7.1 Аккумуляторная батарея
Емкость аккумуляторной батареи определяется как ее конструктивными параметрами (пористостью материала электродов, их толщиной и количеством, пористостью материала сепараторов и т. д.), так и эксплуатационными факторами: плотностью заливаемого в батарею электролита, его температурой, степенью заряженности батареи и режимом ее разряда.
При повышении плотности электролита емкость батареи повышается до определенных пределов. Однако при чрезмерном увеличении плотности ускоряются коррозионные процессы на электродах, их разрушение и, соответственно, снижается срок службы батареи. При чрезмерно малой плотности электролита снижается емкость батареи, а при низкой температуре окружающего воздуха зимой электролит может замерзнуть, и батарея выйдет из строя. Поэтому оптимальная плотность электролита устанавливается исходя из условий эксплуатации. При разряде батареи плотность электролита падает, поэтому по плотности электролита определяют состояние батареи и степень ее разряженности.
Температура электролита определяется температурой окружающего воздуха и она несколько возрастает при заряде и разряде батареи. С понижением температуры емкость батареи уменьшается в связи с повышением электрического сопротивления электролита и замедлением химических реакций. При уменьшении температуры электролита на ГС емкость батареи снижается примерно на 1%.
Таким образом, если номинальная емкость аккумуляторной батареи равна, например 60 А•ч при 25"С, то при снижении температуры окружающего воздуха и, соответственно, электролита до минус 25°С она станет на 50% или вдвое меньше и составит всего 30 А•ч.
Степень заряженности аккумуляторной батареи влияет на плотность электролита. При заряде батареи плотность электролита повышается и увеличивается емкость батареи, достигая максимальных значений при полном ее заряде.
Режим разряда батареи характеризуется силой разрядного тока и его прерывностью. Чем больше разрядный ток, тем меньше емкость аккумуляторной батареи. Например, если емкость батареи 6 СТ-55А при разряде ее током 2,75 А при температуре электролита 25°С составляет С =55 А•ч (номинальная емкость), то при разряде током 250 А (4,6 С,0) емкость снижается более чем в 2 раза и составляет 22 А•ч (примерно 40% от С30). Емкость, отдаваемая аккумуляторной батареей при прерывистых разрядах, значительно превышает емкость при непрерывном разряде, что особенно важно учитывать при стартерном режиме разряда, когда величина разрядного тока очень высока (примерно 2 — 5 С20).
К важнейшим техническим характеристикам аккумуляторных батарей относится также электродвижущая сила (ЭДС) батареи и ее напряжение.
ЭДС батареи — это разность потенциалов на ее полюсных выводах без нагрузки (при разомкнутой внешней цепи). Данная характеристика взаимосвязана со степенью заряженности батареи и по ее величине так же, как и по плотности электролита, можно оценивать состояние батареи и необходимость ее заряда. Напряжение батареи — это разность потенциалов на ее полюсных выводах в процессе заряда или разряда (при наличии тока во внешней цепи). Данная характеристика используется при оценке пусковых качеств батареи.
Для оценки пусковых качеств аккумуляторной батареи применяют следующие основные характеристики стартерного разряда, измеряемые при температуре электролита -18°С: сила разрядного тока в А напряжение в начале разряда в В (измеряется на батареях с пластмассовым корпусом на 30-й секунде стартерного разряда), время разряда в мин (измеряется при разряде током, численно равным ЗС20 до снижения напряжения батареи до 6 В).
Саморазряд аккумуляторной батареи является чрезвычайно важным ее свойством, которое необходимо учитывать для правильной эксплуатации батареи и продления срока ее службы. Саморазрядом называют самопроизвольное снижение емкости аккумуляторной батареи при отключенных от нее потребителях, т. е. при ее бездействии. Обычно саморазряд батареи не превышает 1% в сутки, такой саморазряд называют естественным.