Каталог радиолюбительских схем

Эта статья знакомит читателей с герметичными кислотно-свинцовыми аккумуляторами и аккумуляторными батареями, выпускаемыми фирмой YACHT BATTERY CO., LTD. Они могут работать как в циклическом (зарядка—разрядка), так и резервном (буферном) режимах.

К особенностям, характеризующим эту серию изделий, следует отнести, во-первых, то, что электролит в них не жидкий, а гелеобразный, а корпус герметичен. Это позволяет эксплуатировать батарею в любом положении, она не нуждается в периодическом пополнении электролита и прочем обслуживании.

Во-вторых, высокоэффективный свинцово-кальциевый сплав, из которого изготовлены электроды, обеспечивает длительный срок службы и широкую область применения батарей — они нормально работают в температурном интервале от -20 до +50"С.

Конструкция и материалы подобраны так, что батареи не боятся глубокой разрядки, не страдают так называемым "эффектом памяти", могут длительно храниться в заряженном состоянии (до года), при этом ток саморазрядки незначителен.

Все это предопределяет широкое применение таких батарей — различные системы сигнализации, пожарной безопасности, аварийного освещения, телекоммуникационные и контрольно-измерительные приборы, электронные весы и кассовые аппараты, бытовая техника (портативные телевизоры, видеомагнитофоны, пылесосы, вентиляторы) электронные игры и т. д., и т. п. Наиболее мощные батареи очень удобны для инвалидных электрифицированных кресел, детских роллеров. Кроме этого, батареи могут быть использованы в блоках бесперебойного питания компьютеров и оргтехники, а также в качестве источников энергоснабжения любой (как серийной, так и самодельной) электронной аппаратуры.

Собственно конструкция аккумуляторной батареи по существу традици-онна. Ударопрочный пластмассовый корпус разделен на секции ("банки"). Наборы катодных и анодных пластин разделены прокладками—сепараторами из стекловолокна. Активная часть состава электролита — серная кислота.

Крышка герметично соединена с корпусом без возможности разборки. В ее верхней части размещены резиновые перепускные клапаны (по одному на каждую секцию), обеспечивающие выпуск газа в случае его избыточного образования в процессе работы, и пластинчатые выводы, покрытые оловом.

Выводы изготовлены из латуни и конструктивно каждый представляет собой ответную часть специализированного самофиксирующегося разъема.

Перепускные клапаны закрыты дополнительной съемной крышкой.

Основные параметры рассматриваемых батарей сведены в таблицу (в первой строке указаны характеристики одиночного аккумулятора). Номинальная емкость определяется как значение тока, приводящего к полной разрядке батареи за 20 ч при температуре 20"С. Под максимальным током разрядки понимают наибольший ток нагрузки, который батарея способна обеспечить в течение 5 с.

Зарядное напряжение указано для циклического и резервного режима при окружающей температуре 20'С. Рядом для каждого режима указана поправка, означающая, на сколько милливольт нужно уменьшить (в соответствии со знаком поправки) зарядное напряжение при увеличении температуры на 1"С или, наоборот, увеличить напряжение при уменьшении температуры.

На рис. 1— 6 представлены эскизно чертежи корпуса батарей, а на рис. 7 — чертежи выводов батарей. У батарей YP15-12,YP17-12,YP24-12 и YP38-12 выводы соответствуют рис. 7,6, у остальных — рис. 7,а.

Номограмма, изображенная на рис. 8. позволяет выбрать батарею с необходимой емкостью, исходя из требуемых напряжения, тока нагрузки и времени работы до очередной зарядки.

Рис. 9 показывает, как изменяется напряжение батареи в зависимости от времени разрядки при различном разрядном токе. Напряжение U_a3 указано для трехсекционных, т. е. шестивольтных батарей как наиболее употребляемых. Полученные значения напряжения легко пересчитать для других батарей умножением на коэффициент пропорциональности. Для одиночного аккумулятора (2 В) он равен 1/3, для четырехвольтной батареи — 2/3, для двенадцативольтной — 2.

Рис. 11 иллюстрирует сохраняемость заряда батарей в процессе их хранения (в заряженном состоянии) при различной температуре. Видно, что с повышением температуры саморазрядка существенно увеличивается. Этот параметр батарей заметно изменяется от экземпляра к экземпляру, поэтому для значений температуры 20 и 40°С сплошные прямые указывают усредненный верхний предел заряда при заданном времени хранения, а штриховые — нижний (для значений температуры 20 и 40°С).

Следующие три графика характеризуют срок службы батарей как в циклическом, так и в резервном режиме эксплуатации.

На рис. 12 представлены зависимости емкости батареи в процентах (по отношению к номинальному ее значению) от числа циклов зарядка—разрядка для случаев 100-, 50- и 30-процентной разрядки в каждом цикле. Последние две кривые в большей степени соответствуют резервному режиму работы батареи.

На этом рисунке за 100 % принята емкость нового аккумулятора (или батареи). После нескольких первых циклов емкость несколько увеличивается по сравнению с начальной, поэтому кривые поднимаются над "стопроцентным" уровнем.

Рис. 13 показывает, как уменьшается емкость аккумулятора в нормальных условиях работы в зависимости от длительности эксплуатации в резервном режиме. Напряжение на аккумуляторе поддерживали в пределах 2,25...2,3 В.

На рис. 14 представлена зависимость срока службы аккумуляторных батарей в резервном режиме от температуры. Здесь и на предыдущем рисунке заштрихована зона разброса параметров, возникающего в результате особенностей эксплуатации изделий.

Радио, 2000, №12

Материал подготовлен при содействии АО "Бурый Медведь" г. Москва