Každý, kdo se zabýval nabíjitelnými bateriemi, ví, že jejich hlavní charakteristikou je jmenovité napětí a kapacita nabíjení. Ale pro zachování výkonu baterie je stejně důležitým parametrem hustota baterie. Samozřejmě mluvíme o hustotě elektrolytu v baterii. Často se však používá tento slangový výraz. Sledování koncentrace elektrolytu je nezbytné, jako je pravidelné nabíjení zdroje proudu.
Co je ovlivněno hustotou elektrolytu
Většina baterií používá olověné desky a pracovním médiem je kyselina sírová zředěná vodou. Nasycení roztoku, měřeno v gramech / cm3, je charakteristika, která ovlivňuje schopnost akumulátoru akumulovat náboj pro pozdější použití.
Design olověné baterie
Koncentrace kyseliny v roztoku elektrolytu a výkon baterie přímo souvisí.
- Při nízké hustotě také klesá schopnost aktuálního zdroje akumulovat kapacitu náboje, která zajišťuje jeho výkon. Při nízké hustotě se baterie vybíjí rychleji a nevydává nastavený maximální proud.
- Pokud hodnota tohoto parametru klesne pod určitou hodnotu, může zamrznout voda v elektrolytu a baterie zcela selže.
- Při vysoké hustotě je však proces sulfatace olověných destiček výrazně urychlen. To znamená, že při slabém nabití baterie se na nich vytvoří síran olovnatý, který se při nabíjení zpět na olovo přestavuje. To také vede ke snížení schopnosti akumulovat potřebný náboj a postupem času - k úplnému selhání baterie.
Proto je důležité udržovat hodnotu tohoto parametru v souladu se zavedenými a testovanými standardy. Významné snížení nebo překročení regulačních hodnot nepřispívá k produktivní práci baterie.
Na obrázku je znázorněna teplota, při které může dojít k zamrznutí obsahu baterie.
Bod tuhnutí vodného kyselého roztoku v závislosti na jeho hustotě
Normativní indikátory elektrolytické hustoty
Určitě mnoho motoristů, kteří jsou obeznámeni s problémy udržování výkonu baterie, zná hodnotu 1,27 g / cm3. To se považuje za optimální hustotu, při které jsou kyselé baterie schopné maximalizovat své schopnosti.
Tato hodnota však neplatí pro všechny. typy baterií a jejich pracovní úkoly. Kromě toho se optimální hustota liší pro různé teploty, při kterých musí baterie pracovat. Proto se optimální hodnoty v zimě a v létě budou mírně lišit.
Účel olověných baterií
- Startovací baterie jsou navrženy tak, aby poskytovaly maximální možný proud při spouštění různých motorů. Jedná se především o autobaterie. Standardní hodnota hustoty pro ně je 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Trakční baterie musí poskytovat stejnosměrné elektrické motory po dlouhou dobu. Jednou z jejich aplikací jsou elektromobily a jiná elektrická pohonná vozidla.Nejlepší hodnota hustoty elektrolytu u těchto baterií je také v rozmezí 1,26 - 1,28 g / cm3.
- Stacionární baterie se používají k napájení jakýchkoli elektrických obvodů a zařízení. Obvykle se nachází na jednom místě uvnitř. Doporučuje se pro ně snížená hodnota 1,22 - 1,24 g / cm3.
Závisí na teplotě
Změny okolní teploty - mění se také hodnoty hustoty vodného kyselého roztoku. S rostoucí teplotou se schopnost akumulátoru akumulovat náboj zvyšuje s každým stupněm asi o 1%. S klesající teplotou tato schopnost samozřejmě klesá. Proto se doporučuje udržovat baterii na vysokých hodnotách hustoty v chladném počasí a tyto ukazatele snižovat pro horké počasí.
Výkon baterie při různých teplotách v závislosti na hustotě
Nikdo se samozřejmě nebude zabývat změnami při každém skoku v počasí. Těsně před začátkem chladného počasí je užitečné mírně zvýšit hustotu baterie a před letní sezónou ji snížit. Kromě toho existují normy optimální hustoty pro oblasti s různými podnebí. Očekává se, že tyto normativní hodnoty budou dodržovány po celý rok, se vzácnými výjimkami. Pro různé regiony se považuje za normální:
- V chladném podnebí 1,27 - 1,30 g / cm3
- Ve středním pruhu 1,25 - 1,28 g / cm3
- V teplých oblastech 1,22 - 1,25 g / cm3
Podrobněji jsou tyto specifikace uvedeny v tabulce.
Standardní hodnoty hustoty elektrolytu baterie pro různé teplotní podmínky
Jak zkontrolovat hustotu elektrolytu v kyselé baterii
Pro vyzkoušení této charakteristiky jsou k dispozici jednoduché měřiče zvané automobilové hydrometry nebo denzimetry. Jejich práce je založena na aplikaci zákona Archimedes, tj. Schopnosti nákladu klesnout do různých hloubek v závislosti na hustotě kapaliny. Strukturálně obsahuje hustoměr:
- Skleněná nebo plastová baňka.
- Skleněné plavidlo s nákladem a značkami, které odpovídají naměřeným hodnotám.
- Na jedné straně baňky se nosí gumová baňka určená k vtlačování elektrolytu do baňky.
- Na opačné straně je pryžová tryska, skrz kterou je kapalina odebírána z plnicího otvoru baterie.
Naměřená hodnota je určena touto čarou na plováku, do které kapalina shromážděná v hustoměru dosáhne.
Jediný plovákový hydrometr
Existují jednodušší hustoměry, ve kterých je několik malých tyčinek s různými hmotnostmi pro každého. Na každou hmotnost (nebo na banku naproti ní) se použije odpovídající hodnota hustoty. Výsledek měření je určen maximální hodnotou vyskakovacích závaží. Takový hydrometr je levnější, ale nemá dostatečnou přesnost.
Multi-float auto hustoměr
Samotné měření vodoměru se provádí takto:
- Nos vodoměru spadne do baterie skrz plnicí otvor. Existují zařízení, která nemají gumu, ale plastový nos. V tomto případě jej musíte ponořit do elektrolytu opatrně, aby nedošlo k poškození elektrod.
- Pomocí hrušky se elektrolyt shromažďuje v baňce. U hydrometrů s jediným plovákem musíte kontrolovat množství sebrané tekutiny. Mělo by stačit, aby plovák volně plaval uvnitř žárovky. Ale nemůžete mít ani hodně tekutiny. Poté může plovák spočívat na horním okraji baňky. Hodnoty hustoměru v tomto případě budou nespolehlivé.
- Poté, co vezmeme tekutinu, podíváme se - naopak, jaká rizika na plováku je její hladina. Čísla vedle rizika označují hodnotu hustoty.
U hydrometrů s několika plováky je hodnota hustoty určena plovoucími plováky. Plovoucí hmotnost s maximálním počtem na ní zobrazuje pouze výsledek měření.
Čtení pomocí hydrometru
U dobíjecích baterií několika článků se ověření provádí v každé bance zvlášť.
Obvyklá cena dělení v hustoměrech baterií je 0,01 g / cm3. Vodoměry jsou však k dispozici také s přesnějším měřítkem.
Po dokončení měření je třeba hydrometr důkladně propláchnout destilovanou vodou.
Podmínky, za kterých by se měla provádět měření
Před zahájením měření koncentrace elektrolytu je nutné dodržovat jednoduchá pravidla. A v některých případech bude nutné korigovat údaje na hustoměru v závislosti na podmínkách, za kterých byly získány.
Nejdůležitější podmínkou je udržení požadované hladiny kapaliny v samotné baterii. Hustota bude změřena správně, ale pro bezpečný provoz baterie bude nutné uvést úroveň do normálu. A to povede ke změně hustoty.
Úroveň nabití baterie
Hustota elektrolytu se mění, když je baterie nabita / vybita. S výbojem se snižuje, s nábojem se zvyšuje. V závislosti na stupni vybití baterie se hodnoty mění následovně.
Závislost odečtů na hustoměru na stupni nabití baterie
Je téměř nemožné přesně stanovit úroveň výboje. Proto musíte nejprve plně nabít baterii, počkat několik hodin a teprve poté provést měření.
Pokud byly provedeny nějaké akce s roztokem voda-kyselina - přidáním destilované vody nebo samotné kyseliny, neměli byste měřit hustotu bezprostředně za nimi. Je nutné počkat, až se přidaná kapalina v baterii úplně promíchá.
Teplota během měření
Kalibrace standardních hydrometrů je orientována na teplotu +25 ° С. Aby se dosáhlo co nejpřesnější hodnoty, měla by se měření hustoty elektrolytu provádět při stejné teplotě. V zimě by se měla testovaná baterie přivést na teplé místo a nechat se zahřát na požadovanou teplotu. Neměli byste však měření provádět doslova doma. Kyselý roztok může náhodně zkazit nábytek nebo oblečení. Je lepší použít vytápěnou místnost uzpůsobenou pro tuto práci.
Pokud není možné provádět měření při doporučené teplotě 20 - 25 ° C, můžete provádět měření při jakékoli teplotě a poté použít tabulku korekce:
Korekční hodnoty pro měření při různých teplotách
Pravidelné kontroly hustoty elektrolytu v baterii umožní nejen udržovat jej v optimálních podmínkách pro práci, ale také včas identifikovat možné problémy a poruchy.
