Таблица 4.19. Основные электрические параметры аккумуляторов типа СЦ

В зависимости от режима разряда по длительности аккумуляторы изготавливают для короткого до 1ч (стартерного) режима типа СЦК, среднего (1 – 5 ч разряда), длительного (10…20 ч разряда).

4.3 Эксплуатация первичных ХИТ

Одно из важных преимуществ первичных ХИТ состоит в простоте их эксплуатации. Большинство таких источников не требуют никакого обслуживания. Подготовка к работе заключается в проверке внешнего вида и срока годности, а иногда и фактических параметров ХИТ (начального разрядного напряжения, реже – внутреннего сопротивления). При подключении ХИТ необходимо следить за соблюдением полярности и надежности контактов. Несоблюдение полярности может привести к выходу из строя аппаратуры, особенно радиоэлектронных схем, содержащих транзисторы, микросхемы и электролитические конденсаторы.

Электрический режим работы источников тока определяется графиком нагрузки потребителя. В большинстве случаев ХИТ работают по

сложному, часто произвольному графику. Например, мощность отбираемая от батареи транзисторного радиоприемника, изменяется при изменении громкости, а сам приемник включается и выключается произвольно. В электронных часах и кардиостимуляторах ХИТ работают непрерывно, но график разряда импульсный. Случаи непрерывной работы на постоянную нагрузку встречаются довольно редко.

Первичные ХИТ, как правило, используют до выработки всей емкости. Однако в ряде случаев следует избегать их полного разряда и особенного длительного хранения в аппаратуре после окончания разряда. Из отдельных элементов, в частности наиболее распространенных угольноцинковых элементов, после полного разряда вытекает электролит, который может повредить питаемую РЭА. В некоторых случаях происходят взрывы герметичных элементов, в частности элементов ртутно-цинковой системы и отдельных типов литиевых элементов при хранении в разряженном состоянии. Особенно тщательно необходимо следить за работой батарей из большого числа последовательно включенных элементов. Во избежание переполюсовки отдельных элементов необходимо контролировать рабочее напряжение батарей и своевременно производить их замену.

Большинство первичных ХИТ характеризуются значительным внутренним сопротивлением. Поэтому кратковременные внешние короткие замыкания обычно не приводят к большим разрушениям.

Некоторые типы первичных ХИТ требуют более сложного обслуживания. Так, перед использованием резервных батарей необходимо провести определенные операции для их активизации. При эксплуатации ХИТ в условиях низких температур в ряде случаев приходится решать вопросы их обогрева.

4.4. Эксплуатация аккумуляторов

Аккумуляторы и аккумуляторные батареи требуют более сложного ухода, чем первичные ХИТ, и эти осложнения в значительной степени связаны с процессом заряда. Если режим разряда аккумуляторов определяется особенностью питаемой аппаратуры, то режим заряда зависит в основном от особенностей самих аккумуляторов. Из-за газовыделения при заряде большинство аккумуляторов имеет негерметичную конструкцию, что влечет за собой дополнительные эксплуатационные осложнения по сравнению с первичными ХИТ.

Режимы эксплуатации. Различают три режима эксплуатации аккумуляторов: переключения, буферный и аварийный. В режиме переключения аккумуляторная батарея разряжается и заряжается поочередно. Это характерно, например, для переносной РЭА, питающейся от герметичных аккумуляторов. В буферном режиме аккумуляторная батарея подключается параллельно другому источнику электроэнергии, при возрастании нагрузки батарея частично разряжается, при снижении нагрузки она вновь

подзаряжается. В буферном режиме работают стартерные батареи на автомобилях, аккумуляторные батареи космических аппаратов и другие. В аварийном (резервном) режиме аккумуляторная батарея постоянно поддерживается в состоянии готовности к работе, но подключается к цепи только в аварийной ситуации при прекращении подачи энергии от основного источника.

Кроме обычных зарядно-разрядных циклов применяются некоторые специальные: формовочные и контрольно-тренировочные циклы.

Формовочные циклы проводят после изготовления пластин или после заправки аккумулятора электролитом для приведения пластин в рабочее состояние (иногда ограничиваются только одним формировочным зарядом).

Контрольно-тренировочные циклы проводят, в основном, в том случае, когда аккумуляторы эксплуатируются нерегулярно или постоянно разряжаются не на полную глубину. Сюда же относится и периодический, глубокий разряд никель-кадмиевых аккумуляторов, проводимый для устранения негативных последствий эффекта памяти. Глубокий разряд предполагает, по крайней мере, один цикл: полный заряд аккумулятора и последующий его разряд до напряжения приблизительно 0,4 В при изменении разрядного тока в соответствии с установленным графиком.

Способы заряда аккумуляторов. В большинстве случаев зарядные устройства снабжены системами, позволяющими поддерживать постоянным один из электрических параметров: напряжение или ток заряда. В зависимости от того, какой электрический параметр выдерживается, различают два основных способа заряда: при по-

R стоянном токе и при постоянном напряже- + нии.

тока и времени заряда. Однако этот способ заряда имеет и свои недостатки. При малом токе время заряда велико. При большом токе к концу заряда ухудшается заряжаемость, так как неравномерное распределение тока по толщине пористых электродов вызывает в наружных, уже заряженных слоях, значительное газовыделение, в то время как внутренние слои лишь медленно дозаряжаются. Особую осторожность необходимо соблюдать при заряде большим током никель-металлгидрид- ных аккумуляторов. Вообще для заряда никель-металлгидридных аккумуляторов целесообразно использовать только специальные устройства, пре-

дусматривающие изменение выходного тока в зависимости от текущего состояния аккумуляторов.

Во время заряда при постоянном напряжении начальный ток велик и далее непрерывно уменьшается во времени. К концу заряда ток уменьшается до очень малых значений, из-за чего время полного заряда велико. Большое значение имеет правильный выбор напряжения заряда – чем оно меньше, тем меньше побочные процессы и газовыделение при заряде, но тем больше продолжительность заряда. Оптимальное напряжение зависит от температуры и от состояния батареи, что усложняет применение этого способа. Недостатком этого метода является также перегрев аккумуляторов из-за большого начального тока.

Для преодоления недостатков, присущих выше рассмотренным простым способам заряда, используются разнообразные комбинированные способы заряда. Во всех этих способах с целью сокращения газовыделения используют в начальной стадии большие токи заряда, а в конечной – небольшие токи.

В некоторых случаях для заряда аккумуляторов (особенно щелочных) используют асимметричный переменный ток, полученный наложением по-

ристиках аккумуляторов: несколько увеличивается разрядная емкость или стабилизируется напряжение разряда. Заряд асимметричным током полезен для никель-кадмиевых аккумуляторов страдающих эффектом памяти. Наблюдаемые эффекты сильно зависят от соотношения значений переменного и постоянного токов и от частоты переменного тока. При заряде асимметричным током усиливается тепловыделение, а также возможно усиленное газовыделение. Для отдельных типов аккумуляторов (в частности, для некоторых вариантов кислотных аккумуляторов) заряд асимметричным током сокращает их срок службы и поэтому не применяется. Отрицательно влияет на такие аккумуляторы даже пульсирующий (недостаточно сглаженный) постоянный ток выпрямителей.

Очень важно при заряде аккумуляторов определять окончание процесса заряда, так как для ряда аккумуляторов не допустимы недозаряды или перезаряды.