Termokings.ru

Домашний Мастер
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гелевые аккумуляторы для погрузчиков: преимущества и недостатки

Гелевые аккумуляторы для погрузчиков: преимущества и недостатки

Электрические погрузчики – незаменимая техника для складов, терминалов, гипермаркетов и не только. Экологичный двигатель можно использовать в помещении, он не дает токсичных выхлопных газов. Однако складская техника нуждается в надежном источнике питания, безопасном и не требующем сложного обслуживания. Этим требованиям соответствуют современные гелевые аккумуляторы – они стали одним из эффективных вариантов для энергоснабжения техники.

Отличие от других АКБ

Наибольшее распространение получили щелочные аккумуляторы на основе никель-кадмиевых или никель-железных композиций. Положительные электроды кадмиевых батарей изготовлены из соединения гидрата закиси никеля и графитового порошка с добавлением окиси бария.

Отрицательные пластины выполнены из чистого кадмия/железа или гидрата закиси кадмия/железа. В состав щелочного электролита (на основе гидроксида калия) введен гидроксид лития, способствующий повышению емкости и улучшению разрядных характеристик.

Активная масса на катоде и аноде нанесена на стальную сетку, что позволяет увеличить площадь вещества, принимающего участие в электрохимической реакции. В полость банок залит жидкий электролит.

В устройство щелочного аккумулятора дискового типа входят анодная и катодная пластины, разделенные пластиковым сепаратором. В состав электролита введены специальные загустители, способствующие удержанию раствора в полостях сепаратора.

В отличие от кислотных батарей, щелочные элементы допускают перезарядку. Стандартный алгоритм восстановления емкости занимает 6 часов. После длительного хранения в разряженном состоянии или эксплуатации в цепях с пониженным энергопотреблением производится интенсивная зарядка, длящаяся до 12 часов.

При падении силы тока в цепи зарядки ниже нормативного значения рабочие характеристики щелочных элементов питания ухудшаются.

Химические процессы

Во время работы батареи протекает обратимая химическая реакция взаимодействия материалов катода и анода с ионами электролита. В результате положительные пластины покрываются слоем нестехиометрического гидрата закиси никеля, а на отрицательных электродах формируется гидрат окиси кадмия. Во внешней цепи образуется разница потенциалов, составляющая 1,45 В (рабочее напряжение 1,2 В).

При подаче напряжения от зарядного блока реакция происходит в обратном направлении — гидрат закиси никеля преобразуется в гидроокись никеля, а на отрицательной пластине восстанавливается кадмий. Вещества, используемые в батарее, не вступают в реакции между собой.

Также отсутствует растворение материалов в электролите, что способствует поддержанию химического состава и плотности рабочей жидкости. Стабильность плотности электролита повышает устойчивость оборудования к воздействию низких температур.

В процессе работы батареи происходит разложение воды, входящей в состав электролита. Для восстановления используются циклы рекомбинации, дополненные периодической доливкой воды (по мере снижения уровня жидкости в банках).

Едкий калий или натрий активно поглощает углекислый газ, находящийся в атмосферном воздухе. В результате происходит карбонизация и снижение электропроводных характеристик раствора. Для восстановления параметров выполняется периодическая замена жидкости, химических способов регенерации не существует.

Замена электролита

После слива отработавшего раствора полости промываются дистиллированной водой или раствором щелочи. Для удаления остатков загрязнений корпус аккумулятора встряхивается. Использовать механические приспособления для удаления грязи запрещается.

Свежий раствор с необходимой плотностью заливается непосредственно после промывки. Батарея выдерживается на протяжении 2-3 часов, рабочая жидкость заполняет пустоты между положительными и отрицательными пластинами.

Затем проверяется плотность раствора и осуществляется зарядка, для корректировки состава электролита используется дистиллированная вода. Не допускается хранение или эксплуатация щелочной аккумуляторной батареи с оголенными торцами пластин и вывернутыми пробками.

Начиная с момента, когда аккумулятор начинает использоваться по назначению, то есть, к батарее подключается нагрузка, напряжение весьма быстро падает до 1,3 вольта, а затем продолжает снижаться уже медленно. В момент, когда оно уменьшается до 1 вольта, его работу необходимо останавливать.

Далее батарею эксплуатировать не следует, так как её использование при напряжении ниже 1 вольта, приводит к потере ёмкости аккумулятора. Уменьшится и срок его эксплуатации. Повседневный уход за щелочными аккумуляторами ничем не отличается от их кислотных аналогов. Необходима систематическая подзарядка и контроль уровня электролита.

Заряд аккумуляторов и батарей щелочного принципа действия

Для подключения на зарядку однотипные продукты соединяются последовательно. Их количество регламентируется напряжением тока, а также напряжением в конце заряда. Эти показатели у рабочей а/батареи при нормальном зарядном токе должны быть в соответствии:

  • в начале заряда: 1,40В — 1.45 В;
  • в конце заряда: 1,75В — 1,85 В.

Рекомендуется применять нижеуказанный режим заряда:

  1. Нормальный вариант: заряжать 6 часов нормальным током;
  2. Усиленный вариант:12 часов нормальным током.

Он сообщается при вводе в действие, а также:

  • через каждые 10 циклов. При нерегулярной работе 1 раз в 30 дней;
  • после замены электролита;
  • после глубоких разрядов ниже допустимых конечных напряжений;
  • после разрядов слабым током, с перерывами в 16 и более часов.

Важно! Перезаряды улучшают рабочий процесс щелочных АКБ.

Никель/кадмивые и никель/железные АКБ рекомендуется заряжать слабым током. При этом, постепенно повышая время зарядки, но понижать ток более чем в 2 раза нельзя.

На заметку. Зарядка с использованием слабого тока ухудшает рабочий процесс щелочных аккумуляторов. В данной ситуации рекомендуется использование этого варианта только при возникшей необходимости.

Кроме этого, никель/железные АКБ заряжать при t0 — 10°С и ниже не рекомендуется.

Виды щелочных аккумуляторов и области их применения

Ламельные щелочные АКБ, конструкция которых была рассмотрена выше, широко используются в качестве тяговых щелочных аккумуляторов. Кроме того, они используются и в качестве стартерных. Ниже приведены области применения таких аккумуляторных батарей:

  • локомотивы и пассажирские вагоны;
  • сигнализации и системы аварийного энергоснабжения;
  • рудничные электровозы;
  • всевозможная напольная электротехника (различные погрузчики на складах и производствах. Например, щелочной аккумулятор ТНЖ);
  • для запуска двигателей внутреннего сгорания.
Читать еще:  Порядок смазки и сборки перфоратора Bosch 2-26

Аккумулятор для пассажирских вагонов

Аккумулятор для погрузчика

Использование щелочных аккумуляторов в генераторно-аккумуляторной системе

Альтернативой свинцово-кислотным аккумуляторам являются щелочные аккумуляторы с жидким электролитом. Щелочные аккумуляторы бывают двух типов: никель-кадмиевые или никель-металгидридные (герметичные) и никель-железные с жидким электролитом (типа НЖ).

Достоинства щелочных аккумуляторов:
  1. Возможность глубокого (до 100%) разряда без причинения вреда аккумулятору
  2. Заряд относительно большими токами (до 0,25С)
  3. Отличная работа при пониженных температурах (до -40С)
  4. Менее значительное по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами снижение емкости при снижении температуры
  5. Стойкость к недозаряду. Щелочные даже лучше недозаряжать — дольше прослужат.
  6. Малый саморазряд
  7. Большой срок службы
  8. Имеют меньший удельный вес, чем свинцово-кислотные
  9. При пониже­нии температуры против нормальной (+25°) ем­кость щелочных аккумуляторов уменьшается на 0,5% на каждый градус понижения температуры. Т.е. при -10С емкость АБ снижается на 17,5%. Это гораздо лучший показатель, чем у свинцово-кислотных — примерно -1% на каждый градус (например, у гелевых аккумуляторов при -10С емкость снижается на 30%. Нужно учитывать, что снижение нелинейное, и при низких температурах скорость снижения емкости возрастает).
Недостатки, с которыми в некоторых условиях работы можно смириться
  1. Невозможность заряда малыми токами ( при заряде от генератора выставить любой, и даже лучше если ток будет большой — быстрее зарядится)
  2. Эффект памяти. Если щелочные аккумуляторы разряжать не до конца, они теряют емкость.
  3. Больший диапазон рабочих напряжений — от 1В до 1,75В на элемент, что для 12В аккумулятора означает диапазон от 10 до 17,5В. Очень немногие инверторы и зарядные устройства могут работать в таком диапазоне напряжений. При этом при низких напряжениях на входе инвертора почти всегда его выходная мощность снижается.
  4. Более низкий КПД заряда — около 55% против 80% у свинцово-кислотных. Однако при заряде от генератора это не так важно, так как во второй части заряда ток заряда сильно уменьшается, а генератор все равно нужно оставлять работающим. Если при этом нет другой нагрузки на генератор, он работает неэффективно.
  5. Необходимость обслуживания. Обычно, ежегодно нужно менять электролит. Также, требуется некоторая квалификация персонала для обслуживания аккумуляторов
  6. В отличие от герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, щелочные требуют специального вентилируемого помещения для хранения и работы. Мы не рассматриваем здесь герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы — они в несколько раз дороже. Тем не менее, щелочные аккумуляторы при работе выделяют меньшее количество вредных газов и испарений, чем свинцово-кислотные с жидким электролитом.

Электролитом щелочных аккумуляторов является раствор едкого калия КОН с удельным весом 1,18—1,20.
В начале заряда батареи щелочных аккумуляторов на каждый аккумулятор подают около 1,55В, затем напряжение постепенно увеличивают и доводят его в конце заряда до 1,75—1,8 В. В этом отличие от режимов заряда свинцово-кислотных аккумуляторов, которые в начале заряжаются максимальным током 0,2-0,3С, а затем при постоянном напряжении 2,4В/элемент. Соответственно, если мы имеем аккумулятор с номинальным напряжением 12В, на второй стадии заряда для щелочных аккумуляторов нужно напряжение 17,5-18В — такое напряжение обеспечивают не все зарядные устройства ББП . Поэтому обычно в системе используются щелочные аккумуляторы с пониженным напряжением — например, для 12В не 10, а 9 элементов, т.е. с номинальным напряжением 10,8В. При таком напряжении максимальная мощность инвертора снижается, следовательно, для обеспечения одинаковой мощности нужно брать инвертор на 20% мощнее, чем если бы он работал от свинцово-кислотных аккумуляторов.

Никель-железный аккумулятор ТНЖ-250

Напряжение заряженного щелочного аккумулятора, отключенного от зарядного агрегата, составляет 1,25—1,3 В. Это примерно соответствует напряжению заряженного свинцово-кислотного аккумулятора.

Разряжать щелочной аккумулятор можно только до напряжения 1,0—1,1В. Если брать 10 банок для 12В аккумулятора, то обычное защитное отключение большинства инверторов 10,5В вполне подходит.

Все вышеперечисленное позволяет сделать вывод, что в отдельных случаях использовать щелочные аккумуляторы выгоднее, чем свинцово-кислотные. Таким случаем является генераторно-аккумуляторная система, в которой генератор является единственным источником энергии. При этом при применении щелочных никель-железных аккумуляторов есть следующие требования и особенности эксплуатации

  • Необходимо иметь отдельное вентилируемое помещение
  • Необходимо обслуживать аккумуляторы и ежегодно заменять в них электролит
  • Зарядное устройство должно иметь широкий диапазон регулирования напряжения (от 9,5 до 17-18В)
  • Инвертор должен иметь более широкий рабочий диапазон по входному напряжению
  • Инвертор нужно выбирать с 20% запасом по номинальной мощности, т.к. от будет работать при пониженных входных напряжениях.
  • Для того, чтобы обеспечить совместимость с зарядными устройствами для свинцово-кислотных аккумуляторов, нужно использовать меньшее номинальное напряжение аккумулятора (например, 10,8В против 12,5В у свинцово-кислотных).

Дополнительная информация по никель-железным аккумуляторам:

Правила хранения

Устройства бывают длительного или временного хранения. Когда приобретается новая АКБ, обязательно надо проверить пробки — их прилегание.

Очень большое внимание необходимо уделить проверке вентильной резины. От её состояния будет зависеть работа всей батареи. Чтобы лакокрасочный состав не слезал, надо корпус обрабатывать смазкой.

Для правильного хранения потребуется выполнять ряд действий:

Читать еще:  Как сделать простую столярную струбцину своими руками – инструкция

  1. Произвести разрядку до 1 вольта.
  2. Вылить весь электролит.
  3. Удалить пыль, грязь и соль.
  4. Обновить лаковое покрытие.

Если аккумулятор будет находиться в состоянии покоя 1−10 месяцев, необходимо периодически проверять его работоспособность. Все пробки должны быть плотно прижатыми к устройству. Транспортировку можно производить только в том случае, если батарея подготовлена к длительному хранению. С другими источниками питания нежелательно хранить щелочные АКБ.

Выбираем аккумулятор (часть 1)

Технология шагнула далеко вперед, создавая каждый год что-то новое, без чего человек не может представить жизни. Так, многие строители и творческие люди не могут представить свою работу без инструментов, которые работают от аккумулятора, благодаря чему работа идет быстрее и более качественно.

На рынке строительных материалов представлен большой выбор инструментов, будь это инструмент Bosch, Hitachi, Makita, а теперь появилась еще и марка GREENWORKS. С выбором техники покупатели сталкиваются постоянно и обращают внимание на производителя, гарантию, отзывы других покупателей. Покупая аккумуляторный инструмент, почитайте и о самом аккумуляторе и его параметрах.

Все данные инструменты устроены по принципу накапливания энергии от электричества или от батареи, а затем отдающие энергию, чтобы прибор заработал. В первую очередь, длительность работы будет зависеть от аккумулятора, и во вторую очередь от материалов, из которых изготовили инструмент производители.

Выделяют следующие основные виды аккумуляторов:

1. Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

Модель, которая появилась в двадцатом столетии и имеет свои преимущества и недостатки. Они относятся к группе щелочных батарей. Эти аккумуляторы (АКБ) востребованы и на сегодняшний день. Основное применение они нашли там, где требуется отдача постоянного уровня большого тока: трамваи, троллейбусы, электро кары, авиа транспорт и т.п. Это связано с тем, что Ni-Cd аккумулятор выдает стабильную мощность и не перегревается. Также они находят применение и в различных инструментах: шуруповертах, дрелях и т.п.

Существенное ограничение в использовании такого типа батарей – это крайняя токсичность кадмия (он является тяжелым металлом повышенной токсичности). К тому же, у никель-кадмиевых аккумуляторов явно выражен «эффект памяти». То есть, при заряде не полностью выработанного аккумулятора новый цикл разряда будет только до того уровня, с которого его зарядили. Поэтому заряжать такой тип стоит только после полной разрядки. Однако, хранение Ni-Cd желательно не в глубоком разряде, иначе это вызывает необратимые процессы разрушения в батарее.

Из плюсов – это стабильная работа даже при отрицательных температурах, быстрый заряд без выделения тепла, низкое внутреннее сопротивление и малый удельный вес.

Плюсы:

  • Стоимость — доступная цена таких Ni-Cd аккумуляторов;
  • Быстрая зарядка батареи и стабильная отдача большой мощности;
  • Ёмкость и рабочие параметры сохраняются при температурах до -20C;
  • Средняя сумма циклов заряда и разряда. При строгом соблюдении правил, возможно, до 1000 циклов;
  • Практически не ограничен срок хранения (при строгом соблюдении правил).

Минусы:

  • Высокий уровень саморазряда – Ni-Cd теряет порядка 8-10% от своей ёмкости в первые сутки после полного заряда;
  • Ежемесячная потеря до 10% уровня заряда при хранении;
  • Необходимо применять технологию восстановления после длительного хранения (минимум 5-7 циклов разряда-заряда);
  • Высокая токсичность кадмия;
  • Существует запрет в некоторых странах на эксплуатацию таких батарей и требуется спец оборудование для их утилизации.

Как мы видим, несмотря на довольно внушительные плюсы, есть один существенный недостаток: это необходимость тщательного слежения за состоянием аккумулятора и категорическое соблюдение условий хранения. А в противном случае просто не избежать покупки нового.

2. Никель-металлогидридные (Ni-MH)

Появились чуть позже первой модели и сразу же облегчили работу людям. Однако плюсы прошлого аккумулятора стали минусами этого вида. Очень большую роль в качестве и долговечности Ni-MH батарей играют используемые сплавы, составы анодов и электродов. Поэтому каждый производитель использует разную технологию производства, в зависимости от поставленных задач. В итоге удалось добиться большей емкости при меньших размерах и снизить эффект памяти.

Одним из важных достижений стал отказ от использования токсичного кадмия Cd. Но основными недостатками стали: нагрев элементов, высокая степень разрядки при хранении, довольно узкий диапазон рабочих температур, необратимые потери емкости при разряде в ноль и т.п.

Плюсы:

  • Относительная экологичность Ni-Cd по сравнению с Ni-MH;
  • Снижен порог эффекта памяти;
  • Увеличена емкость при снижении веса и объема;
  • Хорошие показатели при соблюдении температурных значений.

Минусы:

  • Дороже по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами;
  • Саморазряд выше в 1,5 раза по сравнению с никель кадмиевыми АКБ;
  • Снижение рабочей емкости после 200-300 зарядок-разрядок;
  • Повышенное выделение тепла при заряде, поэтому добавляются дополнительные детали (предохранители и температурные реле), которые не способствуют надежности;
  • Практическая бесполезность и неработоспособность при температурах ниже -10С и выше +40С;
  • Ввиду технологических особенностей Никель-металлогидридных батарей, при разряде в ноль проявляется необратимая потеря мощности отрицательно электрода.

Вывод практически такой же, как и у никель-кадмиевых элементов: необходимость постоянно соблюдать рекомендации к использованию и хранению этих элементов. Согласитесь, что это попросту можно забыть сделать.

3. Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion)

Это последние разработанные АКБ, который используют, в том числе в инструментах Greenworks и других фирм. Собрав все минусы предыдущих моделей, производители постарались превратить их в плюсы и это у них получилось. Это уже не щелочные элементы и они активно вытесняют Ni-Cd и Ni-MH.

Читать еще:  Как сделать подъемный кран своими руками

Прежде всего удалось добиться стабильной работы в широких температурных интервалах, от -20С до +60С, удалось достичь наиболее приемлемых результатов хранения. Саморазряд в год составляет всего примерно 10 -20% от общей емкости. Существенно улучшена безопасность от внутренних коротких замыканий, улучшены характеристики заряда-разряда и т.д. Конечно, и у этого типа аккумуляторов есть свои минусы. Вот давайте с них и начнем.

Минусы:

  • Конечно, это стоимость Li-Ion. К сожалению, пока она выше, чем у щелочных;
  • Сокращение времени работы при отрицательных температурах;
  • Условия хранения – не ниже 0С, а идеальные условия около 40С при половинном уровне заряда самой батареи;
  • Ограниченный срок службы, примерно от 2 до 6 лет;
  • Необходимы специальные зарядные устройства, разработанные под конкретный аккумулятор, ввиду технических особенностей зарядки разными токами Li-Ion батарей.

Плюсы:

  • Несомненно – это практическое отсутствие эффекта памяти. Подзаряжать устройство можно по мере необходимости.
  • Большая емкость при небольшой массе АКБ.
  • Низкий уровень саморазряда;
  • Возможность быстрой зарядки Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов без «последствий», при условии использования специальных зарядных устройств, соблюдающих правила комбинированной зарядки разными токами.
  • Слабая стойкость литий-ионных аккумуляторов к перезаряду решена просто — использование в зарядных устройствах специального реле, отключающего питание аккумулятора при полной зарядке.
  • Высокая пожаробезопасность: специальная система защиты держит под контролем процессы заряда и разряда.
  • Высокая энергоемкость, в отличии от всех других видов батарей.

Литий-ионные аккумуляторы на сегодняшний день являются наиболее пригодными для постоянной и интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента. Конечно, цена является в некоторых случаях решающим фактором. Но в данном случае можно применить пословицу «Скупой платит дважды».

Подводя итоги, скажем, что прежде чем покупать аккумуляторный инструмент прочтите информацию о его емкости, т.е. сколько прибор проработает без подзарядки, а также обратите внимание на напряжение, с которым сможет работать инструмент. Так, например, у шуроповертов диапазон может быть от 3 до 36 В. Приобретая дрели, пилы, лобзики, перфораторы или отвертки, обращайте внимание на наш инструмент Гринворкс — это производитель, который действительно создаёт качественные инструменты с долгим сроком службы. А в подтверждении этого – расширенная гарантия 2 года на технику.

Сейчас в XXI веке наблюдается тренд в сторону развития «умных аккумуляторов». Специалисты компании Greenworks как раз активно работают над этим. Уже сейчас в батареях Гринворкс воплощены: умная зарядка — это специальный чип, контролирующий уровень и равномерность заряда всех ячеек аккумулятора, схема отключения при полной зарядке, специальное реле, защищающее от перегрева батарей, это пожаро- и взрывобезопасность, ячейки аккумуляторов только от ведущих производителей SAMSUNG или LG и т.д.

Вы спросите, а что дальше?

Мы думаем, что не за горами персональная идентификация батарей, контроль состояния и оптимизация всех процессов – и все это на экране вашего смартфона!

Надеемся, что этот обзор основных параметров аккумуляторных батарей оказался Вам полезен. Осталось только выбрать наиболее подходящий вариант именно для Вас.

За предоставленную информацию
благодарим нашего партнёра Green-Battery.ru

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос

Устройство АКБ

При рассмотрении конструкции кислотной АКБ в ней можно выделить следующие важнейшие составляющие:

  • Пластиковый корпус в виде прямоугольной ёмкости, изготовленный из специального материала (он должен быть устойчив к кислотам и щелочам, то есть инертен);
  • Несколько модулей, нередко называемых банками, расположение которых предусмотрено в общем корпусе;

Дополнительная информация. Каждая из таких банок – полноценный источник тока, который при объединении с другими образует батарею питающих элементов на соответствующее напряжение.

  • Каждая банка (элемент) состоит, в свою очередь, из нескольких соединённых последовательно ячеек, разделенных диэлектрическими пластинами. Эти ячейки изготавливаются на основе свинца и его диоксида, образуя анодные и катодные части сепаратора (отрицательные и положительные полюса сборок). Они также представляют собой отдельные источники тока, соединяемые в пары; их емкость за счёт образования параллельных цепочек кратно увеличивается.

Помимо указанных составляющих, в комплект аккумуляторной батареи входят межэлементные перемычки и ручка для удобства переноски изделия.

Все рассмотренные выше компоненты АКБ (пакеты) заливаются раствором очищенной серной кислоты, разбавленной до нужной концентрации посредством дистиллированной воды. Общее представление о составе типового аккумулятора можно получить, ознакомившись с размещённым ниже рисунком.

Как заряжать?

Щепетильный подход к зарядке AGM аккумулятора связан с ее конструктивными особенностями. В классические источники питания, даже если они являются необслуживаемыми, можно долить электролит, испарившийся при неправильной зарядке, но в AGM этого сделать нельзя. Также нельзя долго хранить такую батарею в незаряженном состоянии, поэтому особое внимание уделяется «режиму» хранения. В связи с этим, зарядное устройство должно иметь как минимум два режима работы – основной заряд и хранение. Кроме того, важен контроль температуры электролита, подаваемого напряжения и силы тока.

Всего можно выделить 4 режима зарядки:

  1. основной – восстанавливается до 80 % емкости аккумулятора;
  2. плавающий – восстановления 100 % емкости;
  3. хранение – подача минимального напряжения;
  4. накопительный – для стабилизации параметров.

В зависимости от цели, применяются три метода зарядки, характеризующиеся различными параметрами подаваемого тока. Подробности смотрите в таблице.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×