Способы автоматизированного ускоренного заряда герметичных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей

• Автор: Бурдюгов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы ускоренного заряда никелькадмиевых аккумуляторов и батарей.

1.2 Устройства для ускоренного заряда химических источников тока.

1.3 Задачи исследования

2 СТЕНД ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЦИКЛИРОВАНИЯ

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ И СБОРА ПАРАМЕТРОВ О ХОДЕ ЗАРЯДА РАЗРЯДА.

2.1 Аппаратная част стенда

2.2 Алгоритм работы стенда.

3 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ УСКОРЕННЫЙ ЗАРЯД НИКЕЛЬ
КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ.
3.1 Методика исследований
3.2 Влияние ускоренных режимов заряда постоянным и асимметричным током на поведение аккумуляторных батарей.
3.3 Критерии оценки состояния батарей при ускоренном
заряде асимметричным током.
4 ТЕХНИ1СОЭКСПЛУАТАЦИОННБ1Е ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРМЕТИЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ПРИ УСКОРЕННОМ ЗАРЯДЕ.
4.1 Испытания герметичных аккумуляторов НКПЛГЦ0,
при ускоренном заряде
4.2 Испытания батарей НКГЦ1,81 на сохранность мкости при длительном хранении после заряда постоянным и асимметричным токами.
4.3 Влияние ускоренного заряда асимметричным током на долговечность аккумуляторных батарей.
4.3.1 Методика и объем испытаний
4.3.2 Зарядноразрядные характеристики герметичных батарей при ускоренном заряде асимметричным током
4.3.3 Оценка параметрической надежности батарей по данным наработки на долговечность в режиме циклирования при автоматизированном ускоренном заряде асимметричным током .
4.3.3.1 Вычисление вероятности нахождения в работоспособном состоянии.
4.3.3.2 Вычисление плотности распределения наработки до параметрического отказа.
4.3.3.3 Результаты математической обработки
экспериментального материала.
5 ВАРИАНТЫ ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ И БАТАРЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОНОМИНАЛОВ
5.1 Устройство ускоренного заряда с конденсаторами в качестве токоограничивающих элементов
5.2 Устройство ускоренного заряда на понижающих ШИМпреобразователях.

5.3 Устройство ускоренного заряда на ШИМпреобразова
телях с рекуперацией разрядного импульса
5.4 Станция автоматическая зарядноразрядная САЗР4,5
00УХЛ42 .
6 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ВНЕДРЕНИЯ
СТАНЦИИ САЗР4,500УХЛ42
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


По заказу МО РФ в рамках создания зарядных устройств УУЗ-1 и У У 3-2 на заводе “Электроавтоматика”, г. Ставрополь, на заводе “Электроаппарат” в г. Росгове-на-Дону выпущена опытно-промышленная партия блоков зарядных БЗ-1 и БЗ-2 как составных частей зарядных устройств УУЗ-1 и У У 3-2, которые успешно прошли приёмо-сдаточные и квалификационные испытания. СЛЗР-4,5-3 /0-УХЛ4-2. Устройства данного типа в настоящее время эксплуатируются в локомотивных депо ст. Каменоломни и Самара. Акты промышленной эксплуатации приведены в приложениях А и Б к диссертационной работе. Настоящая работа явилась продолжением работ, проводимых лаборатории ЮРГТУ (НПИ) “Защита материалов” иод руководством заслуженного деятеля науки и техники РФ, доктора технических наук, профессора Ф. Она выполнена по заданию Всероссийского электровозостроительного научно-исследовательского и проектноконструкторского института (ВЭлНИИ), Всероссийского научно-исследовательский института связи (ВНИИС), Центрального научно-исследовательского испытательного института номер (ЦНИИИ-), Российских железных дорог (РЖД) на базе конструкторского подразделения «ВЭлНИИ» при активном участии к. Л.Н. Сорина. Г.П. Сметанкина, а также к. В.Г. Благодарю главного инженера завода «ЛИТ» г. U.E. Семенова за проведение заводских испытаний режима заряда и устройства ускоренного заряда. Способы ускоренного заряда никсль-кадмневых аккумуляторов и батарей. К настоящему времени опубликовано большое количество работ, касающихся разработки режимов ускоренного заряда и устройств для их реализации. Основной проблемой при проведении ускоренного заряда является определение окончания заряда, поскольку перезаряд связан с выделением большого количества газа и перегревом аккумулятора. В то же время, во многих случаях метод определения окончания заряда тесно связан со способом проведения заряда. Наиболее полно изучены режимы заряда на постоянном токе. Различают способы ведения ускоренного заряда при контролируемом токе или напряжении. При этом режимы могут быть стационарными, когда ток или напряжение поддерживаются постоянными в ходе заряда, или нестационарными, когда контролируемый параметр меняется в процессе заряда но заданному закону, например, ступенчатые заряды, дозаряды и пр. Используются и комбинации различных режимов. Большинство регламентированных способов ведения заряда, определяемых ТУ разработчиков аккумуляторов, относятся к первому типу, т. Однако, постоянный ток имеет ограниченные возможности для ускорения процесса заряда. Это связано с природой электродов, применяемых в аккумуляторах. Электрод иикель-кадмиевого аккумулятора представляет собой пористую систему конечной толщины [-]. В пористых электродах всегда имеется градиент тока и потенциала по глубине электрода при заряде или разряде. Увеличение тока при ускоренном заряде приводит к более неравномерному распределению заряда по глубине электрода [,,,-], благодаря чему поверхность быстро заряжается до величины потенциала газовыдсления, образующиеся пузырьки газа частично или полностью закрывают устья пор, что создает дополнительное сопротивление протеканию тока по электролизу в глубину электрода [,,,]. Одновременно с этим зарядная реакция концентрируется на поверхности электрода, а скорость заряда в большей степени определяется градиентом потенциала в глубину электрода за счет протекания токов ионообменной диффузии. В начале процесса заряда градиент потенциала имеет максимальную величину, по мере заряда глубинных слоев электрода происходит постепенное выравнивание потенциала по толщине электрода, величина градиента уменьшается, и токи ионообменной диффузии падают. Соответственно этому процессу доля зарядного тока, расходуемая на газовыделснис, растет. Чем выше ток заряда, тем в большей степени заряд электрода определяется током ионообменной диффузии и градиентом потенциала, т. Интенсификация заряда возможна за счет изменения конструкции аккумулятора, в частности, уменьшения толщины электродов [,,,,,]. Заряд при стабилизированном напряжении имеет те же ограничения интенсификации процесса.