Bakım gerektirmeyen kurşun-asit aküler hakkında temel bilgiler
İnsanların sık sık söyledikleri bakım gerektirmeyen akünün normal adı, vana ayarlı sızdırmaz kurşun-asit akü olarak adlandırılır. Valf ayarlı sızdırmaz kurşun-asit batarya, dışarıdan görüldüğü gibi bir kasaya, bir valf kapağına ve bir terminal bloğuna sahiptir. Terminallerin etrafındaki sızdırmazlık malzemesi, pozitif ve negatif elektrotları belirtmek için kırmızı ve siyahtır (veya mavi). 12V akü, her biri pozitif bir plaka grubuna ve ilgili bus iletkenleri ile bağlanmış bir negatif plaka grubuna sahip altı bağımsız izole hücreye bölünmüştür. Kurşun asitli akünün plakası betonarme bir yapıya benzer. Alaşım telinin örgü benzeri iskeleti üzerine aktif bir malzemenin kaplanması (veya haddelenmesi) ile oluşturulur: pozitif elektrot plakasındaki malzeme kurşun dioksit (Pb02) ve negatif elektrot plakası üzerindeki madde kadife kurşuntur ( Pb). Pozitif ve negatif plakaların her biri, içinde bir sülfürik asidin (H2S04) elektrolitinin adsorbe edildiği ve fiber malzemenin (veya silika jel materyali) elektrokimyasal olarak reaksiyona sokulduğu, gözenekli bir mikrofiber materyale (silika jel materyali ile doldurulur) serpiştirilir. İşlemde sıvı faz taşıma ve gaz faz taşıma işlemi, 2V pil hücresi oluşturmak üzere pozitif ve negatif plaka gruplarıyla sıkıca birleştirilir. Kurşun-asit bataryalar şarj sırasında kaçınılmaz olarak hidrojen ve oksijen ürettiğinden, su oluşturmak ve oluşturmak için çok geç kaldıklarında hücrelerde basınç oluştururlar. Akünün normal ve güvenli çalışmasını sağlamak için, her bir hücrenin, basınç aşırı olduğunda gazın otomatik olarak çıkmasını sağlayan taşma valfı vardır. Akü deposundaki elektrolit gövdesiyle doldurulmuş olan zengin sıvı aküyle karşılaştırıldığında, valfle ayarlanan sızdırmaz kurşun-asit akü, içinde zayıf bir akü olan, sadece küçük bir miktar elektrolit içerir. Bununla birlikte, söz konusu elektrolitin belirli fazlalığı ve taşma valfi basıncının makul kullanımı nedeniyle, gazın kaçmasından kaynaklanan su kaybı son derece küçüktür, bu sayede valf kontrollü bataryanın elektroliti temel olarak ömür boyu olur. süreci. Yenilemeye gerek yok, bu nedenle vana ayarlı sızdırmaz kurşun-asit aküler de bakım gerektirmeyen aküler haline geldi.
Batarya voltajı ne kadar normal?
Genellikle bu akü voltajının 12V olduğu söylenir. Burada belirtilen 12v, akünün en temel parametresini ifade eder - nominal potansiyel (birim v). Bir kurşun-asit bataryanın nominal potansiyeli 2v ve altı tek telli bataryanın nominal potansiyeli 12v'dur. Elektrikli araçlarda kullanılan güç kaynağı, genellikle 24v, 36v, 48v, 60v akü paketlerini oluşturmak için seri bağlanmış 2 ila 5 12v akülerden oluşur. Burada, bataryalarda kullanılan aktif maddelerin özellikleri ile belirlenen teorik değerler belirlenmiştir. Aslında, farklı koşullar altında bataryanın voltaj ve nominal potansiyelinde farklılıklar vardır. Örneğin, 12v nominal potansiyele sahip normal bir kurşun-asit batarya şarj işleminin sonundadır, şarj polarizasyonu maksimum bir değere ulaşır ve voltaj 14,4 v veya daha yüksek bir değere ulaşabilir; boşaltma sonunda, boşaltma polarizasyonu maksimum değere ulaşır. Gerilim 9v kadar düşük olabilir. Şarj veya deşarj işlemi durduktan ve birkaç saat bekletildikten sonra, polarizasyon voltajı (konsantrasyon planı) tamamen kaybolur. Bu 12v bataryanın potansiyeli 13.8v (dolumdan sonra) ve 11v (deşarjdan sonra) arasında olabilir. Akünün içindeki aktif maddenin durumundaki bir değişiklikten kaynaklanır.
Pil kapasitesinin (Ah) anlamı nedir?
Akünün nominal kapasitesi, c, boşalma akımının (A) ve boşalma zamanının (h) ürünüdür. Aynı akü için farklı deşarj parametreleri kullanılarak elde edilen Ah farklı olduğu için, akü kapasitesinin tanımlanması, ölçülmesi ve karşılaştırılmasını kolaylaştırmak için önceden eşit şartların ayarlanması gerekir. Uygulamada, batarya kapasitesi, bataryayı ayarlanan gerilime boşaltmak için ayarlanan akım tarafından verilen elektrik miktarı olarak tanımlanmaktadır. Akü kapasitesinin, akünün ayarlanan voltaj ile ayarlanan akım ve akım ile deşarjı arasında geçen zamanın bir ürünü olduğu da söylenebilir. Düzgün koşulları ayarlamak için, ilk önce, batarya konstrüksiyon karakteristikleri ve kullanımlarındaki farka göre, birkaç deşarj süresi belirlenmiştir. En yaygın olanlar 20 saat 10 saattir ve elektrikli araç aküsü 2 saattir. C20 olarak yazılmıştır. C'nin pil kapasitesini temsil ettiği C10 ve C2'yi, ardından pilin belirli bir yoğunluktaki bir akımla ayarlanmış bir voltaja boşaltıldığı saat sayısını gösteren bir sayı gelir. Böylece anma deşarj akımı, saat sayısının kapasiteye bölünmesi ile elde edilir. Yani, aynı kapasiteye ve farklı deşarj oranlarına sahip bataryalar çok farklı bir nominal deşarj akımına sahiptir. Örneğin, elektrikli bir bisiklet 10 Ah akü kapasitesine ve 2 saatlik bir deşarj oranına sahiptir. 10 Ah2 olarak yazılmıştır ve nominal deşarj akımı 10 (Ah) / 2 (h) = 5 A'dır; ve bir aracı çalıştırmak için bir batarya 54 Ah kapasiteye sahiptir. Deşarj oranı 20 saattir, 54Ah20 olarak yazılmıştır, nominal deşarj akımı sadece 54 (Ah) / 20 (h) = 2,7A'dır! Başka bir deyişle, eğer iki pil sırasıyla 5A ve 2.7A ile boşalmışsa, ayarlanan gerilime düşmesi 2 saat 20 saat sürmelidir. Yukarıda belirtilen ayar voltajı, sonlandırma voltajını (ünite V) ifade eder. Sonlandırma voltajı basitçe şu şekilde anlaşılabilir: akü voltajı deşarj sırasında hasar vermeyecek minimum bir değere düşer. Sonlandırma voltajı değeri sabit değil. Deşarj akımı arttıkça azalır. Aynı akünün boşalma akımı ne kadar büyük olursa, sonlandırma voltajı o kadar düşük olabilir ve bunun tersi de geçerlidir. Başka bir deyişle, büyük akım boşaldığında, akü voltajının daha düşük bir değere düşmesine izin verilir ve küçük bir akım boşalması mümkün olmaz, aksi halde hasara neden olabilir. Pilin çalışma sırasındaki mevcut yoğunluğu, genellikle NCh olarak yazılmış, büyütme olarak da ifade edilir. N, bir çoklu, C, kapasite saatlerinin sayısıdır ve h, deşarj oranında belirtilen saatlerin sayısıdır. Burada, h değeri yalnızca ilgili bataryanın bu boşalma zaman hızına ait olduğunu hatırlatmak için kullanılır, bu nedenle belirli bir zaman hızını özel olarak tanımlayan batarya, büyütmenin, standart bir şekilde yazılmadan genellikle NC şeklinde yazılmasıdır. . Çoklu N'nin C kapasitesi ile çarpılması, mevcut A'ya eşittir. Örneğin, 20Ah, 0.5c oranlı deşarj, 0.5 x 20 = 10A kullanır. Başka bir açı örneği için: Akü kapasitesi 54Ah olan bir araç, ölçülen çıkış akımı 5.4A, daha sonra boşalma hızı N 5.4 / 54 = 0.1C.
Kurşun-asit aküler nasıl çalışır?
1. Kurşun-asit akü elektromotor kuvvet üretimi
Kurşun-asit akü şarj edildikten sonra, pozitif elektrot kurşun dioksit (PB02), sülfürik asit çözeltisindeki su moleküllerinin etkisi, ayrışabilen dengesiz bir madde - kurşun hidroksit (Pb (OH) oluşturmak için az miktarda kurşun dioksit ve su. ) 4) Hidroksit iyonu solüsyondadır ve kurşun iyonu (Pb4) pozitif elektrot plakasında kalır, böylece elektronlar pozitif elektrot plakasında yoktur. Kurşun-asit akü şarj edildikten sonra, negatif elektrot plakası kurşun (Pb) ve elektrolit içindeki sülfürik asit (H2S04) Reaksiyon kurşun iyonlara (Pb2) dönüşür ve kurşun iyonları elektrolite aktarılır, negatif plaka üzerinde iki elektron (2e) kaldı. Eğitim yazılımı, harici devre bağlı olmadığında (akü açık devre), kimyasal etki nedeniyle, motor kartı üzerinde elektron yoktur ve negatif plaka daha fazla elektrona sahiptir ve iki plaka arasında belirli bir potansiyel fark üretilir. Bu, akünün elektromotor kuvvetidir.
2. Akıntı sırasında kurşun-asit akünün elektrokimyasal reaksiyonu
Kurşun asitli akü TV'ye yerleştirilir ve akünün potansiyel farkı katot üzerinde etkilidir. Negatif plaka üzerindeki elektronlar, akım oluşturmak için pozitif plakaya yük boyunca girer. Aynı zamanda, akünün içinde kimyasal bir reaksiyon oluşur. Negatif elektrot plakası üzerindeki her bir kurşun atomundan iki elektron yayıldıktan sonra, üretilen kurşun iyonları (Pb2), elektrot plakasında çözünmeyen kurşun sülfat (PbS04) oluşturmak üzere elektrolit içindeki sülfat iyonu (S04-2) ile reaksiyona girer. Pozitif elektrot plakası tarafından hidrolize edilen oksijen iyonları (0-2), stabil bir madde suyu oluşturmak için elektrolitik çözeltideki hidrojen iyonları (H) ile reaksiyona girer. Sülfat iyonunun elektrik alanının ve elektrolitte mevcut olan hidrojen iyonunun etkisi altında, bataryanın pozitif ve negatif elektrotları sırasıyla batarya içinde bir akım oluşturmak üzere hareket ettirilir ve tüm devre oluşturulur ve batarya dışa doğru sürekli boşalıyor. Akıntı sırasında H2S04 konsantrasyonu sürekli azalır, pozitif ve negatif elektrotlardaki kurşun sülfat (PbS04) artar, pilin iç direnci artar (kurşun sülfat elektrik iletmez), elektrolit konsantrasyonu azalır ve pil elektromotor kuvveti azaltır.
3. Kurşun-asit akü şarj işleminin elektrokimyasal reaksiyonu
Şarj olurken, harici güç kaynağı (şarj direği veya doğrultucu), orijinal aktif malzemeye boşaltıldıktan sonra pozitif ve negatif plakaların ürettiği malzemeyi eski haline getirmek ve harici elektrik enerjisini depolama için kimyasal enerjiye dönüştürmek için harici olarak bağlanmalıdır. Pozitif elektrot plakasında kurşun sülfat, dış akımın etkisi altında iki değerli kurşun iyonlarına (Pb2) ve sülfat negatif iyonlarına (S04-2) ayrılır. Harici güç kaynağı sürekli olarak pozitif elektrottan elektronları çektiğinden, pozitif elektrot plakalarının ikincisi renklendirilir. Değerlik kurşun iyonu Pb2) sürekli eklenecek iki elektron serbest bırakır, dört değerli kurşun iyonları (Pb4) olur ve sonuçta pozitif elektrot plakasında kurşun dioksit (Pb02) üreten su ile reaksiyona girmeye devam eder. Negatif elektrot plakasında, kurşun sülfat, dış akımın etkisi altında iki değerli kurşun iyonlarına (Pb2) ve sülfat negatif iyonlarına (S04-2) ayrılır. Negatif elektrot sürekli olarak harici güç kaynağından elektronları aldığı için, negatif elektrot plakasının yakınındaki serbest elektrot Değerlik elektrot iyonunun (Pb2) kurşun (Pb) için nötrleştirilir ve negatif elektrot plakasına kadife kurşun olarak yapışır. Elektrolitte, pozitif elektrot sürekli olarak serbest hidrojen iyonları (H) ve sülfat iyonları (SO4-2) üretir ve negatif elektrot sürekli olarak sülfat iyonları (SO4-2) üretir. Elektrik alanın etkisi altında, hidrojen iyonları negatif elektroda hareket eder ve sülfat üretilir. Akım oluşturmak için iyonlar pozitif elektroda doğru hareket eder. Şarjın sonunda, harici akımın etkisiyle, çözeltide suyun elektrolitik reaksiyonu meydana gelecektir.
4. Kurşun asitli akünün şarj edilmesinden ve boşalmasından sonra elektrolit değişimi
Yukarıdan, kurşun asit batarya boşaldığında, elektrolit içindeki sülfürik asidin sürekli olarak azaldığı, suyun yavaşça arttığı ve çözeltinin özgül ağırlığının azaldığı görülebilir. Yukarıdan görülebilir ki, kurşun-asit batarya şarj edildiğinde, elektrolit içindeki sülfürik asidin sürekli arttığı, suyun yavaş yavaş azaldığı ve çözeltinin özgül ağırlığının arttığı görülmektedir. Gerçek çalışmada kurşun asit bataryanın şarjı, elektrolitin özgül ağırlığının değişmesine göre değerlendirilebilir. Bakım gerektirmeyen kurşun-asit akülerin kullanımı ve bakımı Son yıllarda, güç sistemlerinin iki ızgaralı dönüşümünün derinleşmesiyle birlikte, yüksek frekanslı anahtarlama güç kaynakları ve anahtarlama güç kaynağı teknolojisi kullanılarak üretilen bakım gerektirmeyen kurşun-asit aküler kullanılmıştır. yaygın olarak kullanılan. Ancak, yetersiz işletme deneyimi nedeniyle, DC güç kaynağının, özellikle de bataryanın bakımı yerinde değildir, bu nedenle DC güç kaynağının güvenilirliği etkin bir şekilde garanti edilemez.
Bakım gerektirmeyen akünün anlamı
Supap ayarlı kurşun-asit akünün ana avantajı, şarj işlemi sırasında pozitif elektrot plakasında üretilen oksijenin rekombinasyon reaksiyonu ile negatif elektrot plakasında suya indirgenmesidir ve belirtilen süre boyunca bakım için su ilave edilmesi gerekli değildir. değişken şarj ömrü. Kurşun-asit aküleri muhafaza edin. Bakım gerektirmeyen işlemin sadece normal batarya ile karşılaştırıldığı ve elektrolit sıvı seviyesini ayarlamak için saf su veya damıtılmış su ekleme projesinin işlem sırasında ihmal edildiği görülebilir ve tüm bakım işlemlerinin kaldırılması gerekli değildir. .