Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

0 8

Для багатьох транспортних засобів вага акумуляторної батареї і швидкість її розрядки відіграють важливу роль. Спеціально для таких автомобілів виробниками були створені літієві системи. У чому їх перевага перед кислотними АКБ, можна їх експлуатувати на сучасних машинах?

Що являють собою літієві батареї?

Літій-іонні акумулятори для авто в епоху гібридних і електричних моделей аж ніяк не є нововведенням: їх можна зустріти в багатьох машинах, з успіхом дебютирующих на ринках. Батареї такого типу є відмінними джерелами живлення для електроавтомобілів. При цьому їх використання у звичайних машинах потребує внесення певних змін в конструкцію.
Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

Історія створення літієвих АКБ

Перші моделі літій-іонних акумуляторних батарей з'явилися в 70-х роках минулого століття. Акумулятори, виконані на їх основі, володіли серйозними проблемами, вирішити які вдалося лише до 90-м рокам. Причиною подібних проблем була висока активність літію: при високому струмі могло статися займання батареї, у зв'язку з чим виробники відмовилися від застосування чистого літію, перейшовши на його іони, що дало найменування АКБ.


У порівнянні з літієвими акумуляторами, літій-іонні володіють меншою енергетичною щільністю, але більш безпечні за умови дотримання режимів заряду і розряду. До їх складу не входить металевий літій, а процес розряду і заряду полягає в перенесенні з одного електрода на інший іонів літію.
Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

Li-Ion і Li-Pol акумулятори

Перші моделі літій-іонних автомобільних акумуляторів складалися з катодного матеріалу на алюмінієвій фользі і анодного на мідній фользі, поміщених всередину корпусу і розділених спеціальним сепаратором, просоченим рідким електролітом. Герметичний корпус АКБ оснащений клапаном скидання внутрішнього тиску. До клем анод і катод підключалися струмознімачами. В літієвих іонних автомобільних акумуляторах заряд переноситься позитивно зарядженими іонами літію, які впроваджуються в кристалічні решітки інших матеріалів - солей і кислот металів, графіту, утворюючи з ними хімічний зв'язок.


Спочатку роль негативних пластин виконував металевий літій, який згодом змінився на кам'яновугільний кокс і графіт. Використання осксида кобальту дозволило збільшити температурний діапазон роботи АКБ і підвищити кількість циклів заряду/розряду. У комплекті з літієвими іонними акумуляторами для авто є захисні плати типу BMS.

Види літієвих батарей

Літій-іонні акумулятори розрізняються за типом катодного матеріалу:
  • LiCoO2. В якості електроліту використовують тверді розчини на основі никелата літію.
  • LiMnO4 з літій-марганцевої шпинелью.
  • LiPol, літій-полімерний. Відрізняється від Li-Ion тільки полімерним, а не рідким електролітом. За характеристиками він значно краще за своїх аналогів: широкий температурний діапазон роботи, різні форми корпусу, низький саморозряд, велика щільність енергії на одиницю маси.
  • Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

    LiFePO4

    Літій-залізо-фосфатний, або літій-феррофосфатный акумулятор вважається одним з найбільш перспективних і підходять для установки на автомобіль. Катод включає залізо і фосфати і володіє наступними перевагами:
  • великий експлуатаційний ресурс і повільна втрата ємності - навіть через кілька років роботи його ємність більше, ніж у Li-Ion аналогів;
  • стабільну напругу на клітинки 32-33 Ст. При підключенні всіх чотирьох створює стандартна напруга 128;
  • кобальт в подібних батареях не використовується, відповідно, АКБ не завдає шкоди навколишньому середовищу;
  • пікові точки більш високі, на відміну від аналогів;
  • невелика швидкість розряду;
  • термічна стабільність - не перегрівається, не вибухає;
  • може працювати в широкому температурному діапазоні.
  • Звичайно, у нього є і свої мінуси - наприклад, його питома щільність енергії менше, ніж у звичайного літій-акумулятор для автомобіля, на 14-15%. До того ж його експлуатація вимагає обов'язкової установки плат захисту.
    Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

    Переваги літієвих АКБ

    Для літій-іонних акумуляторів для автомобіля характерні наступні переваги:
  • невелика вага, що знижує масу автомобіля;
  • збереження заряду на протязі тривалого часу;
  • витримують велику кількість циклів заряду і розряду.
  • Співвідношення виходу безпечного струму до номінальної ємності у літій-іонних акумуляторів значно вище. Відповідно, на виконання конкретного обсягу роботи їм потрібно значно менше часу, ніж кислотних батарей. Такі АКБ можуть поглинати і скидати велика кількість струму. Втім, літій-іонні акумулятори для автомобіля не є панацеєю і володіють своїми недоліками.
    Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

    Мінуси Li-Ion батарей

    Літієві АКБ сильно залежать від температури навколишнього середовища: при зниженні температури падає їх потужність. Всередині локальних осередків нерідко відбуваються збої, з-за яких такі джерела живлення вимогливі до якості зарядки. Вартість літій-іонних акумуляторів для автомобіля значно вище, ніж ціна стандартних батарей, через що літій-іонні АКБ є неконкурентоспроможними. Генератори, що встановлюються на автомобілі, не здатні виробити достатній змінний струм для заряду літієвого акумулятора, оскільки не пристосовані для цього. Літієві АКБ, що експлуатуються в основному в теплому кліматі, оснащуються конвектором заряду, що створює змінний струм і перетворює його для використання в літій-іонних акумуляторах для автомобіля. Заряд врівноважується завдяки спеціальній ланцюга, рівномірно розподіляючись між чотирма основними осередками. Маса такого джерела значно менше свинцевого, що є додатковою перевагою.
    Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

    Особливості експлуатації

    Літієві батареї заряджаються при мінімальному напрузі 27 і максимальному 42 Ст. Діапазон був значно знижений виробниками (до 33-41 В) з метою продовження термінів експлуатації. Заряд літієвих акумуляторів, що встановлюються на сучасних автомобілях, повинен постійно перебувати в межах 45% для збереження максимального робочого ресурсу АКБ. Враховуючи, що літій володіє високою активністю, розбір акумуляторної батареї необхідно проводити тільки при наявності певних навичок. Обличчя і руки обов'язково повинні бути закриті спеціальними захисними засобами. Конструкція подібних елементів живлення передбачає наявність елементів, здатних завдати шкоди навколишньому середовищу, через що подібні батареї необхідно утилізувати, а не викидати.

    Необхідні зміни

    Установка літій-іонного акумулятора для автомобіля володіє певними перевагами і недоліками. Основною перевагою такого типу АКБ є їх невелика вага, що дозволяє знизити загальну масу автомобіля, хай і не набагато. Вага акумуляторної батареї грає чималу роль в тому випадку, якщо автомобіль буде використовуватися для швидкісної їзди. Спірним моментом, що відзначається у відгуках про літій-іонному акумуляторі для автомобіля, є його висока вартість: ціна на такі батареї в кілька разів вище, ніж на стандартні АКБ. Заміна свинцево-кислотного АКБ на літій-іонний зажадає від автовласника великих вкладень.
    Літій-іонний акумулятор для автомобіля: технічна характеристика, класифікація, інструкція по використанню, специфікація, установка і особливості експлуатації

    Резюме

    Літій-іонні акумулятори для автомобілів не користуються особливою популярністю з різних причин:
  • Вартість. Класичні свинцево-кислотні батареї аналогічної ємності коштують у два-чотири рази дешевше, ніж літій-іонні.
  • Погана переносимість негативних температур - заряджати їх при 0 градусів і нижче не рекомендується.
  • Плата захисту і балансування. В залежності від технології виготовлення літієві батареї складаються з декількох банок. При різниці напруг на елементах одна з банок може вийти з ладу або спалахнути. Для рівномірного проходження заряду по кожній банці потрібна установка спеціального балансира, чого не потрібно при експлуатації свинцевого акумулятора.
  • Протипоказана постійна заряджання від генератора. Потрібна установка спеціальних захисних плат.
  • При пошкодженні літій-іонних акумуляторів для автомобіля або відмову системи захисту провокується постійна зарядка, що може призвести до займання, яке практично неможливо загасити через те, що вогонь підтримується без доступу кисню з температурою понад 3000 градусів. У плані безпеки найкращим вважається LiFePo4 акумулятор, який не вибухає і майже не підтримує горіння.
  • З урахуванням високої вартості та інших особливостей літієві акумулятори є не найкращим варіантом батарей для автомобіля. Купувати подібні АКБ варто тільки в тому випадку, якщо для автовласника важливий вага транспортного засобу.


    Схожі поради

    Публікації
    Корисні поради - поради.pp.ua

    Якщо ви використовуєте матеріали з сайту,посилання на сайт Обов'язкове!!!.