5

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТИТЕТ

ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра "Информационно - измерительная техника и технологии"

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ИИТТ

____________________ Зуйков И.Е.

ИНСТРУКЦИЯ

к выполнению лабораторной работы

«Зарядка аккумуляторной батареи. режим постоянного напряжения»

Разработал доцент Тявловский К. Л.

М и н с к 2011

Цель работы: исследование процесса заряда аккумуляторной батареи методом постоянного напряжения

Используемое оборудование и средства: персональный компьютер, программа Electronics Workbench.

Методические указания: практическая работа выполняется студентами за два часа аудиторных занятий. При подготовке к работе требуется знание материалов курса "Электротехника" и "Физика. Электричество".

Автомобильная аккумуляторная батарея

Автомобильная аккумуляторная батарея (АКБ) – это обратимый, многократно заряжаемый, химический источник постоянного тока, состоящий из отдельных аккумуляторов, соединенных электрически и конструктивно оформленный в единый моноблок. По конструктивному исполнению АКБ подразделяют на: обслуживаемые, малообслуживаемые, необслуживаемые, монолитные.

Обслуживаемая АКБ имеет корпус, разделенный на отсеки (банки), в каждом из которых размещается отдельный аккумулятор. Аккумуляторы соединены последовательно. Конструкция позволяет проводить проверку технического состояния и обслуживание (замену) каждого аккумуляторного элемента по отдельности.

Недостатки: большие габариты и вес, повышенное внутреннее сопротивление, дополнительный саморазряд по грязевым мостикам наружных соединений между секциями батареи, возможность протечек и испарения электролита через пробки отдельных банок.

Малообслуживаемая АКБ – конструктивно усовершенствованный вариант обслуживаемой АКБ. Используются внутренние соединения под общей герметичной крышкой. Качественно все недостатки сохранились, но характеризуются меньшими числовыми значениями, но теперь невозможно контролировать напряжение каждого аккумулятора и производить замену отдельных аккумуляторов.

Необслуживаемая АКБ – отличается отсутствием пробок для заливки электролита и наличием индикатора заряженности, имеется вентиляционный клапан. Заливка электролитом производится на заводе- производителе. АКБ этого типа неремонтопригодны, но более надежны.

Монолитная АКБ – использует ленточные электроды, пористую прокладку, пропитанную электролитом. Ленточные электроды сворачиваются в трубки, и аккумулятор имеет цилиндрическую форму. Эти АКБ малогабаритны, долговечны, характеризуются повышенным разрядным током. Недостаток – высокая стоимость.

Параметры аккумуляторных батарей.

Емкость батареи в ампер- часах в настоящее время в автомобильной технике используется все реже, так как для основных систем автомобиля более важны другие: токовые характеристики и резервная емкость. Емкость батареи показывает, какой ток батарея способна отдать в течение 10 (параметр С₁₀) или 20 часов (параметр С₂₀). Так полностью заряженная батарея с емкостью С₂₀ = 44 А∙ч способна отдавать в течение 20 часов ток 2,2 А, прежде чем полностью разрядится (до напряжения на одном элементе 1,75 В).

Резервная емкость (RC – reserve capacity) означает время в минутах в течение которого батарея будет отдавать ток 25 А при температуре 25⁰ С до конечного значения 1,75 В. Этот параметр показывает, как долго аккумулятор способен обеспечивать работу систем автомобиля при неработающей системе зарядки. Например, батарея емкостью 44 А∙ч имеет резервную емкость около 60 мин.

Сила тока холодного запуска (CCA – cold cranking amps) определяет способность батареи работать при высоком значении тока и низкой температуре. Этот параметр по-разному определяется различными стандартами. Британский стандарт (BS) определяет параметр как величину тока, которую способна отдавать батарея до полной разрядке при температуре -18⁰С (0⁰F) в течение 60 сек. Стандарты DIN и SAE определяют этот параметр для временного интервала 30 с.

	Батареи с маркировкой "сверхмощная" обычно имеет ту же емкость, что и стандартная, но более высокие показатели RC и CCA

Саморазряд – потеря емкости батареи без подключения к внешней цепи. Нормальное значение – от 0,2 до 1 % в день. Саморазряд увеличивается при увеличении температуры хранения и возраста батареи. Это означает что батарея при хранении, желательно при пониженных температурах, должна подзаряжаться не реже 1 раза в 6 месяцев. Саморазряд подразделяют на случайный, ускоренный и естественный. Случайный и ускоренный протекают непосредственно на автомобиле и являются следствием нарушения правил эксплуатации АКБ.

Случайный саморазряд – неучтенный разряд АКБ скрытым током утечки на корпус автомобиля, например слаботочной утечкой через бортовые электронные схемы, которые постоянно подключены к АКБ.

Ускоренный саморазряд – преждевременный разряд токами утечки через грязевые мостики снаружи батареи между ее клеммами или внутри аккумуляторов из-за наличия случайно попавших посторонних примесей, а также из-за замыкания между пластинами при осыпании активных масс.

Естественный саморазряд – неотвратимое, присущее любому химическому источнику тока падение его заряженности при длительном пребывании в обесточенном состоянии. Естественный саморазряд имеет место не только на автомобиле, а и при хранении на складе. Естественный саморазряд есть проявление постоянного взаимодействия химически активных реагентов аккумулятора, как между собой, так и с окружающей средой.

Естественный саморазряд неустраним. Он нормируется ГОСТ 959-91Е по среднесуточному разряду в процентах от номинальной емкости полностью заряженной батареи. Для обычной батареи среднесуточный разряд, рассчитанный за 14 дней хранения, не должен быть более 0,5% от С₂₀ и не более 0,7%, рассчитанный за один месяц. Для новых необслуживаемых батарей саморазряд в течение одного года не превышает 40 % от номинальной емкости. Это в среднем около 0,1% саморазряда в сутки от величины С₂₀ и не менее четырех лет надежной работы при правильной эксплуатации. По рекламным данным фирм, выпускающих монолитные трубчатые АКБ, их саморазряд за один год хранения не превышает 25...30% от С₂₀, а срок службы, выраженный в пусковых циклах, равен 10...12 тыс. (7-8 лет ежедневной эксплуатации.)

Следует заметить, что при любой конструкции АКБ суточный саморазряд протекает медленнее при уменьшении плотности электролита и при понижении его температуры.

ЗАРЯДКА.

Заряд аккумулятора может производиться в трех режимах: постоянным напряжением, постоянным током, ускоренная зарядка.

Таблица – Методы зарядки автомобильных батарей

Метод зарядки	Характеристика метода
Постоянное напряжение	Отсутствует риск перезарядки. Не требуется дополнительных узлов контроля заряда. Батарея полностью заряжается за 7 часов.
Постоянный ток	Требуется источник постоянного стабилизированного тока (по разным критериям 1/10 от емкости или 1/40 тока холодного запуска). При достижении полного заряда (требуется устройство контроля) источник зарядного тока должен быть отключен.
Ускоренная зарядка	При скорости зарядки, не превышающей оптимальную более, чем в пять раз, батарея приобретает заряд 80 % от полного за один час. Затем ток заряда должен быть уменьшен. Необходим контроль напряжения и тока заряда. Температура заряда не должна превысить 430С.