Аккумулятор деп аталатын автокөлік аккумуляторы автомобильдегі іске қосу, жарықтандыру және тұтану жүйелеріне жауап береді. Әдетте, автомобиль аккумуляторлары 12 вольтты жүйені қамтамасыз ететін гальваникалық элементтерден тұратын қорғасын-қышқыл болып табылады. Толық зарядталғанда ұяшықтардың әрқайсысы 2,1 вольт жасайды. Электролит тығыздығы – батареялардың қалыпты жұмысын қамтамасыз ететін сулы қышқыл ерітіндісінің бақыланатын қасиеті.
Қорғасын-қышқылды аккумулятордың құрамы
Қорғасын-қышқылды аккумулятор электролиті – күкірт қышқылы мен тазартылған судың ерітіндісі. Таза күкірт қышқылының меншікті салмағы шамамен 1,84 г/см3 және бұл таза қышқыл ерітіндінің меншікті салмағы 1,2-1,23 г/см болғанша тазартылған сумен сұйылтылады. 3.
Кейбір жағдайларда аккумулятордағы электролиттің тығыздығы батарея түріне, маусымдық және климаттық жағдайларға байланысты ұсынылады. Ресейдегі өнеркәсіптік стандартқа сәйкес толық зарядталған аккумулятордың меншікті салмағы жазда 1,25-1,27 г/см3 және қатал қыста – 1,27-1, 29 г/см3.
Электролиттің меншікті салмағы
Батареяның негізгі параметрлерінің бірі электролиттің меншікті салмағы болып табылады. Ол ерітінді салмағының (күкірт қышқылы) белгілі бір температурадағы тең көлемдегі су салмағына қатынасы. Әдетте ареометрмен өлшенеді. Электролиттің тығыздығы ұяшық немесе аккумулятор зарядының күйінің көрсеткіші ретінде пайдаланылады, бірақ батареяның сыйымдылығын сипаттай алмайды. Түсіру кезінде меншікті салмақ сызықты түрде төмендейді.
Осыны ескере отырып, рұқсат етілген тығыздықтың өлшемін нақтылау қажет. Батареядағы электролит 1,44 г/см3 аспауы керек. Тығыздық 1,07 - 1,3 г/см3 болуы мүмкін. Содан кейін қоспаның температурасы шамамен +15 C болады.
Таза түріндегі тығыздығы жоғары электролит бұл көрсеткіштің біршама жоғары мәнімен сипатталады. Оның тығыздығы 1,6 г/см3.
Зарядтау деңгейі
Толық зарядталған стационарлық күйде және разрядтан төмен кезде электролиттің меншікті салмағын өлшеу ұяшық зарядының күйін шамамен көрсетеді. Меншікті ауырлық=Ашық тізбектің кернеуі - 0,845.
Мысалы: 2,13В - 0,845=1,285г/см3.
Батареяның заряды таза суға жақын деңгейге дейін таусылғанда меншікті салмақ азаяды және қайта зарядтау кезінде артады. Батареядағы электролиттің тығыздығы максималды мүмкін мәнге жеткенде аккумулятор толық зарядталған болып саналады. Арнайысалмағы температураға және жасушадағы электролит мөлшеріне байланысты. Электролит төменгі белгіге жақын болғанда, меншікті ауырлық номиналдыдан жоғары болады, ол төмендейді және электролитті қажетті деңгейге дейін жеткізу үшін ұяшыққа су қосылады.
Электролит көлемі температура көтерілген сайын кеңейеді және температура төмендеген сайын жиырылады, бұл тығыздыққа немесе үлес салмағына әсер етеді. Электролит көлемі ұлғайған сайын көрсеткіш азаяды және керісінше төмен температурада үлес салмағы артады.
Батареядағы электролит тығыздығын көтермес бұрын өлшеулер мен есептеулерді орындау керек. Батареяның үлес салмағы жұмыс температурасы мен батареяның қызмет ету мерзімін ескере отырып, ол қолданылатын қолданба арқылы анықталады.
| % күкірт қышқылы | % Су | Меншікті ауырлық (20°C) |
| 37, 52 | 62, 48 | 1, 285 |
| 48 | 52 | 1, 380 |
| 50 | 50 | 1, 400 |
| 60 | 40 | +1, 500 |
| 68, 74 | 31, 26 | 1, 600 |
| 70 | 30 | 1, 616 |
| 77, 67 | 22, 33 | 1, 705 |
| 93 | 7 | 1, 835 |
Батареялардағы химиялық реакция
Жүк батарея терминалдары арқылы жалғанған бойда жүк арқылы разряд тогы ағып, батарея зарядсыздана бастайды. Зарядтау процесі кезінде электролит ерітіндісінің қышқылдығы төмендейді және оң және теріс пластиналарда сульфат шөгінділерінің пайда болуына әкеледі. Бұл разряд процесінде электролит ерітіндісіндегі су мөлшері артады, бұл оның меншікті салмағын төмендетеді.
Батарея элементтерін белгіленген минималды кернеуге және меншікті салмаққа дейін зарядсыздандыруға болады. Толық зарядталған қорғасын қышқылды аккумулятордың кернеуі мен меншікті салмағы сәйкесінше 2,2 В және 1,250 г/см3 болады және бұл ұяшықты әдетте сәйкес мәндер 1,8 В және 1,1 жеткенше зарядсыздандыруға болады. г/см3.
Электролит құрамы
Электролит құрамында күкірт қышқылы мен тазартылған су қоспасы бар. Жүргізуші жаңа ғана су қосса, өлшенген кезде деректер дәл болмайды. Тұщы судың бар ерітіндімен араласуы үшін біраз уақыт күту керек. Электролиттің тығыздығын көтермес бұрын, есте сақтау керек: күкірт қышқылының концентрациясы неғұрлым көп болса, электролит тығызырақ болады. Тығыздық неғұрлым жоғары болса, заряд деңгейі соғұрлым жоғары болады.
Электролит ерітіндісі үшін тазартылған су - ең жақсы таңдау. Бұл мүмкін болатынды азайтадыерітіндідегі ластаушы заттар. Кейбір ластаушы заттар электролит иондарымен әрекеттесуі мүмкін. Мысалы, ерітіндіні NaCl тұздарымен араластырсаңыз, ерітіндінің сапасын өзгертетін тұнба пайда болады.
Температураның сыйымдылыққа әсері
Электролиттің тығыздығы қандай - бұл батареялар ішіндегі температураға байланысты болады. Арнайы батареяларға арналған пайдаланушы нұсқаулығы қандай түзетуді қолдану керектігін көрсетеді. Мысалы, -17,8 және -54,4oC 21oC төмен температуралар үшін Surrette/Rolls нұсқаулығында әрбір 6 үшін 0,04 шегеріңіз. градус.
Көптеген инверторларда немесе заряд контроллерінде аккумуляторға бекітілетін батарея температурасының сенсоры бар. Оларда әдетте СКД дисплей бар. Инфрақызыл термометрді меңзеу де қажетті ақпаратты береді.
Тығыздық өлшегіш
Электролит тығыздығының ареометрі әрбір ұяшықтағы электролит ерітіндісінің меншікті салмағын өлшеу үшін қолданылады. Қышқылды батарея 26oC температурада 1,255 г/см3 меншікті салмағымен толық зарядталған. Меншікті ауырлық - бұл негізмен салыстырылатын сұйықтықтың өлшемі. Бұл 1,000 г/см3 негізгі саны берілген су.
Жаңа аккумулятордағы судағы күкірт қышқылының концентрациясы 1,280 г/см3, яғни электролит салмағы 1,280 г/см3 бірдей көлемдегі судың салмағынан. Толық зарядталған батарея дейін сыналады1,280 г/см3, зарядсызданған кезде 1,100 г/см3 бастап есептеледі.
Гидрометрді тексеру процедурасы
Ареометрдің оқу температурасын 27oC температурасына реттеу керек, әсіресе қыста электролит тығыздығына қатысты. Жоғары сапалы ареометрлерде электролит температурасын өлшейтін және қалқымалы көрсеткіштерді түзету үшін түрлендіру шкаласын қамтитын ішкі термометр бар. Көлік құралын басқару кезінде температураның қоршаған ортадан айтарлықтай айырмашылығы бар екенін мойындау маңызды. Өлшеу реті:
- Термометр электролит температурасын реттеп, көрсеткіштерді алуы үшін электролитті резеңке шаммен ареометрге бірнеше рет құйыңыз.
- Электролит түсін зерттеңіз. Қоңыр немесе сұр түстің өзгеруі батареядағы ақаулықты көрсетеді және батареяның қызмет ету мерзімі аяқталуға жақын екенін білдіреді.
- Электролиттің ең аз мөлшерін ареометрге бағыттаңыз, сонда қалтқы өлшегіш цилиндрдің үстіңгі немесе астыңғы жағына тимей еркін жүзеді.
- Ареометрді көз деңгейінде тік ұстаңыз және электролит қалтқыдағы шкаламен сәйкес келетін көрсеткішке назар аударыңыз.
- Электролит температурасы 27oC жоғары немесе төмен болғанда, әрбір 6oC сайын оқу үшін 0,004 бірлік қосыңыз немесе алыңыз.
- Көрсеткішті реттеңіз, мысалы, үлес салмағы 1,250 г/см3 және электролит температурасы32oC, 1,250 г/см3 мәні 1,254 г/см3 түзетілген мәнді береді. Сол сияқты, егер температура 21oC болса, 1,246 г/см3 шегеріңіз. Төрт ұпай (0,004) 1,250 г/см3.
- Әр ұяшықты сынап көріңіз және электролит тығыздығын тексеру алдында 27oC мәніне түзетілген мәнді ескеріңіз.
Зарядты өлшеу мысалдары
1-мысал:
- Гидрометр көрсеткіші 1,333 г/см3.
- Температура 17 градус, ұсынылғаннан 10 градус төмен.
- 1,333 г/см-ден 0,007 шегеріңіз3.
- Нәтиже - 1,263 г/см3, сондықтан заряд күйі шамамен 100 пайыз.
2-мысал:
- Тығыздық деректері - 1,178 г/см3.
- Электролит температурасы 43 градус C, бұл қалыптыдан 16 градусқа жоғары.
- 1,178 г/см-ге 0,016 қосыңыз3.
- Нәтиже – 1,194 г/см3, 50 пайыз зарядталған.
| ЗАРЯДАУ МӘРТЕБЕСІ | ЕРЕКШЕЛІ САЛМАҚ г/см3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Электролит тығыздығы кестесі
Келесі температураны түзету кестесіәртүрлі температуралардағы электролит тығыздығы мәндерінің күрт өзгеруін түсіндірудің бір жолы.
Бұл кестені пайдалану үшін электролит температурасын білу қажет. Қандай да бір себептермен өлшеу мүмкін болмаса, қоршаған орта температурасын қолданған дұрыс.
Электролит тығыздығы кестесі төменде көрсетілген. Бұл деректер температураға негізделген:
| % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
| -18 | 1, 297 | 1, 257 | 1, 222 | 1, 187 | 1, 152 |
| -12 | 1, 293 | 1, 253 | 1, 218 | 1, 183 | 1, 148 |
| -6 | 1, 289 | 1, 249 | 1, 214 | 1, 179 | 1, 144 |
| -1 | 1, 285 | 1, 245 | 1, 21 | 1, 175 | 1, 14 |
| 4 | 1, 281 | 1, 241 | 1, 206 | 1, 171 | 1, 136 |
| 10 | 1, 277 | 1, 237 | 1, 202 | 1, 167 | 1, 132 |
| 16 | 1, 273 | 1, 233 | 1, 198 | 1, 163 | 1, 128 |
| 22 | 1, 269 | 1, 229 | 1, 194 | 1, 159 | 1, 124 |
| 27 | 1, 265 | 1, 225 | 1, 19 | 1, 155 | 1, 12 |
| 32 | 1, 261 | 1, 221 | 1, 186 | 1, 151 | 1, 116 |
| 38 | 1, 257 | 1, 217 | 1, 182 | 1, 147 | 1, 112 |
| 43 | 1, 253 | 1, 213 | 1, 178 | 1, 143 | 1, 108 |
| 49 | 1, 249 | 1, 209 | 1, 174 | 1, 139 | 1, 104 |
| 54 | 1, 245 | 1, 205 | 1, 17 | 1, 135 | 1, 1 |
Осы кестеден көріп отырғаныңыздай, қыста батареядағы электролит тығыздығы жылы мезгілге қарағанда әлдеқайда жоғары.
Батареяға техникалық қызмет көрсету
Бұл батареялардың құрамында күкірт қышқылы бар. Олармен жұмыс істегенде қауіпсіздік көзілдіріктер мен резеңке қолғаптарды пайдалану керек.
Егер жасушалар шамадан тыс жүктелсе, қорғасын сульфатының физикалық қасиеттері бірте-бірте өзгереді және олар жойылады, бұл зарядтау процесін бұзады. Сондықтан химиялық реакцияның баяу жылдамдығына байланысты электролиттің тығыздығы төмендейді.
Күкірт қышқылының сапасы жоғары болуы керек. Әйтпесе, батарея тез жұмыс істемеуі мүмкін. Төмен электролит деңгейлері құрылғының ішкі тақталарын құрғатып, батареяны қалпына келтіру мүмкін емес.
Сульфатты батареяларды пластиналардың өзгерген түсіне қарап оңай тануға болады. Сульфатталған пластинаның түсі ашық болады және оның беті сары болады. Мұндай жасушалар қуаттың төмендеуін көрсетеді. Егер сульфонизация ұзақ уақыт бойы орын алса, қайтымсызпроцестер.
Бұл жағдайды болдырмау үшін қорғасын-қышқылды аккумуляторларды ұзақ уақыт бойы төмен зарядтау тогы жылдамдығымен зарядтау ұсынылады.
Батарея ұяшықтарының терминал блоктарының зақымдалу ықтималдығы әрқашан жоғары. Коррозия негізінен ұяшықтар арасындағы болтты байланыстарға әсер етеді. Әрбір болт арнайы майдың жұқа қабатымен тығыздалғанын қамтамасыз ету арқылы мұны оңай болдырмауға болады.
Батарея зарядталып жатқанда, қышқыл шашырауы мен газдардың пайда болу ықтималдығы жоғары. Олар батареяның айналасындағы атмосфераны ластауы мүмкін. Сондықтан батарея бөлігінің жанында жақсы желдету қажет.
Бұл газдар жарылғыш, сондықтан қорғасын батареялары зарядталған кеңістікке ашық жалын кірмеуі керек.
Ауыр жарақатқа немесе өлімге әкелетін батарея жарылып кетпеуі үшін батареяға металл термометрді салмаңыз. Батареяларды тексеруге арналған кірістірілген термометрі бар ареометрді пайдалану керек.
Қуат беру мерзімі
Батарея өнімділігі пайдаланылғанына қарамастан, уақыт өте келе нашарлайды, сонымен қатар жиі зарядтау-разряд циклдерімен де нашарлайды. Қолдану мерзімі - белсенді емес батареяны жарамсыз күйге дейін сақтауға болатын уақыт. Әдетте бұл оның бастапқы сыйымдылығының шамамен 80%-ы деп есептеледі.
Батареяның қызмет ету мерзіміне айтарлықтай әсер ететін бірнеше факторлар бар:
- Циклдік өмір. Уақытбатареяның қызмет ету мерзімі негізінен батареяны пайдалану циклдарымен анықталады. Әдетте қалыпты пайдалануда 300-700 цикл.
- Разряд тереңдігі (DOD) әсері. Жоғары өнімділіктен бас тарту өмірлік циклдің қысқаруына әкеледі.
- Температура әсері. Бұл батарея өнімділігінің, сақтау мерзімінің, зарядтың және кернеуді бақылаудың негізгі факторы. Жоғары температурада аккумуляторда төменгі температураға қарағанда көбірек химиялық белсенділік пайда болады. Көптеген батареялар үшін ұсынылатын температура диапазоны -17 және 35oC.
- Кернеу және қайта зарядтау жылдамдығы. Барлық қорғасын-қышқылды аккумуляторлар зарядтау кезінде теріс пластинадан сутегін және оң пластинадан оттегін шығарады. Аккумулятор тек белгілі бір мөлшерде электр қуатын сақтай алады. Әдетте, батарея уақыттың 60% -ында 90% дейін зарядталады. Ал қалған батареяның 10%-ы жалпы уақыттың шамамен 40% зарядталған.
Батареяның жақсы қызмет ету мерзімі - 500-1200 цикл. Нақты қартаю процесі сыйымдылықтың біртіндеп төмендеуіне әкеледі. Ұяшық белгілі бір қызмет ету мерзіміне жеткенде, ол кенеттен жұмысын тоқтатпайды, бұл процесс уақыт өте келе ұзарады, батареяны ауыстыруға уақытында дайындалу үшін оны бақылау керек.