Где используются тяговые аккумуляторы

Тяговые аккумуляторы: основные особенности

Существуют виды техники, которые используются на промышленном производстве и работают, получая электропитание от таких источников, как тяговые аккумуляторы. В помещении любого завода и на складах с большой площадью всегда можно увидеть такие устройства, как электрокары, погрузочные тележки или штабелеры. Именно для их работы, в основном, и предназначены тяговые АКБ.

Что они представляют из себя

Любой тяговый аккумулятор представляет собой достаточно мощный накопитель электроэнергии с выходным напряжением 12 вольт, поэтому он предназначен для длительного применения. Он накапливает и отдает энергию разного рода устройствам с наличием электрического двигателя или мотора. Существуют также АКБ, предназначенные для дизельных двигателей с большой мощностью, — 24-вольтовые.

Основным источником питания для складских электрокаров и похожих по назначению погрузочных средств являются аккумуляторные батареи. Аккумулятор тяговый используется в качестве зарядного устройства для них. Когда АКБ погрузочной тележки заряжается, электроэнергия обеспечивает ее полноценную работу, проникая в химические вещества батареи и стимулируя ее к накоплению электролита.

Можно использовать тяговый аккумулятор и для электромотора, непосредственно подсоединив его к специальным металлическим клеммам. В данном случае его химический потенциал, наоборот, будет превращаться снова в электроэнергию, которая обеспечит работу мотора. Такая АКБ давно и успешно применяется при питании лодочных моторов.

Преимущества

Тяговые аккумуляторные батареи просто незаменимы в условиях обеспечения складских погрузочных средств возможностью автономного передвижения. Поскольку, в подавляющем большинстве случаев, речь идет о помещениях с очень большой площадью, если подключить любой электрокар к сети, это сильно ограничит его передвижение в пространстве, и придется тратить гораздо больше времени и технических средств для того, чтобы выполнить всю требуемую работу. Поэтому раньше в таких случаях для погрузки-разгрузки применялось несколько машин, что не очень удобно.

Бензиновые двигатели, которые пытались применять в виде главного источника питания, могли обеспечить работу складской и заводской техники в течение более длительного времени. Но их основные недостатки — это загрязнение воздуха и повышенная опасность в эксплуатации: известно, что бензин является горючим веществом. Применение тяговых аккумуляторов обеспечило безопасную работу как в открытых, так и в помещениях закрытого типа. В то время, как применение двигателей внутреннего сгорания на основе бензина значительно повышало процент опасных выхлопов и возможность воспламенения. Либо самопроизвольного, либо в случае нарушения техники безопасности.

Технические характеристики и особенности конструкции

Выходное напряжение средней тяговой АКБ, как правило, составляет 12 В. В розничной продаже можно встретить батареи с жидким электролитом и с содержанием электролита в виде геля (гелевый аккумулятор).

Если электролит жидкий, такая АКБ отличается простотой ремонта, в случае его необходимости. Также и ее техническое обслуживание не представляет особого труда. Если внутреннее устройство (в частности, стальные пластины) тяговой батареи оказались поврежденными при условии сохранности корпуса, достаточно просто заменить электролит для того, чтобы вновь привести ее в рабочее состояние.

Кроме того, АКБ с жидким электролитом гораздо дешевле гелевых. Это тоже может сыграть существенную роль при выборе, несмотря на то, что следует соблюдать определенную осторожность при работе с таким источником питания.

Гелевые тяговые АКБ стоят дороже. Но при этом им не нужны какие-то особые условия для зарядки и те технические манипуляции, которые бывает нужно проделывать с батареями, содержащими жидкий электролит. Гелевые аккумуляторы не случайно называют универсальными — по причине уникальности их состава, обеспечивающего максимальное удобство и абсолютную безопасность в применении.

Плюсы данной конструкции состоят в том, что у такой АКБ фактически отсутствует риск разгерметизации . Густое гелевое содержимое не предусматривает наличия в ней какого-либо отверстия для восполнения запасов электролита. Емкость таких батарей значительно выше, они более устойчивы к перепадам температур. В отличие от аккумуляторов с жидкой составляющей, они не требуют никакого дополнительного обслуживания . Гелевый электролит не нужно добавлять или заменять другим.

Поскольку гелевая структура такого аккумулятора является малотекучей, его можно без проблем наклонять в разные стороны, не опасаясь того, что электролит может быть при этом поврежден. Поэтому гелевые АКБ различных модификаций особенно удобны при использовании на воде, как для небольших, так и для более крупногабаритных судов.

Эти аккумуляторы не боятся вибрации и влаги. Они могут работать в экстремальных условиях, даже под водой, при минимальной температуре в -30°С. Их корпус выполнен из прочных полимерных материалов, что лишний раз способствует предотвращению разгерметизации.

Правила хранения и эксплуатации

Периодически необходимо проверять внешний вид батареи: не поврежден ли корпус, есть ли на клеммах продукты окисления, не произошла ли утечка электролита в случае, если АКБ имеет жидкий кислотный состав. Нужно регулярно проверять уровень содержания жидкого электролита — любая жидкость имеет свойство испаряться, особенно в условиях закрытых помещений и повышенной температуры. Если электролита мало, его следует добавить внутрь АКБ через специальное отверстие. При этом руки должны быть защищены резиновыми перчатками.

Новые аккумуляторы находятся в полностью заряженном состоянии и не нуждаются в подзарядке перед началом использования. Не стоит ставить их близко к источникам тепла во избежание возгорания газообразующих веществ. Если на аккумуляторе есть внешние загрязнения, их следует убирать мягкой тряпочкой, которая смочена водой. Использовать масла, растворители и другие химические вещества нельзя.

Также нельзя разбирать аккумулятор, а если жидкий электролит попадет в глаза или на кожу, пораженный участок сразу промыть чистой водой.

Зарядка тяговых АКБ должна проводиться своевременно, согласно инструкции по применению. Хранить аккумуляторы, которые не используются, следует в прохладных помещениях с постоянной температурой и не оставлять их в условиях попадания прямых солнечных лучей. Гелевые аккумуляторы дольше могут находиться без подзарядки, они держат стабильный заряд в течение года — при условии их хранения в сухом помещении. Подробнее о сроках хранения аккумуляторов до начала эксплуатации →

Как правильно заряжать

Для того, чтобы провести правильную зарядку тягового аккумулятора, необходимо воспользоваться специально предназначенным для таких целей устройством электропитания. Показатель тока зарядки должен соответствовать 1/10 от емкости аккумулятора. К примеру, емкость АКБ в данный момент составляет 60 Ач. В данном случае, показатель тока зарядки должен быть 6 А.

Для подготовки аккумулятора к зарядке необходимо вначале очистить клеммы от грязи и смазки. На самом зарядном устройстве проверить, чтобы переключатель был выключен. Проверить целостность ведущих проводов и зажимов. Стандартно красный провод — это «плюс», а черный — «минус». «Плюс» зарядного устройства подсоединяется в положительной клемме аккумулятора, а «минус» — к отрицательной.

В зависимости от выходного напряжения тягового аккумулятора, на зарядном устройстве выставляется напряжение 12 или 24 вольта.

Также необходимо проверить, чтобы отверстия для выхода газов, возникающих в процессе зарядки, были свободными. После этого подключить зарядное устройство к сети и поставить сам аккумулятор на заряд. В целях соблюдения техники безопасности заряжать аккумулятор необходимо в хорошо проветриваемом помещении.

Важно запомнить

Тяговые аккумуляторные батареи не следует использовать в качестве стартерных — иными словами, их нельзя применять для питания устройств, снабженных двигателями внутреннего сгорания. С помощью тяговых АКБ можно заряжать только те моторы, которые снабжены электрическим приводом — например, лодочный. Но для питания двигателя автомобиля он не подойдет по причине разной специфики подачи тока.

Невзирая на то, что сейчас на рынке электротехники очень много предложений от зарубежных компаний, российское производство тоже старается «догонять» иностранных коллег. Компания «Актех» производит аккумуляторные батареи различных типов: от тяговых до стартерных. Когда в 2000-е годы были произведены первые попытки восстановить производство на этом заводе, мало кто мог подумать о том, что его продукция в скором времени станет востребованной на российском рынке — учитывая большую конкуренцию со стороны зарубежных компаний.

По качеству аккумуляторы российского изготовления ничуть не уступают заграничным аналогам, а сам завод, который в советское время был известен под названием «ВостСибЭлемент», ведет свою историю, начиная с 1938 года.

Источник

Обзор тяговых аккумуляторов, их виды и характеристики

Тяговые аккумуляторы нельзя отнести к какому-то определённому типу. Наоборот, к этой группе относятся некоторые свинцово-кислотные, щелочные и литиевые АКБ. Все они объединены в группу тяговых по своему назначению. Их работа заключается в обеспечении электроэнергией электромотора различных транспортных средств, механизмов и приспособлений. В этой статье мы рассмотрим особенности тяговых аккумуляторных батарей, разновидности и некоторые примеры таких моделей.

Особенности тяговых АКБ

Основным отличием тяговых аккумуляторов от привычных нам автомобильных стартерных батарей является их режим работы. Если стартерный аккумулятор отдаёт высокий пусковой ток только при запуске двигателя, то тяговая АКБ обеспечивает электромотор током в течение всего времени его работы. Проще говоря, тяговые аккумуляторные батареи работают в постоянном режиме заряд-разряд. Стартерные же, отдав ток при запуске, затем заряжаются от генератора работающего двигателя.

Из сказанного можно сделать вывод, что стартерные автомобильные аккумуляторы не могут использоваться в роли тяговых. Для них чувствителен глубокий разряд, поскольку после него они теряют часть своей ёмкости. А вот некоторые разновидности тяговых АКБ вполне могут использоваться в роли стартерных. Мы рассмотрим их ниже.
Вернуться к содержанию

Виды тяговых аккумуляторных батарей

Для лучшего понимания тяговые аккумуляторы можно классифицировать по их типам. Существуют:

Свинцово-кислотные

Можно выделить три разновидности свинцовых батарей.

• WET. Традиционные с жидким электролитом.
• AGM. Электролит содержится в стекловолокне.
• GEL. Электролит находится в виде геля (химическое соединение серной кислоты и оксида кремния).

Аккумуляторные батареи свинцово-кислотного типа WET наименее приспособлены для использования в качестве тяговых. Однако есть ряд производителей, которые выпускают такие модели для использования на погрузчиках и другой складской технике на электротяге. Они также применяются в роли АКБ в системах резервного и аварийного питания, промышленном оборудовании и т. п. Хотя эти уже относятся к группе стационарных по своему назначению. Основное же назначение батарей WET – это стартерные аккумуляторы для автомобиля.

Технология производства тяговых свинцово-кислотных АКБ отличается от стартерных. Они выпускаются по панцирной технологии. Название пошло от панцирной сетки, которой окружён положительный электрод. Её назначение в следующем:

• удержание материала электрода от разрушения;
• предотвращение образования крупных кристаллов свинца в процессе заряда.

Первые два похожи по своим характеристикам. Разница в том, что PzS выполнен в соответствии с требованиями стандарта DIN (Германия), PzB удовлетворяет положениям британского стандарта BS. Модели PzV в роли электролита имеют гелевый наполнитель.

Плюсы использования Pb батарей в роли тяговых.

• Простая и отработанная технология. Отсюда низкая стоимость по сравнению с другими видами. Зачастую именно фактор цены играет решающую роль при покупке этих АКБ.
• Низкий саморазряд.
• Выдают высокий ток.
• Легко и недорого перерабатываются в исходное сырьё.

• Чувствительность к глубокому разряду. Если в процессе работы их разряжать до 80%, то срок эксплуатации резко уменьшается. Большинство производителей выпускают модели с заявленным сроком службы до 1,5 тысячи циклов разряд-заряд. Для достижения этого срока эксплуатации они рекомендуют вести разряд только до 60%, а это серьёзно сокращает время работы оборудования.
• Низкая энергетическая плотность. Отсюда большие размеры и вес Pb аккумуляторов.
• Чувствительны к отрицательным температурам.
• Требуется еженедельный контроль электролита и его корректировка.
• В процесс заряда существенная доля электроэнергии (30%) теряется впустую.

Для погрузчиков свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы поставляются в виде сборок. Конструктивно они состоят из аккумуляторных элементов с номинальным напряжением 2 вольта (в процесс работы меняется в интервале 1,86─2,65 вольта). Элементы объединены в сборки с номиналом 24 и 48 вольт. Срок службы примерно 1,2─1,5 тысячи циклов.
Вернуться к содержанию

AGM и GEL

Аккумуляторные батареи AGM и GEL имеет смысл рассмотреть вместе, поскольку они имеют близкие эксплуатационные характеристики. Различия в устройстве связаны с тем, в каком состоянии находится электролит: в стекловолокне (AGM) и в виде геля (GEL).

Это как раз те АКБ, которые успешно работают в роли тяговых и стартерных. Они используются на автомобилях с системой «Старт-Стоп» и с большим числом потребителей тока на борту. Широко используются гелевые аккумуляторы в различных источниках бесперебойного питания, серверном и коммуникационном оборудовании. Легко и без последствий переносят глубокий разряд.

Ещё одной сферой применения этих батарей являются гелиосистемы. Благодаря устойчивости к циклированию, гелевые аккумуляторы накапливают энергию от солнечных панелей днём и отдают её ночью или в пасмурный день.

В складской технике также можно встретить AGM и GEL аккумуляторы, но там они не получили широкого распространения. Это объясняется высокой стоимостью. Для обеспечения питания электромобилей они также не подходят.
Вернуться к содержанию

Щелочные

Это наиболее распространённый вид тяговых аккумуляторов. По своей конструкции они похожи на свинцово-кислотные тяговые батареи. Они поставляются в сборках из отдельных Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторных элементов. Используются элементы ламельного типа. Номинальное напряжение полностью заряженного элемента около 1,45 вольта при разомкнутой цепи. Рабочее напряжение составляет 1,25 вольта. Соединяя их, получают необходимое напряжение на выходе.

• Легко переносят глубокий разряд.
• Могут долго без последствий находиться в разряженном состоянии.
• Благодаря большому внутреннему сопротивлению выдерживают большие разрядные токи.
• Устойчивы к тряске и вибрации. Могут даже переносить кратковременные замыкания.
• По сравнению с Pb батареями щелочные имеют более высокую энергоёмкость и более длительный срок службы.
• Меньший саморазряд по сравнению со свинцово-кислотными.

К минусам следует отнести следующее.

• Для обслуживания требуется квалифицированный персонал. Периодически нужно проверять уровень электролита, а также грамотно проводить заряд.
• У никель-кадмиевых аккумуляторов ярко выражен «эффект памяти».
• Кадмий является ядовитым веществом, из-за чего осложнено производство и переработка таких батарей.

Литиевые

Литиевые аккумуляторные батареи можно разделить на литий─ионные и литий─полимерные. В роли тяговых нашли применение некоторые разновидности литий─ионных АКБ. В частности, используются модели LiFePO₄ и ряд других. Литиевые тяговые батареи постоянно совершенствуются для использования в электромобилях. Именно они стали использоваться для питания силовых агрегатов в электромобилях и автомобилях с гибридными двигателями.

Среди плюсов Li─Ion в роли тяговых батарей можно назвать следующие.

• Высокая энергоёмкость. Отсюда небольшие габариты при высокой мощности.
• Быстрый заряд.
• Спокойно работают в режиме заряд-разряд. Отрицательно сказывается только полный разряд в ноль или излишний перезаряд, но эту проблему обычно решает защита.

К минусам можно отнести.

• Высокая стоимость.
• Запасы лития ограничены.
• При работе используются дополнительные меры безопасности.

Ещё не так давно литий─ионные АКБ имели ряд ограничений для использования на электромобилях. Однако сейчас большинство этих проблем решено благодаря разработке новых модификаций этих батарей. И производители постепенно переходят на массовое производство.

Можно также отметить использование литиевых АКБ для питания электромоторов различных летающих гаджетов типа квадрокоптеров, дронов и т. п.
Вернуться к содержанию

Прочие

В роли тяговых на сегодняшний день используются только вышеперечисленные типы аккумуляторных батарей.

К прочим в основном относятся те, что сейчас находятся в стадии разработки. В основном это различные модификации литий─ионных АКБ. Специалисты разрабатывают новые химические соединения для увеличения ёмкости, уменьшения размеров и веса, а также увеличения скорости зарядки.

В Японии, например, работают над заменой лития натрием в Li─Ion аккумуляторах, поскольку последний более распространён в природе. Некоторое время назад было много шума по поводу графеновых аккумуляторов. Однако пока нет коммерческих образцов и не налажено массовое производство.

Примеры моделей тяговых АКБ

Рассматривать модели тяговых АКБ для автомобилей, скутеров или моторных лодок в рамках этой статьи не имеет смысла. На сайте не раз были обзоры производителей аккумуляторов, где были представлены такие модели. Поэтому рассмотрим, какие тяговые аккумуляторные батареи предлагают некоторые отечественные предприятия для складской техники.

Ниже приведены примеры тяговых аккумуляторов, выпускаемых тремя отечественными предприятиями.

Тюменский аккумуляторный завод

В группе тяговых аккумуляторных батарей предлагаются следующие модели.

• 24 вольта. Ёмкость составляет от 210 до 1200 Ач. Тип PzS.
• 40 В. 70─120 Ач. PzS.
• 48 В. 210─1200 Ач. PzS.
• 80 В. 210─1200 Ач. PzS.

Курские аккумуляторы

Курское предприятие предлагает следующие тяговые АКБ.

• Серия ТНЖ и ТНК. Ёмкость 250─950 Ач. Назначение ─ безрельсовый напольный транспорт.
• Серии ТНЖШ и FLM (никель-железные), ТНКШ и KL (никель-кадмиевые). Ёмкость 350 до 550 Ач. Для питания электромоторов рудничных электровозов.

Великолукский аккумуляторный завод

Здесь тяговые батареи представлены в серии FL/FH.

• FL 500 МР, FL 350 MP. Для рудничных электровозов.
• FL 300 ВМР, FL 250 P, FL 350 II КР, FL 500 К P, FL 400 P, FL 450 P. Для напольного безрельсового электротранспорта.

Источник