Trakční baterie – vlastnosti, principy činnosti a implikace pro elektromobily a průmysl

Mnoho lidí neví, jak se trakční baterie liší od startovací baterie, v čem je její výhoda a jak ji používat. Rozdíly jsou jak v designu, tak v podmínkách použití. Trakční baterie je napájecí zdroj pro elektrická skladová zařízení – nakladače, zakladače, traktory atd. Jejich úkolem je zajistit nepřetržitý provoz zařízení.

Trakční baterie se liší podle typu. V alkalických bateriích je elektrolytem vodný roztok hydroxidu sodného nebo draselného. Tato zařízení snesou velké zatížení, mrazy a dlouhodobé skladování ve vybitém stavu.

Kyselinové baterie mají elektrolyt kyseliny sírové. Jedná se o ekonomičtější baterie, protože pracují jedenapůlkrát více. Zároveň jsou nutné minimální náklady na údržbu. Jejich nevýhodou, stejně jako alkalických, je, že při dobíjení uvolňují toxiny, takže vyžadují speciální místnost s větráním.

Lithium-iontové baterie mají oproti kyselým a alkalickým bateriím následující výhody:

• Delší životnost (5 tisíc cyklů pro li-ion versus 1,5 tisíce pro kyselé);
• Bezúdržbový;
• Nabíjení za dvě hodiny;
• Nevyžadujte speciální místnost pro nabíjení;
• Žádné škodlivé emise.

Zařízení trakční baterie

Trakční baterie, jejichž konstrukce je navržena pro dlouhodobý energetický výdej, mají elektrodové desky a elektrolyt. V kyselých bateriích je vodivá látka kapalina nebo gel. Trakční baterie však mají silnější plechy, takže dokážou dodávat proud po dlouhou dobu bez újmy. Trakční baterie na výběr zde, jsou vyráběny ve formátu monoblok, který obsahuje několik baterií. Nejčastěji se jedná o sestavy s napětím 12 V. Mají odolné pouzdro, které chrání před vnějšími vlivy.

V Li-ion variantách je anodou uhlík a katodou je oxid kovu. Společnosti experimentují s chemií, aby se pokusily vytvořit lepší výkon. Kromě lithia obsahují mangan, nikl, kobalt, železo, fosfát a další složky. LiFePO4 a NMC baterie se osvědčily. Součástí konstrukce je i ovládací deska, která zajišťuje odolnost, kontrolu nabíjení a další parametry.

Hlavní rozdíly mezi trakčními bateriemi a startovacími bateriemi

Modely startérů se často používají na automobilových vozidlech – motocyklech, automobilech atd. Vyznačují se následujícími vlastnostmi:

• Dodávka vysokého proudu (až 1 000 A) v krátkém čase;
• Napětí je asi 12V;
• Průměrná kapacita 50-70 Ah;
• Neschopnost tolerovat hluboký výboj.

Trakční baterie mají vlastnosti navržené tak, aby mohly dodávat energii zařízení po určitou dobu. Uvolňují energii, připojují se k nabíjení a poté se cyklus opakuje. Startovací baterie jednorázově dodají velký proud, po kterém doplní energii z generátoru.

Jak nabíjet trakční baterie

Nabíjení se nejlépe provádí pomocí originálních zařízení doporučených výrobcem baterie. V každém případě musí vyhovovat napětí a proudu. Tyto parametry zjistíte na pouzdru baterie Při nabíjení by mělo být napětí v rozmezí 14,1-14,4 V. Síla proudu je 5-10% jmenovité kapacity.

Pokud byla baterie používána v chladném počasí, musí se před nabíjením zahřát. Teplota elektrolytu také nesmí stoupnout nad 50 stupňů. Doba nabíjení závisí na koeficientu nabití a nabíječce.

Výhody trakčních baterií

Trakční baterie mají následující pozitivní aspekty:

• Doba provozu;
• Slabé samovybíjení;
• Kapacita;
• Přenos hlubokého výboje;
• Dlouhá doba provozu bez přerušení.

Často se při nákupu skladového zařízení volí modely poháněné trakčními bateriemi. Je levnější a bezpečnější než spalovací motory. Pokud baterii používáte správně, vydrží dlouho.

Aktualizovaný článek ze dne: 28.10.2020. XNUMX. XNUMX Trakční baterie plní důležitý úkol – poskytují stabilní autonomní napájení elektromotoru a dalším nestálým zařízením. Takové baterie se instalují na elektrická vozidla, motorové čluny, čluny, nakladače, traktory, zakladače, podlahové myčky, průmyslové vysavače, golfové vozíky, elektromobily, jízdní kola a další druhy osobní elektrické dopravy. Trakční baterie dodávají naakumulovanou energii elektromotoru a doplňkovému vybavení: osvětlovací zařízení, ovladače, navigační elektronika, echoloty atd. Komfort a efektivita provozu elektrických zařízení a vozidel tedy přímo závisí na volbě trakčních baterií.

Požadavky na trakční baterie

• odolnost proti hlubokému vybití – až 80 % jmenovité kapacity;
• stabilita napětí během procesu vybíjení;
• dodávka deklarovaného proudu během celého procesu vybíjení;
• schopnost pracovat v cyklickém režimu, kdy se dlouhé vybíjení (aktivní pracovní fáze) střídá s nabíjením – fáze pasivní obnovy;
• po vybití – rychlé doplnění kapacity při nabíjení, ke kterému dochází bez výraznějších strukturálních změn;
• dlouhá životnost baterie – závisí na kapacitě baterie a úrovni spotřeby energie;
• odolnost vůči vibracím a vlivům prostředí;
• vysoká úroveň ochrany proti vlhkosti;
• velký cyklický zdroj;
• široký rozsah provozních teplot.

Rozdíly od startovacích baterií

Účelem startovacích baterií je krátkodobě dodat startéru vysokým proudem potřebným k nastartování motoru automobilu. Zbytek času „odpočívají“ a dobíjejí se a doplňují zbytečnou energii z generátoru. Startovací baterie nejsou určeny pro výrazné vybíjení. Po několika desítkách hlubokých vybití (pod 10 V) ztrácejí svou funkčnost.

Jiná situace je u trakčních baterií. Princip jejich činnosti je radikálně odlišný – namísto krátkodobého dodávání vysokých startovacích proudů uvolňují energii v konstantním režimu, čímž zajišťují nepřetržitý výkon elektromotoru a dalším zařízením. Trakční baterie se nebojí výrazného vybití, produkují stabilní napětí, jsou navrženy pro provoz v režimu cyklického vybíjení a nabíjení a nebojí se drsných provozních podmínek.

Díky svým konstrukčním vlastnostem jsou odolnější vůči oxidačním procesům a vydrží četné cykly nabíjení a vybíjení. Například olověné baterie trakčního typu používají silné desky odolné proti sulfataci ze speciální slitiny a ošetřené speciální pastou na bázi olova. Tato funkce umožňuje používat baterie v režimu hlubokého vybití bez obav z jejich předčasného selhání.

Typy trakčních baterií pro údržbu

V závislosti na požadované údržbě jsou baterie:

1. Provozuschopné – klasické olověné akumulátory, které vyžadují systematické doplňování destilovanou vodou a pravidelné dobíjení.
2. Bezúdržbové – moderní baterie, které nevyžadují žádnou údržbu kromě pravidelného nabíjení a vizuální kontroly integrity. Taková zařízení jsou zcela utěsněna a nevyžadují lidský zásah do jejich vnitřní struktury.

Je jednodušší a bezpečnější používat bezúdržbové baterie. Jsou utěsněné, nevypouštějí škodlivé látky a nevyžadují samostatnou dobře větranou místnost pro nabíjení. Při použití uzavřených baterií navíc nemusíte zaměstnávat odborníka na jejich údržbu.

Technologie výroby trakčních baterií

V závislosti na použitém elektrolytu a technologii výroby jsou trakční baterie:

1. Olovo s kapalným elektrolytem (WET). Takové modely jsou těžké a dlouho se nabíjejí, jsou hořlavé a výbušné a vyžadují přísné sledování hladiny elektrolytu a podle potřeby přidávání destilované vody. Nejsou vhodné pro použití v obytných nebo nevětraných prostorách a musí se nabíjet v certifikovaných prostorách s účinnou ventilací. Mají málo výhod – přijatelnou cenu, až 1000 provozních cyklů a mrazuvzdornost.
2. Olovo s elektrolytem absorbovaným ve skleněných vláknech (AGM). Baterie tohoto typu jsou bezúdržbové, neuvolňují nebezpečné plyny a jsou schopné provozu při teplotách až -30 °C. Jsou odolné proti vibracím a lze je naklonit nebo otočit na bok, nikoli však vzhůru nohama. Významnou nevýhodou AGM baterií je citlivost na hluboké vybití a krátká životnost, až 400 provozních cyklů. Jsou vhodnější pro použití ve vyrovnávací paměti nebo pro záložní napájení.
3. Gel – s elektrolytem gelové konzistence (GEL). Nebojí se hlubokého vybití, vydrží více než 700 provozních cyklů, lze je převrátit a nevyžadují údržbu. Gelové baterie jsou dražší než modely WET a AGM, ale z hlediska snadného použití a životnosti se stávají výhodnějším nákupem.
4. Lithium-iontové, lithium-železo-fosfátové (Li-ion, LiFePO4) jsou moderním typem trakčních baterií s nejlepšími výkonnostními charakteristikami. Kombinují nízkou hmotnost a vysokou energetickou náročnost, snadnost a bezpečnost použití, schopnost rychlého a částečného nabití, životnost více než 2000 cyklů a možnost použití v teplotním rozsahu od -20 do +60 °C. A přestože cena lithiových baterií je vyšší než u jiných typů modelů, výhodnost jejich nákupu je zřejmá. Jsou nejen odolné proti hlubokému vybití, ale umožňují i ​​neúplné zlomkové nabíjení, doplní energii během 1,5–2 hodin od nabití na 80–100 % a splňují přísné bezpečnostní požadavky.

Pokud jde o otázku, jakou trakční baterii zvolit do elektromotoru lodi, vybavení skladu nebo jiného vybavení, LiFePO4 baterie jsou lídry v poměru ceny a výkonu. S využitelnou kapacitou 99,9 % vám umožní maximalizovat potenciál vašeho zařízení a zároveň zajistit stabilní napájení. Navíc jsou tepelně a chemicky stabilní, dobře drží náboj a nejsou náchylné k požáru nebo výbuchu.

Kritéria výběru

Kromě výrobní technologie je při výběru trakčních baterií důležité vzít v úvahu následující parametry:

1. Kapacita, množství akumulované energie – doba trvání baterie mezi dobitími závisí na její hodnotě. Čím větší kapacita, tím déle bude baterie schopna napájet elektromotor a další zařízení během fáze aktivního provozu. Kapacita je vypočítána s ohledem na úroveň spotřeby energie a požadovanou životnost baterie zařízení na 1 nabití.

Před výběrem trakční baterie pro lodní elektromotor nebo pro jiné účely je třeba navýšit vypočítanou hodnotu kapacity minimálně o 20 %. Tato rezerva je nezbytná pro prodloužení životnosti baterie. Časem se navíc kapacitní rezerva snižuje – přirozenými změnami vnitřní struktury a porušováním provozního řádu, například skladováním ve vybitém stavu.

1. Napětí – volí se podle napětí motoru. Například lodní motory se dodávají na 12, 24 a 48 V. Stejné napětí by měly mít i baterie, které se u nich používají. Pro sečtení napětí jsou baterie zapojeny do série.
2. Cyklická životnost – ukazuje, kolik cyklů nabití-vybití baterie vydrží při hloubce vybití 80 %, dokud se její počáteční kapacita nesníží o 20 %. Baterie AGM mají životnost až 400 cyklů, gelové baterie – více než 700, lithium-iontové – 1000, lithiové s typem chemie LiFePO4 – více než 2000.
3. Konektory. Před nákupem se musíte ujistit, že konektory a vybavení baterie jsou kompatibilní.
4. Typ nabíječky. Při výběru nabíječky pro trakční baterie se musíte ujistit, že jsou kompatibilní. Nabíječka musí být navržena pro zvolený typ baterie a poskytovat nabíjecí proud doporučený výrobcem.
5. Rozměry a hmotnost. Tyto parametry závisí na typu baterie – lithiové baterie jsou lehčí a skladnější než ostatní. Při porovnávání baterií stejného typu s rostoucí kapacitou roste jejich hmotnost a velikost. Při výběru vhodné baterie se bere v úvahu přípustná hmotnost pro konkrétní podmínky použití, vlastnosti instalace baterie, a pokud je k dispozici přihrádka na baterie, její rozměry.

Například u každého modelu motorového člunu nebo člunu je v návodu uvedena přípustná hmotnost baterie. Při výběru baterie do skladové a úklidové techniky hraje roli velikost bateriového prostoru. Pokud je baterie vybrána pro elektrokolo, moped nebo elektroskútr, její optimální tvar a velikost závisí na místě instalace: na kufru, v trojúhelníku rámu, na sedlovce, na sloupku řízení atd.

Závěry

Při výběru trakční baterie není nutné volit analog staré baterie. Například místo gelové baterie si můžete koupit lithiovou baterii a při stejné kapacitě bude skladnější a lehčí.

Jde hlavně o to, aby vybraná baterie měla dostatečnou kapacitu, vhodné rozměry a hmotnost a byla kompatibilní s motorem i co do napětí a konektorů. Jinak výběr závisí na vašich preferencích, ale bezúdržbové lithium-železofosfátové (LiFePO4) baterie jsou zaslouženě považovány za spolehlivější a pohodlnější k použití.

• 28 října 2020 město
• Zobrazení 10430

• ovladač, Baterie, LiFePO4, LiFePO4 baterie, baterie, vybíjecí proud, model, výkon, kapacita, vlastní, Li-ion, pro LiFePO4 baterii, baterie, proud, vybíjení, zdroj, Lithium, 3, x, Lithium-železo fosfát, 60, Li-ion baterie, 48, 24, žehlička