2015-05-26
1041
В зависимости от применяемых при производстве материалов и используемых конструктивных, технологических и эксплуатационных особенностей, современные батареи можно подразделить на два основных вида исполнения: классический и необслуживаемый.
· Классические АКБ
В России батареи классического исполнения выпускают как в моноблоках с отдельными крышками, герметизируемыми битумной смазкой, так и в моноблоках с общей крышкой, герметизируемой контактно-тепловой сваркой.
|
| Рисунок 1.3 Аккумуляторная батарея с отдельными крышками: 1 – опорные призмы; 2 – корпус; 3 – отрицательные электроды; 4 - сепараторы; 5 – положительные электроды; 6 - перемычка; 7 – защитный щиток; 8 - борн; 9 – положительный вывод; 10 - герметик; 11 – пробка; 12 - баретка; 13 - вентиляционное отверстие; 14 – отрицательный вывод; 15 – крышка банки; 16 – перегородки. |
Аккумуляторные батареи с отдельными крышками (рис. 4.1.3) имеют многоячеечный, как правило, эбонитовый корпус 2 (или из другой кислотоупорной пластмассы), который разделен перегородками 16 на банки по числу аккумуляторов. Каждая банка содержит блок чередующихся положительных 5 и отрицательных 3 электродов с расположенными между ними сепараторами. Ввиду того, что в процессе работы аккумулятора неизбежно образуется шлам в виде осадка, оседающего на дно моноблока, между дном и опорными призмами электродов 1 предусмотрен зазор. Аккумулятор выходит из строя, если все пространство под электродами будет заполнено шламом, и он замкнет разноименные электроды. Причина образования шлама заключается в оплывании частиц активной массы положительных электродов.
|
|
|
| Роль сепараторов 4 заключается в разделении друг от друга реагентов – участников электрохимических процессов, а также обеспечении диффузии электролита от одного электрода к другому. Для улучшения доступа электролита к активной массе положительного электрода сторона сепаратора, обращенная к нему, выполнена ребристой. Соседние аккумуляторы в батарее последовательно соединяет между собой наружный токоотвод, называемый борном 8. К выводным клеммам крайних аккумуляторов батареи приваривают полюсные выводы 9 и 14, через которые происходит связь батареи со всем электрооборудованием автомобиля. Выводы аккумуляторной батареи намеренно выполняют разного диаметра. Чтобы исключить случаи повреждения верхних кромок сепараторов при замерах уровня и плотности электролита в верхней части электродного блока монтируют защитный щиток 7. |
Аккумулятор, устанавливаемый в камеру-ячейку моноблока, комплектуется специальной индивидуальной эбонитовой крышкой 15 с двумя отверстиями, снабженными втулками для выводных борнов электродного блока. Для залива электролита и проведения технического обслуживания аккумулятора служит специальное резьбовое отверстие в крышке, закрываемое полиэтиленовой пробкой 11 с вентиляционным отверстием для выхода газов. С целью герметичной укупорки новых сухозаряженных батарей пробка, закрывающая вентиляционное отверстие, имеет глухой прилив, удаляемый (срезаемый) перед началом эксплуатации аккумулятора.
|
|
|
Широкое распространение получили в последнее время аккумуляторные батареи с общей крышкой моноблока из сополимера пропилена с этиленом, устройство которых показано на рис. 1.4. Моноблок
|
| Рисунок 1.4 Аккумуляторная батарея с общей крышкой: 1 - моноблок; 2 - 3 - электроды; 4 - сепараторы; 5 - перегородки; 6 - баретки; 7 - крышка. |
1 включает электродные блоки, включающие разноименные электроды 2 и 3 и сепараторы 4. Блоки связаны между собой посредством укороченных межэлементных связей, бареток 6 через отверстия в перегородках 5 моноблока. Все 6 аккумуляторов накрыты единой крышкой 7. Благодаря параметрам термопластичной пластмассы и примененному методу контактно-тепловой сварки герметичность аккумуляторной батареи, как по периметру, так и между отдельными аккумуляторами сохраняется при температуре от – 50 до + 70 °С.
· Необслуживаемые АКБ
К сожалению, чистый свинец слишком мягок, чтобы выдерживать механические нагрузки, возникающие при эксплуатации. Поэтому в свинец добавляют около 6% сурьмы, чтобы повысить его механическую прочность. Это в свою очередь порождает другую проблему – большой расход воды (кипение). В начале 1970-х как в положительный, так и в отрицательный электроды добавили кальций. Это снизило кипение настолько, что позволило производителям заявить о создании так называемых необслуживаемых АКБ. Кроме того, преимуществом батарей такого типа является и то, что один из электродов помещают в сепаратор-конверт из микропористого полиэтилена с низким электрическим сопротивлением. В подобной конструкции батареи ввиду полного исключения замыкания электродов разной полярности опорные призмы устанавливать уже нет необходимости, блок электродов монтируют на дно моноблока, при этом габаритная высота батареи снижается. А та часть электролита, которая ранее не использовалась в работе батареи, теперь находится выше электродов и пополняет запас, расходуемый в процессе эксплуатации. Конструкторы лишили их отверстий для долива воды и назвали полностью необслуживаемыми. Саморазряд таких батарей замедлился более чем в 6 раз, при этом батареи являются очень чувствительными к техническому состоянию всей системы электрооборудования автомобиля. На долговечность АКБ влияет также наличие утечек тока в системе электрооборудования.
Однако, свинцово-кальциевые АКБ оказались не очень стойкими по отношению к циклированию (глубоким циклическим разрядам-зарядам). Они также требуют более высокого зарядного напряжения. Компания Дженерал Моторс провела исследование зарядных характеристик свинцово-кальциевых АКБ и установила напряжение реле регулятора 14.8 вольт для автомобилей, укомплектованных АКБ "Delco Freedom II". Более низкое значение не дает полной зарядки. Но такой уровень зарядного напряжения слишком высок для свинцово-сурьмянистых АКБ и будет приводить к быстрой потере воды в них.
· Гибридные АКБ
Третий тип АКБ, часто используемый в автомобилях, имеет смешанную или гибридную конструкцию. У таких АКБ положительные решетки выполнены из сплава с сурьмой, а отрицательные - с кальцием. Расход воды значительно уменьшен, хотя регулярные проверки уровня по прежнему рекомендованы. Гибридные АКБ более стойки к циклированию чем свинцово-кальциевые, но все же не так хороши как исходные свинцово-сурьмянистые. Большинство автомобилей, комплектуемых гибридными АКБ, имеют выставленное напряжение реле регулятора 14.3 вольт, хотя сообщалось, что более высокое значение 14.8 вольт у автомобилей Дженерал Моторс что с их точки зрения не наносит вреда гибридным АКБ, если регулярно следить за уровнем электролита.
|
|
|
· Гелевые АКБ
Четвертый тип, "гелевые", уже стали использоваться в автомобилях, рекомендованное напряжение зарядки от 13,8 до 14,1. Гелевые аккумуляторы появились с началом освоения космоса и изготавливаются по двум технологиям. Первая — Gelled Electrolite (GEL), так называемые гелевые аккумуляторы, электролит в которых имеет гелеобразное состояние. Гель, получающийся в результате добавления в серную кислоту двуокиси кремния, позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри пор в массе геля. Таким батареям нет равных по стойкости к глубоким разрядам, они намного долговечнее традиционных. Но распространения у автомобилистов гелевые аккумуляторы не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.
Вторая, наиболее распространенная технология — Absorptive Glass Mat (AGM), на основе которой реализованы АКБ ”Optima”, благодаря чему они обладают выдающимися электрическими параметрами. В данном случае путем применения пористого заполнителя-сепаратора из стекловолокна, пропитанного электролитом, чем добиваются его безжидкостного состояния.
