора двигатель вращается медленнее.

В некоторых усовершенствованных системах управления можно ограничить величину тока, протекающего к двигателю, на основе выбора переключателя.Это позволяет оператору приспособиться к стилю вождения, соответствующему конкретной ситуации. Например, если водителю требуется определенный диапазон (в милях) от одной зарядки, выбор диапазона может быть установлен таким образом, чтобы микропроцессор ограничивал величину выходного тока от контроллеров двигателя до заданного предела. Если предварительно установленный предел составляет 100 ампер, микропроцессор не позволит току, превышающему этот предел, течь к двигателям. В этом режиме способность к ускорению приносится в жертву дальности полета. Если водитель находится в зоне, где транспортному средству необходимо подниматься по крутым склонам, переключатель диапазонов можно настроить так, чтобы можно было использовать максимальный ток, допустимый для контроллера мотора и мотора.Функция выбора диапазона — ценная функция, повышающая эффективность контроллера мотора. Конечная цель системы управления — максимизировать энергию, запасаемую в тяговом аккумуляторе, и предотвратить возникновение небезопасных условий внутри электромобиля.

К началу

Аккумуляторные системы

Аккумулятор электромобиля, с видимыми элементами.	Аккумулятор электромобиля определяет запас хода, способность к ускорению и время перезарядки автомобиля.Поскольку аккумулятор содержит энергию для питания электромобиля, и поскольку современные аккумуляторы не обеспечивают электромобилей с таким же потенциалом дальности, как у автомобилей с ДВС, аккумуляторы и альтернативные варианты, такие как маховики и сверхконденсаторы, являются наиболее изученными областями в области электромобилей. Аккумуляторная автомобильная технология.
Элемент батареи обычно состоит из 4 основных компонентов, показанных слева. Ячейка содержит положительный и отрицательный электрод, электролит и сепаратор.Положительный электрод принимает электроны от внешней цепи, когда ячейка разряжена. Отрицательный электрод отдает электроны внешней цепи по мере разряда ячейки. Электролит обеспечивает механизм прохождения заряда между положительным и отрицательным электродами. Сепаратор электрически изолирует положительный и отрицательный электроды.

К началу

Как работает клетка?

Электронный поток, восстановление и окисление реакция, разрез.

Когда батарея или элемент вставляются в цепь, она замыкает петлю, которая позволяет заряду равномерно течь по цепи. Во внешней части цепи поток заряда — это электроны, в результате чего возникает электрический ток. Внутри ячейки заряд течет в виде ионов, которые переносятся от одного электрода к другому. Поток обусловлен реакциями восстановления и окисления, происходящими на каждом электроде. На каждый электрон, генерируемый в реакции окисления на отрицательном электроде, приходится один электрон, потребляемый в реакции восстановления на положительном электроде.Реакция разряда на положительном электроде, имеющем потенциал 1,685 В, определяется выражением: Реакция на отрицательном электроде, который имеет потенциал 0,356 В, определяется выражением:

Это означает, что общее напряжение свинцово-кислотного элемента составляет 2,04 вольт. Это значение известно как стандартный электродный потенциал. Другие факторы, такие как концентрация кислоты, также могут влиять на напряжение свинцово-кислотного элемента. Типичное напряжение холостого хода (без нагрузки) составляет около 2.15 вольт.

В то время как напряжение ячейки фиксируется ее химическим составом, емкость ячейки варьируется в зависимости от количества содержащихся в ней активных материалов. Размер отдельных ячеек может составлять от долей ампер-часа до тысяч ампер-часов. Емкость ячейки — это, по сути, количество электронов, которые могут быть получены из нее. Поскольку ток — это количество электронов в единицу времени, емкость ячейки — это ток, подаваемый ячейкой с течением времени, и выражается в ампер-часах.

Приложения

EV требуют огромного количества энергии.Тяговая батарея электромобилей состоит из множества ячеек, которые электрически соединены для обеспечения необходимой емкости накопления энергии. Батареи могут быть соединены вместе в последовательной или параллельной конфигурации.

В последовательной конфигурации отрицательная клемма одной батареи подключается к положительной клемме следующей и так далее, пока не будут достигнуты желаемое напряжение и энергоемкость батареи. Общее напряжение блока можно найти, умножив количество батарей в цепи на напряжение отдельной ячейки.

В параллельной конфигурации положительный полюс одной батареи соединяется с положительным полюсом следующей, и то же самое относится к отрицательной клемме. В этом случае вы можете достичь желаемой емкости аккумуляторов энергии. Параллельная емкость батареи, но общее напряжение блока равно напряжению отдельной ячейки. Система аккумуляторов состоит не только из аккумулятора. В этой системе есть множество других компонентов, которые контролируют все соответствующие переменные, касающиеся аккумулятора и метода подзарядки.

Аккумуляторная система состоит не только из аккумулятора. В этой системе есть множество других компонентов, которые контролируют все соответствующие переменные, касающиеся аккумулятора и метода подзарядки.

Сегодня в электромобилях используется много различных типов аккумуляторов. Наиболее распространенными сегодня являются заливные свинцово-кислотные, герметично-гелевые свинцово-кислотные, никель-кадмиевые (Ni Cad) и никель-металлогидридные (NiMH). Типы, размеры и конфигурации аккумуляторов охватывают широкий спектр вариантов.Когда производитель электромобилей находится в процессе проектирования, перед выбором батареи необходимо ответить на несколько вопросов. Это может включать такие вопросы, как, сколько места доступно для аккумуляторов, сколько они могут весить, каков желаемый диапазон, каков вес транспортного средства, какова целевая стоимость транспортного средства, как будут заряжаться аккумуляторы и что Требуются требования к системе привода. Это необходимые вопросы из-за разнообразия доступных типов батарей и различий между ними.В таблице ниже перечислены характеристики наиболее распространенных типов батарей.

К началу

Производительность аккумуляторных систем автомобиля

Каждый конкретный тип аккумулятора имеет характеристики, которые делают его более или менее желательным для использования в конкретном приложении. Стоимость всегда является основным фактором, и никель-металлгидридные батареи возглавляют список по цене, а свинцово-кислотные батареи с заливной жидкостью являются самыми недорогими. Что теряется при переводе стоимости, так это тот факт, что NiMH батареи дают почти вдвое большую производительность (плотность энергии на вес батареи), чем обычные свинцово-кислотные батареи.Еще один фактор, который необходимо учитывать при сравнении батарей, — это время зарядки. Свинцово-кислотные батареи требуют очень длительного периода перезарядки, от 6 до 8 часов. Свинцово-кислотные батареи из-за своего химического состава не могут постоянно выдерживать высокий ток или напряжение во время зарядки. Свинцовые пластины внутри батарей быстро нагреваются и очень медленно охлаждаются. Слишком много тепла приводит к состоянию, известному как «выделение газа», когда водород выделяется из вентиляционной крышки батареи. Со временем выделение газов снижает эффективность батареи, а также увеличивает потребность в обслуживании батареи.Батареи, такие как NiCad и NiMH, не так чувствительны к нагреву и могут быть перезаряжены очень быстро, что позволяет производить заряды высоким током или высоким напряжением, которые могут вывести аккумулятор из состояния заряда 20% до состояния заряда 80% всего за несколько секунд. 20 минут.

Тип батареи	Плотность энергии Вт · ч / кг	Плотность мощности Вт / кг	Срок службы батареи	Стоимость по шкале от 1 до 10
Свинцово-кислотный	35	150	500	1
Свинцово-кислотный улучшенный	48	150	800	3
GM Ovonic NiMH	70	220	> 600	8
SAFT NiMH	70	150	1,500	8
SAFT литий-ионный	120	230	600	9
Литий-полимерный	150	350	<600	10
Зебра хлорид натрия-никеля	86	150	<1000	4
Влияние на характеристики автомобиля	Диапазон	Разгон	Стоимость жизненного цикла, стоимость замены	Первоначальная стоимость, стоимость замещения

Общее напряжение аккумуляторной батареи варьируется от автомобиля к автомобилю.В настоящее время ведутся обсуждения с производителями электромобилей в попытке стандартизировать номинальное напряжение аккумуляторной батареи автомобиля. Провидцы электромобилей надеются, что станции подзарядки автомобилей будут доступны на стоянках по всему городу. Если электромобили имеют заданный диапазон напряжения аккумуляторной батареи, все автомобили смогут использовать одни и те же зарядные устройства. Производители зарядных устройств в настоящее время разрабатывают «умные» зарядные устройства на базе микропроцессоров. «Умное» зарядное устройство получит доступ к базе данных конкретного автомобиля и сможет соответствующим образом регулировать заряд.

Новые аккумуляторные системы также управляются микропроцессором. Микропроцессор получает данные от датчиков в аккумуляторной батарее. Температура, выходной ток, напряжение батареи и обнаружение неисправностей передаются обратно в микропроцессор, который затем может вычислить, сколько энергии осталось в батарее, а также сколько было потреблено. Контроль температуры и сопротивления земли автомобиля защищает аккумулятор и пассажиров от опасности.

Конфигурации батарей

также сильно различаются в зависимости от автомобиля и желаемого резервирования системы.Батарейные блоки могут быть соединены вместе в одну длинную последовательную цепь, так что общее напряжение блока является суммой всех ячеек в серии. В других системах используются несколько блоков с одинаковым напряжением, параллельных нескольким блокам. Это обеспечивает избыточность системы. Если элемент в одном блоке выходит из строя, система управления батареями может отключить вывод этого блока, и автомобиль может продолжать движение с оставшимися блоками батарей. Автомобиль потеряет энергию из-за неисправного блока, и это повлияет на дальность действия.

Слева показан аккумуляторный блок, состоящий из 27 отдельных 2-вольтовых ячеек, в конфигурации последовательной цепи для формирования блока с напряжением 54 вольт.

Факторы, влияющие на выбор батареи для конкретных приложений:

Для чисто электромобилей выбор аккумулятора в первую очередь зависит от плотности энергии. Плотность энергии определяется как количество энергии, хранящейся в элементе или батарее, в зависимости от веса или объема.Поэтому идеальной батареей была бы батарея, которая дает больше всего энергии, занимает наименьшее пространство и наименьший вес (без учета стоимости). Наиболее перспективными технологиями аккумуляторов, доступных сегодня, являются свинцово-кислотные (Pb-acid), никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы. Сравнение плотностей энергии показано на диаграмме выше. Помимо плотности энергии, существует множество факторов, которые влияют на тип батареи, выбранной для использования в электромобиле.К ним относятся стоимость, срок службы (количество циклов зарядки-разрядки до того, как емкость уменьшится с исходных 100% до 80%), быстрое или быстрое время зарядки и удельную мощность (максимальный ток нагрузки, который аккумулятор может обеспечить в течение очень короткого промежутка времени. ). Еще одним критерием выбора типа батареи, который тесно связан с плотностью энергии, является удельная энергия батареи.

Удельная энергия — это плотность энергии как функция времени, измеряемая в ватт-часах на единицу массы. Удельная энергия важна, потому что она влияет на количество аккумуляторов, необходимых для конкретного применения, и, в свою очередь, на массу или вес аккумуляторов, которые транспортному средству необходимо нести на борту, чтобы в конечном итоге обеспечить определенный запас хода только для электричества.Это наиболее важный фактор для электромобилей, поскольку он определяет их общий диапазон, но не столь критичный для электромобилей, которые переносят большую часть своей энергии в виде газообразного или жидкого топлива. Вместо этого для HEV критическим параметром при выборе батареи становится удельная мощность батареи.

Поскольку HEV используют два разных источника энергии, потребности в энергии от батарей намного меньше, чем у электромобилей. Поскольку гибриды обычно зависят только от электрической энергии, накопленной на борту, для обеспечения мощности для ускорения и подъема на холм, требуются батареи с высокой удельной мощностью и меньшей массой.Удельная мощность — это мощность на единицу массы, поэтому способность батареи обеспечивать высокое потребление тока в течение коротких периодов времени с меньшим весом является желаемой целью для HEV. Справа показана диаграмма, в которой сравнивается удельная мощность батарей разных типов. В настоящее время информация о литиевых батареях отсутствует.

Зарядные устройства для аккумуляторов восполняют энергию, потребляемую электромобилем, так же, как бензонасос заправляет бензобак. Одно существенное отличие состоит в том, что оператор электромобиля может полностью зарядить автомобиль за ночь дома, а не заправляться на заправочной станции.Зарядное устройство для аккумуляторов — это устройство, которое преобразует переменный ток, распределяемый электрическими предприятиями, в постоянный ток, необходимый для подзарядки аккумулятора.

К началу

Батарейная память

Часто можно услышать, что у батарейки есть память. Когда о «памяти» говорят в одном предложении с батареями, это означает, что батарея не достигла заявленной емкости. Если заявленная емкость аккумулятора составляет 100 ампер-часов, а напряжение отсечки постоянно достигается, когда после зарядки было израсходовано только 80% или 80 ампер-часов, это часто называют эффектом памяти.Есть много мнений по поводу того, есть ли у батареек память. Использование термина «память» для описания потери емкости, вероятно, является источником путаницы. Батарея может работать постоянно плохо, ее разрядная емкость находится в пределах от 2% до 3% во время каждого цикла разрядки. А вот батарейки из «памяти» так не достают. Это несколько разных причин плохой работы, и, как правило, ответственность за этот эффект лежит на смотрителе аккумулятора.

Некоторые из наиболее распространенных причин проблем с производительностью, которые приписываются эффекту «памяти»:

1.Неправильная зарядка, то есть постоянная перезарядка или недозаряд
2. Превышение пороговых значений температуры аккумулятора во время зарядки или разрядки

Так что же случилось с аккумулятором, который испытывает эффект «памяти»? Из-за различных типов батарей и используемых химикатов не существует единого общего термина, который можно было бы использовать для описания причин плохой работы всех батарей. Однако известно, что высокие температуры изменяют молекулярные структуры задействованных химикатов, что может привести к более высокому внутреннему сопротивлению внутри батареи, что приводит к снижению напряжения.Недозаряд может привести к накоплению сульфата свинца на пластинах свинцово-кислотных аккумуляторов, что также увеличивает внутреннее сопротивление аккумулятора, поскольку токи сужаются и не могут проходить через всю поверхность пластин. Перезарядка может иметь тот же эффект, что и высокая температура, изменяя кристаллическую структуру химических веществ внутри батареи.

Можно ли стереть «память» батареи? В большинстве случаев ответ — «да». При правильном выполнении нескольких циклов зарядки / разрядки эффект памяти может быть разрушен, и емкость аккумулятора вернется к исходному значению.Однако в некоторых случаях, если батарея плохо обслуживалась в течение длительного периода времени (месяцев), возможно, что произошло необратимое повреждение, а срок службы и емкость батареи определены и не могут быть исправлены.

Типы зарядки

Существует несколько различных типов зарядных устройств в зависимости от способа управления скоростью зарядки.

Постоянное напряжение

Приложено постоянное напряжение, и ток течет в батарею (максимальный ток возникает, когда батарея полностью разряжена, и снижается до низкого, когда батарея почти заряжена.) Электроника на зарядках постоянного напряжения относительно проста, поэтому эти типы зарядных устройств, как правило, дешевле.

К началу

Комбинация постоянного тока / постоянного напряжения

Цикл заряда начинается с высокого постоянного тока до тех пор, пока напряжение не достигнет установленного значения, затем переходит в режим управления постоянным напряжением. Это наиболее совершенный из основных типов зарядных устройств для аккумуляторов, который обычно увеличивает срок службы аккумулятора за счет уменьшения нагрева во время процесса зарядки.Эти зарядные устройства также имеют тенденцию повышать производительность аккумулятора.

Импульсная зарядка

Один из передовых методов зарядки, оцениваемых в настоящее время, исключает необходимость постоянного тока и / или постоянного напряжения с помощью «пульсирующего» напряжения. Применяется серия очень сильных импульсов тока и напряжения до тех пор, пока напряжение аккумулятора не достигнет установленного значения. Основным преимуществом импульсного зарядного устройства является значительное снижение тепловыделения, что позволяет зарядному устройству работать при высоком уровне напряжения, даже когда аккумулятор почти полностью заряжен.Кроме того, уменьшение тепла приводит к уменьшению «потерянной» энергии. Таким образом, импульсная зарядка может значительно сократить время зарядки и более энергоэффективна.

Несмотря на то, что существует множество типов зарядных устройств для аккумуляторов, производитель транспортного средства предоставит или порекомендует подходящее зарядное устройство для аккумуляторов в электромобиле.

К началу

Расположение зарядного устройства / варианты соединения

Зарядные устройства для аккумуляторов электромобилей

могут быть бортовыми (в электромобиле) или за бортовыми (в фиксированном месте).Как и у многих других вариантов, у обоих типов есть свои преимущества и недостатки. Если зарядное устройство установлено на борту, аккумуляторы можно заряжать в любом месте, где есть электрическая розетка. Недостатком бортовых зарядных устройств является ограничение их выходной мощности из-за ограничений по размеру и весу, продиктованных конструкцией автомобиля. Выходная мощность внешних зарядов ограничена только способностью аккумуляторов принимать заряд. Владелец электромобиля может сократить время, необходимое для зарядки аккумуляторов с помощью мощного внешнего зарядного устройства, однако возможность зарядки в разных местах ограничена.

К началу

Способы зарядки

Существует два основных метода соединения, используемых для завершения соединения между электросетью, зарядным устройством и автомобильным разъемом. Первый — это традиционная вилка (называемая токопроводящей муфтой). При таком подключении оператор электромобиля подключает свой автомобиль к соответствующей розетке (например, на 110 или 220 вольт), чтобы начать зарядку. Этот тип муфты может использоваться с зарядным устройством в автомобиле (на борту) или вне автомобиля (за бортом).

Второй тип связи называется индуктивной связью. В этом типе сцепления используется лопасть, которая вставляется в розетку на автомобиле. Вместо того, чтобы передавать мощность по прямому проводному соединению, мощность передается за счет индукции, которая представляет собой магнитную связь между обмотками двух отдельных катушек, одна в лопасти, а другая установлена ​​в транспортном средстве.

Индуктивная зарядка

Индуктивное зарядное устройство не имеет прямого электрического соединения с автомобилем.Атмосферостойкая лопасть передает энергию на порт зарядки автомобиля через магнитное поле. Зарядные устройства для внедорожников Delco представляют собой безопасную и простую в использовании систему зарядки электромобилей. Вставка зарядного устройства — это все, что требуется для начала зарядки. Зарядку можно прекратить в любой момент, сняв переходник. Двунаправленная связь и встроенная диагностика обеспечивают безопасное соединение и предотвращают движение автомобиля при подключении.

Проводящая зарядка

В проводящем зарядном устройстве энергия передается транспортному средству через контакт металл-металл.Разъем, например AVCON (слева), надежно соединяет источник питания и порт зарядки автомобиля.

К началу

Уровни заряда

Зарядные устройства

также классифицируются по уровню мощности, которую они могут обеспечить для аккумуляторной батареи:

Уровень 1 — Обычный бытовой тип цепи, рассчитанный на 120 вольт / переменного тока и на 15 ампер.

Зарядные устройства

уровня 1 используют стандартное бытовое трехконтактное соединение и обычно считаются портативным оборудованием.

Уровень 2 — Оборудование для электропитания с постоянной проводкой, используемое специально для зарядки электромобилей, рассчитанное на напряжение до 240 вольт / переменного тока, до 60 ампер и до 14,4 киловатт.

Уровень 3 — Постоянно подключенное оборудование для электропитания электромобилей, используемое специально для зарядки электромобилей и имеющее номинальную мощность более 14,4 киловатт. Зарядные устройства для быстрой зарядки относятся к уровням 3. Однако не все зарядные устройства уровня 3 считаются устройствами быстрой зарядки. Это зависит от размера аккумуляторной батареи, которую необходимо зарядить, и от того, сколько времени требуется для зарядки аккумуляторной батареи.Зарядное устройство можно считать быстрым зарядным устройством, если оно способно заряжать аккумуляторную батарею среднего электромобиля за 30 минут или меньше.

К началу

Управление батареями

Из-за стольких различий в зарядных устройствах и методах зарядки существовала необходимость контролировать состояние заряжаемых и разряжаемых аккумуляторов. Были разработаны системы управления батареями (BMS), которые управляются микропроцессором, что позволяет программировать алгоритмы заряда в системе практически для всех различных типов батарей.Эти системы контролируют энергию, потребляемую транспортным средством во время движения, а также температуру, напряжение отдельных ячеек и общее напряжение блока. Этот же процесс контролируется в обратном порядке во время зарядки, создавая страховочную сетку на случай проблем с одной ячейкой в ​​аккумуляторной батарее.

При существующих электромобилях и зарядных устройствах для зарядки аккумуляторной батареи электромобиля обычно требуется от нескольких часов до ночи. Время, необходимое для перезарядки аккумуляторов электромобилей, зависит от общего количества энергии, которое может храниться в аккумуляторной батарее, а также от напряжения и тока (т.е., мощность) от зарядного устройства.

Новые разработки в области подзарядки аккумуляторов сокращают время, необходимое для зарядки аккумуляторов электромобилей, до 10-15 минут. Например, импульсные зарядные устройства для аккумуляторов продемонстрировали, что аккумуляторный блок электромобиля можно зарядить менее чем за 20 минут, не повредив его. Когда эта технология будет полностью развернута, электрические зарядные станции, аналогичные заправочным станциям, позволят оператору электромобиля быстро перезарядить аккумуляторную батарею.

Эта новая технология зарядного устройства в сочетании с усовершенствованными аккумуляторами с запасом хода до 200 миль между подзарядками предоставит водителю электромобиля такую ​​же свободу передвижения по дороге, которой в настоящее время пользуются современные водители автомобилей с бензиновым двигателем.

К началу

Аксессуары (электрические стеклоподъемники, обогреватель, воздушный, гидроусилитель руля и т. Д.)

Электромобиль поддерживает те же дополнительные функции, что и транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания. Эти аксессуары включают радио, освещение, отопление и кондиционер, гидроусилитель руля, а для более крупных транспортных средств, таких как грузовики и автобусы, — воздушную систему.Однако способ, которым эти устройства получают питание, очень отличается. Двигатель внутреннего сгорания оборудован генератором на 12 вольт. Источником тепла для автомобиля является система охлаждения двигателя. Кондиционер и гидроусилитель руля выполняются с помощью системы ремня и шкивов, которая взаимодействует с насосом для гидроусилителя руля и компрессором для кондиционирования воздуха. Поскольку в электромобилях не используется двигатель, были разработаны альтернативные методы работы с электромобилями.

Вспомогательная система на 12 В, которая подает питание на такие устройства, как фонари, радио, стеклоочистители и системы омывателей, электрические стеклоподъемники и дверные замки или любое другое электрическое устройство на транспортном средстве, потребляет энергию от основной тяговой батареи.Вспомогательная система не работает на том же уровне напряжения, что и тяговая система (система, которая обеспечивает питание колес), а вместо этого понижается с диапазона напряжения 324-216 В постоянного тока до 12 В постоянного тока с помощью устройства, называемого Преобразователь постоянного тока в постоянный.

Существует несколько различных методов обогрева электромобиля. Один из первых применявшихся методов был известен как нагрев «сопротивлением». Сопротивление нагрева осуществляется с помощью нагревательного элемента, подобного нагревательным элементам на плите или в духовке.Нагревательный элемент нагревается, когда подается электричество, и вентилятор обдувает элемент, чтобы рассеять тепло. К недостаткам этого метода можно отнести безопасность и эффективность. Тепловые элементы потребляют большое количество энергии. Другие альтернативные методы нагрева включали использование нагревателей, которые сжигали чистое топливо, такое как жидкий пропан или сжатый природный газ. В прошлом для охлаждения электромобилей использовалась стандартная технология кондиционирования воздуха, аналогичная домашним кондиционерам, устанавливаемым на окна.Эти кондиционеры были эффективны, хотя и неэффективны. Последние разработки в области силовой электроники позволили производителям автомобилей установить в электромобили эффективный реверсивный тепловой насос, который может охлаждать или нагревать.

Усилитель рулевого управления на электромобиле достигается путем добавления односкоростного двигателя постоянного тока и контроллера двигателя. Двигатель соединен с насосом гидроусилителя рулевого управления через шестерни или систему ремня и шкива. Задача контроллера мотора — поддерживать постоянную скорость вращения мотора при различных нагрузках.В воздушной системе на больших грузовиках и автобусах используется та же самая методология с двигателем постоянного тока, вращающим вал воздушного компрессора. Здесь важно понимать, что двигатели постоянного тока будут включаться и оставаться включенными только в том случае, если транспортному средству требуется пневматический или усилитель рулевого управления. Если автомобиль остановлен, усилитель рулевого управления не нужен, и двигатель рулевого управления с усилителем отключится. Когда воздушные баки заполнены, этот двигатель также отключается.

8 Аккумуляторная технология для средних и тяжелых гибридных автомобилей и электромобилей | Снижение расхода топлива и выбросов парниковых газов средними и большегрузными автомобилями, второй этап: окончательный отчет

Таблица 8-1 воспроизведена из отчета Национального исследовательского совета 2015 года (NRC, 2015a), чтобы дать читателю лучшее представление о широте предлагаемых транспортных средств, что требует столь же широкого развития аккумуляторных элементов и блоков с различным химическим составом, различным тепловым подходы к управлению и электронному контролю, уникальная оптимизация рабочего цикла и множество различных конфигураций блоков, требований к мощности и потребляемой мощности.

8.1.3 Основные принципы работы литий-ионных и других химических батарей

Батареи

предназначены для хранения энергии и ее доставки с необходимой скоростью, вырабатывая энергию, необходимую для перемещения транспортного средства или силовых аксессуаров. При выборе химического состава батареи и конструкции ее компонентов приходится идти на компромисс, чтобы максимизировать энерго- или энергетические характеристики аккумуляторных систем. Например, батареи, которые предназначены для максимально возможного заряда, используемые в BEV, предназначены для более высокой емкости хранения энергии.Напротив, аккумуляторы, которые должны выдержать большое количество циклов зарядки и разрядки аккумуляторов, например, те, которые используются в HEV, спроектированы с возможностью передачи электрической энергии с более высокими показателями мощности. Чтобы лучше понять проблемы, связанные с использованием литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии в автомобилях, особенно в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности, приводится сокращенное объяснение принципов работы, компромиссов и факторов влияния. по коммерциализации представлена ​​ниже.

Проще говоря, батарея содержит по крайней мере два электрохимических элемента, которые преобразуют химическую энергию в электрическую в форме тока, напряжения и мощности (на основе передачи энергии с течением времени). На рис. 8-2 показано очень простое изображение электрохимической батареи.

Во время электрического разряда ток течет от катода (положительный вывод) к аноду (отрицательный вывод), оба из которых изолированы разделителем. Это происходит потому, что катод заряженной батареи по определению имеет более высокий электрический потенциал, чем анод.Важно отметить, что направление тока противоположно направлению потока электронов. Следовательно, ток по определению течет по цепи от катода к аноду, а электроны текут от анода к катоду. Когда батарея подключена к внешней цепи, электролит внутри батареи поддерживает поток ионов, создаваемый химическими реакциями, когда они передаются между катодом и анодом. При разряде катионы (положительные ионы) мигрируют к катоду, где они могут объединяться с электронами, которые текут от анода к катоду.Если анионы (отрицательные ионы) существуют, как в свинцово-кислотной батарее, они мигрируют к аноду. Следовательно, относительное движение ионов поддерживает соответствующий поток электронов и связанный с ним ток, так что батарея со временем вырабатывает электрическую энергию для выполнения работы.

Как обсуждалось ранее, химический состав литий-ионных аккумуляторов обеспечивает более высокий уровень удельной энергии, чем свинцово-кислотные, никель-металлгидридные и никель-кадмиевые аккумуляторы. На рис. 8-3 представлены дополнительные сведения об электрохимической функции литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные батареи накапливают энергии за счет внедрения заряженных ионов лития в анод, который может быть углеродом / графитом, титанатом, кремнием или другим оксидом металла. Зарядное устройство перемещает электроны от катодной стороны батареи к аноду, что, в свою очередь, заставляет положительно заряженный Li + мигрировать через сепаратор к аноду. Химические реакции в случае графитового анода и фосфата лития-железа следующие:

Литий-ионный аккумулятор Механизм зарядки

Реакция на катоде:

LiFePO ₄ → FePO ₄ + Li ⁺ + e ^—

Электронный поток запускается зарядным устройством и образует Li ⁺ .

Реакция на аноде:

Li ⁺ + e ^— + C ₆ → LiC ₆

Ионы

Li ⁺ проходят через сепаратор и соединяются с электронами.

Как показано на рисунке, по мере удаления и переноса электронов создается равное количество ионов Li ⁺ , чтобы процесс оставался сбалансированным. Во время зарядки эти ионы Li ⁺ переносятся в электролите через

Аккумуляторы для электромобилей: требования и проблемы

Цзе Дэн (Jie Deng) — инженер-исследователь в отделе электрификации подсистем и электроснабжения Ford Motor Company.Он имеет обширный опыт компьютерного инженерного анализа (структурного, жидкостного и теплового), моделирования аккумуляторов и определения характеристик материалов. Он получил докторскую степень в области машиностроения в Университете штата Флорида и опубликовал более 30 статей. Его текущее исследование в основном сосредоточено на проектировании батарейных массивов и мультифизическом моделировании и тестировании поведения батарей в различных условиях злоупотребления.

Чулхын Бэ (Chulheung Bae) — руководитель группы систем высоковольтных аккумуляторных батарей в Ford Motor Company, где его исследовательская деятельность сосредоточена на разработке и проверке систем литий-ионных аккумуляторов для автомобильных приложений.Доктор Бэ имеет более чем 22-летний опыт работы в области передовых материалов для аккумуляторов и различных устройств хранения энергии, включая литий-ионные, NiZn, свинцово-кислотные и проточные окислительно-восстановительные батареи, а также ультраконденсаторы. Доктор Бэ имеет докторскую степень в области химического машиностроения Манчестерского университета в Великобритании.

Адам Денлингер — руководитель отдела исследований и разработок высоковольтных систем в Ford Motor Company. Команда Адама отвечает за разработку инновационных систем высоковольтных аккумуляторных батарей, включая упаковку, надежность, температуру, управление и контроль, а также электромагнитную совместимость, а также за разработку технологий, ориентированных на человека, направленных на улучшение условий владения электрифицированными транспортными средствами.Команда также ведет многочисленные совместные работы в этой области с отраслевыми, университетскими и национальными лабораториями-партнерами. Адам работал с Ford в течение 22 лет, имея опыт разработки технологий трансмиссии, включая первый двигатель Ford Ecoboost, первый в отрасли парк автомобилей с водородными двигателями внутреннего сгорания и несколько систем высоковольтных аккумуляторных батарей для аккумуляторных электрических (BEV) и подключаемых электрических. (PHEV) автомобили.

Тед Миллер — менеджер по подсистемам электрификации и исследованиям в области электроснабжения.Его команда отвечает за исследования глобальной подсистемы электрификации и источников питания Ford, предлагая инновации в конструкции аккумуляторных систем в области передовых технологий ячеек, упаковки, теплового излучения, EDS, EMC, зарядки, преобразования энергии, а также управления и моделирования энергопотребления. Они предоставляют экспертные знания в различных областях, от сырья до утилизации отработанных материалов. Команда также ведет сотрудничество с партнерами из университетов, промышленных предприятий и национальных лабораторий. Г-н Миллер является председателем Консорциума передовых аккумуляторов США, членом стратегического консультативного комитета национальной лаборатории штата Айдахо и внешнего консультативного совета Энергетического института Мичиганского университета.

Nikola Corporation представит революционную технологию аккумуляторных элементов на выставке Nikola World 2020

• Технология включает в себя первый в мире отдельно стоящий / самонесущий электрод с катодом, который имеет в 4 раза большую плотность энергии, чем литий-ионный
• Достигает 2000 циклов
• Производство ячеек, как ожидается, будет стоить на 50% меньше, чем производство литий-ионных
• Может снизить стоимость водорода и удвоить диапазон электромобилей с аккумуляторной батареей по всему миру
• Nikola будет делиться IP со всеми другими OEM-производителями по всему миру, которые вносят свой вклад.

ФЕНИКС, Аризона, 19 ноября 2019 г. — Nikola Corporation рада сообщить подробности о своей новой батарее с рекордной плотностью энергии 1100 ватт-часов на кг на материальном уровне и 500 ватт-часов на кг на производственной ячейке. уровень. Ячейка-прототип Nikola — это первая батарея, в которой удаляются связующий материал и токоприемники, что позволяет аккумулировать больше энергии внутри элемента. Также ожидается, что он будет соответствовать стандартам забивания гвоздей, что снизит вероятность возгорания транспортных средств.

Эта технология аккумуляторов может увеличить дальность действия существующих легковых электромобилей с 300 миль до 600 миль с небольшим увеличением размера и веса аккумулятора или без него. Технология также предназначена для работы в существующих транспортных условиях. Более того, циклирование ячеек более 2000 раз показало приемлемые характеристики в конце срока службы.

Новая клеточная технология Nikola экологически безопасна и легко утилизируется. В то время как обычные литий-ионные элементы содержат токсичные и дорогие элементы, новая технология окажет положительное влияние на ресурсы Земли, свалки и заводы по переработке.

В этом месяце Никола подписал письмо о намерениях приобрести группу инженеров мирового класса, которая поможет довести новую батарею до предсерийного производства. Благодаря этому приобретению Никола добавит 15 докторов наук и пять членов команды магистров. По соображениям конфиденциальности и безопасности дополнительные детали приобретения не будут разглашаться до Nikola World 2020.

«Это самое большое достижение, которое мы видели в мире аккумуляторных батарей», — сказал Тревор Милтон, генеральный директор Nikola Motor Company. «Мы не говорим о мелких улучшениях; мы говорим об удвоении емкости аккумулятора вашего мобильного телефона. Мы говорим об удвоении ассортимента электромобилей и водородно-электрических транспортных средств по всему миру ».

«Никола обсуждает с клиентами заказы на грузовые автомобили, которые могли бы заполнить производственные промежутки на более чем десять лет и продвинуть Никола, чтобы стать ведущим производителем грузовиков в мире с точки зрения доходов. Теперь вопрос в том, почему бы не поделиться этим с миром? » сказал Милтон.

Никола покажет зарядку и разрядку аккумуляторов на глазах у толпы в Nikola World. Дата проведения Nikola World будет объявлена ​​в ближайшее время, но ожидается, что это произойдет осенью 2020 года.

Очки включают:

• Аккумуляторные грузовики Никола теперь могут проехать 800 миль с полной загрузкой без подзарядки
• грузовиков Nikola могут весить 5000 фунтов. меньше, чем у конкурентов, если сохранить тот же размер батареи
• Грузовики Николы, работающие на водородно-электрических топливных элементах, могут преодолевать расстояние в 1000 миль между остановками и выходить из него за 15 минут
• Первый в мире автономный электродный автомобильный аккумулятор
• Плотность энергии до 1100 ватт-часов на кг на уровне материала и 500 ватт-часов на кг на уровне производственной ячейки, включая; корпус, клеммы и разделитель — литий-ионные батареи более чем удвоенного тока
• Выполнено более 2000 циклов с приемлемым сроком службы
• Снижение веса на 40% по сравнению с литий-ионными элементами
• Снижение затрат на материалы на 1 кВтч на 50% по сравнению с литий-ионными батареями
  

В связи с влиянием, которое эта технология окажет на общество и выбросы, Nikola заняла беспрецедентную позицию по разделению IP со всеми другими OEM-производителями, даже с конкурентами, которые вносят свой вклад в лицензию Nikola IP и новый консорциум.

Производители оригинального оборудования

или другие партнеры могут отправить электронное письмо по адресу [email protected] для получения дополнительной информации.

О КОМПАНИИ NIKOLA CORPORATION
Nikola Corporation разрабатывает и производит водородно-электрические транспортные средства, трансмиссии электромобилей, компоненты транспортных средств, системы хранения энергии и водородные станции. Нику возглавляет дальновидный генеральный директор Тревор Милтон. Компания является частной, ее штаб-квартира находится в Аризоне. Для получения дополнительной информации посетите www.nikolamotor.com.

КОНТАКТЫ ДЛЯ СМИ: Коллин Робар, 313-207-5960, crobar @ robarpr.ком

Эксплуатационные характеристики литий-ионных аккумуляторов различного химического состава для подзарядных гибридных автомобилей

Аннотация

Эта статья посвящена тестированию и оценке различных химических составов аккумуляторов для использования в PHEV. Представлены данные испытаний для литий-ионных элементов и модулей, в электродах которых используются никель-кобальт, фосфат железа и оксид титаната лития. Плотность энергии элементов, использующих NiCo (никелат) в положительном электроде, имеет самую высокую плотность энергии, находящуюся в диапазоне 100-170 Втч / кг.Элементы, использующие фосфат железа в положительном электроде, имеют плотность энергии между 80-110 Втч / кг, а элементы, использующие оксид титаната лития в отрицательном электроде, могут иметь плотность энергии между 60-70 Втч / кг. Ситуация, касающаяся мощности (Вт / кг) различных химических компонентов, не так ясна из-за компромисса между плотностью энергии и мощностью, присущим конструкции батареи.

Моделирование подключаемых гибридов Prius проводилось с помощью Advisor с использованием литий-ионных батарей различного химического состава.Данные испытаний UC Davis были использованы для подготовки файлов ввода батареи, необходимых в Advisor. Моделирование проводилось для аккумуляторных блоков массой 60 кг и 120 кг. Результаты моделирования показывают, что выбор химического состава аккумуляторной батареи для подключаемых гибридов тесно связан с деталями конструкции транспортного средства, техническими характеристиками и ожидаемым ездовым циклом. При выборе наиболее подходящего химического состава подключаемых гибридов необходимо учитывать такие экономические факторы, как срок службы батареи и стоимость батареи, а также вопросы управления батареями и безопасности.

Основное содержание

Загрузить PDF для просмотраПросмотреть больше

Больше информации Меньше информации

Закрывать

Введите пароль, чтобы открыть этот PDF-файл:

Отмена Ok

Подготовка документа к печати…

Отмена

Конструкция соляной батареи преодолевает неровности дороги, помогая электромобилям пройти лишнюю милю — ScienceDaily

Используя соль в качестве ключевого ингредиента, китайские и британские исследователи разработали новый тип перезаряжаемой батареи, который может ускорить переход к более экологичным, электрическим транспорт по нашим дорогам.

Многие электромобили (EV) питаются от перезаряжаемых литий-ионных батарей, но со временем они могут терять энергию и мощность. При определенных условиях такие аккумуляторы также могут перегреваться во время работы или зарядки, что также может снизить срок службы аккумулятора и уменьшить количество миль на зарядку.

Для решения этих проблем Ноттингемский университет сотрудничает с шестью научно-исследовательскими институтами по всему Китаю с целью разработки инновационного и доступного накопителя энергии с комбинированными характеристиками твердооксидного топливного элемента и металл-воздушной батареи.Новый аккумулятор может значительно расширить ассортимент электромобилей, будучи полностью перерабатываемым, экологически чистым, недорогим и безопасным.

Твердооксидный топливный элемент преобразует водород и кислород в электричество в результате химической реакции. Хотя они очень эффективны при извлечении энергии из топлива, долговечны, дешевы и экологически безопасны в производстве, они не подзаряжаются. Между тем, металл-воздушные батареи представляют собой электрохимические элементы, в которых для выработки электроэнергии используется дешевый металл, такой как железо, и кислород, присутствующий в воздухе.Во время зарядки они выделяют в атмосферу только кислород. Хотя эти высокоэнергетические и плотные батареи не очень прочные, они являются перезаряжаемыми и могут хранить и разряжать столько же электричества, сколько литий-ионные батареи, но намного безопаснее и дешевле.

На ранних этапах исследований группа исследователей изучала высокотемпературную железо-воздушную батарею, в которой использовалась расплавленная соль в качестве электролита, активируемого теплом, для обеспечения электропроводности. Дешевые и легковоспламеняющиеся расплавленные соли обеспечивают аккумулятору впечатляющие запасы энергии и мощность, а также длительный жизненный цикл.

Однако расплавленные соли также обладают неблагоприятными характеристиками. Руководитель исследования Ноттингемского университета профессор Джордж Чен сказал: «В условиях сильной жары расплавленная соль может быть агрессивно коррозионной, летучей, испаряться или протекать, что ставит под угрозу безопасность и стабильность конструкции батареи. Возникла острая необходимость в точной настройке. эти характеристики электролита для повышения производительности аккумулятора и обеспечения возможности его использования в будущем в электротранспорте ».

Исследователи успешно усовершенствовали технологию, превратив расплавленную соль в мягкую твердую соль, используя нанопорошки твердых оксидов.Профессор Цзяньцян Ван из Шанхайского института прикладной физики Китайской академии наук, который возглавляет этот совместный проект, предсказал, что этот квазитвердотельный (QSS) электролит подходит для металл-воздушных батарей, работающих при 800 ºC; поскольку он подавляет испарение и текучесть расплавленных солей, которые могут происходить при таких высоких рабочих температурах.

Сотрудник проекта

доктор Ченг Пэн, также из Шанхайского института прикладной физики Китайской академии наук, объясняет уникальный и полезный аспект дизайна этого экспериментального исследования.Квазизвердевание было достигнуто с помощью нанотехнологии для создания гибко связанной сети твердых оксидных частиц, которые действуют как структурный барьер, блокирующий расплавленные солевые электролиты, при этом позволяя им безопасно проводить электричество в условиях сильной жары.

Профессор Чен, возглавляющий лабораторию электролиза расплавленных солей в Ноттингеме, надеется, что «обнадеживающие результаты» команды помогут выработать более простой и эффективный подход к разработке недорогих и высокопроизводительных батарей на расплаве солей и воздуха с металлом с высокой стабильностью. и безопасность.

Он добавляет: «Модифицированная железо-кислородная батарея с расплавом солей имеет большой потенциал применения на новых рынках, включая электротранспорт и возобновляемые источники энергии, которые требуют инновационных решений для хранения в наших домах и на уровне энергосистемы. хранения солнечного тепла, а также электроэнергии, что крайне желательно как для бытовых, так и для промышленных нужд. Расплавленные соли в настоящее время широко используются в Испании и Китае для улавливания и хранения солнечного тепла, которое затем преобразуется в электричество — наш расплавленный Соляно-металлическая воздушная батарея выполняет две функции в одном устройстве.