Тяговые аккумуляторы: особенности и применение
Тяговые аккумуляторы являются ключевым источником энергии для различных устройств и технологий, требующих высокой производительности и длительного времени работы. В этой статье мы рассмотрим особенности и применение тяговых аккумуляторов, чтобы помочь вам лучше понять их значение в современном мире.
1. Определение и принцип работы:
Тяговые аккумуляторы — это особые типы аккумуляторов, разработанные специально для применения в электрических транспортных средствах, подъемных механизмах, электропогрузчиках и других устройствах с высокими энергетическими требованиями. Они предназначены для обеспечения высокой мощности и длительного времени работы.
Тяговые аккумуляторы работают на основе химических реакций внутри аккумулятора. При разрядке аккумулятора химическая энергия превращается в электрическую энергию, которая затем используется для питания различных электрических устройств.
2. Особенности тяговых аккумуляторов:
— Высокая энергоемкость: Тяговые аккумуляторы обладают высокой энергоемкостью, что позволяет им обеспечивать продолжительные периоды работы без необходимости частой замены или перезарядки.
— Высокая мощность: Тяговые аккумуляторы разработаны для обеспечения высокой мощности, что особенно важно в транспортных и промышленных секторах, где требуется сильное ускорение, подъем грузов или другие задачи, требующие большой энергии.
— Долговечность: Тяговые аккумуляторы обычно имеют большую долговечность и способны выдерживать множество циклов зарядки-разрядки без существенной потери производительности.
— Устойчивость к вибрациям и ударам: Тяговые аккумуляторы специально разработаны для работы в условиях, характеризующихся вибрациями и ударами, что делает их надежными и безопасными в использовании.
3. Применение тяговых аккумуляторов:
— Электрические транспортные средства: Тяговые аккумуляторы широко используются в электрических автомобилях, автобусах и велосипедах для обеспечения длительного времени работы и высокой производительности.
— Подъемные механизмы: Вилочные погрузчики, штабелеры, электрические подъемники и другие подъемные механизмы часто работают на тяговых аккумуляторах из-за их способности предоставить высокую мощность и длительное время работы.
— Солнечная и ветровая энергия: Тяговые аккумуляторы могут использоваться в системах солнечной и ветровой энергии для хранения энергии, полученной из внешних источников.
— Резервное питание: В случае отключения электричества тяговые аккумуляторы могут использоваться в качестве резервного источника питания для поддержания работоспособности систем и устройств.
Тяговые аккумуляторы играют важную роль в современных технологиях и устройствах, которые требуют высокой мощности и длительного времени работы. Их характеристики и применение делают их необходимыми в различных отраслях, включая электрический транспорт, промышленность и возобновляемые источники энергии. Благодаря своей надежности и производительности, тяговые аккумуляторы продолжают развиваться и становиться все более востребованными.
Особенности тяговых аккумуляторов: в чём их отличие от обычных
О существовании т. н. тяговых аккумуляторов наверняка слышал каждый автомобилист. А вот для чего они придуманы, а также чем, собственно, отличаются от аккумуляторов обычных, знает, как ни странно, далеко не каждый водитель. Между тем, такие знания могли бы многим помочь на практике.
Поэтому главная цель данного материала – дать широкому кругу наших уважаемых читателей, независимо от их водительского стажа, важную информацию о современных тяговых аккумуляторах. В частности, будут рассмотрены их устройство, главные виды, сфера применения, критерии подбора при покупке таких АКБ и основные правила их эксплуатации.
Особенности тяговых АКБ
Принцип работы обычных автомобильных аккумуляторов понятен: с их помощью запускают мотор. Для этого на стартер подаётся энергетический толчок, в результате чего начинает работать маховик и запускается двигатель. С учётом этой функциональной особенности такие аккумуляторы названы стартерными. При запуске авто они дают возможность создать «пусковой» ток очень большой величины: от 250 до 1000 Ампер.
У таких АКБ, как известно, есть одна проблемная особенность. Так, они весьма чувствительны к глубокому разряду. Разряжать их ниже показателя напряжения в 10 Вольт специалисты настойчиво не советуют, поскольку нескольких таких разрядок вполне достаточно, чтобы стартовый аккумулятор перестал работать в полную мощность и стал, по сути, бесполезным.
Параллельно с такими АКБ на транспорте (и не только!) широко используют батареи иного назначения – тяговые. Такие батареи – совершенно иного формата, не обладающие высокими пусковыми токами. Это значит, что они могут отдавать какую-то энергию в течение длительного времени, разряжаясь порой почти к нулю.
Обслуживание тяговых аккумуляторов незаменимо там, где нужно обеспечить долгое, постоянное питание. В силу своей специфики они способны работать целыми днями! Помимо того, они ценны также тем, что очень устойчивы к высоким и низким температурам, не переставая действовать даже при 30 градусных морозах и жаре в плюс 50-60 градусов. Долгое время необслуживаемые АКБ (к примеру, несколько недель простоявшие без дела), в отличие от стартовых, практически не теряют своих способностей.
Устройство: в чем сходство и различие
Ключевое отличие тягового аккумулятора от стартерного заключается в его функциональных параметрах. По напряжению они имеют диапазон от 2 до 24 Вольт, а по силе тока – от 30 до 300 Ампер, хотя верхний показатель может быть и выше. По своему строению они почти не отличаются от стандартных АКБ: у них тоже есть минусовые и плюсовые пластины, их тоже заливают электролитом, хранят в пластиковом корпусе. Но есть и отличия:
- Пластины очень толстые, массивные, в них немало свинца и иных тяжелых металлов.
- Корпус тоже более толстый, чтобы он смог осилить огромный вес тяжелых пластин.
Читайте также: Что лучше: личное авто, такси или каршеринг
Виды тяговых аккумуляторных батарей
Современная отечественная и зарубежная промышленность выпускает для потребителей разные типы тяговых аккумуляторов. По технологии, это щелочные батареи и кислотные. Последние представляют собой, по сути, свинцово-кислотные форматы, так как в них используют свинец и электролит на серной кислоте.
В щелочных применяют никель-железные пластины, на заливку которых идёт специальный раствор щелочи. Их считают очень надёжными даже в самые большие морозы, однако цена таких аккумуляторов в несколько раз превышает стоимость свинцовых, а их зарядка сопровождается едким паром. В силу этого экологического аспекта сфера их применения сейчас немного уже, чем её демонстрируют прочие батареи.
В последнее время входят в моду тяговые аккумуляторы, которые основаны на новых технологиях AGM и GEL. Они отличаются компактность, высокой энергичностью, а также, увы, огромной ценой.
Современная промышленность продолжает всячески совершенствовать такие АКБ. По мнению экспертов, уже в ближайшие десятилетия на первый план по своей надежности, эффективности и доступной цене уверенно выдвинутся литиевые аккумуляторы.
Сфера применения
В наши дни наблюдается широкое применение тяговых аккумуляторов в разных сферах жизни. Их с одинаковой эффективностью используют не только в автомобилях, но и многих касательных к ним областях техники. Например, в рыбачьих лодках, во время охоты, для передвижения электрокаров и прочих малогабаритных погрузчиков. Весьма эффективно также они зарекомендовали себя как незаменимое подспорье для альтернативных источников энергии – солнечных панелей, электрогенераторов и проч.
Критерии выбора тяговых аккумуляторов
Многие водители интересуются, как выбрать тяговый аккумулятор. Прежде всего, надо чётко определить, для чего он будет использоваться. Если это решено, лучше непременно принять во внимание рекомендации специалистов или тех профессионалов, которые сами применяют такие АКБ на практике и хорошо знают все их особенности.
Также лучше заранее просмотреть через интернет или специальные профильные издания рейтинг аккумуляторов тягового формата. В самом магазине следует внимательно ознакомиться с прилагаемой к каждому тяговому аккумулятору инструкцией, обратив особенное внимание на его:
- Ёмкость. Чем больше значение, тем дольше техника сможет эксплуатироваться на протяжении одного заряда. Ёмкость аккумулятора меняется. Так во время старта службы возрастает, что выполняется благодаря разработке активной массы пластин. Далее наблюдается постепенное уменьшение ёмкости.
- Количество циклов. Они зависят от технологии аккумулятора. Для WET ресурс достигает 1000 циклов, AGM – до 400, а GEL – имеет способность выдерживать больше 700.
- Саморазрядку. Этот процесс происходит вследствие окислительно-восстановительных реакций. Следует отдавать предпочтение аккумуляторам с низким значением саморазряда.
- Стоимость эксплуатации. Для этого считается цена одного цикла глубокого разряда. К примеру, стоимость AGM-изделия 15 тыс. руб., а его гелевый «коллега», имеющий такую же ёмкость обходится в 23 тыс. руб. Ресурс первого аккумулятора 350 циклов, а второго – 700. Отсюда следует, что их цена эксплуатации 42,85 и 32,85 руб. соответственно. (Итог считается с помощью деления цены устройства на её цикл).
- Репутацию производителя. Так как проверить качество аккумулятора во время покупки невозможно, единственной гарантией может выступить надёжность изготовителя.
Читайте также: Лучшие автомобильные аккумуляторы
Правила эксплуатации тяговых аккумуляторов
Основные правила хранения и эксплуатации тяговых АКБ практически такие же, что и для обычных аккумуляторов. Если действовать по испытанному принципу «Береженого и Бог бережет», обеспечив им нормальный уход и постоянную профилактику, такие тяговые аккумуляторы способны успешно действовать многие годы.
Можно ли тяговый аккумулятор использовать вместо стартерного
Такой вопрос от автомобилистов приходится слышать едва ли чаще других. И это понятно, поскольку тяговый аккумулятор имеет, в сравнении со стартовым, ряд важных достоинств и преимуществ. Их, скажем, можно хранить длительное время без эксплуатации, совершенно не опасаясь, что они разрядятся и выйдут их строя (что особенно привлекает водителей).
Специалисты утверждают, что использовать тяговый аккумулятор вместо стартерного гипотетически можно. Запустить с его помощью двигатель удастся не всегда из-за намного меньшей энергии: силы тока для запуска мотора у них, скорее всего, не хватит. А если в ход пойдет мощный тяговый аккумулятор с необходимой силой тока в 300 Ампер, то он в силу своих габаритов просто не поместится под капотом автомобиля.
Виды тяговых аккумуляторов
Материал о типах и характеристиках тяговых аккумуляторов. Назначение, преимущества и особенности использования тяговых АКБ разных типов.
Вначале ответим на вопрос – что такое тяговый аккумулятор? Это устройство, способное накапливать и отдавать электроэнергию. Его характерная черта – способность находиться под постоянной нагрузкой и подолгу работать без подзарядки. Тяговые АКБ используются для электромоторных лодок и катамаранов, транспорта на электротяге, гидравлических тележек, штабелеров, для погрузчиков и другой складской техники.
Типы и характеристики тяговых аккумуляторов
В таблице приведены категории тяговых аккумуляторов с обзором их особенностей, сильных и слабых сторон.
Серебряно-цинковый (СЦА ). Применяется в авиационно-космической сфере и для оснащения военной техники.
Большая удельная энергоемкость.
Малое удельное сопротивление.
Высокие разрядные токи.
Способность работать в широком температурном диапазоне.
Малый срок службы.
Необходимость подзарядки в отдельном специальном помещении.
Гелевый – с электролитом в гелеобразном виде.
Использование без необходимости доливки воды.
Отсутствие риска утечек.
Возможность применения в произвольном положении.
Долговечность – при соблюдении правил эксплуатации.
В случае разгерметизации – не обслуживается.
Высокие разрядные токи.
Способность работать на морозе.
Терпимость к глубокому разряду.
Наличие эффекта памяти.
Токсичность используемых материалов.
Никель-металлгидридный (Ni -MH)
Подходит для использования на морозе.
Небольшой срок службы.
Чувствительность к высоким температурам.
Литий-ионный (Li -ion) – широко используется в персональном электротранспорте, бытовой технике, энергосистемах.
Высокая удельная энергоемкость.
Легкость и безопасность использования.
Отсутствие эффекта памяти.
Потеря емкости без эксплуатации.
Литий-полимерный (Li -pol, LiPo, Li-polymer) – популярен в цифровой и радиотехнике, телефонах.
Возможность получения аккумуляторов произвольной формы, в т. ч. сверхтонких.
Отсутствие эффекта памяти.
Способность работать в широком диапазоне температур.
Литий-железо-фосфатный (LiFePO4 ) – самый распространенный тип химии для тяговых АКБ на основе лития.
Ресурс – 2000–7000 циклов разряд-заряд.
Стабильное напряжение разряда – 3,2 В.
Возможность использования на морозе.
Устойчивость к глубокому разряду.
Термическая и химическая стабильность.
Удельная плотность энергии – ниже, чем у остальных литиевых моделей.
Мгновенная подзарядка – за 6–10 минут.
Огромный ресурс – 20–40 тысяч циклов.
Высокие разрядные токи.
Меньшее рабочее напряжение – 2,4 В.
Меньшая удельная энергия.
Выбор зависит от того, в каких условиях и для чего тяговый аккумулятор будет использоваться. В частности, для автономного питания катеров, гольфкаров, инвалидных колясок, поломоечных машин и складской техники рекомендуются тяговые батареи типа LiFePO4. Они отлично зарекомендовали себя на практике, а расходы на их приобретение сполна окупаются благодаря высокому ресурсу, быстрому восполнению заряда и отличным техническим показателям таких элементов питания.
Отличие тягового аккумулятора от стартерного
На современном рынке электротехнических устройств представлено несколько типов аккумуляторных батарей, которые имеют различные конструкционные характеристики, а также отличаются друг от друга химическим составом.
К наиболее распространенным видам можно отнести стартовые АКБ, которые чаще всего устанавливаются на автомобили и получили свое название благодаря принципу функционирования, когда запуск двигателя осуществляется путем передачи энергии от источника питания на стартер, а тот, в свою очередь, вращает маховик.
Наряду с такими источниками питания в продаже можно встретить элементы нового образца, так называемые тяговые батареи. Из материалов статьи вы узнаете, чем отличается тяговый аккумулятор от стартерного, и можно ли заменить один другим.
Стартерные АКБ
Стартерные (стартовые ) аккумуляторы специально предназначены для комплектации грузовых и легковых автомобилей, а их основное предназначение – запуск мотора. Ключевая характеристика таких образцов – отдача большого тока при запуске, параметры которого варьируются в пределах 250-1000 А, при этом напряжение стартерной батареи в среднем составляет 12,7 В.
Что касается емкости данного типа АКБ, то она чаще всего соответствует показателям 55-65 а/ч, и именно такие характеристики элемента питания идеально подходят для запуска двигателей автотранспорта.
Для стартовых батарей характерна высокая чувствительность к глубоким разрядам, поэтому их категорически не рекомендуется разряжать ниже 10 В, в противном случае после нескольких циклов разрядки/зарядки в таком режиме элемент питания утратит существенную часть своей емкости, восстановить которую будет невозможно, а значит, аккумулятор придет в негодность.
Если подытожить ключевые характеристики стартерных батарей, то мы получим следующую картину: они предназначены для запуска мотора и отдают высокий ток, после чего происходит зарядка элемента питания от работающего генератора, при этом следует избегать глубокого разряда, из-за которого АКБ быстро выйдет из строя.
Тяговые АКБ
Несмотря на то, что тяговые батареи также устанавливаются на транспортные средства, они имеют принципиальные отличие от предыдущих образцов, да и используются не в сфере традиционного автотранспорта. Ими обычно комплектуют погрузчики и тягачи. Также данные модели известны как лодочные, так как они устанавливаются на плавсредства, снабженные электрическими двигателями.
Основное отличие тягового аккумулятора от стартерного аналога – отсутствие высоких пусковых токов, к тому же такие модели, подпитывающие мотор длительное время, без пагубных последствий могут разряжаться до самого минимума. Они устанавливаются там, где необходимо обеспечить постоянную подачу энергии достаточно долго.
На сегодняшний день тяговые батареи быстро обретают популярность, ведь их применяют в электротранспортной сфере, набирающей обороты. Помимо прочего они незаменимы в альтернативных источниках энергии, к которым можно отнести солнечные батареи и ветрогенераторы.
Тяговые образцы характеризуются огромной выносливостью к нагрузкам и способны функционировать не одни сутки в зависимости от энергозатрат. К неоспоримым преимуществам данного типа накопителей относят их устойчивость перед высокими и низкими температурами, что дает возможность их использования в различных климатических зонах.
На рынке представлены модели напряжением в 2, 4, 8, 12 и 24 В, емкость которых варьируется в пределах 30-300 AH, однако и это не предел. Стоит отметить, что при низких температурах емкость тяговых АКБ может падать в среднем на 10%.
Конструкционные отличия и сходство
Аккумуляторные батареи в классическом исполнении представляют собой цельный корпус, в котором заключены электродные пластины, погруженные в электролит. Тяговые элементы питания имею
т принципиально другое устройство, и выполнены в форме моноблока, внутри которого расположены несколько взаимодействующих между собой батарей по 2 В.
На сегодняшний день самыми популярными тяговыми батареями являются образцы напряжением в 12 В. Таким образом вы сможете подобрать для себя накопитель требуемого напряжения, кратного 12.
Помимо отличий между тяговыми и стартерными АКБ существуют схожие характеристики, и в первую очередь речь идет о наличии электродных пластин и электролита, который и в том и в другом случае может быть кислотным или гелевым.
Что касается электродных пластин, то у тяговых элементов питания они имеют гораздо большую толщину, нежели у традиционных стартерных. Такая особенность гарантирует большую выносливость моноблочных АКБ и продлевает их эксплуатационный период. Это же касается и корпуса, который у таких АКБ имеет усиленную структуру, отчего способен выдержать внушительный вес. Сегодня на смену пластиковым корпусам все чаще приходят стеклянные, эбонитовые и керамические аналоги.
Очень часто пользователи задаются вопросом, можно ли вместо стартового аккумулятора устанавливать тяговый. В теории такая рокировка вполне возможна, однако следует помнить, что вторые образцы не обладают высокими показателями пусковых токов. В данной ситуации транспортному средству, на которое рекомендовано устанавливать стартовые АКБ, элементарно не хватит энергии для запуска.
В принципе, можно купить тяговый аккумулятор на 300 А, но, к сожалению, из-за увеличенного корпуса вряд ли удастся установить массивный моноблок под капот – его габариты не позволят осуществить задуманное.
Разумеется, новые технологии развиваются с огромной скоростью, и уже можно встретить в продаже литиевые и литий-ионные тяговые аккумуляторы, обладающие компактными габаритами, одновременно выдающие большие токи и отдающие всю свою емкость при них. О этих видах тяговых батарей мы поговорим в одной из наших следующих статей.