Способ эксплуатации тяговой аккумуляторной батареи

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к аккумуляторной промышленности, и касается способов эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей. Цель изобретения - повышение эффективности эксплуатации батареи за счет улучшения ее энергетических характеристик и увеличение срока службы. Способ включает в себя проведение регламентных работ, состоящих в химическом анализе электролита аккумуляторов батареи, промывке аккумуляторов, заливке их, проведении тренировочных и контрольных циклов, разбраковке аккумуляторов по их фактической емкости. При этом перед химическим анализом электролита проводят поэлементное диагностирование аккумуляторов контрольно-восстановительным циклом, разделяя их на три категории с положительным напряжением на аккумуляторе после трехчасового разряда и обратным напряжением *98 0,6 B B КОНцЕ РАзРядА

C ОбРАТНыМ НАпРяжЕНиЕМ ≥1,7 B B КОНцЕ РАзРядА

C ОТРицАТЕльНыМ НАпРяжЕНиЕМ пОСлЕ ТРЕХчАСОВОгО РАзРядА и ВЕличиНОй ОбРАТНОгО НАпРяжЕНия *98 0,6 B B КОНцЕ РАзРядА. ПОСлЕ пРОМыВКи пРОВОдяТ дЕМОНТАж элЕКТРичЕСКОй СХЕМы бАТАРЕи, РЕгулиРОВКу ТОКОСЪЕМНыХ узлОВ и гАзОВыХ КлАпАНОВ. ПРи КОМплЕКТОВКЕ КАждОй бАТАРЕи АККуМуляТОРы гРуппиРуюТ ТРЕМя зОНАМи пО уРОВНю КОНЕчНОгО РАзРядНОгО НАпРяжЕНия, пРи эТОМ РАзбРОС уРОВНЕй КОНЕчНОгО РАзРядНОгО НАпРяжЕНия B КАждОй зОНЕ АККуМуляТОРОВ СОСТАВляЕТ ≤8%, A для бАТАРЕи B цЕлОМ ≤25%. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 01 М )О/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4298844/24-07 (22) 02,09.87 (46) 15.10.89. Бюл, N - 38 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) О,B.Ãðoìoâà> А.М,Новаковский, Е.В.Пугачев, А,Е,Симаков, М,Ф,Утенков, Л.A.×óáàðîâ и Н,В. Шибаева (53) 621,355.1(088,8) (56) Сафонов Г.Н, и др, Машинист шахтных локомотивов. M.: Недра, 1985, с, 173„

Щелочные тяговые никель-железные батареи для рудничных электровозов, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Ф100.358,199

ТО, Авторское свидетельство СССР

11> 1397998, кл, Н 01 M 10/42, 1986, (54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЯГОВОЙ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к аккумуляторной IIpoMbmllIeHHocTH> и касается способов эксплуатации тяговых аккумуляторых батарей, Цель изобретения — повьш ение эффективности эксплуатации батареи за счет улучшения ее энергетических характеристик и увеличение срока службы. СпоИзобретение относится к электротехнике, в частности к эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей, Целью изобретения является ловышейие эффективности эксплуатации ба„„SU„„1515221 А 1

2 соб включает в себя проведение регламентных работ, состоящих в химическом анализе электролита аккумуляторов батареи, промывке аккумуляторов, заливке их, проведении.тренировочных и контрольных циклов, разбраксвке аккумуляторов по их фактической емкости. При этом перед химическим анализом электролита проводят поэлементное диагностирование аккумуляторов контрольно-восстановительным циклом, разделяя их на три категории с положительным напряжением на аккумуляторе после трехчасового разряда и обратным напряжением а 0,6 В в конце разряда; с обратным напряжением 1,7 В в конце разряда; с отрицательным напряжением после трехчасового разряда и величиной обратного напряжения (0,6 В в конце разряда ° После промывки проводят демонтаж электрической схемы батареи, регулировку токосъемных узлов и газовых клапанов, При комплектовке каждой батареи аккумуляторы группируют тремя зонами по уровню конечного разрядного напряжения, при этом разброс уровней конечного разрядного напряжения в каждой зоне аккумуляторов составляет < 8X> а для батареи в целом .2 X. 2 ил. тареи за счет улучшения энергетических характеристик аккумуляторов и увеличения срока их службы, На фиг.1 и 2 приведено изображение батареи в плане с выключенными

151522 зонами и указанием конкретных значений температуры по зонам (фиг.1) и конечного разрядного напряжения (фиг,2), Сущность способа заключается в следующем.

Перед проведением химического анализа электролита осуществляют поэлементное диагностирование батареи, 10 которое включает в себя проверку токосъемных узлов и газовых клапанов; контрольно-восстановительный цикл, предусматривающий усиленный заряд аккумуляторов с последующим пере- 15 разрядом током пяти-(I<=C„/5) или трехчасового (I;=Cz/3) режимов разряда до переполюсовки (где С я — номинальная емкость аккумулятора), При этом через аккумулятор пропус- 20 кают количество электричества, ран †. ное (0,9-1) Сь. Усиленный заряд может осуществляться током I = C>,/4 для стандартного режима и Т =С!,/2 5

7 для ycKopeHHol-o, Вре!я заряда д я 25 любого типа аккумуляторов =10 ч для стандартного режима и t =4 ч для ускоренного режима, При работе лккумулятора при повышенной температуре на границе брикет — токоподнодящая коробочка в положительном э. ектроде образуется запорный слой с высоким сопротивлением, понижающим разрядное напряжение и емкость, снимаемую до обычного напряжения 1 В, Сопротивление злпориых слоев резко снижается при глубоком разряде окисно-никеленого электрода после выдержки его при потенциале выделения водорода в течение 1-3 ч, 40

При этом носстанлнливается нормальный вид разрядных кривых и возрастает емкосТь электродов. После глубокого разряда. использование никеля в окисно-никелевом электроде возрас- 45 тает с 22 до 507. и в результате увеличивается срок службы аккумуляторов, Если через аккумулятор пропустить количество электричества более чем

Ср, то это вызывает его повышенный нагрев, особенно при ускоренном режиме, если меньше чем 0,9 С, то злпорный слой не разрушается и, следовательно, емкость аккумулятора не восстанавливается, 5с

При этом глубокие разряды на аккумуляторы действуют неодинаково вследствие физического состояния аккуму4 ля тора (фактическая емкость); причины отказа (емкость ограничена окисно-никелевым электродом, железным или обоими электродами одновременно), особенностей аккумуляторов, зависящих от свойств лктинной массы, применяемой на том или ином заводеизготовителе, Протеканию различных процессов на положительном и отрацательном электродах соответствуют различные значения общего напряжения на аккумуляторе, Следовательно, полная разрядная кривая аккумулятора, т.е. криная, полученная ири разряде до газовыделения на обоих электродах, содержит информацию, необходимую для того, чтобы установить емкость каждого из электродов, соответствующую всем процессам при разряде.

Если после окончания основного разрядного процесса напряжение на аккумуляторе снижается скачком примерно от 1,15 до 0,65 В, это свидетельствует об ограничении емкости аккумулятора положительным электродом„ Если разрядное напряжение снижается приблизительно до 1 В, то емкость ограничена отрицате:ьным электродом. При этом разряд на электродах идет в несколько ступеней, Экспериментальным путем установлен вид кривых иерерлзряда аккумулятсрон (l ð,„„ )=f(t ), где t — вРемя разряда аккумулятора, нл основании лиллизл которых аккумуляторы предла лcетcя делить нл три категории, ! категория !J„, „ ) 0 через 3 ч от начала разряда и U (0,6 В (где Ь Б — обратное разрядное напряжение) н конце разряда. Выполнение данного условия свидетельствует о том, что емкость аккумулятора огрлниченл положительным электродом и может быть восстановлена методом переразряда„

2 категория. U „р 1,7 В в конце разряда. Указайный уровень напряжения свидетельствует об ограничении емкости аккумулятора отрицательным электродом, например, вследствие окисления сульфида железа FeS npu работе, Характеристики такого электрода могут быть восстановлены путем добанления н раствор небольшого количества Иа Б,.

5 151

3 категория. U д„„с0 через 3 ч от па рэзряда H U . 0,6 В в кон це разряда.

Аккумуляторы первых двух групп подлежат восстановлению в процессе регламентных работ, аккумуляторы последней группы сдают в утиль, Далее осуществляют химический анализ электролита на содержание карбонатов и определение щелочности, промывку аккумуляторов гидравлическим способом при непрерывном вращении батареи вокруг продольной оси, демонтаж электрической схемы батареи, регулировку FQKocúåìíûõ узлов и газовых клапанов, частичную разбраковку аккумуляторов по механическим повреждениям, заливку аккумуляторов электролитом, проводят тренировочные циклы, Тренировочное циклирование может осуществляться стандартными зарядно-разрядными режимами или ускоренными режимами, Разряд проводится до напряжения батареи иэ расчета 1 В на аккумулятор при стандартном .режиме и 0,8 В при ускоренном. режиме, При проведении указанных циклов допускается применение комбинированных режимов заряда как наиболее рациональных, Затея проводят первый контрольный цикл с целью определения фактической разрядности емкости каждого аккумулятора стандартным режимом или ускоренным режимом, По окончании раз— ряда рассчитывают фактическую емкость каждого аккумулятора

5221

6 ти батареи, На данном этапе производится проверка значения фактической емкости (С ) в пределах установленной группы.

В эксплуатации в течение межремонтного периода емкость заряда батареи определяется как произведение коэффициента переэаряда и факкой

Таким образом, в технический паспорт данной батареи вносятся значения ее фактической емкости и рекомендуемыи коэффициент перезаряда, ко5

15 торые являются расчетными на весь последующий межремонтный период, Формул а изобретения

20 Способ эксплуатации тяговой аккумуляторной батареи, включающий проведение регламентных работ, состоящих в химическом анализе электролита аккумуляторов батареи на содержа25 ние карбонатов и определение щелочности, промывке аккумуляторов, заливке аккумуляторов электролитом, проведении тренирОвочных и первого контрольного циклов, разбраковке

30 аккумуляторов по их фактической емкости с установкой их принадлежности к одной из трех групп с емкостями аккумуляторов, равными С =(100+90)X. к С„; С, =(89 +70)X. С н, С,„=(69+50)Х Сн, 35 где С вЂ” номинальная емкость аккумуи лятора, в комплектовке в пределах указанных групп батареи и втором контрольном цикле для определения значения фактической емкости каждой

40 из скомплектованных батарей, о т

На основании фактической разрядной емкости С „„ производят разбраковку аккумуляторов на три группы с емкостями аккумуляторов, равными. С =(100-90)7 С„; С =-(89-70)X C„;

С ;-(69-50)7. С„.

В пределах каждой емкостной группы комплектуют батареи по температурным зонам с учетом уровня напряжения аккумуляторов, Аккумуляторы с максимальным уровнем конечного разрядного напряжения размещают в третьей зоне, с минимальным — в первой, а все о". тальные аккумуляторы — во второй, Скомплектованные батареи подвергают второму контрольному циклу с целью определения фактической емкос45

55 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации батареи за счет улучшения ее энергетических характеристик и увеличения срока службы, перед химическим анализом электролита проводят поэлементное диагностирование аккумуляторов контрольно-восстановительным циклом, включающим усиленный заряд и переразряд, при котором через аккумуляторы пропускают количество электричества, равное (0,9-1) С, устанавливают их принадлежность к одной из трех категорий: с положительным напряжением на аккумуляторе после трехчасового разряда и обратным напряжением <0,6 В в конце разряда; с обратным напряжением 1,7 В в конце разряда; с отрица1515221

Фиг. 1

Фиг. 2

Составитель И,Найдина

Редактор И.Рыбченко Техред Л.Олийнык Корректор С,Черни

Заказ 6282/49 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101 тельным напряжением после трехчасового разряда и величиной обратного напряжения (0,6 В в конце разряда, которые утилизируют, после промывки аккумуляторов проводят демонтаж электрической схемы батареи, регулируют ее токосъемные узлы и газовые клапаны и разбраковывают аккумуляторы по механическим повреждениям, а при комплектовке каждой батареи аккумуляторы группируют в ней тремя зонами: первой — иэ одного ряда аккумуляторов с минимальным уровнем конечного разрядного напряжения, расположенной по периметру ящика батареи, второй — также из одного ряда аккумуляторов со средним уровнЕм конечного разрядного напряжения, распол:,— женной по периметру первой эоны; третьей центральной — иэ аккумулят- -ров с максимальным уровнем конечного разрядного напряжения, при этом разброс уровней конечного разрядного напряжения в каждой зоне аккумуляторов составляет 81, а для батареи в целом — «а 257..