Как выбрать аккумулятор на грузовик?
Главная страница→→
Аккумуляторы для грузовых автомобилей
Аккумуляторы для грузовиков должны иметь высокий показатель пускового тока, большую емкость, низкую склонность к вибрациям и соответствующие штатному месту габариты. Кроме того, выбирая аккумулятор, надо смотреть, какие у него клеммы АКБ, какой электролит, из чего выполнен корпус и многое другое.
Грузовой автомобиль должен работать во всех условиях, которыми может «баловать» наша страна. Конечно, не все системы автомобиля с наступлением холодного времени работают в усиленном режиме и требуют индивидуального ухода, однако аккумуляторная батарея – одна из них. Важность грузового АКБ нельзя переоценить – от него зависит эффективный пуск двигателя.
За более чем 150 лет с момента создания, аккумуляторные батареи не изменяли принцип работы. Но устройство АКБ изменилось кардинально. Не обязательно ходить далеко в прошлое – еще лет 30 назад водители грузовиков только и знали, что постоянно проверять количество жидкости и при необходимости доливать, иначе – служить ему недолго.
Аккумуляторы последних лет делают так, чтобы о них вспоминали как можно реже – это так называемые необслуживаемые аккумуляторы, о которых по замыслу производителя, автомобилист забывает после установки. Доказательство беззаботной жизни с этими АКБ — отсутствие отверстий для долива воды. Еще одна тенденция последних лет – гелеобразный электролит, а пластины полностью кальциевые, что позволяет побороть сульфатацию пластин аккумулятора.
Устройство аккумулятора
Освежим в памяти устройство автомобильного аккумулятора, чтобы знать, каких от него ждать подвохов, как правильно обслуживать и, конечно, как выбрать АКБ. Устройство аккумулятора легко представить, вспомнив школьный курс химии. Важнейший элемент здесь электроды – отрицательно и положительно заряженные. Если к ним приложить напряжение, намного превышающее разность потенциалов, то запустится ряд химических реакций, в результате которых и вырабатывается энергия.
Классическое устройство автомобильного аккумулятора подразумевает, что положительный электрод (катод) выполнен из двуокиси свинца, а отрицательный (анод) – из губчатого свинца.
Между пластинами сепаратор из пористого непроводящего материала, исключающего возникновение короткого замыкания. Все это помещено в электролит – водный раствор серной кислоты, который может быть в жидком или гелеобразным состоянии. Корпус батареи сделан либо по старинке – из эбонита (кстати, первые корпуса аккумуляторов были деревянными), либо – из пропилена, который не уступает в прочности, но при этом более легкий и термостойкий.
Во время разряда происходит восстановление двуокиси свинца на катоде и окисление на аноде, во время подзарядки — обратные процессы. Кроме того, окисление включает в себя электролиз, в ходе которого выделяется вода, потому плотность электролита падает, при зарядке же аккумулятора она увеличивается.
Сульфатация аккумулятора
В определенный момент аккумулятор на грузовик, выходит из строя, запускает этот процесс, как правило, сульфатация АКБ, при которой на пластинах образуется сернокислый свинец, видимый как белый налет. Стимулируют его появление несколько процессов: частый разряд ниже 10,2В, недостаточно плотный электролит, длительное хранение АКБ без работы, а также загрязнения.
Покрытые налетом электроды заряжаются быстро, но не до конца, в результате емкость аккумулятора падает. Самое опасное, что начавшаяся сульфатация пластин, растет как «снежный ком». Ускоренная зарядка длится после пуска двигателя всего несколько минут, скорость ее увеличивается, если началась сульфатация. Так с каждым циклом грузовой аккумулятор заряжается быстрее, но его емкость падает.
Теперь стоит рассказать, как борются с описанными недостатками. Для уменьшения сульфатации производители могут предложить так называемые гибридные аккумуляторы (они же гибридные батареи), отрицательные пластины которых сделаны из кальциевого сплава свинца, а положительные — из малосурьмянистого. На маркировке таких батарей обычно есть надпись Calcium+.
Более современный вариант аккумуляторов, в которых практически не происходит сульфатация пластин – это кальцийсодержащие аккумуляторы, Са/Са. Кроме того, в этих АКБ доведен до минимума саморазряд, за счет чего АКБ отлично переносит длительное хранение, это важно для тех, у кого транспорт часто простаивает.
Эксплуатация аккумулятора
Выбор аккумулятора на грузовик определяется не только техникой, но также местом и способом эксплуатации. Например, надо иметь в виду, что при температуре -18С эффективность АКБ падает на 40%.
Что касается эксплуатации, скажем пару слов, как понять, что батарея разряжена. Штатные системы диагностики – в виде лампочки – не точны. Лампочка меняет цвет, когда уровень заряда падает ниже 63%. Учитывая, что пусковые системы автомобилей рассчитаны на заряженность 75%, получается, заранее узнать о том, что аккумулятор грузовой разряжен таким способом не возможно. Поэтому пользоваться лучше вольтметром.
Если решили купить необслуживаемый грузовой аккумулятор, не стоит питать надежды, будто он никогда не закипит. Если, например, сломается реле-регулятор, электролит все равно закипит. Именно потому, что все системы взаимосвязаны между собой, автомобиль перед дальней поездкой должен проходить максимальную проверку.
Неприятности с аккумулятором встречаются и в городе, особенно, если «повезло» попасть в пробку.
Как выбрать аккумулятор для ИБП
Одним из основных элементов источника бесперебойного питания, от которого зависит эффективность и продолжительность работы, запас энергии является аккумуляторная батарея. Для ИБП инверторного типа, предназначенного для резервного энергоснабжения частного дома, коттеджа, дачного домика сезонного проживания, потребуется предварительный расчет аккумуляторов для того, чтобы обеспечить достаточный ток для питания всех потребителей, в том числе и с электродвигателями (пылесос, стиральная машина, водяной насос и пр.).
Основные положения
Аккумулятор подбирается исходя из особенностей самого инвертора и условий эксплуатации источника резервного (автономного) энергоснабжения.
Например, если в доме имеется много техники с электрическими двигателями, которая будет использоваться при питании от ИБП, то сам источник бесперебойного питания должен выдавать на выходе напряжение синусоидальной формы с входным напряжением 24 В для 1-3 кВт или 48 В для выше 3 кВт. ИБП на 12 В уместно устанавливать при потреблении до 1 кВт.
Также предварительно рассчитывается мощность (если инвертор и АКБ подбираются отдельно для новой системы, а не требуется подключение аккумуляторов к уже эксплуатируемому ИБП). Пиковая мощность – суммарная мощность всех электроприборов и оборудования, подключаемого одновременно. Исходя из мощности инвертора, выбирают подходящие батареи.
При покупке аккумуляторных батарей в первую очередь определяются с режимом работы системы резервирования. Если оборудование необходимо для дома постоянного проживания, то потребуется большая суммарная емкость батарей, чем для загородного коттеджа, где жильцам нужен накопленный запас энергии на 2 суток и больше.
В первом случае необходима установка большего количества АКБ высокой емкости.
Какие факторы учитывать при выборе аккумулятора для ИБП?
При подборе аккумуляторных батарей для источника бесперебойного питания (инвертора) учитывают следующие факторы:
- Тип АКБ. Для инверторов рекомендуется выбирать необслуживаемые батареи AGM или GEL (гелиевые аккумуляторы). Первые подходят для поддержки высокой нагрузки и выдерживают более высокие токи разряда по сравнению с АКБ типа GEL. Обеспечивается оптимальная работа ИБП с AGM батареями. Гелиевые изделия идеально работают с ветряными генераторами, солнечными батареями и прочими альтернативными источниками энергии в циклическом режиме. Некоторые наливные АКБ, хотя и можно применять в системе резервирования, но делать это не рекомендуется из-за взрывоопасности – в процессе работы выделяется водород. Автомобильные батареи рассчитаны на большие токи, выдаваемые на малое время, и при работе в системе резервного энергоснабжения после нескольких глубоких разрядов до 20% уже не могут использоваться в дальнейшем.
- Режим работы. Для полностью автономного энергоснабжения частного дома, коттеджа, офиса, промышленного объекта на солнечных панелях лучше выбирать всё же тяговые панцирные аккумуляторы, а для резервного режима работы – AGM или гелиевые.
- Емкость. При малом количестве мощных потребителей электроэнергии достаточно будет несколько АКБ емкостью 200 Ач – порядка 2-х штук для автономного отопления, 4-х штук – для коттеджа с автономным отоплением, водоснабжением, холодильником, телевизором и другой техникой, и до 8 штук для полного резервного электроснабжения коттеджа или дома, где пиковая мощность может достигать до 30000 ВА.
- Температурный режим. При низкой температуре окружающей среды заметно снижается энергоемкость батареи, возможно образование конденсата и последующего коррозийного разрушения. Поэтому независимо от указанного производителем температурного режима устанавливать аккумуляторы необходимо в отапливаемых помещениях.
Средний срок службы AGM аккумуляторов в режиме автономного энергоснабжения с применением автономной энергетики на основе солнечных панелей – до 3-х лет, поскольку цикл заряд-разряд осуществляется ежедневно.
При резервном – порядка 10 лет, поскольку работают в буферном режиме с 3-стадийным зарядом. Не стоит забывать, что значительному снижению срока эксплуатации герметизированных необслуживаемых АКБ способствует глубокий разряд до 20%. Оптимальным является цикл разряда до 30-50% и заряда до 80% в резервном режиме работы источника бесперебойного питания.
Подводя итог, можно отметить, что для коттеджа при нормальных условиях для обеспечения резервного энергоснабжения подойдет от 2 до 8 необслуживаемых АКБ типа AGM или GEL (если выбран этот вариант) емкостью 200 А*ч. Установка возможна в любом месте частного дома, офиса – в котельной, под пролетом межэтажной лестницы, в бытовом помещении и т.д.
Главное при использовании резервного энергоснабжения на инверторе – правильно рассчитать, подобрать и подключить аккумуляторы в систему, и соблюдать правила эксплуатации аккумуляторов для ИБП.
Есть вопрос по ИБП? Свяжитесь с нами
Как правильно выбрать аккумулятор
Как изготавливается литий-ионный аккумулятор и что означают все эти характеристики?
Как правило, большинство батарей, которые мы используем каждый день, состоят из элементов меньшего размера.
Они составляют емкость и напряжение батареи. Емкость является мерой количества, в данном случае количества электрического заряда, который элементы батареи могут удерживать в течение заданного времени. Поэтому емкость необходимо измерять в лаборатории.
Чтобы понять способность батареи питать электронное оборудование, нам нужно понять, как работают комбинации элементов. Каждому электронному устройству для работы требуется напряжение и ток.
Чтобы построить батарею, нам нужно понять, какое напряжение и сколько ампер необходимо нашему электрическому оборудованию. В киноиндустрии появились некоторые стандарты напряжения.
- 14,8 В
- 26 В
- 48 В
Для создания таких аккумуляторов обычно используется литий-ионный элемент 18650 с номинальным напряжением 3,7 В (полное напряжение питания элемента составляет 4,2 В).
Эти ячейки также имеют разную емкость. Теперь есть две возможности, как соединить больше ячеек вместе; параллельно или последовательно. Это означает, что вы соединяете плюсовую и минусовую клеммы двух аккумуляторов вместе или подключаете плюс одной батареи к минусовой клемме другой. Эти два способа либо изменяют емкость, либо напряжение.
Допустим, у нас есть четыре элемента 3,6 В емкостью 3400 мАч (3,4 Ач) и мы соединяем их вышеуказанными способами.
Пример батареи с V-образным креплением
Развивая эти базовые знания, мы теперь можем собрать любую конфигурацию. Существуют стандартные и более мощные элементы, которые можно использовать для получения батарей с более высоким разрядным током.
Наша батарея BP-M300 — квадратная батарея высокой мощности имеет следующие характеристики: 14,8 В, 20,4 А·ч, 300 Вт·ч
Используемые элементы имеют номинальную емкость 3500 мАч. Минимальная емкость составляет 3400 мАч. Это то, что мы используем для нашего расчета.
Конфигурация 4S6P (4 последовательно и 6 параллельно). Зная это, мы можем сделать следующие вычисления:
6 x 3400 мАч = 20400 мАч = 20,4 Ач
4 x 3,7 В = 14,8 В
Если мы хотим узнать мощность в Втч ( Ватт-часы), нам нужно сделать следующий расчет: Напряжение батареи (В) x Емкость (Ач) = Емкость (Втч)
14,8 В x 20,4 Ач = 301,9 Втч ~ 300 Втч
При использовании батареи напряжение падает по отношению к потребляемому току. Чем больший ток вы потребляете от батареи, тем больше будет потеря напряжения . Заканчиваясь в точке, где напряжение слишком низкое для питания вашего оборудования, аккумулятор необходимо перезарядить.
Итак, что это означает для вышеупомянутых 4 аккумуляторов? Нам нужно зарядное напряжение не менее 16,8 В (4,2 В x 4 = 16,8 В). После зарядки аккумулятора постоянным током – на 90% емкости напряжение переключается на постоянный уровень, а ток падает.
Чем медленнее вы заряжаете аккумулятор (= меньшим током), тем дольше сохраняется его емкость.
Некоторые формулы — для упрощения выбора подходящего аккумулятора
Как преобразовать Ач в Втч
Этот расчет, вероятно, уже сделан и указан на этикетке батареи или в технических характеристиках.
Энергия (Втч) = Напряжение батареи (В) x Емкость (Ач)
Напряжение измеряется в В (Вольтах), емкость в Ач (Амфорах) и энергия в Втч (Ватт-часах)
900 02 Пример: 14,8 В x 20,4 Ач = 301,9 Втч ~ 300 Втч
Как рассчитать теоретическое время работы батареи
Этот расчет является базовым для расчета того, как долго батарея заданной емкости будет питать электрическое устройство. Этот расчет следует производить, если потребляемая мощность батареи составляет менее 50% от емкости батареи.
Время работы (ч) = Емкость (Втч): мощность (Вт) Вт (Вт)
пример: у нас есть батарея на 300 Втч (емкость) и светодиодный светильник с потребляемой мощностью 100 Вт (мощность). 300 Втч : 100 Вт = 3 ч
Как рассчитать реальное время работы батареи
Когда энергопотребление электронного оборудования составляет менее 50% от емкости батареи, теоретическое время работы, как правило, довольно точное. Но как только вы превысите эти 50%, потеря напряжения из-за более высокого потребления тока и температуры станет очень заметной. Поэтому более точное время работы можно рассчитать, используя 80% емкости батареи вместо 100%.
Время работы (ч) = 0,8 x Емкость (Втч) : Мощность (Вт)
( часы).
Пример: у нас есть батарея на 300 Втч (Емкость) и светодиодный светильник с потребляемой мощностью 150 Вт (Мощность).
0,8 x 300 Вт·ч : 150 Вт = 1,6 ч
если использовать обычную формулу, то можно увидеть разницу:
300 Втч : 150 Вт = 2 ч
В конце концов, невозможно точно предсказать время работы батареи, так как на него влияют многие факторы.
Но это, безусловно, хорошая отправная точка.
Как рассчитать ток, необходимый вашему оборудованию
Это важный расчет, так как аккумуляторы будут иметь максимальный рабочий ток. Таким образом, вы должны использовать не только расчет времени работы, но и этот. Мы всегда показываем эту информацию для каждого продукта. Всегда проверяйте, чтобы рабочий ток батареи был таким же или выше, чем у электронного устройства, которое необходимо для питания!
Электрический ток (I) = потребляемая мощность (P): рабочее напряжение (В) (Ампер)
Пример: у нас есть светодиодная лампа с потребляемой мощностью 100 Вт и батарея на 14,8 В (поскольку оборудование работает от этого напряжения), которую мы хотели бы использовать. Если ваше оборудование использует 26 В, вам необходимо настроить значение. Напряжение измеряется в В (Вольтах), электрический ток в А (Амперах), Мощность в Вт (Ваттах)
100 Вт (P) : 14,8 В (В) = 6,75 A
100 Вт (P): 26 (В) = 3,84 A
Как вы наверняка заметили , необходимый ток становится меньше по мере увеличения напряжения.
Вот почему многие производители разрабатывают входы с более высоким напряжением для мощного оборудования, так как вы все еще можете легко работать от батарей, потому что нагрузка на батарею очень мала, а напряжение очень высокое.
При работе с электричеством большое внимание уделяется безопасности. Поскольку литий-ионные батареи нагреваются при перегрузке, они могут начать гореть. Поэтому им нужна специальная схема защиты, которая измеряет напряжение и ток. Звучит очень просто, но при разработке схемы защиты необходимо учитывать многое. Представьте себе, что вы подключаете зарядное устройство более высокого напряжения к своей батарее — без защиты она, вероятно, начнет гореть. Если бы вы могли ограничить входное напряжение или предотвратить даже попадание более высокого напряжения в цепь батареи, вы могли бы защитить батарею (и другие) от повреждения.
Эта схема также называется BMS — Battery Management System. Все наши аккумуляторы имеют эту схему защиты. Мы защищаем наши батареи от: перегрузки по току, перезарядки, чрезмерной разрядки и перегрева.
Вы даже можете соединить плюсовую и минусовую клеммы вместе, тем самым закоротив аккумулятор. BMS сработает, чтобы отключить напряжение, и вы в безопасности.
Как хранить батарейки?
При сборке аккумуляторной батареи постоянно протекает микроток. Одной из причин является схема защиты, которая нуждается в питании, а также другие факторы. Наша цель — сохранить этот показатель как можно ниже. Таким образом, даже если вы не используете его, ваша батарея в какой-то момент полностью разрядится.
Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы защитить аккумуляторы от повреждений.
- Никогда не храните разряженные батареи – они могут дойти до точки, когда их невозможно будет перезарядить.
- Если вы храните батареи более 3 месяцев, убедитесь, что они заряжены примерно на 50 % — если вы храните их менее 3 месяцев, рекомендуется такой же процент емкости.
- Если вы храните батареи дольше 3 месяцев, обязательно заряжайте и разряжайте их каждые 3 месяца.
Итак, какая батарея мне нужна?
На этот вопрос нельзя ответить сразу. Сначала вы должны подумать о том, какое оборудование вы можете запитать от аккумуляторов, и как долго они должны работать в лучшем случае. Это означает:
- На каком напряжении работает оборудование, которое я хочу использовать?
- Сколько ампер потребляет оборудование при указанном выше напряжении?
Уравнения для расчета этих значений можно найти выше. Если вы ответили на этот вопрос, нам есть с чего начать.
Сначала вы знаете, какое напряжение вам нужно (14,8 В / 26 В / 48 В) и токовая нагрузка оборудования (измеряется в амперах)
Теперь вы можете определить, какие батареи могут работать с вашим оборудованием, глядя на уровень напряжения и тока каждой батареи. С помощью этих значений вы можете рассчитать необходимое время работы. Оттуда решать вам. Вы можете выбрать аккумулятор с наибольшей емкостью или тот, который просто работает в течение минимального времени, которое вам нужно.
Для дополнительных опций мы предлагаем различные пластины-адаптеры и блоки питания, которые позволяют легко преобразовать напряжение или емкость от 2-х или 4-х аккумуляторов для питания еще более крупного оборудования (с точки зрения мощности). Если у вас все еще есть какие-либо вопросы, просто оставьте нам сообщение, и мы свяжемся с вами.
Надеюсь, это руководство помогло вам понять, как работает технология аккумуляторов и как выбрать то, что лучше всего соответствует вашим потребностям.
Как правильно выбрать аккумулятор для вашего приложения
По мере того, как все больше систем становятся мобильными и удаленными, все большее значение при проектировании приобретают батареи. Убедитесь, что вы выбрали правильный аккумулятор, помня об этих десяти конструктивных факторах, а затем используйте нашу сравнительную таблицу химического состава аккумуляторов, чтобы определить, какие аккумуляторы лучше всего подходят для вашей сборки: свинцово-кислотные, щелочные, никель-металлогидридные или литий-ионные.
При выборе батареи следует помнить, что идеальной батареи, подходящей для любого применения, не существует. Выбор правильной батареи для вашего приложения заключается в определении наиболее важных показателей батареи и сопоставлении их с другими. Например, если вам нужно много энергии для вашего приложения, внутреннее сопротивление ячейки необходимо минимизировать, и это часто делается путем увеличения площади поверхности электрода. Но это также увеличивает неактивные компоненты, такие как токосъемники и токопроводящие средства, поэтому плотность энергии идет на компромисс для увеличения мощности.
Свинцово-кислотный аккумулятор отлично работает в качестве автомобильной стартерной батареи, где он обеспечивает требуемую высокую производительность. Однако из-за его токсичности и низкой плотности энергии это был бы ужасный выбор для применения в портативной электронике.
1. Плотность энергии: Плотность энергии определяется путем сравнения доступной потенциальной энергии с общим весом системы.
Это означает, что если ваше приложение имеет высокую плотность энергии, ваше приложение имеет высокую потенциальную энергию при малом весе. И наоборот, низкая плотность энергии означает, что ваша батарея будет тяжелой и будет иметь меньшую доступную мощность.
Хорошей аналогией соотношения мощности и энергии является ведро с носиком. Ведро большего размера может вместить больше воды и похоже на батарею с высокой энергией. Размер отверстия или носика, из которого вода выходит из ведра, сродни мощности – чем выше мощность, тем выше скорость слива. Чтобы увеличить энергию, вы обычно увеличиваете размер батареи (для данного химического состава), но для увеличения мощности вы уменьшаете внутреннее сопротивление. Конструкция элемента играет огромную роль в получении аккумуляторов с высокой удельной мощностью.
2. Доступность тока (плотность мощности): Когда устройство имеет высокую плотность мощности, это означает, что оно может поддерживать высокое потребление тока в течение «большого» периода времени (более нескольких миллисекунд).
3. Долговечность: Физические внешние факторы могут сильно повлиять на работу вашей батареи. Различные химические составы батарей более других чувствительны к таким факторам, как удары, температура, влажность, вибрации, магнитные поля и т. д.
4. Срок службы: Срок службы батареи определяется двумя основными факторами: временем зарядки и общим сроком службы. Срок службы заряда — это количество времени, в течение которого потенциальная энергия будет оставаться в аккумуляторе, не просачиваясь наружу. Общий срок службы — это количество циклов зарядки, которые выдерживает батарея.
5. Память батареи: Аккумуляторы могут быть «обучены» (из-за отсутствия лучшего термина) удерживать меньше, чем их общий доступный заряд. Например, если вы несколько раз используете никель-металлогидридный аккумулятор от полного заряда до 40% от его полной зарядной емкости, в конечном итоге он сможет удерживать только 60% своей первоначальной предполагаемой зарядной емкости.
6. Срок годности – Это относится к тому, как долго батарея будет лежать в кладовой или на полке, прежде чем она будет использована. Первичные батареи имеют гораздо более длительный срок хранения, чем вторичные. Однако срок годности, как правило, более важен для первичных батарей, поскольку вторичные батареи можно перезаряжать. Исключение составляют случаи, когда перезарядка нецелесообразна.
7. Химия – Многие из перечисленных выше свойств обусловлены клеточной химией. Мы обсудим общедоступные химические составы аккумуляторов в следующей части этой серии блогов.
8. Физический размер и форма – Батарейки обычно доступны в следующих размерах: батарейки-таблетки/таблетки, цилиндрические ячейки, призматические ячейки и ячейки-мешочки (большинство из них имеют стандартные форматы).
9. Стоимость . Бывают случаи, когда вам может понадобиться отказаться от батареи с лучшими характеристиками, потому что приложение очень чувствительно к стоимости.