Анализ влияний низких температур на аккумуляторную батарею и ее стартерные Характеристики

 

Основным требованием к стартерным аккумуляторным батареям является способность обеспечить надежный пуск. Под надежным пуском двигателя подразумевается пуск при питании электростартера от аккумулятора, имеющего температуру окружающего воздуха и 75% степени заряженности, в течение не более трех попыток пуска с интервалом между попытками в одну минуту.

С понижением температуры электролита электрохимические реакции в аккумуляторной батарее замедляются, плотность электролита повышается примерно на 0,01 кг/м³ на каждые 15°С понижения температуры. Электролит сильно разряженной батареи может замерзнуть. На рисунке 2.2 показывается зависимость предела замерзания электролита от его плотности.

Вследствие увеличения вязкости электролита при понижении температуры внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи возрастает. Это приводит к увеличению потерь энергии в самой батарее в стартерном режиме разряда.

При снижении температуры емкость аккумулятора быстро снижается, как и напряжение на выводах. Температура замерзания электролита в зависимости от его плотности приводится в таблице 3. Несоблюдение условий поддержания контроля за плотностью электролита приводит к осыпанию активной массы электродов и резкому сокращению срока службы аккумуляторной батареи.

Емкость и напряжение на зажимах аккумуляторной батареи типа 6СТ-68ЭМ при ее непрерывном разряде постоянным током зависит от температуры окружающей среды (на рисунке 2.3).Номинальная емкость батареи гарантируется при температуре электролита +25°С. С увеличением вязкости электролита замедляется его проникновение в поры глубоких слоев активной массы пластин.

 

Таблица 3 Температура замерзания электролита

Плотность электролита при 25°С, г/см^3	Температура замерзания, °С	Плотность электролита при 25°С, г/см^3	Температура замерзания, °С
1,09	-7	1,22	-40
1,10	-8	1,23	-42
1,11	-9	1,24	-50
1,12	-10	1,25	-54
1,13	-12	1,26	-58
1,14	-14	1,27	-68
1,15	-16	1,28	-74
1,16	-18	1,29	-68
1,17	-20	1,30	-66
1,18	-22	1,31	-64
1,19	-25	1,32	-57
1,20	-28	1,33	-54
1,21	-34	1,40	-37

 

Кристаллы сульфата свинца закрывают поры активной массы, вследствие этого химическая энергия, запасенная в глубоких слоях, полностью не используется, а разрядная емкость батареи понижается.

На рисунке 2.3 при температуре +30°С емкость, отданная батареей, составляет 27,5% от номинальной емкости Q_н, а при температуре -18°С всего лишь 11,25%. Установлено, что при разряде током 850А и понижении температуры электролита с +30°С до +10°С емкость аккумулятора снижается на 50%. Следовательно, при этом разрядном токе и интервале температур понижение на 1°С вызывает снижение емкости батареи на 4%. Влияние понижения температуры электролита на емкость очень сказывается при пуске двигателя стартером.

При разряде батареи 6СТ-68ЭМ силой тока 205А при температуре +25°С разрядная емкость ее равна 20 А×ч; при той же силе разрядного тока, но при температуре электролита -18°С, разрядная емкость составляет 12 А×ч.

В стартерном режиме аккумуляторы работоспособны примерно до температуры -30°С (в документации оговариваются показатели при температуре -18°С). Степень снижения емкости зависит от концентрации электролита: при более высокой концентрации показатели лучше. Основная причина снижения емкости при низких температурах - пассивация свинцового электрода. Разрядные кривые свинцового стартерного аккумулятора представляются на рисунке 2.4.

Если аккумулятор работает при низкой температуре, изменение концентрации серной кислоты должно быть в таких пределах, чтобы не происходило замерзание раствора (особенно в конце стартерного разряда) и разрушение пластин.

Напряжение, необходимое для прохождения зарядного тока, с уменьшением температуры электролита возрастает, так как при низких температурах заряженность аккумулятора резко ухудшается.