Co je 12V baterie v hybridu?

Liší se tím, že mají hybridní (Ca+, Ca/Sb) slitina olova pozitivních mřížek je dopována antimonem a negativní mřížky vápníkem, zatímco v vápník (Ca/Ca) obojí s vápníkem. V důsledku toho dochází k vývoji plynu při různých nabíjecích napětích a konec nabíjecích proudů při těchto napětích je také odlišný.

Moderní autobaterie se však liší nejen složením kovů, ale také hustotou desek v bankách a také separátory mezi deskami, které ovlivňují rozložení iontů – nosičů náboje v elektrolytu, a proto potenciály a proudy při určitém napětí na svorkách. Proto k incidentům dochází, když „vápník se chová jako hybrid“ nebo „hybrid jako vápník“.

Klamou nás výrobci, nebo ne vždy zohledňujeme vliv designu na elektrochemické procesy? Proveďme sérii testů na dvojici dobíjecích baterií (AB) zobrazených na fotografii.

Dnešní experiment se týká baterie 6ST-64L Ťumeň PREMIUM SaSa 64 A*h . Vápníkovou technologii zvládla Ťumeňská továrna na baterie (s losem na logu) v roce 2019.

Baterie je zcela vybitá, hustota elektrolytu je 1.07 gramu na centimetr krychlový. Hustoměr klesl pod stupnici. (Vynášíme Ťumeňského losa na světlo, vtip pro znalé: elektrolytem zcela vybité olověné baterie je voda, protože veškerá kyselina je v mazivech ve formě síranů olovnatých).

Tester ukazuje stav nabití (SoC) 0 %, vnitřní odpor 9.77 mOhm, startovací proud za studena (CCC) 283 z 620 A podle normy EN, napětí naprázdno (OCV, známé také jako elektromotorická síla EMF bez zátěže) 11.53 V a dá vám pokyn k nabití baterie.

Nabíjet budeme pomocí nabíječky (nabíječky) Kulon-720. Nakonfigurujme si tyto parametry nabíjení: přednabíjení až 12 V 2 A, hlavní nabíjení 14.7 V 6.4 A po dobu 24 hodin, dodatečné nabíjení 15.6 V 3.2 A, akumulační 13.2 V 0.5 A.

Dobíjení Coulomb-720 je realizováno „swingem“, kterému se běžně říká ovládání dvouprahového komparátoru nebo komparátoru s napěťovou hysterezí. Když napětí na svorkách dosáhne horní úrovně, nabíječka vypne nabíjecí proud. Když polarizace povolí, napětí na svorkách se sníží a při dotyku spodní lišty nabíječka obnoví dodávku proudu. Tyto cykly pokračují, dokud není překročena maximální doba. Nastavíme prahy na 15.6 a 14.7 V, proud 3.2 A, výdrž 16 hodin.

Přerušované nabíjení „swing“ nebo „blinker“ slouží k minimalizaci ztráty vody pro elektrolýzu a zároveň k co největšímu nabití baterie a promíchání elektrolytu. Historicky byla tato metoda vyvinuta ve vztahu k nabíječkám (zdrojům), u kterých nebylo možné rychle regulovat nabíjecí proud a místo snížení proudu byl přerušován časovačem pomocí relé směrových světel, nebo napětím pomocí srovnávač. Aby komparátor nemohl obnovit nabíjení ihned po jeho vypnutí, ale aby se zastavil, byla potřeba hystereze.

Někteří nadšenci považují elektrolýzu vody při nabíjení baterie za zcela nepřijatelnou a nastavují nízkou horní hranici pro „houpání“. Nabíjení s takovým nastavením trvá dlouho a často nevylučuje separaci elektrolytu a sulfataci hlubokých vrstev maziv. Povrch desek může vypadat ideálně: hnědý pro pozitivní a stříbrný pro negativní, ale když je aktivní hmota (AM) ohnuta, křupe a prozradí přítomnost síranů v hloubce. Pro kontrolu plechů, zda křupou, je samozřejmě třeba baterii otevřít a rozebrat, protože tyto skutečnosti nejsou obecně známé.

Velmi nedoporučuji demontovat jakékoli chemické zdroje energie bez dostatečného komplexního školení: bezpečnostní opatření, vybavené pracoviště (ne v kuchyni nebo v obývacím pokoji), osobní ochranné prostředky, znalost věci a pracovní dovednosti a především pochopení toho, proč tomu tak je. je hotovo. Komponenty chemických zásobníků energie jsou ze své podstaty toxické, žíravé a často také požární a výbušné.

Další nadšenci šli dále a začal regulovat integrální proud pomocí modulace šířky impulzů (PWM) o vyšší frekvenci než zlomky hertzů – jednotky hertzů, realizující dodávku nabíjecího proudu o stejné amplitudě v dávkách pulzů PWM. V každém případě je pro efektivní nabíjení olověného akumulátoru nutné zajistit přítomnost vody v reakční zóně, tzn. promíchejte elektrolyt, protože při nabíjení AM se spotřebovává voda a uvolňuje se kyselina a potenciál nabité části AM musí být dostatečný k překonání termodynamického emf a provedení Gladstone-Tribeovy reakce.

Brzy se nabíječka přesunula do hlavního nabíjecího stupně.

Za tři a půl hodiny bylo naplněno 22.4 A*h, napětí na svorkách bylo 13.3 V. Nabíječku necháme pracovat přes noc.

Druhý den byla doba nabíjení 19 hodin 42 minut, baterie dostala 75.3 Ah. Nabíjecí napětí dosahuje nastavených 15.6, proud při tomto napětí klesl na 1.2 A.

Algoritmus nabíjení jednoduše nezapíná a nevypíná proud, ale pokračuje v nabíjení po určitou dobu při maximálním napětí, vypne jej a po poklesu nejprve zapne nabíjení konstantním napětím na spodním nastavení, poté na horním jeden, s proudovým limitem ne vyšším než nastaveným.

Hustota elektrolytu je již o něco vyšší než 1.25.

Od začátku nabíjení uplynulo 23 hodin, naplněno 77.4 A*h. Proud při 15.6 V klesl na 1 A.
Baterie se dále nabíjí, hustota elektrolytu mírně stoupla nad 1.26.

Nabíjení trvalo 26 a čtvrt hodiny, na baterii bylo přeneseno 79.2 Ah. Proud při 15.6 V neklesá.

29 a půl hodiny od začátku nabíjení naplněno 80.9 Ah. Proud při 15.6 V klesl na 0.9 A. Necháme to na další noc.

Ráno baterie dostala 82.6 ampérhodin, nabíječka byla v režimu skladování. Od začátku nabíjení uplynulo 45 a půl hodiny.

Hustota ve všech sklenicích je 1.28. Tuto baterii se nám podařilo nabít po hlubokém vybití na jeden zátah.

Existují však pochybnosti, že tato baterie je zcela vápníková. Při nabíjení se choval jako hybrid. Nabíjení Ca/Ca baterie trvá 16 hodin, a to je maximální hodnota, kterou lze na Coulomb-720 nastavit a my ji jen nastavíme, někdy to nestačí. Musíte restartovat nabíjení.

Elektronickou zátěž ZKE EBD-A20H vybijeme podle GOST proudem 5 % jmenovité kapacity 3.2 A až do dotyku pod zátěží 10.5 V.

Zařízení se připojuje k PC přes USB a umožňuje vykreslovat grafy napětí a proudu. Po zahájení vybíjení stabilizovaným proudem se napětí zvyšuje v závislosti na odporu elektrolytu na koncentraci kyseliny, poté začne brzy postupně klesat s vybíjením baterie.

Po 8 hodinách vybíjení je napětí na svorkách 12.22 V. 26.78 A*h, vybito 332.45 Wh.

Po 20 a půl hodinách vybíjení pokračuje, na svorkách 11.07 V dodala baterie 66.86 Ah, což již překračuje jmenovitou kapacitu. Jak je vidět z grafu, na konci výboje napětí klesá rychleji, modul první derivace je vyšší.

Na poslední chvíli šel graf prudce dolů.

Vybíjení je dokončeno, napětí se začalo zvyšovat po odstranění zátěže. Doba vybíjení byla 20 hodin 44 minut, dodávaná kapacita 67.39 A*h.

3 minuty po odstranění zátěže se napětí na svorkách zvýšilo na 11.42 V. Počkáme ještě hodinu.

Od ukončení výboje uplynula hodina, NRC 11.63 V.

Hustota elektrolytu je nižší než 1.10. Dali jsme to na nabití.

Nabití vydrží 26 hodin 19 minut, naplněno 79.2 Ah. Proud při 15.6 V 1 A.

Hustota je již 1.27. Baterie se velmi snadno nabíjí při dobíjení „houpačkou“ o maximálním napětí 15.6. Obvykle se tak chovají hybridní Ca/Sb baterie, nikoliv vápenaté Ca/Ca baterie.

Podíváme se na intenzitu vývoje plynu ve „swingu“ do 15.6. I to je známka hybridní baterie. Díky nižšímu startovacímu napětí plynu je spotřeba vody při provozu této baterie vyšší než u jiných moderních Ca/Ca. Určitě byste si to měli zapamatovat, nezapomeňte zkontrolovat hladinu elektrolytu a včas dolít destilovanou vodu.

GIF 7952.5 kB

A tak se při dobíjení přepětím „zavaří“ druhý účastník testů – originální náhradní díl LADA 6ST-62VL z produkce závodu Zhiguli AKOM, typická celovápenatá Ca/Ca baterie. Pro takové uvolnění plynu bylo zapotřebí 16.2 voltů při konstantním proudu 2% kapacity, tj. 1.2 ampéru, bez jakéhokoli přerušení „houpáním“.

GIF 7597.95 kB

Testy baterií Lada jsou objemné a zaslouží si minimálně samostatný článek, proto zde uvádíme pouze jejich konečné výsledky, které jsou nutné pro srovnání obou testovacích vzorků.

Údaje testeru v Ťumeni: 100% zdraví, THP 687 z 620 A podle EN, vnitřní odpor 4.02 mOhm, NRC 12.96 V. V Ladě: EN 722 z 600 A, 3.82 mOhm.

Odběr pod nosnou vidlicí 200 A až 10.64 V.

Pro srovnání, Láďa se propadá na 10.90.

Hmotnost baterie Tyumen je 16.4 kg.

Shrňme si testovací data pro dvě baterie do jedné tabulky:

Skutečná měrná kapacita na kilogram hmotnosti baterie baterie Lada je o 11.57 % vyšší než u Ťumeň Premium, měrný startovací proud za studena je 13.69 %. Oba tyto parametry nezávisí na vápníku a antimonu ve slitině olova, ale na skutečné hmotnosti aktivních hmot a jejich pracovní ploše, jakož i na konstrukci mřížek a proudových přívodů. Ukazuje se, že Tyumenská baterie má méně aktivní aktivní hmoty a více nosné struktury přenášející proud. To jsou znaky klasické „předkalciové“ technologie, která se často používala k výrobě hybridních Ca/Sb baterií.

Takže na základě výsledků testů dvou baterií – typické moderní Ca/Ca Lada z produkce AKOM (závod využívající technologii Exide) a Tyumen Premium s označením Ca/Ca a losem na logu můžeme vyvodit následující závěry:

1. Obě baterie vykazovaly vynikající vlastnosti: kapacita podle GOST a startovací proud podle digitálního testeru a zátěžové zástrčky jsou vyšší než jmenovité, avšak Lada vykazuje znatelně lepší parametry než Tyumen Premium.
2. Při nabíjení se baterie Zhiguli AKOM chová podle očekávání Ca/Ca, zatímco baterie Tyumen se nabíjí jako hybrid: vývoj plynu začíná brzy, elektrolyt se míchá bez potíží a vyrovnávací nabíjení probíhá snadno a rychle.
3. Tyumen Premium je vyroben pomocí starší technologie než Zhiguli Lada. To je důvod, proč, navzdory moderní slitině vápníku s negativními i pozitivními mřížkami, má Tyumen baterie nižší hustotu uložení desek a vykazuje vlastnosti charakteristické spíše pro hybrid než pro Ca/Ca baterii.

V moderním Ca/Ca V bateriích působí slitina vápníku a kompaktní konstrukce s hustými separátory synergicky, což zhoršuje jak snížení ztrát vody, což je velmi dobré, tak obtížnost míchání elektrolytu a dobíjení, a to není tak špatné, ale je třeba vzít v úvahu účtu při výběru profilu poplatků.

V tradičních bateriích I když jsou všechny mřížky vyrobeny technologií Ca/Ca, vnitřní struktura je masivnější a prostornější, nabíjení a míchání elektrolytu je jednodušší a rychlejší, ale více vody se „vyvaří“. To je jeden z důvodů, který vedl vývojáře olověných baterií k moderním designům. Úspora olova s ​​odpovídajícím ekologickým aspektem a zároveň zvýšení životnosti, odolnosti vůči vibracím, zabránění plavání aktivní hmoty a zkratu jsou další cíle, které sledují i ​​moderní konstrukce baterií.

Měly by být výsledky experimentů interpretovány tak, že továrna na baterie Tyumen „Loose“ klame kupující a baterie Tyumen Premium je špatná baterie? – Rozhodně ne. Pro vozy s nízkým palubním napětím je Tyumen Premium vynikající volbou.

Tyumen Premium je dobrá baterie, která se v testech osvědčila. Není hybridní, ale skutečně vápenatý, pokud jde o moderní deskový mřížkový materiál. Konstrukce baterie však není moderní, pevně zabalená, ale tradiční, v důsledku čehož se při výrobě spotřebuje více olova a dochází k vývoji plynu při nižším napětí. A proto baterie nemá označení VL, jako Lada, což znamená velmi nízkou spotřebu vody, ale L – nízká spotřeba. Všechno je spravedlivé.

To je třeba vzít v úvahu při provozu: Tyumen Ca/Ca pod kapotou auta ztrácí vodu jako typický Ca/Ca, ale jako hybridní Ca+. Je nutné včas zkontrolovat hladinu elektrolytu a přidat destilovanou vodu a výrobce k tomu poskytl zátky.

Téměř tři desetiletí se neprožilo nadarmo a současná technologická úroveň Ťumeňského závodu na baterie umožňuje vyrábět baterie se specifickou účinností z hlediska kapacity o třetinu vyšší a z hlediska startovacího proudu o dvě třetiny. vyšší než u starých antimonových baterií. Slova „klasický“ a „moderní“ ve vztahu k designu baterie by proto neměla být špatně pochopena. Moderní baterie od různých domácích výrobců a značek vykazují slušné vlastnosti a mají své vlastní oblasti pro úspěšné použití.

Článek byl napsán ve spolupráci s autorem experimentů a videí – Battery Engineerem Victorem VECTOREM.

Pro spouštění automobilových elektráren se používají kyselinové baterie s omezenou životností. Hybridní baterie je navržena tak, aby poskytovala lepší výkon a odolnost. Pro zachování parametrů produktu je nutné dodržovat podmínky nabíjení a včas doplňovat destilovanou vodu do bateriových nádob.

Co je to hybridní autobaterie

Hybridní baterie je zdroj stejnosměrného proudu s kladnými deskami vyrobenými z olova a antimonu. Pro záporné elektrody se jako elektrolyt používá olovo s vápníkem, směs kyseliny sírové a destilované vody. Použití vápníku v konstrukci autobaterie umožnilo zvýšit startovací proud a snížit degradaci prvků zařízení při vybíjení.

Technologie umožňuje instalovat zvýšený počet desek v balení, což má pozitivní vliv na vlastnosti baterie. Například produkty A-Mega Premium mají 20% nárůst studeného startovacího proudu ve srovnání se standardními produkty.

Technologie hybridních baterií

Baterie může obsahovat balíčky záporných a kladných článků vyrobených litím ze slitiny na bázi olova. Kladná elektroda má zvýšenou pevnost; aktivní hmota účastnící se elektrochemické reakce je distribuována po povrchu produktu. Negativní prvek má zvýšenou odolnost proti korozi, použití vápníku pomáhá snižovat samovybíjení a spotřebu elektrolytu.

Symboly a značky

K identifikaci zařízení se používají další značky, které jsou aplikovány na štítek na pouzdru. Hybridní baterie mají textové štítky jako Hybrid nebo Calcium Plus. Řada výrobců označuje typ Ca+, označující použití vápníku pouze pro negativní desky.

Právě čtete: Nikl-zinkové baterie – vlastnosti, výhody a nevýhody

Index používá další písmeno latinské abecedy, které označuje potřebu přidávat destilovanou vodu během provozu (N – normální, L – malý objem, VL – snížená spotřeba, VRLA – nainstalován ventil).

Označení autobaterie závisí na výrobci a odpovídá regionálním normám.

Nálepka poskytuje další informace:

• kapacita zařízení (v A*h);
• studený startovací proud;
• datum výroby;
• typ upevnění pouzdra;
• provozní napětí;
• hmotnost produktu;
• účel baterie;
• dodržování norem (GOST, TU nebo ISO);
• kontaktní údaje výrobce a záruční dobu.

Životnost

Životnost výrobku na stroji závisí na provozních podmínkách a stavu generátoru. Výrobci deklarují v reklamních prospektech životnost až 7 let. Ale takové odolnosti lze dosáhnout pouze pravidelnou údržbou a používáním v teplých klimatických podmínkách.

Podle recenzí majitelů baterie vydrží ne více než 3-4 roky provozu (případy selhání byly zaznamenány po 1,5-2 letech provozu).

Hybridní baterie – výhody a nevýhody

Výhody hybridních baterií:

• díky zavedení desek s příměsí vápníku bylo dosaženo snížení spotřeby elektrolytu;
• možnost provozu na vozidlech se sníženým napětím v palubní síti;
• snížené samovybíjení;
• zvýšený proud ve spouštěcím obvodu motoru;
• zvýšení kapacity baterie bez zvětšení rozměrů pouzdra;
• odolnost proti hlubokému vybití;
• je povolen dlouhodobý provoz ve vibračních podmínkách;
• zvýšená životnost produktu.

Nevýhody stejnosměrných zdrojů hybridní třídy:

• Během provozu se z elektrolytu odpařuje voda;
• zvýšené náklady na produkty.

Údržba hybridní baterie

Pro zvýšení životnosti výrobku by měla být prováděna pravidelná údržba, která spočívá v otření pouzdra od prachu a opětovném naplnění nádoby destilovanou vodou. Uvnitř krytu jsou speciální značky označující normální hladinu kapaliny.

Doporučuje se pravidelně kontrolovat hustotu elektrolytu hustoměrem, pokud hodnota klesne a na elektrodách se objeví šedá usazenina, provede se postup odsulfatace baterie.

Desulfatace baterie

Při vybíjení baterie se na povrchu desek usadí vrstva síranu olovnatého za současného uvolnění vody. Cizí látka snižuje povrch elektrod zapojených do elektrochemické reakce, což snižuje kapacitu a účinnost dobíjení baterie.

Porucha nastává při skladování vybitého zdroje energie nebo při nepravidelném nabíjení baterie. K odstranění plaku se do elektrolytu zavádějí chemická činidla nebo se aplikuje konstantní napětí.

1. Změřte hustotu elektrolytu ve sklenicích a také hladinu kapaliny. Pokud je množství roztoku menší, než je požadováno (horní okraje destiček jsou odkryté), doplňte destilovanou vodou.
2. Připojte externí nabíječku ke svorkám, dodržujte polaritu. Proud v obvodu nastavte do 4% kapacity baterie, napětí je nastaveno na 14V.
3. Nejprve nabíjejte baterii po dobu 8 hodin a poté nechte zařízení stát 12-14 hodin (s nabíječkou odpojenou od svorek). Pauza se používá k vyrovnání charakteristik na povrchu desek a v hloubce pasty nanesené na elektrody. Elektrolyt se zvýšenou hustotou vstupuje do mezery mezi elektrodami a podporuje další destrukci síranu olovnatého.
4. Doplňte kapacitu a kondicionujte baterii. Cyklus se opakuje 4-5krát a poté se provede kontrolní měření hustoty elektrolytu, která by se měla zvýšit na 1,27 g/cm³.

Existuje technika pro rozpouštění síranu olovnatého v destilované vodě, která se nalévá do sklenic místo elektrolytu.

Doplňování kapacity baterie se provádí nepřetržitě po dobu 12-14 dní, což umožňuje přeměnit vodu na elektrolyt se sníženou hustotou a částečně rozpustit usazeniny síranu olovnatého. Poté se roztok odstraní, přidá se destilovaná voda a cyklus nabíjení se opakuje. Po odstranění roztoku se hotový elektrolyt nalije a poté se baterie nabije standardním postupem.

Voda vařící se od elektrolytu

Voda se vyvaří, když napětí v napájecím obvodu dosáhne 14,2-14,5 V (tj. za standardních provozních podmínek generátoru v automobilu), páry unikají ventilačním potrubím v dopravních zácpách. Efekt nastává v důsledku konstrukce baterie, u hybridních baterií je nemožné eliminovat.

Doporučuje se zkontrolovat hladinu kapaliny ve sklenicích po 2-3 měsících provozu, aby se množství roztoku dostalo na normální hodnotu. Doplnění vyžaduje 300 až 500 ml vody.

Jak správně nabíjet hybridní baterii

Pro obnovení provozních parametrů se používají 2 způsoby:

1. Zrychlený algoritmus, ve kterém je na svorky přiváděno konstantní napětí. Proud je 10 % jmenovité kapacity baterie. Kvůli zvýšenému napětí je pozorována degradace konstrukce, proto se technika nedoporučuje pro časté používání
2. Nabíjení napětím 14,2 V umožňuje prodloužit životnost baterie. Metoda se vyznačuje prodloužením doby obnovy baterie, ale pomáhá prodloužit životnost produktu. Nabíjecí obvod udržuje proud až 2 A (parametry se nastavují regulátory umístěnými na zdroji). Baterie je považována za nabitou, když začíná aktivní uvolňování plynů z elektrolytu a proud v obvodu klesá.

Na co si dát pozor při výběru baterie

Základní kritéria pro výběr baterie do auta:

1. Datum výroby, doporučuje se nakupovat produkty, které byly ve skladech déle než šest měsíců.
2. Rozměry pouzdra a typ upevnění nemusí pasovat na místo instalace. Vzhledem k tomu, že baterie váží 15 kg nebo více, je nutné zajistit spolehlivé upevnění, použití domácích upevňovacích zařízení je zakázáno.
3. Polarita, existují produkty s přímým a reverzním uspořádáním vývodů.
4. Konfigurace krytu skříně.
5. Frekvence údržby (v závislosti na typu konstrukce). Existují autobaterie, které nevyžadují doplňování vody.

Nejlepší hybridní baterie

Baterie dodávané pod značkou „Beast“ jsou určeny pro provoz při teplotách od -50°C. Díky originální technologii zvyšování energetické náročnosti aktivní hmoty poskytují baterie startovací proud zvýšený o 23 % (oproti standardním výrobkům). Baterie jsou k dispozici s různými pouzdry a svorkami, což umožňuje instalaci jednotek na automobily vyrobené v Evropě nebo Asii.

Baterie AkTech jsou určeny pro instalaci do osobních nebo nákladních automobilů je povolen provoz při teplotách od -30°C. Konstrukce výrobků využívá kryty s labyrintovými kanály, které snižují uvolňování výparů elektrolytu pod kapotu vozu.

Ruský výrobce Alcor dodává hybridní baterie pod značkami Tyumen Bear a Arctic Bear. Designově podobné baterie vyrábí Varta (řada Promotive Black).

Jak se vám článek líbí?