Akumulátory Pro napájení strojů, přístrojů a osvětlení, které využívají stejnosměrný proud, jsou nezbytné zásobníky energie, které jsou schopny tuto.

Prezentace na téma: "Akumulátory Pro napájení strojů, přístrojů a osvětlení, které využívají stejnosměrný proud, jsou nezbytné zásobníky energie, které jsou schopny tuto."— Transkript prezentace:

1 akumulátory Pro napájení strojů, přístrojů a osvětlení, které využívají stejnosměrný proud, jsou nezbytné zásobníky energie, které jsou schopny tuto energii akumulovat. Tyto zásobníky energie lze rozdělit na systémy s možností nabíjení a na takzvané jednorázové systémy

2 OBSAH Požadavky na akumulátory. Princip činnosti akumulátorů. Spojování zdrojů. Podmínky akumulátorů v provozu. Veličiny a pojmy. Princip činnosti akumulátoru. Nová generace dobíjení Obrázkový popis akumulátoru Zapojení desek v akumulátoru

3 Požadavky na akumulátory Princip činnosti akumulátoru:
V rámci 12V palubní sítě je akumulátor kompromisem mezi požadavky, které si částečně odporují: akumulátor musí být dimenzována jak pro startování tak i pro napájení palubní sítě. Při startování je akumulátor zatížen vysokým proudem ( A). Během jízdy je z akumulátoru odebírán jen nízký proud, pro nějž je rozhodující výlučně kapacita akumulátoru. Oba požadavky v jednom akumulátoru lze jen obtížně zkombinovat. Princip činnosti akumulátoru: Akumulátor je měničem energie při vybíjení mění chemickou energii na elektrickou, při nabíjení naopak. Kromě akumulace energie plní akumulátor ještě další důležitý úkon, jako tlumič napětovích špiček, které chrání citlivé součástky. Spojování zdrojů : Sériové spojení používáme chceme-li získat vyšší napětí Paralelní spojení používáme chceme-li získat vyšší proud Zpět

4 Akumulátory jsou konstruovány aby vyhověly následujícím podmínkám provozu:
Při nízké venkovní teplotě musí akumulátor dodávat vysoký startovací výkon. Hustota kyseliny musí být rovněž přizpůsobena okolní teplotě - v zemích s tropickým podnebím musí být např. hustota elektrolytu nižší. V podnikatelské sféře (vozidla taxislužby, autobusy, dodávková vozidla atd.) může v důsledku častějšího odběru proudu docházet k intenzivnímu cyklickému namáhání (např. při častém používání klimatizace, osvětlení, atd.) Akumulátory v terénních automobilech, užitkových vozidlech, stavebních strojích, traktorech a vozidlech, která jsou využívána v zemědělství a lesním hospodářství, musí kromě cyklického namáhání splnit požadavky na vysokou odolnost vůči vibracím a nárazům při jízdě na polní cestě, staveništi nebo v terénu. - Na tomto obrázku vidíte účinek nízké teploty na výkon akumulátoru Zpět

5 Veličiny a pojmy Dále Zpět
Napětí článku: Napětí článku odpovídá rozdíl mezi napětím, která vznikají mezi kladnými a zápornými deskami v elektrolytu. Napětí článku není konstantní veličinou, ale závisí na stavu nabití (hustotě kyseliny) a teplotě elektrolytu. Jmenovité napětí: Jde o napětí předepsané! Jmenovité napětí akumulátoru je 12V pro 24V soustavu získáváme jmenovité napětí sériovým zapojením 2x12V akumulátoru. Vnitřní odpor: Vnitřní odpor článku se skládá z různých dílčích odporů. Jako je odpor mezi elektrodami a elektrolytem, odpor, který kladou desky proudu elektronů, odpor, který klade elektrolyt proudu iontů. Se zvyšujícím se počtem desek vnitřní odpor článku klesá. S postupujícím vybitím akumulátoru a při nízkých teplotách odpor stoupá Svorkové napětí: Odpovídá napětí mezi pólovými koncovkami. Plynovací napětí: Napětí při kterém akumulátor začne výrazně plynovat. Mezní hodnota u 12V akumulátoru je ,4- 14,7V Dále Zpět

6 Veličiny a pojmy Dále Zpět
Rezervní kapacita: Je definována jako doba, po kterou je akumulátor schopen dodávat energii pro provoz vozidla, nepracuje-li alternátor, tato rezervní kapacita je udávána v minutách. Zkušební proud za studena: Odpovídá intenzitě proudu, která je přiřazena danému akumulátoru a slouží k posuzování chování akumulátoru. Při startu za nízkých teplot a definitivním podmínkám vybíjení. Jmenovitá kapacita: Značí se K (s indexem20) a odpovídá množství elektrické energie v Ah, které je akumulátoru přiřazeno, toto množství energie musí být možné odebrat při stanoveném proudu za dobu 20hodin při dosažení konečného vybíjejícího napětí 10,5V a teplotě +/- 25°C, +/-2°C. Samovolné vybíjení akumulátoru: Je způsobena chemickými procesy, je závislé na teplotě, kdy s nárůstem teploty 10°C se koeficient zdvojnásobuje, proto akumulátor musíme skladovat 100% nabité a v chladu. Cyklické namáhání: Startovací akumulátory jsou nabíjeny a vybíjeny a tento proces se nazývá cyklus. Kapacita akumulátoru: Odpovídá množství odebraného proudu v určitých podmínkách a je výsledkem násobením proudu a času Ah (Ampér hodiny). Kapacita není konstantní veličinou, ale je závislá na intenzitě vybíjejícího proudu, hustotě a teplotě elektrolytu, stáří akumulátoru eventuelně na vrstvení kyseliny Dále Zpět

7 Veličiny a pojmy Cyklické namáhání: Startovací akumulátory jsou systematicky vybíjeny a nabíjeny. Tento proces se nazývá cyklus.Špičkový výkon musí dodat na krátkou dobu. Startování vozidla trvá jen několik sekund. Po spuštění motoru zajišťuje alternátor (generátor) napájení automobilu akumulátoru, akumulátor je přitom cyklicky namáhán a jeho životnost se zkracuje. Spouštění motoru za studena: Nejméně příznivým zatížením akumulátoru je spouštění motoru za studena. Při spouštění motoru za studena dochází k působení dvou faktorů, které dodatečně zatěžují akumulátor. Mechanický odpor je vyšší, protože olej v motoru vykazuje při nižší teplotě vyšší viskozitu. Spouštěč tedy spotřebuje více energie. Akumulátor musí dodávat vyšší proud.Výkon akumulátoru při nízkých teplotách výrazně klesá. Z uvedených skutečností lze vyvodit, že je důležité, aby se akumulátory při nízkých teplotách nacházely v dobrém stavu. Zpět

8 Zapojení desek v akumulátoru
Jednotlivé články musí být vzájemně propojeny. Záporné póly jednoho článku jsou propojeny s kladným pólem následujícího článku. Tímto sériovým zapojením je dosaženo zvýšení celkového napětí akumulátoru. Startovací akumulátory mají vnitřní propojky článků, které jsou přes otvor ve stěně akumulátoru vzájemně svařeny. Pro připojení akumulátoru ke spotřebiči nebo nabíječce je akumulátor vybaven pólovými koncovkami. Póly mají většinou kuželovitý tvar. Kladný pól je přitom mírně tlustší než záporný, aby bylo zamezeno záměně pólů při připojování. Zpět

9 princip činnosti akumulátoru
Přeměna energie: Slova Aku nebo Akumulátor znamenají „sběrač". Akumulátor střádá (nebo ukládá) elektrickou energii, aby ji v případě potřeby mohl dodávat. V zásadě existují dvě možnosti akumulace energie: kondenzátorem v podobě náboje nebo akumulátorem ve formě chemické energie.Akumulátor je měničem energie. Při vybíjení může chemickou reakci měnit na elektrickou energii a při nabíjení může naopak elektrickou energii měnit na energii chemickou. Vedle akumulace energie splňuje akumulátor další důležitý úkol jako např. tlumič napěťových špiček, který chrání citlivé součástky. Chemická reakce: Prvky, které se podílejí na chemické reakci uvnitř akumulátoru, se nazývají aktivní hmoty. Za aktivní hmotu jsou považovány elektrody (desky) a kapalina (elektrolyt). V případě nabitého akumulátoru jsou to: kladná elektroda: oxid olovičitýPb02 záporná elektroda: olovo Pb elektrolyt: kyselina sírová H2S04. Při nabíjení a vybíjení akumulátoru chemické látky vzájemně reagují na povrchu elektrod. Na kladné elektrodě se oxid olovičitý (Pb02) mění na sulfát olova (PbS04). Na záporné elektrodě se olovo (Pb) mění na sulfát olova (PbS04). Z tohoto důvodu klesá koncentrace kyseliny sírové. Při nabíjení reagují látky v opačném pořadí. Této skutečnosti vděčí akumulátor za to, že může být znovu nabit (sekundární článek). Po nabití je dosaženo výchozího stavu. Vzorec chemické reakce: Zpět

10 Popis Akumulátoru Zpět

11 Nové strategie nabíjení akumulátoru nabízejí různé výhody pro životní prostřední a novinky pro zákazníky : Konvenční management energie Nový management energie Cíl dobíjení Neustále plné nabití Minimální úroveň definovaná podle požadavků v závislosti na: • kvalitě akumulátoru • rozličných podmínkách prostředí jako teplota Velikost akumulátoru Maximální velikost je definována následujícími celkovými podmínkami : • proud při uzavřeném • spotřeba při stání Vyšší rezerva kapacity, neboť akumulátor se nikdy nenabíjí úplně. AGM-akumulátor vzhledem k vyšší stabilitě cyklu. Nabíjecí proud Silně klesá, protože se zvyšuje stav nabití Značně zvýšený nabíjecí proud i po delších úsecích jízdy CO2-strategie žádná IGR využívá uvolněnou oblast nabíjení Zpětné získávání energie Minimální možnosti zpětného získávání energie (jen krátce po nastartování)) Velký potenciál zpětného získávání energie Zpět