Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи Sven
1. Общие положения
Серийный выпуск и массовая эксплуатация свинцово-кислотных аккумуляторных батарей были начаты еще в конце 19 века. В начале 20 века они начали широко применяться в автомобилях, развивая далее сферу своего применения, легко перешагнули рубеж тысячелетия и до сих пор продолжают оставаться надежными, долговечными, не требующими высоких эксплуатационных затрат и относительно дешевыми источниками энергии.
Принцип работы
Аккумулятор - это химический источник тока, способный многократно преобразовывать химическую энергию в электрическую и аккумулировать, запасать ее на длительное время. Упрощенно аккумулятор можно представить следующим образом: два электрода, в виде пластин, помещены в раствор серной кислоты с плотностью 1,27-1,29 г/см3. При этом положительный электрод выполнен из двуокиси свинца (PbO2), а отрицательный - из свинца (Pb). При прохождении тока между ними протекают окислительно-восстановительные реакции.
При разряде происходит химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет изменять свой химический состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца - PbSO4), а плотность электролита начнет падать. В результате внутри батареи образуется направленное движение ионов и в цепи потечет электрический ток. При заряде аккумулятора происходит обратный процесс - направление тока меняется на противоположное, активные массы восстанавливают свой первоначальный химический состав, а плотность электролита растет. Процесс этот, называемый циклом, может быть многократным. Количество запасаемой при этом электрической энергии зависит от площади активного взаимодействия электродов и электролита и его объема. Номинальное напряжение, вырабатываемое таким аккумулятором, составляет 2 вольта. Для получения большего значения напряжения одиночные аккумуляторы соединяют последовательно. Например: 12-вольтовый аккумулятор состоит из последовательно соединенных в общем корпусе шести аккумуляторов.
По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторы бывают обслуживаемые и необслуживаемые. Обслуживаемые требуют в процессе эксплуатации определенного ухода (контроля уровня и плотности электролита). Необслуживаемые являются герметизированными, работают в любом положении и не требуют ухода.
В международной интерпретации принято обозначение в виде SEALED LEAD ACID BATTERY (герметизированная свинцово-кислотная батарея) или сокращенно SLA, а также VRLA - Valve Regulated Lead Acid (свинцово-кислотные с регулируемым клапаном) батареи, имеющие сернокислый электролит в виде геля. Такие аккумуляторные батареи имеют более высокие электрические и эксплуатационные параметры.
Применение такие батареи находят в качестве резервных источников в системах сигнализации и охраны и медицинском оборудовании. Однако самое широкое применение они имеют в источниках бесперебойного питания (ИБП).
2. Эксплуатация
Аккумуляторные батареи Sven являются герметизированными и необслуживаемыми и поставляются полностью заряженными. Эксплуатация их легка и проста.
Для их безопасной эксплуатации необходимо придерживаться следующих правил:
- Не создавать цепь короткого замыкания между клеммами батареи, поскольку значительный ток короткого замыкания заряженной батареи способен расплавить контакты клемм и нанести термический ожог.
- Не хранить аккумуляторные батареи в разряженном состоянии. В этом случае происходит сульфатация электродов и батареи значительно снижают свою емкость.
- Подключать аккумуляторную батарею в устройство только в правильном соответствии с полярностью. Заряженная батарея имеет значительный запас энергии и способна при неправильном подключении вывести устройство из строя.
- Не вскрывать корпус батареи. Содержащийся внутри гелеобразный электролит способен вызвать химический ожог кожи.
- Утилизировать отслужившую свой срок батарею в соответствии с правилами утилизации изделий, содержащих тяжелые металлы.
На корпусе батарей наносятся обозначения в соответствии с условиями их эксплуатации.
![](/images/1.gif)
![](/images/2.gif)
3. Технические характеристики и справочные данные
Основными характеристиками аккумуляторной батареи являются ее напряжение и емкость. Напряжение в вольтах, емкость в ампер*часах.
Значения этих величин входят в название модели батареи. Например: SV1270 - батарея напряжением 12 вольт и емкостью 7,0 ампер*часов. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 7 = 84 ватт*часов при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается.
Это можно видеть на графике.
![](/images/3.gif)
При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз больше) время работы примерно 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.
Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.
![](/images/4.gif)
Батареи Sven могут работать в среднем до 5 лет при среднем числе циклов до 500. Для того, чтобы батареи могли аккумулировать необходимое количество энергии их нужно правильно заряжать.
![](/images/5.gif)
На начальном этапе через разряженную батарею может проходить большой ток, который может вызвать перегрев батареи, и поэтому значение этого тока необходимо принудительно уменьшать до величины не более 0,25 С. В дальнейшем значение тока уменьшают, по мере достижения полного заряда он становится меньше чем 0,02 С. Применяются несколько способов заряда аккумуляторных батарей. При быстром заряде требуется от 4 до 6 часов. При заряде постоянным током равным 0,1 С продолжительность заряда варьируется от 10 до 15 часов. В схемах зарядных устройств источников бесперебойного питания чаще всего используется быстрый заряд аккумулятора (до 80% емкости) с последующим переключением на меньшую скорость заряда (меньший зарядный ток) до полной емкости.
Перейдем к характеристикам по моделям.
Sven SV645
Номинальное напряжение |
6 В |
Емкость (20 HR, 25°C) |
4,5 A*ч |
Размеры |
длина |
70 мм |
ширина |
47 мм |
высота |
101 мм |
полная высота |
107 мм |
Масса |
0,83 кг |
Внутреннее сопротивление
(заряженный 25°C) |
25 мОм |
Емкость от
|
40°C |
102% |
25°C |
100% |
0°C |
85% |
-15°C |
65% |
Саморазряд (25°C) |
3 месяца |
91% от начальной емкости |
6 месяца |
82% от начальной емкости |
12 месяца |
65% от начальной емкости |
Номинальная рабочая температура |
25°C |
Рабочий диапазон температур |
-15...50°C |
Напряжение плавающего заряда
(25°C) |
6,75 - 6.90 В |
Напряжение при циклическом заряде
(25°C) |
7,20 - 7,50 В |
Максимальный ток заряда |
1,8 A |
Материал клемм |
медь |
Максимальный разрядный ток |
68 A (5 сек..) |
|
![](/images/2-sv645.jpg)
|
Установочные размеры и клеммы
![](/images/6.gif)
|
Sven SV1270
Номинальное напряжение |
12 В |
Емкость (20 HR, 25°C) |
7 A*ч |
Размеры |
длина |
151 мм |
ширина |
65 мм |
высота |
94 мм |
полная высота |
100 мм |
Масса |
2,60 кг |
Внутреннее сопротивление
(заряженный 25°C) |
20 мОм |
Емкость от
|
40°C |
102% |
25°C |
100% |
0°C |
85% |
-15°C |
65% |
Саморазряд (25°C) |
3 месяца |
91% от начальной емкости |
6 месяца |
82% от начальной емкости |
12 месяца |
65% от начальной емкости |
Номинальная рабочая температура |
25°C |
Рабочий диапазон температур |
-15...50°C |
Напряжение плавающего заряда
(25°C) |
13,50 - 13,80 В |
Напряжение при циклическом заряде
(25°C) |
14,40 - 15,00 В |
Максимальный ток заряда |
2,8 A |
Материал клемм |
медь |
Максимальный разрядный ток |
105 A (5 сек.) |
|
![](/images/2-sv1270.jpg)
|
Установочные размеры и клеммы
![](/images/7.gif)
|
Sven SV12120
Номинальное напряжение |
12 В |
Емкость (20 HR, 25°C) |
12 А*ч |
Размеры |
длина |
151 мм |
ширина |
98 мм |
высота |
95 мм |
полная высота |
101 мм |
Масса |
4,00 кг |
Внутреннее сопротивление
(заряженный 25°C) |
18 мОм |
Емкость от
|
40°C |
102% |
25°C |
100% |
0°C |
85% |
-15°C |
65% |
Саморазряд (25°C) |
3 месяца |
91% от начальной емкости |
6 месяца |
82% от начальной емкости |
12 месяца |
65% от начальной емкости |
Номинальная рабочая температура |
25°C |
Рабочий диапазон температур |
-15...50°C |
Напряжение плавающего заряда
(25°C) |
13,50 - 13,80 В |
Напряжение при циклическом заряде
(25°C) |
14,40 - 15,00 В |
Максимальный ток заряда |
4,8 A |
Материал клемм |
медь |
Максимальный разрядный ток |
180 A (5 сек.) |
|
![](/images/2-sv12120.jpg)
|
Установочные размеры и клеммы
![](/images/8.gif)
|
Sven SV12170
Номинальное напряжение |
12 В |
Емкость (20 HR, 25°C) |
17 A*ч |
Размеры |
длина |
181 мм |
ширина |
77 мм |
высота |
167 мм |
Полная высота |
167 мм |
Масса |
5,75 мм |
Внутреннее сопротивление
(заряженный 25°C) |
16 мОм |
Емкость от
|
40°C |
102% |
25°C |
100% |
0°C |
85% |
-15°C |
65% |
Саморазряд (25°C) |
3 месяца |
91% от начальной емкости |
6 месяца |
82% от начальной емкости |
12 месяца |
65% от начальной емкости |
Номинальная рабочая температура |
25°C |
Рабочий диапазон температур |
-15...50°C |
Напряжение плавающего заряда
(25°C) |
13,50 - 13,80 В |
Напряжение при циклическом заряде
(25°C) |
14,40 - 15,00 В |
Максимальный ток заряда |
6,8 A |
Материал клемм |
медь |
Максимальный разрядный ток |
255 A (5 сек.) |
|
![](/images/2-sv12170.jpg)
|
Установочные размеры и клеммы
![](/images/9.gif)
|
5. ГЛОССАРИЙ
Емкость (С) - энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.
Номинальная емкость - номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.
Саморазряд - потеря емкости при отсутствии внешнего потребления тока.
Срок службы батареи - наработка, при которой разрядная емкость станет меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов "заряд-разряд". Срок хранения - максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки. |