електродах сірчанокислий свинець PbSO4 (сульфат свинцю).
При підключенні акумулятора до зарядного пристрою електрони рухаються до негативного електроду, нейтралезуя двовалентні іони свинцю Pb2 +. На електроді виділяється губчастий свинець Pb. Віддаючи під впливом напруги зовнішнього джерела струму по два електрони, двовалентні іони свинцю Pb2 + у позитивного електрода окислюються в Четирьохвалентний іони Pb4 +. Через проміжні реакції іони Pb4 + з'єднуються з двома іонами кисню і утворюють двоокис свинцю PbO2.
При підключенні акумуляторної батареї до зарядного пристрою електрони рухаються до негативного електроду, нейтралізуючи двовалентні іони свинцю Pb2 + у позитивного електрода окислюються в Четирьохвалентний електроди Pb4 +. Через проміжні реакції іони Рb4 + з'єднуються з двома іонами кисню і утворюють двоокис свинцю PbO2.
Щільність електроліту вимірюється кількістю сірчаної кислоти в електроліті. Щільність повністю зарядженої акумуляторної батареї становить 1.300 при температурі 26.7 градусів Цельсія. Це означає, що електроліт повністю зарядженій батареї в 1.3 рази важче води. Ступінь зарядженості батареї в залежності від щільності електроліту:
Таблиця 1 - відносна щільність електроліту
Ступінь заряженностіПлотность електролітаНапряженіе на полюсах100% 1.30012,8475% 1.25012,5050% 1.20012,2025% 1.15511,90Полностью разряжена1.12011,00
У міру розрядки батареї щільність електроліту зменшується, так як його сульфатна частина йде з електроліту, утворюючи сульфат свинцю, котрий осідає на пластинах.
Отже, до моменту повної розрядки батареї електроліт виявляється дуже сильно розбавленим, т. к. кислота осідає на пластинах у вигляді кристалів сульфату свинцю. Під час же зарядки батареї хімічна реакція йде у зворотному напрямку. Велика частина сірчаної кислоти відновлюється з кристалів сульфату свинцю і повертається в електроліт. Однак деяка кількість сульфату свинцю все ж залишається на пластинах, і воно постійно зростає з кожним циклом заряду-розряду батареї. З плином часу пластини виявляються покритими шаром неелектропроводной сульфату свинцю, а щільність електроліту зниженою через втрату кислоти залишилася в цьому сульфаті свинцю. Це перешкоджає руху зарядів в акумуляторі і утворенню електричного струму.
З плином часу відкладення сульфату свинцю на пластинах упрочняются і кристалізуються. Пластини втрачають здатність до накопичення заряду при зарядці акумулятора, а відкладення сульфату свинцю можуть призвести до короткого замикання або інших механічних пошкоджень пластин. Часто на пластинах з'являються тріщини, що викликає внутрішній обрив ланцюга.
Під час розрядки або простою акумулятора на його пластинах формується сульфат свинцю. Протягом короткого проміжку часу кристали сульфату свинцю поступово засмічують поверхню пластин до тих пір, поки батарея не втратить здатність заряджатися і утримувати заряд. Цей процес, званий сульфатацію, відбувається у всіх свинцево-кислотних акумуляторних батареях, не залежно від способу їх застосування. Це основна причина відмови акумуляторів.
Батарея повинна мати чисті пластини і сильний електроліт, щоб приймати зарядний струм і видавати розрядний. Батарея з чистими пластинами має велику ємність, заряджається швидше і має більш тривалий термін експлуатації. [33]
У відповідності з даними теоретичними знаннями було розроблено зарядний пристрій, що працює за алгоритмом, який забезпечує максимальний термін служби акумулятора і правильну експлуатацію.
В даний на ринку є величезна кількість зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів з величезним безліччю функцій і різної цінової категорією від 1000 (Електроприлад ЗУ - 55А) до 75000 рублів (Telwin Energy 1500 start). Автоматизація пристроїв для виконання завдань можлива при використанні мікроконтролерів.
Мікроконтролер - це мікросхема, призначена для управління електронними пристроями. Звичайний мікроконтролер поєднує на одному кристалі функції периферійних пристроїв, процесора і містить ОЗУ і (або) ПЗУ. По суті мікроконтролер, це однокристальний комп'ютер спрямований на виконання простих завдань. На сьогоднішній день існує більше 200 модифікацій мікроконтролерів, що випускаються двома десятками компаній. Найбільшою популярністю користуються 8-бітові мікроконтролери PIC фірми Microchip Technology і AVR фірми Atmel. При проектуванні мікроконтролерів доводиться дотримувати баланс між розміром і вартістю з одного боку і гнучкістю і продуктивністю з іншого. Для різних додатків оптимальне співвідношення параметрів може значно відрізнятися. У мікроконтролерах часто використовується Гарвардська архітектура пам'яті, це означає в ОЗУ і ПЗУ дані і команди зберігаються роздільно. [39]
На даний ...
