Šiuolaikiniame pasaulyje, kur technologijos sparčiai tobulėja, akumuliatoriai tapo neatsiejama mūsų kasdienio gyvenimo dalimi. Nuo išmaniųjų telefonų maitinimo iki elektrinių transporto priemonių ir pramoninės įrangos veikimo - jų reikšmė yra milžiniška. Tarp įvairių baterijų tipų, traukos akumuliatoriai išsiskiria kaip esminis komponentas mobilumo pasaulyje. Šiame straipsnyje gilinsimės į gelinių traukos akumuliatorių ypatybes, jų skirtumus nuo įprastų baterijų ir svarbiausius pasirinkimo kriterijus.
Kas yra gelinis traukos akumuliatorius?
Traukos akumuliatorius, dar žinomas kaip motyvo galios baterija, yra specialiai sukurtas tiekti energiją transporto priemonėms ar judančiai įrangai. Tai yra elektrinių transporto priemonių (EV), elektrinių šakinių krautuvų, golfo vežimėlių ir kitų panašių įrenginių širdis. Šios baterijos sukurtos taip, kad ilgą laiką tiektų didelę išleidimo srovę, leidžiančią transporto priemonei efektyviai veikti.
Skirtingai nuo tradicinių automobilių akumuliatorių, kurie daugiausia skirti variklio užvedimui ir priedų maitinimui, traukos akumuliatoriai yra nuolat iškraunami transporto priemonės veikimo metu. Jie būna įvairių cheminių sudėčių, o švino-rūgštinės ir ličio-jonų yra dvi dažniausiai pasitaikančios. Švino-rūgštiniai traukos akumuliatoriai naudojami jau seniai ir yra žinomi dėl santykinai mažų sąnaudų bei didelio patikimumo tam tikrose srityse. Ličio-jonų traukos akumuliatoriai, atvirkščiai, tampa vis populiaresni dėl didelio energijos tankio, ilgesnės eksploatavimo trukmės ir mažesnio svorio.
Geliniai akumuliatoriai yra švino-rūgštinių akumuliatorių atmaina, kurioje elektrolitas sutirštintas naudojant silicio junginius. Dėl to elektrolitas įgauna gelio konsistenciją, primenančią želė. Toks sprendimas ženkliai sumažina išsiliejimo riziką - net apvirtus transporto priemonei ar pažeidus korpusą, elektrolitas lieka akumuliatoriaus viduje. Geliniai akumuliatoriai yra sandarūs, atsparūs giliam iškrovimui ir dažnai lengvesni bei kompaktiškesni nei analogiškos talpos tradiciniai modeliai. Svarbiausia gelinio automobilinio akumuliatoriaus savybė yra ilgas įtampos palaikymas be įkrovimo. Pagrindinis gelinių akumuliatorių trūkumas yra tas, kad jie pasižymi santykinai maža paleidimo srove, todėl tai nėra tinkamiausias variantas lengvųjų automobilių variklių užvedimui.
Skirtumas tarp traukos akumuliatorių ir įprastų baterijų
Įprastos baterijos, tokios kaip žibintuvėliuose ar nuotolinio valdymo pultuose, skirtos naudoti žema srove, pertraukiamam naudojimui. Jos optimizuotos tiekti nedidelę galią ilgą laiką arba trumpais impulsais. Priešingai, traukos akumuliatoriai turi tiekti aukštą srovės impulsą, kad būtų galima užvesti transporto priemonės variklį, ir tada palaikyti pastovų srovės srautą veikimo metu. Šis didelis srovės poreikis reikalauja, kad traukos akumuliatoriai turėtų kitokią vidinę konstrukciją.
Traukos akumuliatoriai dažnai turi storesnes plokšteles ir tvirtesnę elektrolitų sistemą, skirtą nuolatiniams įkrovimo-išsikrovimo ciklams ir didelėms srovės apkrovoms. Be to, traukos akumuliatorių talpa yra daug didesnė. Pavyzdžiui, tipinės AA šarminės baterijos talpa gali būti maždaug 2000-3000 mAh, o švino-rūgštinio traukos akumuliatoriaus elektriniam krautuvui talpa gali svyruoti nuo 100 Ah iki daugiau nei 1000 Ah.
Kitas reikšmingas skirtumas yra tarnavimo laikas. Traukos akumuliatoriai yra skirti ištverti šimtus ar net tūkstančius įkrovimo-iškrovimo ciklų, o įprastos baterijos gali sugesti po palyginti nedaug naudojimo.
Ar traukos akumuliatoriai yra gilaus ciklo baterijos?
Dauguma traukos akumuliatorių yra gilaus ciklo baterijos, tačiau ne visos gilaus ciklo baterijos yra tinkamos traukos reikmėms. Gilaus ciklo baterijos yra sukurtos taip, kad būtų iškraunamos iki reikšmingo gylio (paprastai 50-80% jų talpos), o po to pakartotinai įkraunamos. Traukos akumuliatoriai būtinai turi būti gilaus ciklo, nes transporto priemonės ir įranga veikia, kol akumuliatorius iš dalies išsenka. Pavyzdžiui, elektrinis krautuvas gali veikti kelias valandas, kol akumuliatoriaus įkrovos lygis tampa žemas.
Geras traukos akumuliatorius turėtų gebėti atlaikyti šiuos gilius iškrovimus be reikšmingo skilimo. Tačiau ne visos gilaus ciklo baterijos yra optimizuotos didelėms srovėms. Kai kurios gilaus ciklo baterijos geriau tinka tokioms reikmėms kaip energijos kaupimas ne tinklo sąlygomis, kur išleidimo srovė yra mažesnė ir pastovesnė. Traukos akumuliatoriai paprastai turi didesnę maksimalios išleidimo srovės galimybę, kad patenkintų staigius galios poreikius, reikalingus paleidžiant ir greitinant transporto priemonę.
Sunkvežimių ir lengvųjų automobilių akumuliatorių skirtumai
Pagrindinis skirtumas, kuo sunkvežimių aprūpinimas energija skiriasi nuo lengvojo automobilio, yra tas, jog sunkvežimiui sustojus yra labai svarbu, kad energijos užtektų kitiems transporto priemonės viduje sumontuotiems įrenginiams. Akumuliatorius svarbus, kai vairuotojas ilsisi - verda kavą, naudojasi ryšio priemonėmis. Vilkikuose taip pat sumontuoti šaldytuvai, kurių tinkamas veikimas ypač svarbus visą laiką, žiemą dar svarbiau, kad kabina - vairuotojo gyvenamoji vieta - būtų tinkamai apšildyta net tada, kai variklis yra išjungtas. Tai reiškia, kad sunkvežimiuose esantys akumuliatoriai turi būti pajėgūs nepertraukiamai energija aprūpinti visus gyvenimui reikalingus prietaisus.
Dėl šios priežasties nuolat kyla ir akumuliatoriams keliami reikalavimai. Automobilių technologijų pažanga vyksta taip greitai, kad akumuliatorių gamintojams nebepavyksta suspėti patenkinti visų poreikių. Svarbu atsižvelgti į tai, kad akumuliatorius turėtų tarnauti taip, kad neišsikrautų numatytą, pagal jo pajėgumą nustatytą, laiką, visą tą laiką palaikytų reikiamą įtampą ir atliktų tam tikras kitas funkcijas.
Ir sunkvežimių gamintojai, ir akumuliatorių gamintojai sprendžia tą patį klausimą - ką padaryti, kad būtų užtikrintas vilkiko vairuotojo komfortas poilsio metu. Būtent dėl to keičiasi ir naudojamų akumuliatorių skaičius. Įprasta, kad vilkikuose montuojami du akumuliatoriai, tačiau atsižvelgiant į naujausias technologijas, kai kuriuose sunkvežimiuose pradėta montuoti 4 akumuliatorius: du skirti automobilio variklio užvedimui ir funkcijoms, kiti du - vairuotojo komfortui ir gyvenimui. Tokiu būdu atskiriamos akumuliatoriams tenkančios užduotys, o dėl to pailgėja ir baterijų tarnavimo laikas.
Kaip pasirinkti švino-rūgšties traukos AGM baterijas savo elektriniam šakiniam krautuvui?
Renkiantis švino-rūgšties traukos akumuliatorių elektriniam šakiniam krautuvui, reikia atsižvelgti į keletą veiksnių. Pirmiausia, akumuliatoriaus talpa turėtų atitikti šakinio krautuvo naudojimo reikalavimus. Apskaičiuokite vidutinį dienos eksploatavimo laiką, svorį, kurį paprastai neša šakinis krautuvas, ir reljefo tipą. Didesniam, sunkesniam krautuvui, kuris ilgą valandą veikia sudėtingoje aplinkoje, reikės didesnės talpos traukos akumuliatoriaus.
Antra, akumuliatoriaus įtampa turi būti suderinama su šakinio krautuvo elektros sistema. Dauguma elektrinių šakinių krautuvų veikia pagal specifinius įtampos lygius, tokius kaip 24 V, 36 V arba 48 V. Naudojant akumuliatorių su neteisinga įtampa, galite sugadinti šakinio krautuvo variklį ir kitus elektrinius komponentus.
Trečia, apsvarstykite akumuliatoriaus ciklo tarnavimo laiką. Baterija, turinti ilgesnį ciklo tarnavimo laiką, ilgainiui sutaupys pinigų, nes ją reikės keisti rečiau. Ieškokite patikimų gamintojų, žinomų dėl aukštos kokybės, ilgai veikiančių švino-rūgštinių traukos baterijų.
Ketvirta, svarbus įkrovimo laikas ir įkrovimo reikalavimai. Kai kurias švino-rūgščių baterijas galima greitai įkrauti, o kitoms reikia ilgesnio įkrovimo laiko. Taip pat įsitikinkite, kad turima įkrovimo įranga yra suderinama su pasirinkta baterija. Galiausiai kaina yra veiksnys, tačiau tai neturėtų būti vienintelis veiksnys. Šiek tiek brangesnis akumuliatorius, pasižymintis geresniu našumu ir ilgesniu tarnavimo laiku, gali būti ekonomiškai naudingesnis ilgalaikėje perspektyvoje.
Akumuliatoriaus priežiūra ir sandėliavimas
Norint, kad akumuliatorius tinkamai ir ilgai tarnautų, ypač svarbi jo priežiūra. Svarbu ne tik tai, kad akumuliatorius būtų švarus, bet ir tai, kad prireikus būtų tinkamai įkraunamas. Svarbu pasirinkti tinkamą įkrovos aparatą. Akumuliatorių yra kelios rūšys: kalciniai, kuriems numatytas kitoks įkrovų skaičius, o taip pat ir kitokia įkrovimo įtampa. Išskiriami AGM technologijos ir geliniai akumuliatoriai, kuriems yra skirti specialūs automatiniai impulsiniai įkrovikliai: jie reguliuoja įkrovimo ciklą ir bateriją įkrauna impulsais.
Atsižvelgiant į akumuliatoriaus struktūrą, skiriasi ir įkrovos laikas. Įprastus, kalcinius akumuliatorius, skirtus krovininiams automobiliams, atsižvelgiant į iškrovos gylį ir įkroviklio parametrus, gamintojai rekomenduoja įkrauti per 15-24 valandas nenutrūkstamo krovimo. Tik po visiško įkrovimo, praėjus dar 4-8 valandoms, kai akumuliatorius pastovi ir jame esanti rūgštis atvėsta, galima galvoti apie tolimesnį akumuliatoriaus darbą.
Kalbant apie įkroviklius, įprastai akumuliatoriai turėtų būti įkraunami 10% galia nuo pirminės talpos, o naudojamas įkroviklis turėtų būti kokybiškas. Tai reiškia, kad, pavyzdžiui, 100 Ah akumuliatoriaus įkrova turi būti palaikoma apie 10-12 amperų. Tai turi būti 10% nuo pirminio nominalo, o tai reiškia, kad vilkikams skirti akumuliatoriai, kurie yra 220-240 Ah, turi būti įkraunami atitinkama elektros srove. Žinoma, akumuliatorius turi būti švarus, nes purvinas akumuliatorius turi savaiminę iškrovą.
Prižiūrint akumuliatorių, kaip ir jį renkantis, svarbu atsižvelgti į gamintojo rekomendacijas. Kiekvieno sunkvežimio gamintojas nurodo, koks akumuliatorius, kokio svorio ir dydžio yra tinkamas konkrečiam modeliui, o akumuliatorių gamintojai nurodo, kokia turėtų būti konkretaus akumuliatoriaus priežiūra. Svarbus yra ir tinkamas akumuliatorių sandėliavimas. Jei nusprendžiama akumuliatorių išimti iš automobilio ir laikyti jį garaže ar kitoje patalpoje, ekspertas pataria prieš jį padedant į lentyną, akumuliatorių visiškai įkrauti, o kai prireiks jį vėl naudoti, šį procesą pakartoti, ir tik tuomet akumuliatorių perkelti į transporto priemonę.
Reikėtų žinoti, kad įkrautam akumuliatoriui šaltis yra visiškai nebaisus, nes jo užšalimo riba yra ties 67 laipsniais šalčio. Vis dėlto, jei akumuliatorius būna šaltyje, kai jis yra išsikrovęs, ši riba, atitinkamai nuo iškrovos gylio, krenta iki 7-10 laipsnių šalčio. Jei taip įvyksta, būtina akumuliatorių nešti į šiltą patalpą, leisti jam atšilti, o tai gali užtrukti net iki 2 parų. Tik po to galima pradėti jo įkrovą. Nusprendus įkrauti užšalusį akumuliatorių, jis gali net sprogti.
Įkrovimo procesas ir svarbūs aspektai
Traukos akumuliatoriai turi būti įkrauti iš karto po išsikrovimo, tuo pačiu neleidžiant įkrovimo lygiui nukristi žemiau 20% vardinės talpos. Iškrovimas žemiau šios vertės arba net "iki nulio" turi destruktyvų poveikį aktyviajai masei, todėl ji susidėvi. Todėl kiekvienoje darbo vietoje, kurioje reguliariai naudojami šakiniai krautuvai ar kiti panašūs įrenginiai, naudojantys traukos akumuliatorius, yra akumuliatoriaus įkrovimo zona.
Traukos akumuliatoriai turi būti įkraunami tinkamomis sąlygomis ir laikantis saugos taisyklių. Taip pat gali turėti įtakos atskirų krautuvo traukos akumuliatorių įkrovimo laikas. Žinoma, geidžiamiausias modelis bus toks, kuris leis ir ilgai veikti, ir greitai įkrauti. Įkrovimo koeficientas reiškia įkrautų ampervalandžių (Ah) ir sunaudotų ampervalandžių santykį.
Antras svarbus elementas - įkroviklis. Akumuliatoriaus įkrovimo zona gali būti komplektuojama su įprastiniais, žemo dažnio arba aukšto dažnio įkrovikliais. Pastarieji tikrai brangesni, bet veikia daug greičiau. Turėtumėte žinoti, kad traukos akumuliatoriaus įkrovimas yra susijęs su tam tikra rizika. Pirma, akumuliatoriaus įkrovimo zona turi būti atskiroje patalpoje, atokiau nuo degių daiktų. Taip pat turėtumėte užtikrinti tinkamą vėdinimą, kad nesusikauptų suslėgtos dujos, susidarančios įkrovimo proceso metu dėl ore esančio vandenilio ir deguonies derinio. Visi elektros instaliacijos elementai patalpoje turi būti atsparūs sprogimui. Patys įkrovikliai turėtų būti dedami ant platformų, tai sumažins gaisro riziką. Įkrovimą visada turi atlikti tik tinkamai apmokytas personalas.
GEL gilaus ciklo traukos akumuliatorių įkrovikliai nėra tiesiog įtampos šaltiniai (kaip kad paprastai yra starterinių akumuliatorių atveju). GEL akumuliatorių įkrovikliai turi gebėti tinkamai valdyti įkrovimo srovę ir įtampą tam, kad pats įkrovimo procesas būtų optimalus ir užtikrintų maksimalų akumuliatoriaus resursą. O tam labai svarbu tinkamai parinkti įkrovimo srovę ir valdyti įkrovimo įtampas ir sroves, priklausomai nuo įkrovimo etapo bei esant poreikiui atlikti akumuliatoriaus balansavimą. Visos šitos užduotys ir yra užkoduojamos įkrovimo algoritmuose, kuriuos turi deklaruoti akumuliatorių gamintojas.
Įkrovimo algoritmą būtina pasirinkti atsižvelgiant į akumuliatoriaus naudojimo pobūdį. Jeigu akumuliatorius naudojamas dažnai ciklinei traukos apkrovai, pvz., grindų plovimo mašinose, reikia pasirinkti įkrovimo algoritmą su tokiu balansuojančiu etapu, kuris realiai šiek tiek perkrauna akumuliatorių ir tokiu būdu akumuliatoriaus celės subalansuojamos - jos visos pilnai pakraunamos. Priešingu atveju akumuliatoriuje gali atsirasti celių disbalansas. Reguliuojamos įtampos su perkraunančiu balansavimu (dar kitaip vadinamas DISCOVER GEL įkrovimo algoritmu) yra labai efektyvus. Panašus įkrovimo algoritmas yra reguliuojamos įtampos su impulsiniu perkraunančiu balansuojančiu etapu.
Pastaba: Nei su vienu iš ankščiau paminėtų įkrovimo algoritmų negalima krauti starterinių automobilinių akumuliatorių. O jeigu akumuliatoriai naudojami retkarčiais, lengvai (t.y. retai ciklinei apkrovai) ar kaip rezerviniai energijos šaltiniai, tai tuomet optimalus yra klasikinis pastovios srovės - GEL įkrovimo algoritmas (pastaba: kaip minėta ankščiau, jis netinkamas intensyviai ciklinei apkrovai, nes per silpnai kompensuoja celių disbalansą, kuris natūraliai pasireiškia daugiau ar mažiau po kiekvieno akumuliatoriaus gilesnio iškrovimo).
Be jau minėtų priežasčių, yra dar vienas labai svarbus momentas - dėl viršįtampių krovimo metu, pvz., kuomet bandoma krauti GEL akumuliatorius su skysto elektrolito ar AGM akumuliatoriams skirtais įkrovikliais (algoritmais). Viršįtampiai krovimo metu - tai leistinos didžiausios įkrovimo įtampos viršijimas bet kuriame įkrovimo etape: jeigu taip nutinka, akumuliatoriuje prasideda smarkesnė dujinė fazė, nei kad gali susitvarkyti vožtuvai ir/ar rekombinanciniai kamščiai (katalizuojantys atgal dujas į skystį), ir tuomet kartu su dujomis per vožtuvus yra pašalinamas elektrolitas. Ir šitas procesas negrįžtamai mažina akumuliatorių resursą.
Praktiškai toks pat rezultatas gali atsitikti ir jeigu netinkamai yra parenkamas akumuliatorius: toli gražu ne visi GEL akumuliatoriai yra gilaus ciklo akumuliatoriai ir dar mažiau jų yra traukos akumuliatoriai. Todėl panašūs procesai vyksta, kuomet keičiant akumuliatorius, įdedami tiesiog GEL kokie laisvalaikiui skirti ar dvigubos paskirties akumuliatoriai vietoj gilaus ciklo ir dar traukos akumuliatorių, o įkroviklis buvo nustatytas balansuojančiam GEL įkrovimo režimui. Ir tuomet sėkmingai išgarinamas elektrolitas dar nespėjus pasibaigti natūraliam akumuliatoriaus resursui.
Jeigu dujinė fazė ypač intensyvi, gali būti nuspjaunami celių dangteliai (t.y. vožtuvai nepajėgia nuvesti tokio kiekio susidariusių dujų). Dar atskiras žanras yra kuomet akumuliatorių gamintojai nenurodo jokios informacijos, kaip turi būti kraunami jų gaminami akumuliatoriai. Ir tokių atvejų yra gana daug, ypač su GEL akumuliatoriais. Tokiu atveju saugumo sumetimais rekomenduojame naudoti arba to paties gamintojo įkroviklį, arba išvis nenaudoti tokių akumuliatorių.
Tinkamiausias akumuliatoriaus tipas
Renkantis akumuliatorių, svarbu atsižvelgti į gamintojo rekomendacijas. Kiekvieno sunkvežimio gamintojas nurodo, koks akumuliatorius, kokio svorio ir dydžio yra tinkamas konkrečiam modeliui, o akumuliatorių gamintojai nurodo, kokia turėtų būti konkretaus akumuliatoriaus priežiūra.
Šiuolaikiniai automobiliai reikalauja vis galingesnių ir patikimesnių akumuliatorių. Gausi elektroninė įranga, start-stop sistemos, mild-hybrid sprendimai, taip pat vis plačiau naudojamos by-wire technologijos (elektroninis stabdžių, droselio ar kitų sistemų valdymas) ženkliai padidina elektros sistemos apkrovas. Tai tiesiogiai veikia ir akumuliatorių, todėl vis dažniau vietoje tradicinių skystu elektrolitu užpildytų baterijų naudojami geliniai ir AGM technologijos akumuliatoriai, geriau prisitaikę prie šiuolaikinių reikalavimų.
AGM (Absorbent Glass Mat) akumuliatoriuose elektrolitas sugeriamas į specialias stiklo pluošto kilimėles, esančias tarp elektrodų. Dėl to akumuliatoriaus viduje nėra laisvo skysčio, o tai užtikrina didesnį saugumą ir atsparumą pažeidimams. AGM akumuliatoriai pasižymi labai dideliu patvarumu, atsparumu dažniems įkrovimo ir iškrovimo ciklams bei gebėjimu greitai priimti ir atiduoti didelius energijos kiekius. Jų tarnavimo laikas gali būti kelis kartus ilgesnis nei tradicinių akumuliatorių, o svoris - mažesnis.
AGM akumuliatoriai turi būti montuojami automobiliuose, kuriuose jie numatyti gamintojo - ypač su start-stop ar mild-hybrid sistemomis. Kitais atvejais jų naudojimas dažnai nėra ekonomiškai pagrįstas. Geliniai akumuliatoriai dažniausiai naudojami ten, kur svarbus saugumas, atsparumas vibracijai ir galimybė dirbti bet kokioje padėtyje: motocikluose, bekelės transporto priemonėse, kemperiuose, laivuose ar kaip papildomi akumuliatoriai energijos kaupimui. Jie taip pat puikiai tinka saulės elektrinėms ir kitoms ciklinio darbo sistemoms.
Apibendrinant, AGM ir geliniai akumuliatoriai yra modernūs, saugūs ir efektyvūs sprendimai, tačiau jų paskirtis skiriasi. AGM technologija skirta didelėms apkrovoms ir dažnam variklio užvedimui, o geliniai akumuliatoriai - giliam iškrovimui ir universaliam naudojimui sudėtingomis sąlygomis. Svarbiausia - pasirinkti akumuliatorių pagal konkrečią paskirtį, reikiamą galią ir talpą.
AGM ir GEL akumuliatoriai: kaip jie palyginami? (Kuo skiriasi GEL ir AGM akumuliatoriai?)
tags: #geliniai #traukos #akumuliatoriai