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Capítulo 7
LAS BATERÍAS HÍBRIDAS Y EL SERVICIO DE LA BATERÍA
LOS OBJETIVOS
Después de estudiar Capítulo 7, el lector podrá:
1. Describa el papel de la batería auxiliar en un vehículo eléctrico híbrido.
2. Describa el papel de la batería de alto voltaje (HV) en un vehículo eléctrico híbrido.
3. Explique procedimientos de seguridad que deben ser usados al surtir efecto adelante y alrededor del sistema de alto voltaje en un vehículo eléctrico híbrido.
4. Discuta la operación, experimentando, y repare de una pista de la célula empantanada – la batería ácida.
5. Discuta la operación, experimentando, y repare de una batería absorbida de la alfombrilla del vaso (AGM).
6. Explique el diseño y operación de baterías del ion de litio.
TECLEE TÉRMINOS
Acídico 107
La batería AGM 112
La batería alcalina 107
La batería auxiliar 105
La batería 126
El módulo de la batería 126
Los postes de la batería 114
Fomente convertidor 112
El cátodo 108
La celda 126
El señalizador de cargo 118
Amperios fríos que hace girar 114
La conductancia 120
Los conectores 114
Recicle vida 106
La celda cilíndrica 126
El convertidor CD A CD 112
Halderman Ch 001
El ciclo profundo 116
Deintercalation 109
Seque cargado a la cuenta 114
El electrodo 125
El electrólito 107
La densidad de energía 106
EV 105
La celda empantanada 112
Asfixiando con gas 113
La batería de gel 123
El electrólito gelificado 112
La cuadrícula 113
La batería HV 105
El hidrómetro 118
La intercalación 109
La impedancia interna 119
La resistencia interna 119
Li-ion 108
Li-109
El probador de carga 119
El hidruro de metal 125
NiCd 107
NiMH 107
El voltaje nominal 106
Abra voltaje del circuito 118
Partición 114
PH 107
Chapa 113
La correa del plato 113
La batería primaria 105
Ch 002 Halderman
La celda prismática 126
La batería Recombinant 121
El refractómetro 118
Reserve aptitud 114
La batería secundaria 105
El separador 113
El circuito de serie 124
La batería SLI 114
El estado sólido 109
La energía específica 106
La densidad específica 118
El estado de cargo 118
Sulfation 115
El cargo de la superficie 118
Las terminales 114
Thermistor 127
La batería VRLA 112
El aire de cinc 110
LA INTRODUCCIÓNLa tecnología de la batería es fundamental para la operación de ambos vehículos del motor de explosión (el HIELO), así como también los vehículos eléctricos híbridos (HEVs). La batería de alto voltaje (HV) en un HEV debe poder proveer cantidades grandes de corriente eléctrica para la aceleración, luego recargar rápidamente como el vehículo está navegando y frenando. La batería auxiliar en un HEV debe proveer corriente eléctrica para la operación de todos los demás circuitos tradicionales en el vehículo, así como también empezando algunas situaciones. Comprender operación de la batería y el servicio es sumamente importante para cualquier técnico de servicio.
CREO QUE EL EV1 ORIGINAL DE LA GENERAL MOTORS DEL 7–1 USASE PISTA – LAS BATERÍAS ÁCIDAS Y LOGRADOS UN RANGO DEL 75 AL 90 LAS MILLAS ENTRE RECARGAN._
La Evolución de Tecnología de la BateríaLA HISTORIA ANTICIPADA En los días anticipados del automóvil, los vehículos eléctricos fueron populares mucho antes de que el motor de explosión se convirtiese en la tecnología dominante. Los acontecimientos principales en el desarrollo de los vehículos eléctricos tempraneros incluyen:
Halderman Ch 003
Y TAURO; En 1830, la primera CD motor eléctrico estaba construida por un científico americano denominado Joseph Henry.
Y TAURO; En 1859, Gaston Planté inventó la primera batería recargable. Arriba hasta esta vez, las baterías en un carro eléctrico tuvieron que ser reemplazadas cada vez que fueron muertas. Las baterías recargables a Non están también conocido como baterías primarias.
Mientras hay muchas razones por qué el vehículo eléctrico tempranero dejó de operar, una de las causas primarias fue función baja de la batería. Los vehículos eléctricos no podrían proveer el rango controlante que se logró con un vehículo del motor de explosión. Una vez que los motores de explosión se convirtieron en la fuerza motriz estándar en los inicios de 1900s, la tecnología de la batería evolucionó muy lentamente hasta más tarde adentro el siglo cuando los vehículos eléctricos otra vez fueron considerados como una alternativa para el transporte personal. &TAURO; VEA 7–1 DE LA FIGURA.
ÚLTIMOS 20 AÑOS Los pasados 20 años han visto un número de logros principales en la evolución de tecnología de la batería. Mucha investigación ha sido transmitida en aumentar función de almacenamiento de energía y durabilidad de los diseños diversos, desde que éstas son las características que decidirán qué tan bien trabajan en aplicaciones eléctricas del vehículo. Algo así como a inicios del siglo cuando vehículos eléctricos fue puesto en contra del motor de explosión, la carrera tiene ahora lugar a decidir cuál batería se convertirá en la tecnología dominante.
El vehículo eléctrico híbrido (HEV) parece situado perfectamente para hacer la transición entre el vehículo del motor de explosión (el HIELO) y el vehículo eléctrico (EV). Usando lo mejor de ambos mundos, el HEV puede usar nuestra infraestructura actual de energía para proveerle las soluciones a las preocupaciones medioambientales y una escasez inminente de combustibles fósiles. Para hacer esto, sin embargo, el HEV requiere tecnología poderosa y fidedigna de la batería.
¿LAS BATERÍAS HÍBRIDAS Y EL SERVICIO DE LA BATERÍA?
LA PREGUNTA FRECUENTEMENTE PREGUNTADA
¿Cuál Es la Diferencia entre la Densidad de Energía Específica y de Energía?
La energía específica y la densidad de energía son ambos mea sures de la cantidad de energía que se almacenó en una batería u otro dispositivo eléctrico (como un condensador) de almacenamiento. La energía específica es medida en vatio-horas por el kilogramo (Wh/kg), lo cual es una comparación de la cantidad de energía almacenada relativo a la masa de una batería (el peso). Esto está en contraste para la densidad de energía, lo cual describe cuánto puede ser la energía eléctrica almacenada relativo a una batería el volumen y está medido en vatio-horas por el litro (Wh L).
EL 7–2 DE LA FIGURA HASTA 97 % DE TODA PISTA – LAS BATERÍAS ÁCIDAS ESTÁN RECICLADAS._
La Pista – las Baterías ácidasLa pista – la batería ácida fue inventada que 150 años atrás, y - se considera - son el original batería secundaria (recargable). La pista – la batería ácida es una de la batería más común diseña en el uso hoy.
TIENE VENTAJA PARA Advantages de pista – las baterías ácidas incluyen:
Y TAURO; Puede producirse baratamente debido al costo bajo de pista y el azufre.
Y TAURO; Es fácil de confeccionar, lo cual otorga préstamos para su coste de producción bajo.
Ch 004 Halderman
Y TAURO; Funciona razonablemente bien para comenzar a iluminar sistemas de ignición (SLI) en autos conducidos en hielo convencionales. El voltaje nominal (la cifra aproximada) para una pista – la celda ácida es 2.1 voltios.
Y TAURO; Hay una infraestructura bien organizada que recicla establecida para pista – las baterías ácidas. Algunos expertos estiman eso hasta 97 % de toda pista – las baterías ácidas vendidas en los Estados Unidos están recicladas. &TAURO; VEA 7–2 DE LA FIGURA.
LAS DESVENTAJAS La pista – la batería ácida tiene algunas deficiencias que están amplificadas cuando es considerada para el servicio en aplicaciones EV o HEV.
Y TAURO; El defecto principal es una falta de energía específica. La energía específica es medida en vatio-horas por el kilogramo (Wh/kg), lo cual describe cuánto la energía eléctrica la batería puede almacenar relativo a su masa.
Y TAURO; La vida ciclista baja. Se espera en la operación EV o HEV que la batería de alto voltaje será reciclada (cargado a la cuenta y muerto) centenares de veces durante la operación normal del vehículo.
Y TAURO; La función de baja temperatura escasa.
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LA PREGUNTA FRECUENTEMENTE PREGUNTADA
¿Cómo Es una Batería Alkaline Diferente de una Pista – la Batería de ácido?
La pista – las baterías ácidas usan ácido sulfúrico como el electrólito que actúa como el médium entre los electrodos positivos y negativos de la batería. Los ácidos tienen un pH que es debajo 7, donde el agua puro tiene un pH de exactamente 7. Si el electrólito de una pista – la batería ácida es derramada, puede ser neutralizada usando una solución de bicarbonato de soda y agua (una solución alcalina).
Las baterías alcalinas usan un electrólito como hidróxido de potasio, lo cual tiene un pH de más gran que 7. Esto quiere decir que la solución de electrólito es básica, lo cual es lo contrario de acídico. Si el electrólito de una batería alcalina es derramado, puede ser neutralizado usando una solución de vinagre y agua (el vinagre es acídico). Ambos niquelan cadmio (NiCd) y las baterías de hidruro DE METAL () el metal de níquel son diseños alcalinos de la batería.
CREO 7–3 EV y los vehículos HEV requieren baterías con una energía específica alta (para maximizar rango) y una vida ciclista alta._
LA CORTESÍA DE UNIVERSIDAD DE TOYOTA Y TOYOTA MOTOR SALES, EEUU, S.A.
EL CADMIO DE NÍQUEL
EL TRASFONDO La batería de cadmio de níquel (NiCd) fue inventado por Waldmar Jungner en 1899. Mientras este diseño ha estado en existencia por más de un siglo, la batería moderna NiCd se originó alrededor de 1947.
LA CONSTRUCCIÓN El diseño de cadmio de níquel es conocida como una batería alcalina, por la naturaleza alcalina de su electrólito. Las baterías alcalinas generan energía eléctrica a través de la reacción química de un metal con oxígeno en un electrólito alcalino. Una batería de cadmio de níquel usa los siguientes materiales:
Halderman Ch 005
Y TAURO; El hidróxido de níquel para el electrodo positivo
Y TAURO; El cadmio metálico para el electrodo negativo
Y TAURO; El hidróxido de potasio (una solución alcalina) para el electrólito
El voltaje nominal de una celda de la batería NiCd es 1.2 voltios. &TAURO; VEA 7–3 DE LA FIGURA.
TIENE VENTAJA PARA DE Ventajas DE BATERÍAS NICD de baterías NiCd incluya:
Y TAURO; La buena función de baja temperatura
Y TAURO; La larga vida
Y TAURO; La fiabilidad excelente
Y TAURO; Los requisitos bajos de mantenimiento
LAS DESVENTAJAS DE BATERÍAS NICD que Las desventajas incluyen:
Y TAURO; Las baterías NiCd tienen una energía específica que es sólo ligeramente mejor que la pista – la tecnología acerba.
Y TAURO; Padece de efecto de memoria, lo cual limita aptitud de la batería al repetidamente recargar después de las descargas parciales.
Y TAURO; PADECE DE TOXICIDAD RELACIONADA CON SU CONTENIDO DE CADMIO.
El Hidruro de Metal de NíquelEl hidruro de Nickel-Metal DE LA CONSTRUCCIÓN (NiMH) es muy similar en construcción para un NiCd, en lo referente a que usa un electrodo positivo hecho de hidróxido de níquel y electrólito de hidróxido de potasio. La diferencia grande está en los materiales usados en el electrodo negativo, lo cual es una aleación de almacenamiento de hidrógeno como el níquel de lanthanium-nickel o de circonio en lugar de cadmio. Guste al NiCd, el voltaje nominal de una celda de la batería NiMH es 1.2 voltios.
LAS VENTAJAS las baterías alcalinas basadas en níqueles tienen un número de ventajas sobre otros diseños de la batería. Estos incluyen:
Y TAURO; La energía específica alta.
Y TAURO; El electrodo de níquel puede salir a la luz con áreas de la superficie grandes, cuál aumenta la aptitud global de la batería.
Y TAURO; El electrólito de hidróxido de potasio no entra en la reacción química de la batería, así es que su conductividad permanece constante a pesar del estado de la batería de cargo.
Y TAURO; El electrólito no reacciona con acero, así es que NiMH en el que las baterías pueden estar alojadas selló envases acerados que transfieren calor razonablemente pozo.
EL HIDRURO DE METAL DE NÍQUEL (CONTINUADO)
Y TAURO; Los materiales usados en baterías NiMH son ambientalmente amigables y pueden estar reciclados.
Ch 006 Halderman
Y TAURO; La vida ciclista excelente.
Y TAURO; La durable y la caja fuerte. &TAURO; VEA 7–4 DE LA FIGURA.
Las desventajas DE DESVENTAJAS de la batería NiMH incluyen:
Y TAURO; La tasa alta de auto-descarga, especialmente en las temperaturas enardecidas.
Y TAURO; Modere niveles de efecto de memoria, aunque esto parece menos prominente en diseños más nuevos.
Y TAURO; Moderado para el alto precio. Esto casi ciertamente disminuirá con aceptación aumentada de mercado.
LA TECNOLOGÍA NIMH ES ACTUALMENTE SERVIR PARA LOS PAQUETES DE LA BATERÍA HV EN LA MAYORÍA DE PRODUCCIÓN VEHÍCULOS ELÉCTRICOS HÍBRIDOS (HEVS).
El Ion de LitioEl diseño de la batería de la A DE FONDO que sale a la vista una gran cantidad de promesa para aplicaciones EV y HEV es tecnología del ion de litio (Li-Ion). Las baterías del ion de litio han sido usadas extensamente en la electrónica del consumidor desde 1991. Una celda del ion de litio es tan nombrada porque durante batería ciclándose, los iones de litio se mueven de acá para allá entre los electrodos positivos y negativos. El ion de litio tiene aproximadamente dos veces a la energía específica de hidruro de metal de níquel (NiMH). Sin embargo, no es una tecnología adulta y está bajo desarrollo continuo para el uso en aplicaciones automotoras.
LA CONSTRUCCIÓN El electrodo positivo en una batería convencional del ion de litio tiene óxido de cobalto de litio como su ingrediente principal, con el electrodo negativo haciéndose de un carbón de especialidad. El electrólito de la batería es un solvente orgánico, y esto está sujeto en un estrato del separador que reside entre los dos platos del electrodo. Para impedir ruptura de la batería y asegurar seguridad, una válvula de seguridad de presión es incorporada en vivienda de la batería que soltará gas si la presión interna se alce sobre un punto preprogramado. &TAURO; VEA 7–5 DE LA FIGURA.
LA OPERACIÓN La celda del ion de litio es diseñada a fin de que los iones de litio pueden pasar de acá para allá entre los electrodos cuando la batería está en operación. Durante la descarga de la batería, los iones de litio dejan el ánodo (niegue electrodo) y entran en el cátodo (el electrodo positivo). El revés tiene lugar cuando la batería va a la carga.
El proceso donde el ion de litio entra en un electrodo es sabido como inserción o intercalación. El proceso inverso donde el ion de litio deja un electrodo es sabido como la extracción o la deintercalación.
Las baterías del ion DE VENTAJAS Lithium tienen las siguientes ventajas:
Y TAURO; La energía específica alta
Y TAURO; La buena función de alta temperatura
Y TAURO; La auto-descarga baja
Y TAURO; El efecto mínimo de memoriaHalderman Ch 007
Y TAURO; El voltaje de la célula nominal alto. El voltaje nominal de una celda convencional del ion de litio es 3.6 voltios, lo cual es tres veces tan de baterías alcalinas basadas en níqueles. &TAURO; VEA 7–6 DE LA FIGURA. Esto da rienda suelta a que pues menos celdas de la batería estando obligado a producir alto voltaje de una batería HV.
Las desventajas DE DESVENTAJAS de la batería del ion de litio incluyen:
Y TAURO; El alto precio
Y TAURO; Los asuntos guardaron relación con recalentamiento de la batería
NOTA: Los diseños tempraneros de la batería del ion de litio han experimentado problemas con fugitivo termal, lo cual ha inducido al fuego y aun las explosiones. La batería de Li-Ion se compacta en aplicaciones automotoras debe ser diseñado con sistemas auxiliares que impedirán recalentar y aíslan fracasados de la célula.
El interior DEL 7–4 DE LA FIGURA de una batería NiMH. Las baterías NiMH son conocidas como baterías alcalinas por la naturaleza alcalina de su electrólito._
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LA PREGUNTA FRECUENTEMENTE PREGUNTADA
¿Cuántas Types de Baterías de Lithium-Ion Está Allí?
Hay numerosos tipos de baterías del ion de litio, y la lista crece. Mientras cada componente de la batería está bajo desarrollo, la diferencia primaria entre los diseños diversos es los materiales destinados para el cátodo o electrodo positivo. El diseño original de la celda de Li-Ion destinó óxido de cobalto de litio para su cátodo, que tiene buenas características de almacenamiento de energía pero sufre anomalía química en las temperaturas relativamente bajas. Este fracaso da como resultado la liberación de calor y el oxígeno, lo cual conduce a un fuego o explosión si el electrólito comienza a arder.
Para hacer baterías del ion de litio más seguro y más durables, un número de materiales alternativos del cátodo han sido formulados. Uno de los diseños del cátodo más alentadores para aplicaciones automotoras es fosfato de hierro de litio (LiFePO4), lo cual es estable en temperaturas superiores y lanza al mercado menos energía cuando eso sufre anomalía. Otros diseños del cátodo del ion de litio incluyen:
• el óxido de cobalto de níquel de litio (LNCO)
• el óxido de metal de litio (LMO)
• el manganeso de cobalto de níquel (NCM)
• el aluminio de cobalto de níquel (NCA)
• el óxido de manganeso spinel (MnO)
La investigación y desarrollo no continúa no sólo diseño del cátodo, sino que también ánodos, materiales del separador, y química de electrólito.
La ventaja DEL 7–6 DE LA FIGURA One de una celda del ion de litio es que produce 3.6 voltios, mientras que una celda NiMH sólo produce 1.2 voltios._
La construcción DEL 7–5 DE LA FIGURA de una celda cilíndrica del ion de litio. Notan la válvula de seguridad de presión y el hueco eductor del gas que aliviará presión interna de la batería si se calienta también._
Ch 008 Halderman
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LA PREGUNTA FRECUENTEMENTE PREGUNTADA
¿Qué Es las Causas Common de Fracaso de la Batería de Lithium-Ion?
Tres factores principales son responsables de fracaso de baterías del ion de litio:
• dirigiendo las celdas fuera de su rango requerido de voltaje
• dirigiendo las celdas fuera de su rango requerido (demasiado frías o también caliente) de temperatura
• los cortos circuitos (el internos o el parte exterior)
PARA ESTAS RAZONES, EL ION DE LITIO QUE LA BATERÍA EMPACA EN APLICACIONES AUTOMOTORAS REQUIERE GERENCIA PRECISA DE LA BATERÍA USANDO ESPECIALIZADOS SISTEMAS TERMALES DE SEGURIDAD Y.
El Polímero de LitioLA CONSTRUCCIÓN El diseño de la batería de polímero de litio (Li-) se despojó del desarrollo de electrólitos de estado sólido en los 1970s. Los electrólitos de estado sólido son sólidos que pueden transmitir iones pero no pueden dejar electrones moverse a través de ellos. Desde que las baterías de polímero de litio usan electrólitos sólidos, son conocidos como baterías de estado sólido. El polímero sólido es mucho menos inflamable que electrólitos líquidos y puede transmitir iones en las temperaturas por encima de 140 ° F (60 ° C).
TIENE VENTAJA PARA función de Li-Battery bien promesa para aplicaciones EV y HEV para un número de razones, incluyendo:
Y TAURO; El litio en la batería está en forma iónica, hacer la batería más seguro porque es mucho menos reactiva que metal puro de litio.
Y TAURO; La celda de Li-Battery puede hacerse en muchas formas diferentes y formas, así es que puede obligárseles a caber dentro del espacio disponible en el chasis del vehículo.
Y TAURO; Li-battery tiene vida del ciclo buen y del calendario, y tiene el potencial para tener el poder y energía específica más alta de cualquier tecnología de la batería.
LAS DESVENTAJAS que La desventaja principal con el Li-Battery es que sea un diseño de alta temperatura y deben ser dirigidas entre 176 ° F y 248 ° F (80 ° C y 120 ° C).
EL POLÍMERO DE LITIO (CONTINUADO)
CREO QUE LAS BATERÍAS DE ZINC-AIR DEL 7–7 SEAN RECARGADAS REEMPLAZANDO LOS ÁNODOS DE CINC. ESTAS BATERÍAS SON TAMBIÉN CONSIDERADAS SERAS UN TIPO DE CELDA DE COMBUSTIBLE, PORQUE EL ELECTRODO POSITIVO ES OXÍGENO TOMADO DE AIRE ATMOSFÉRICO._
El Azufre SódicoHalderman Ch 009
El sodio es un elemento que muestra buena promesa como un material negativo del electrodo para baterías. Guste el litio, el sodio tiene una masa atómica baja y puede producir un voltaje relativamente alto cuándo usado en una batería. El trabajo de la lata de azufre sano como un electrodo positivo, y el sodio y el azufre son ambos abundosos y baratos. Desafortunadamente, el sodio (guste el litio) es altamente reactivo y tuvo que estar usado con un electrólito especial designado alúmina beta.
LA BATERÍA DE AZUFRE SÓDICO ES UNA UNIDAD DE ALTA TEMPERATURA QUE OPERA ALREDEDOR DE 572 ° F (300 ° C). ESTO, COMBINADO CON UNA SENSIBILIDAD EXTREMA PARA SOBRECARGAR, PROBLEMAS CREADOS DE INGENIERÍA TAN GUIADOS PARA UNA UNIDAD DE LA BATERÍA EXCESIVAMENTE COMPLICADA. LA TECNOLOGÍA DE LA BATERÍA DE AZUFRE SÓDICO FUE HECHO OBSOLETO CON LA INTRODUCCIÓN DE LA BATERÍA DE CLORURO DE METAL SÓDICO MÁS SIMPLE.
EL AIRE DE CINC
LA CONSTRUCCIÓN El diseño de aire de cinc es una batería mecánicamente recargable. Esto es porque usa un electrodo positivo de oxígeno gaseoso y un electrodo negativo sacrificatorio hizo de zinc. El electrodo negativo es gastado durante el ciclo de descarga, y la batería es recargada reemplazando los electrodos de cinc. El aire de cinc es uno de varios diseños de la batería de aire de metal (los otros incluyen aire de aluminio de aire y de hierro) que deben ser recargados por reemplazo del electrodo negativo (el ánodo). &TAURO; VEA 7–7 DE LA FIGURA.
El aire DE VENTAJAS Zinc tiene una eficiencia y energía específica muy alta, y el rango potencial de un vehículo EV equipó con baterías de aire de cinc es decisión de 600 km. Las baterías de aire de cinc pueden ser recargadas muy de prisa, desde uno lleno recargue es logrado a través de reemplazo de los electrodos de cinc.
LAS DESVENTAJAS LA DESVENTAJA PRIMARIA CON ESTE DISEÑO ES EL NIVEL DE INFRAESTRUCTURA REQUERIDA PARA HACER RECARGAR PRÁCTICO.
El Cloruro de Metal SódicoLa batería de cloruro de metal sódico es muy similar en construcción para la batería de azufre sódico. La diferencia principal es que el electrodo positivo (sulfure) es reemplazado con uno hecho de ya sea el cloruro de níquel o una combinación de cloruro de níquel y cloruro ferroso. Este tipo de batería utiliza dos electrólitos diferentes; Primero la alúmina beta parecido al diseño de azufre sódico, luego otro estrato de electrólito entre la alúmina beta y el electrodo positivo. Esta batería fue inventada en 1985 por el proyecto Zeolite Battery Research Africa (la CEBRA) y es a menudo llamado una batería de la CEBRA. &TAURO; VEA 7–8 DE LA FIGURA.
Una desventaja del diseño de cloruro de metal sódico está temperaturas altas que dirige. Sin embargo, este diseño ha sido usado exitosamente en aplicaciones diversas y ha resultado seguro bajo todos los condiciones de operación. El cloruro de metal sódico que la tecnología es considerada para tener potencial muy bueno para aplicaciones EV y HEV.
CREO QUE LAS BATERÍAS DE SODIUM-METAL-CHLORIDE DEL 7–8 Ch 0010 Halderman
ESTÉN TAMBIÉN CONOCIDO COMO BATERÍAS DE LA CEBRA. ESTAS BATERÍAS SON LIGERAS (40 % DEL PESO DE ÁCIDO EN LA PISTA) Y TIENEN UNA DENSIDAD DE ALTA ENERGÍA._
El Comparsion de la BateríaEsta gráfica muestra una comparación de energía específica y el voltaje nominal para las tecnologías diversas de la batería.
La Comparación Secundaria de Baterías
El Tipo de la Batería
El Voltaje Nominal (V) por Celda
La Energía Específica Teórica (Wh/kg *)
La Energía Específica Práctica (Wh/kg *)
Los Asuntos Principales
La Pista – el ácido
2.1
252
35
La vida pesada, baja y ciclista, los materiales tóxicos
El Cadmio de Níquel
1.2
244
50
Los materiales tóxicos, el costo, el efecto de memoria
El Hidruro de Metal de Níquel
1.2
El 278–800
80
La tasa costada, alta de auto-descarga
El Ion de Litio
3.6
766
120Halderman Ch 0011
La seguridad surge, vida del calendario, costado
El Aire de Cinc
1.1
1320
110
El poder bajo, la limitada vida ciclista, voluminoso
El Azufre Sódico
2.0
792
100
La batería de alta temperatura, la seguridad, el electrólito bajo de poder
El Cloruro de Níquel Sódico
2.5
787
90
La operación de alta temperatura, el poder bajo
La energía del *Specific es medida en vatio-horas._
EL 7–9 DE LA FIGURA Hybrid el uso eléctrico de vehículos una pista de 12 voltios – la batería auxiliar ácida localizó ya sea en el tronco o el compartimiento de HIELO._
CREO QUE EL PRODUCTO QUÍMICO DEL 7–10 CAMBIA DENTRO DE UNA PISTA – LA BATERÍA ÁCIDA COMO ESO SE DESCARGA. DURANTE ESTE PROCESO, LOS ELECTRODOS POSITIVOS Y NEGATIVOS SE ESTÁN VOLVIENDO MÁS SIMILARES (PBSO4) Y EL ELECTRÓLITO AUMENTA SU CONTENIDO DE AGUA._
El papel de la Batería Auxiliar en el Sistema HíbridoLa Pista – la Tecnología Acerba
LAS PARTES Y LA OPERACIÓN La pista secundaria – la batería ácida ha estado funcionando para casi 150 años. La pista convencional – las baterías ácidas se basan en el diseño empantanado, dónde el electrólito es líquido y los platos de la batería están sumergidos en el electrólito. Estas baterías son despresurizadas y sólo pueden ser usadas en la posición derecha. La pista empantanada – las baterías ácidas son simples y baratas para confeccionar, y han resultado adecuadas pues las demandas colocaron en ellas.
Una alternativa para el diseño empantanado es la válvula batería regulada de ácido de la pista (VRLA), lo cual incluye alfombrilla absorbida (AGM) del vaso y tecnología gelificada de electrólito. Estos diseños más Ch 0012 Halderman
nuevos se han puesto más populares en estos últimos años debido a su función superior, mantenimiento inferior, y han aumentado seguridad.
LA CELDA EMPANTANADALA DESCRIPCIÓN Y LA OPERACIÓN. Una pista empantanada – los usos acerbos de la celda de los que un electrodo positivo (o los platos) hizo cubren con plomo dióxido (PbO2) y un electrodo negativo hecho de plomo esponjoso (Pb). El electrólito es una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) y agua, lo cual reacciona con los otros materiales activos en la celda para producir una salida de 2.1 voltios. Una celda con creces cargada a la cuenta tendrá electrólito que está hecho agua de aproximadamente 64 ácido sulfúrico de % y de 36 %.
Cuando la batería se descarga, los iones de sulfato (SO42-) se mueven de la solución de electrólito hacia los electrodos negativos y positivos. Al mismo tiempo, el oxígeno es soltado del electrodo positivo en el electrólito y estos iones se combinan con hidrógeno (H +) para producir agua (H2O). Dos cambios principales se llevan a cabo en la batería durante la descarga. Primer, el electrólito está lentamente perdiendo contenido ácido sulfúrico a favor de agua, y en segundo lugar, ambos de los electrodos se convierten en sulfato de la pista (PbSO4). Como los electrodos se convierten en más similares, la salida de voltaje de la celda se caen. &TAURO; VEA 7–10 DE LA FIGURA.
Durante la descarga, la resistencia interna de los incrementos de la batería debido a la formación PbSO4 en los electrodos y una disminución en la conductividad de electrólito causada por ahí disminuida el contenido de ácido sulfúrico. Esto contribuye a una disminución marcada en la función de una pista – la batería ácida como su estado de cargo se agota poco a poco.
Cuando una pista – la batería ácida está siendo cargada a la cuenta, un cambio de sentido del proceso de descarga de la célula ocurre. El ion de sulfato es soltado de ambos los electrodos negativos y positivos en la solución de electrólito. Al mismo tiempo, el oxígeno del electrólito deja la solución para formar dióxido de la pista (PbO2) en el electrodo positivo. Estas pistas de proceso para los electrodos siendo devuelto a su composición original, y el electrólito aumentando en contenido de ácido sulfúrico. &TAURO; VEA 7–11 DE LA FIGURA.
LA CONSTRUCCIÓN. Una pista convencional (empantanado) – los electrodos de la batería ácida se construyen en forma de platos. Estos platos del electrodo se hacen construyendo una cuadrícula de una aleación de la pista, y luego empastando el material activo encima de la cuadrícula. &TAURO; VEA 7–12 DE LA FIGURA.
Los materiales activos usados en una pista – la batería ácida está siempre lo mismo. El electrodo positivo está siempre hecho de dióxido de la pista (dórese en color), siempre y el electrodo negativo está hecho de pista de la esponja (el gris en color). Las aleaciones acostumbraron hacer la cuadrícula que cree que el material activo cambiará, sin embargo, según las características deseadas en la batería. Las baterías convencionales con cuadrículas de antimonio de pista padecen de batería asfixiando con gas, lo cual conduce a una pérdida de agua de la celda de la batería con el paso del tiempo. Las baterías de mantenimiento bajo controlan asfixiar con gas por usar calcio en la aleación de la cuadrícula del plato y disminuir la cantidad de antimonio.
Para formar una celda de la batería, un grupo de platos positivos están entrelazados con un grupo de platos negativos. Cada grupo de platos está conectado juntos usando una correa del plato. En otras palabras, todo el platos positivos en una celda están conectados juntos, y todos los platos negativos en una celda están conectados juntos. Los separadores son colocados entre cada uno de los platos, y estos impiden los platos de tocar pero dejan electrólito circular libremente entre ellos. Los separadores pueden estar hechos de muchos materiales diferentes, pero un material comúnmente usado hoy es polietileno poroso. &TAURO; VEA 7–13 DE LA FIGURA.
LA PISTA – LA TECNOLOGÍA ACERBA (CONTINUADO)
Halderman Ch 0013
Los números o tamaños de los platos en las celdas pueden ser aumentados, pero la salida de voltaje permanecerá igual en 2.1 voltios. Sin embargo, la aptitud actual de la batería aumentará si el área de la superficie global del plato es aumentado.
Para hacer una pista – la batería ácida con una salida de 12.6 voltios, seis celdas individuales deben estar conectadas en la serie. El caso de la batería se forja para permitir la instalación de seis celdas con una partición entre cada uno de ellos. Las celdas son luego unido eléctricamente usando conectores que atraviesa la pared común. &TAURO; VEA 7–14 DE LA FIGURA. La cobertera de caso es instalada sobre esta asamblea, y los postes de la batería son instalados ya sea en la parte superior o lado del caso para permitir la instalación de batería le cablegrafía terminales.
Una vez que la cobertera de caso es instalada, la batería puede llenarse de solución de electrólito o eso puede quedarse seca. Una batería nueva sin electrólito en eso es conocida como una batería de ataque seco. Una batería de ataque seco es más segura para enviar y tiene menos probabilidad de auto-descargarse cuando almacenó para las largas temporadas de tiempo. El electrólito puede ser instalado en la batería poco antes de que sea metido en servicio.
NOTA: Todas las baterías tienen tendencia a descargarse lentamente, aún cuando no están relacionadas a un circuito eléctrico. Algunas químicas de la batería son mejores que los otros en limitar “ la auto-descarga.”
SISTEMAS VOLTAJE DUAL Hybrid el uso eléctrico de vehículos (HEVs) una instalación eléctrica del voltaje dual. Mientras todos los HEVs tienen un sistema de alto voltaje para energizar la tracción motor y algunos accesorios, el resto de la instalación eléctrica del vehículo opera en 12 voltios. La inmensa mayoría de componentes eléctricos automotores actualmente se forja para operar en 12 voltios, así el costo de crear a un HEV puede acortarse si estos mismos accesorios pueden ser usados en su diseño. Estos vehículos localizarán una batería auxiliar de 12 voltios ya sea en el tronco o en el compartimiento de HIELO. &TAURO; VEA 7–9 DE LA FIGURA. Algunos ejemplos de estos accesorios incluirían motores del soplador, estéreos, iluminando componentes de sistema, y los sistemas de la bolsa de aire.
Algunos HEVs tienen un sistema de 12 voltios que empieza que actúa como un respaldo en caso la batería HV es incapaz de con tal que bastante energía revolver el motor encima. Esto podría ocurrir cuando las temperaturas ambientales son bajas o la batería HV es gravemente muerta. Otros HEVs no tienen un arrancador auxiliar motor, y en lugar de eso usan la batería de 12 voltios para fomentar o “ poner en marcha ” el sistema de alto voltaje del vehículo usando un convertidor de estímulo.
El sistema de 12 voltios debe tener un dispositivo de almacenamiento de energía del suyo, así es que una batería auxiliar es instalada además de la batería de alto voltaje paquete. Un convertidor CD A CD se usa a menudo para reducir la salida del paquete de la batería HV a 12 voltios para impulsar esta sección de la instalación eléctrica. Las baterías auxiliares que actualmente siendo usado en la producción HEV modela se basan en pista – la tecnología acerba.
La pista DEL 7–12 DE LA FIGURA – los platos ácidos de la batería se hacen con material activo formado encima de una cuadrícula hecha de un calcio de pista o cubren con plomo aleación de antimonio._
EL 7–11 DE LA FIGURA El proceso embestidor en una pista – la batería ácida. Los electrodos negativos y positivos están siendo restaurados y el ácido sulfúrico contento del electrólito aumenta._
CREO QUE LA CELDA DE LA BATERÍA DE LA A DEL 7–13 SE CONSTRUYA DE UN GRUPO DE PLATOS NEGATIVOS, UN GRUPO DE PLATOS POSITIVOS, Y LOS SEPARADORES ENTRE CADA UNO DE
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LOS PLATOS. LOS SEPARADORES ESTÁN A MENUDO HECHOS DE POLIETILENO POROSO, LO CUAL DEJA ELECTRÓLITO MOVERSE LIBREMENTE ENTRE LOS PLATOS._
Las Valuaciones de la BateríaTodas las baterías son evaluadas según la cantidad de corriente que pueden suministrar bajo ciertos condiciones de operación. Esto se hace para un número de razones; Primera, unas ayudas de valuación de la batería el consumidor para escoger una batería que tendrá suficiente hacer girar energiza para su vehículo específico. Este sistema de valuación también auxilia el técnico de servicio en determinar cuánto corriente extraer de la batería durante probar métodos.
Las baterías DE AMPERIOS DE FRÍO CRANKING Automotive son conocidas como baterías SLI porque están obligadas a proveer corriente eléctrica para la Puesta en Marcha, Iluminando, y los circuitos de Ignición del vehículo. Estas baterías están a menudo obligadas a producir esta corriente bajo las condiciones de clima frío, un tiempo cuando la mayoría de baterías han reducido aptitud debido a reacciones químicas desaceleradas dentro de las celdas. La batería del vehículo debería poder proveerle suficiente corriente al motor del arrancador al todavía tener un alto bastante voltaje para impulsar el sistema de ignición del vehículo. La batería evaluando eso se ocupa de estas características son sabidas como amperios fríos (CCA) que hace girar.
Los amperios fríos (CCA evaluando) que hace girar de una batería es el número de amperios suministrables por la batería en 0 ° F (- 18 ° C) para 30 segundos mientras la batería mantiene un voltaje de en menos 1.2 voltios por celda. Esto quiere decir que para una batería automotora de 12 voltios con 6 celdas, el mínimo suministró voltaje durante esta prueba debería ser 7.2 voltios. Esta valuación cuantifica una de las características más importantes de una batería automotora; Pudiendo echar a andar un motor en condiciones de clima frío.
Amperios fríos que hace girar es una de la batería más común evaluando sistemas y debería ser usado al determinar qué batería es más conveniente adecuada para el vehículo en cuestión. &TAURO; VEA 7–15 DE LA FIGURA.
HACIENDO GIRAR AMPERIOS La valuación de amperio (CA) que hace girar está a menudo sellado en una etiqueta de la batería a lo largo de la valuación CCA. Amperios que hace girar son similares a CCA, excepto que la batería es probada en 32 ° F en lugar de 0 F. Esta valuación da como resultado un número más alto que cuál sea asignado a la valuación CCA más escasa.
RESERVE APTITUD La valuación de aptitud de la reserva (RC) de la batería es determinada por el número de minutos que una batería puede proveerle 25 amperios de corriente a la instalación eléctrica de un vehículo y todavía mantener un voltaje mínimo de la batería de 1.75 voltios por celda. En el caso de una batería de 12 voltios (de 6 celdas), esto quiere decir que el voltaje de la batería no descendería más abajo de 10.5 voltios durante la prueba. La valuación de aptitud de la reserva mide cuánto tiempo podría mantener una agresión un vehículo corriendo si el sistema embestidor dejaran de operar.
La vista del Recorte DEL 7–14 DE LA FIGURA de una batería libre de mantenimiento mostrando las particiones de la célula, las correas del plato, y los conectores de la célula. Reparo en que el señalizador de carga de batería sólo mide una celda._
CREO QUE LA ETIQUETA DE LA BATERÍA DEL 7–15 CON VALUACIONES Y LA CARGA PRUEBEN AMPERAJE. LA VALUACIÓN CA
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ES SIEMPRE SUPERIOR QUE LA CCA EVALUANDO, COMO ES MEDIDA EN 32 ° F EN LUGAR DE 0 ° F._
LA PISTA – LAS PRECAUCIONES ACERBAS DE SEGURIDAD DE LA BATERÍA
LA NECESIDAD PARA LA CAUTELA que es sumamente importante que ninguna de las chispas sean creadas alrededor de una pista – la batería ácida. El hidrógeno y los gases de oxígeno son generados mientras la batería va a la carga, y es posible para este gas estar en llamas si las precauciones especiales no son tomadas. Crear chispas cerca de la batería puede conducir a una explosión del caso de la batería como los gases muy calientes se expandan rápidamente. Esto puede quemar la piel de un técnico con ácido salpicado, o la lesión de causa debido a volar pedazos de caso arruinado de la batería.
Las precauciones incluyen:
1. Vaya de seguro a guardar las coberteras de la célula en lugar al cargar a la cuenta una pista – la batería ácida. La batería tiene sus respiraderos internos y se hace ir a la carga y descargar en una tasa alta mientras es instalada en un vehículo. Las coberteras del respiradero pueden impedir ácido de estar derramadas de las celdas y enlatan remedio impide una explosión de la batería si una fuente de ignición viene dondequiera se acerca la batería.
2. No sea precavido para no sobrecarga una batería. Si el caso de la batería es más afectuoso que 125 ° F (52 ° C), no acepte la tasa de cargo para impedir electrólito excesivo asfixiando con gas y el daño posible para los platos de la batería.
Es siempre una buena idea para conectar un cargador de baterías para la batería primero antes de taponar el cargador en una conexión de salida de la pared. La idea es hacer lo imposible para impedir encendidos alrededor de la batería. Estas precauciones también deberían ser observadas al arrancar con cables un vehículo. Al conectar el saltador cablegrafía, vaya de seguro a hacer la última conexión en el bloque del motor del vehículo deshabilitado a fin de que cualquier chispas le quiten el lugar a la batería misma. &TAURO; VEA 7–16 DE LA FIGURA. Algunos vehículos tienen especiales postes terminales localizados bajo la capucha para pegar cables puente de batería, facilitar mantener a distancia chispas de la batería misma. &TAURO; VEA 7–17 DE LA FIGURA.
El ácido DE PRECAUCIONES DE ÁCIDO SULFÚRICO Sulfuric es sumamente corrosivo, así es que el electrólito derramado debería ser neutralizado usando una solución de bicarbonato de soda y agua. Una vez que el ácido ha sido neutralizado, el área puede ser enjuagado usando agua dulce. Si el ácido toca la piel, enjuague el área fingido con agua dulce para varios minutos y busque atención médica para cualquier irritación o quemándose eso ha tenido lugar. Lleve puesto equipo protector personal correcto (PPE) al maniobrar electrólito, lo cual puede incluir guantes de hule, una careta de soldador fácilmente bajable, y un delantal cauchero.
MANIOBRANDO Pista BATTERIES – las baterías ácidas pueden ser muy pesadas, así es que siempre levante una batería usando una gata aprobada. Algunas gatas se hacen agarrarse en los postes de la batería, mientras los otros se les obliga a levantar en el caso de la batería. &TAURO; VEA 7–18 DE LA FIGURA. Algunas baterías tienen una agarradera incorporada que levanta, tan ningún adicional gata es necesaria con estos diseños.
La A DE SERVICIO la parte muy importante de servicio de la batería hace seguro el agarre de la batería abajo está intacto e instalado correctamente. Las baterías que se sientan en la bandeja de la batería sin un agarre abajo irá dando brincos con movimiento del vehículo y sufrirá los efectos malos de vibración que no tendría lugar si fuera sujetada abajo de correctamente. Una batería que está expuesta a la vibración o grosero Ch 0016 Halderman
manipulando derramará el material activo de sus cuadrículas, lo cual conducirá al fracaso prematuro. &TAURO; VEA 7–19 DE LA FIGURA.
COBRÁNDOLE MENOS Y SOBRECARGAR Una causa principal de fracaso prematuro en pista – las baterías ácidas son consistentes cobrándole menos o sobrecargando. Cobrarle menos puede inducir a chapar sulfación, donde el sulfato de la pista en los platos de una batería muerta se vuelve cristalizado con el paso del tiempo. Esto no causa la agresión para no pueda aceptar un cargo, y finalmente pistas para totalizar fracaso de la batería. Sobrecargar causa que una batería se sobrecaliente y gas excesivamente, conduciendo al warpage de electrólito de pérdida y del plato. La temperatura de la batería siempre debería ser conservada debajo de 125 ° F (52 ° C) para maximizar vida útil de la batería.
RIEGUE pista DE USO Conventional – las baterías ácidas requerirán que el electrólito ras con ras sea comprobado de vez en cuando. Cuando el electrólito nivel está bajo, añádale sólo el agua destilado a la celda de la batería. &TAURO; VEA 7–20 DE LA FIGURA. NO SUME más electrólito como esto alterará la química de la batería. Recuerde que la razón por la que el electrólito está bajo lo está porque el agua se ha evaporado de la solución de electrólito en forma de oxígeno e hidrógeno gaseoso. Si una batería está usando cantidades excesivas de agua en todas las celdas, sospeche que está siendo sobrecargada por el sistema embestidor del vehículo. Sin embargo, si sólo una de las celdas está usando agua, esto señala la posibilidad de un fracaso interno que puede requerir reemplazo de la batería.
La limpieza de la Batería DE LIMPIEZA DE LA BATERÍA tiene también mucha importancia. Durante el servicio normal, una película húmeda de ácido y suciedad puede ser ingresada en lo alto del caso de la batería. Este material puede transmitir electricidad y eficazmente forma un corto circuito a través de la parte superior de la batería. Desde que la batería está siendo muerta a través de esta película, la batería está siendo reciclado continuamente y la expectativa de vida de la batería se acorta. La pista convencional – las baterías ácidas no crecen prolíficamente bajo las condiciones donde están siendo profundo reciclado (profundamente muerto luego recargado).
LA PISTA – LAS PRECAUCIONES ACERBAS (CONTINUADO) DE SEGURIDAD DE LA BATERÍA
LA LIMPIEZA DE CASO. Una caja sucia de la batería debería ser limpiado usando un cepillo y una solución de bicarbonato de soda y agua para neutralizar el ácido. &TAURO; VEA 7–21 DE LA FIGURA. Enjuague la batería sobresaliente con agua, y luego séquesela con una toalla de papel. Es mejor remover la batería del vehículo al realizar este servicio, para impedir los materiales diversos de componentes dañinos del vehículo o se termina.
LA LIMPIEZA TERMINAL. Otro paso en reparar una batería es limpiar los postes de la batería y las terminales cablegráficas para asegurar una buena conexión y minimizar caída de voltaje del circuito. Bajo la mayoría de circunstancias, un cepillo terminal de limpieza puede usarse para quitar metal sucio u oxidado. En situaciones extremas, un escariador del poste de la batería está obligado a reparar un poste que ha visto servicio severo. Sea precavido al usar esta herramienta, en su estado actual muy fácil para remover demasiado material del poste de la batería. Reparo en que esta herramienta tiene tres partes, una sección para limpiar un poste del positivo (+), una sección para limpiar un poste negativo de la batería (-), y un escariador terminado en filo para limpiar el interior de un cable de la batería terminal. &TAURO; VEA 7–22 DE LA FIGURA. Bajo la mayoría de circunstancias, un cepillo de la batería limpiará el poste adecuadamente. &TAURO; VEA 7–23 DE LA FIGURA.
El método DEL 7–16 DE LA FIGURA para arrancar con cables un vehículo deshabilitado. La conexión final (paso 4) se hace fuera de la batería en el vehículo encallado impedir un encendido de causar una explosión de la batería._
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La A DEL 7–17 DE LA FIGURA la batería totalmente auxiliar en una 2004 Toyota Prius puede ser arrancó con cables usar el conector especial localizado en el lado del conductor del compartimiento de HIELO._
EL 7–18 DE LA FIGURA Si una batería no tuviera su propia agarradera, una gata especial debería ser usada. Esta herramienta corresponde a los cargos de la batería y facilita levantar una batería de su corchete creciente._
CREA EL 7–19 Algunas pelusas de agarre de la batería sea diseñado para sujetar la batería al pie de su caso. Esto remedio puede impedir daño de caso en su estado actual improbable que este monte podría ser sobre-apretado._
EL 7–21 DE LA FIGURA Limpiando una batería sobresaliente con bicarbonato de soda y agua neutralizará cualquier ácido acumulado. Una parte superior sucia de la batería puede causar batería ciclándose, lo cual acortará su vida útil._
CREO la Batería DEL 7–20 que las celdas sólo deberían estar llenadas completamente con agua destilada después de su ácido inicial llénese. ¡Cuídese de no repletar las celdas!_
CREO que el escariador del poste de la batería de la A DEL 7–22 se use para limpiar baterías y fines terminales que han visto servicio severo. ¡No sea precavido para no quite demasiado material de los postes suaves de la batería de la pista! Repare en que un borde se usa para reparar el poste negativo, mientras el otro es para reparar el poste positivo._
CREO que el cepillo de la batería de la A DEL 7–23 sea a menudo todo lo que es necesario para limpiar la batería viaja de prisa y el cable fenece. Una limpieza simple a menudo puede solucionar una preocupación despacio que hace girar minimizando caída de voltaje en las conexiones del cable de la batería._
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LA PREGUNTA Frecuentemente PREGUNTADA
¿Por qué los Postes Están en un Top Poste Battery Different Sizes?
El poste positivo en una batería del poste sobresaliente es mayor en el diámetro que el poste negativo. Esto presta servicio como un recordatorio para el técnico para hacer seguro el cable correcto esté siendo instalado en cada poste de la batería. Desordenar la polaridad de la batería es un error muy valioso, como este paso en falso le puede causar daño a la instalación eléctrica entera del vehículo.
CREO QUE EL REFRACTÓMETRO DE LA A DEL 7–24 SEA UNA HERRAMIENTA PRECISA Y VERSÁTIL. ADEMÁS DEL ESTADO MEDIDOR DE LA BATERÍA DE CARGO, TAMBIÉN PUEDE MEDIR PROTECCIÓN DE CONGELAMIENTO DE ETILENGLICOL Y LOS LÍQUIDOS DE REFRIGERACIÓN DE GLICOL PROPYLENE._
LA PISTA – LA EXPERIMENTACIÓN ACERBA DE LA BATERÍA
EL ESTADO DE CARGO Un método efectivo para determinar al estado de cargo (el nivel de cargo) de una pista – la batería ácida debe medir la densidad específica del electrólito en cada celda. El electrólito en una batería con creces cargada a la cuenta está hecho agua de aproximadamente 64 ácido sulfúrico de % y de 36 %. Este mismo electrólito tendrá una densidad específica entre 1.260 y 1.280 en 80 ° F (27 ° C). Como las descargas de la batería, el contenido de ácido sulfúrico es gradualmente cambiado por agua, que tiene el efecto neto de aminorar la densidad específica del electrólito. El electrólito de una batería muerta tendrá una densidad
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específica de 1.120 o aminorará, que quiere decir que el electrólito está ahora en su mayor parte hecho de agua.
EL HIDRÓMETRO EXPERIMENTANDO En muchas pista convencional (la celda empantanada) – las baterías ácidas, eso cabe quitar las coberteras de la célula y probar el electrólito para determinar el estado de una batería de cargo. La medida real puede hacerse usando ya sea un hidrómetro o un refractómetro. Un refractómetro tiene una ventaja en lo referente a que sólo requiere que algunas caídas de electrólito realicen una medida, donde un hidrómetro requiere una prueba relativamente grande. &TAURO; VEA 7–24 DE LA FIGURA.
Muchos llevan la delantera – las baterías ácidas tienen un señalizador de cargo incorporado en el caso de la batería. Este dispositivo indica la carga de batería a través de una pelota plástica que flota cuando la densidad específica del electrólito se sobrepone a un cierto nivel. Cuando la pelota flota, el color de la ventana se convertirá en el color de la pelota. En algunos casos, dos pelotas de color diferente y densidad se usan para indicar variar grados de carga de batería. &TAURO; VEA 7–25 DE LA FIGURA. Un inconveniente de señalizadores de cargo es que sólo miden el electrólito en una celda. Algunos fabricantes del vehículo dicen que los señalizadores de cargo no deberían ser en los que se confió una vez que una batería ha sido metida en servicio, en su estado actual demasiado fácil para las para pelotas hincar en una posición y dar una lectura engañosa.
La A DE EXPERIMENTACIÓN DE VOLTAJE DE LA BATERÍA más método fidedigno de estado determinante de la batería de cargo es medir el voltaje manifiesto del circuito de la batería (OCV) usando un multimetro digital (DMM) asociado a través de los postes de la batería.
1. Para los resultados precisos, la batería debería estar como cerca de 80 ° F (27 ° C) tan posible y no debería haber carga colocada en la batería (así el término “ voltaje del circuito del claro ”).
2. Si el vehículo correr recientemente, inicie esta prueba encendiendo los focos delanteros para un minuto para remover la superficie de la batería cargo. El cargo de la superficie es una condición artificial que causa que el voltaje de la batería mida más alto que la normalidad.
3. Después de apagar los focos delanteros, permite que el voltaje de la batería se recupere hasta que deje de levantarse y luego registra el voltímetro rezando. Vea la mesa debajo para un resumen de densidad específica de electrólito, indicó indica de cargo, y el voltaje medido de la batería para cada nivel.
LA CARGA DE LA BATERÍA PROBANDO AL estado de cargo por sí mismo no determina si una batería sea servible o no. Una vez que se ha determinado que una batería sea por lo menos 75 % cargado a la cuenta, luego puede ser probado en aptitud usando un probador de carga. &TAURO; VEA 7–26 DE LA FIGURA. En esta prueba, la batería tiene una pesada carga eléctrica colocada en a ella y el voltaje de la batería es monitoreado para determinar si su aptitud es suficiente que él quede en funcionamiento.
1. La carga real para ser colocada en la batería es determinada tomando el amperio (CCA) que hace girar batería frío evaluando y dividiéndolo a las dos. Por ejemplo, una batería con una valuación CCA de 800 requeriría que una carga de 400 amperios esté puesta en ella durante una prueba de carga.
2. Las pistas del probador de carga están relacionadas a los postes de la batería y la carga especificada está puesta en la batería para 15 segundos.
3. Poco antes de quitar la carga, mire el voltímetro del probador y registre el voltaje mínimo visto al final de la prueba. Para pasar la prueba, el voltaje de la batería no debería haber descendido debajo de 9.6 voltios.
NOTA: Algunos fabricantes de la batería recomiendan que esta prueba sea realizada dos veces, una vez para quita el cargo de la superficie de la batería, y no obstante después de una suspensión de 30 segundos para evalúa la condición real de la batería.
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4. Si la batería yerra la prueba, recargue la batería y experimente otra vez. Si la batería deja de operar un segundo tiempo, debería ser reemplazado.
LA EXPERIMENTACIÓN ELECTRÓNICALA RESISTENCIA INTERNA EXPERIMENTANDO. Otro método de evaluar condición de la batería es medir el equipo especializado y experimental que consume resistencia batería interna. La resistencia interna de la batería (también conocido como la impedancia interna) tiene un efecto significativo en la habilidad de la batería para producir corriente eléctrica. Hay muchos factores que contribuyen a la resistencia interna de una batería, tamaño inclusivo de la batería, la edad, estatales de cargo, construcción, condición, y temperatura. Mientras mayor la resistencia interna de la habilidad batería, inferior y su que produce corriente.
La aptitud de una batería tiene el impacto de más gran en la resistencia interna de la batería. Por ejemplo, una batería 1,300-CCA con creces cargada a la cuenta tendrá 1D2 la resistencia interna de una batería 500-CCA con creces cargada a la cuenta. Como una batería se descarga, su resistencia interna aumentará. La resistencia interna de una batería muerta será 2 para 5 veces mayores que cuándo fueron con creces cargadas a la cuenta.
LA PISTA – LA EXPERIMENTACIÓN ACERBA (CONTINUADO) DE LA BATERÍA
Las temperaturas inferiores también causarán que la resistencia interna de la batería aumente. Esto ayuda a explicar por qué se acorta una batería la salida en las condiciones de clima frío. Otros factores que aumentan resistencia interna son la edad de la batería y su condición global. Cualquier cosa que contribuye a un incremento en la resistencia interna tendrá un impacto de negativa en la habilidad que produce corriente de la batería. Algunos tipos de batería probando equipo medirán la resistencia interna de una batería y usarán esta información en conjunción con el voltaje y habilidad que produce corriente para diagnosticar una agresión. &TAURO; VEA 7–27 DE LA FIGURA.
LA CONDUCTANCIA EXPERIMENTANDO. Cabe también diagnosticar la condición de una batería a través de la medida de su conductancia. La conductancia describe el área de la superficie del plato que está disponible para la reacción química, lo cual está directamente relacionado con la habilidad de una batería transmitir corriente eléctrica. La conductancia, en los términos simples, es lo contrario de resistencia interna. En otras palabras, como la resistencia interna decrece, la conductancia aumentará. La unidad de medida para la conductancia es también diferente, como es mea sured en Siemens (abreviado con una “ G ”). La conductancia de la batería experimentando es efectiva para diagnosticar pista empantanada – las baterías ácidas, así como también la válvula regularon baterías de ácido de la pista (VRLA).
La tecnología de medida de conductancia para diagnosticar condición automotora de la batería fue primera desarrollada en los 1970s por Motorola. Durante una prueba de conductancia, el equipo diagnóstico hará una corriente alterna actual de tamaño y frecuencia sabida pasar por la batería y luego medirá una porción de la señal de respuesta de la corriente de corriente alterna. Esta información es luego comparada con establecido los valores remisivos para determinar el estado de la batería de salud. &TAURO; VEA 7–28 DE LA FIGURA.
Una ventaja de usar conductancia experimentando es que una batería no tiene que ser con creces cargada a la cuenta para realizar la prueba. También, una prueba de conductancia no implica descarga de amperaje alto y considera es mucho más segura que carga experimentando. La mayoría de fabricantes del vehículo piden que los probadores de conductancia de la batería se usen para confirmar reclamos de la garantía de la batería en el nivel de concesión para distribución. &TAURO; VEA 7–29 DE LA FIGURA.
La Densidad Específica
El Estado de Cargo
El Voltaje de la Batería (V)Ch 0020 Halderman
1.265
Completamente cargado a la cuenta
12.6 o más alto
1.225
75 % cargado a la cuenta
12.4
1.190
50 % cargado a la cuenta
12.2
1.155
25 % cargado a la cuenta
12.0
Más Abajo De 1.120
Muerto
11.9 o más bajo
CREA EL 7–25 que Algunos fabricantes de la batería usan un estado de señalizador de cargo con un sistema de dos pelotas. Esto da un rango más amplio de lecturas que un señalizador que usa sólo una pelota verde._
El probador de carga de la batería de la A DEL 7–26 DE LA FIGURA. Una batería debería ser por lo menos 75 % cargado a la cuenta antes de carga probándolo. La manija grande en la derecha es CW al que se dio vuelta para aumentar la carga de la batería al monitorear voltaje y amperaje con las lecturas._
La salida impresa DEL 7–27 DE LA FIGURA de los resultados de una prueba de diagnosis de la batería. Este equipo experimental mide la impedancia interna de la batería para ayudar a determinar condición de la batería._
7–28 DE LA FIGURA Conductance experimentando de una pista – la batería ácida. Una señal de voltaje de corriente alterna es enviada en la batería y la señal actual de respuesta de la batería está medida. El equipo experimental está programado con valores remisivos que se usan para determinar la condición de la batería._
EL PROBADOR DE CONDUCTANCIA DE LA BATERÍA DE LA A DEL 7–29 DE LA FIGURA. ESTE DISPOSITIVO PUEDE DETERMINAR CONDICIÓN DE LA BATERÍA SIN COLOCAR UNA CARGA ACTUAL ALTA EN LA BATERÍA. ES TAMBIÉN CAPAZ DE PROBAR EL VEHÍCULO ES SISTEMA EMBESTIDOR PARA LA OPERACIÓN CORRECTA._
LA VÁLVULA REGULÓ ÁCIDO DE LA PISTA
EL TRASFONDO Inundó pista – las baterías ácidas son despresurizadas tan cualquier gases que son generado por encima del electrólito líquido en la batería de la célula se le dosifican a la atmósfera. Este proceso tiene dos gajes del oficio principales. Primeras, estas baterías requieren que mantenimiento periódico reemplace
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agua que se ha evaporado del electrólito, y en segundo lugar, una batería de la célula empantanada sólo pueden ser dirigidos en una posición derecha. Un diseño de la batería que supera estos problemas es la válvula batería regulada de ácido de la pista (VRLA). Estos están también conocido como válvula sellada baterías reguladas (SVR) o selladas de ácido de la pista (SLA). Los dos tipos principales de baterías VRLA son la alfombrilla absorbida (AGM) del vaso y la batería gelificada de electrólito.
LA ALFOMBRILLA ABSORBIDA (AGM) GLASSLA DESCRIPCIÓN Y LA OPERACIÓN. Una batería AGM es una válvula sellada diseño regulado de la batería de ácido de la pista con un separador absorbente del microfiber del vaso entre la batería chapa. El ácido sulfúrico y el agua que la solución de electrólito es amortiguada en este material. El separador es sólo 90 % para 95 % saturado con electrólito, tan hay bolsillos donde el gas puede residir en el material del separador. Estos bolsillos en el material del separador dejan gas liberado de oxígeno viajar del plato positivo para la recoalición con el plato negativo, así impidiendo gases excesivos de formar en el caso de la batería. Porque el gas de oxígeno se recombina durante batería ciclándose, las baterías AGM son conocidas como baterías del recombinant. La batería AGM está también conocido como un sistema desnutrido de electrólito, porque hay más material de voz activa del plato que la cantidad de electrólito disponible para reaccionar con ella.
Desde que un AGM (o alguna otra batería VRLA) no pierde electrólito debido a asfixiar con gas, no requiere adición periódica de agua destilada para las celdas. También, el material absorbente usado entre los platos retiene el electrólito y hace la batería filtrarse resistente y spillproof. Esto deja una batería AGM ser usado en muchas posiciones diferentes, haciéndola mucho mejor adecuado para aplicaciones portátiles. Un beneficio lateral es que una batería AGM puede ser aire enviado sin un envase especial u otro ser de acomodamientos de materiales arriesgado hecho. Las baterías AGM están más comúnmente usadas en aplicaciones donde la batería auxiliar está ubicada en el compartimiento del pasajero. &TAURO; VEA 7–30 DE LA FIGURA.
LA CONSTRUCCIÓN. Muchas baterías AGM se construyen usando platos planos como una pista empantanada convencional – la batería ácida. Los platos se construyen en cuadrículas hechas de una aleación de calcio de estaño de pista, con los materiales activas empastadas encima de las cuadrículas. Los platos positivos destinan dióxido de la pista para el material activo, y los platos negativos usan plomo esponjoso. La diferencia principal está en el material del separador, como usa un material del microfiber del vaso que amortigua y retiene la solución diluida de electrólito de ácido sulfúrico. &TAURO; VEA 7–31 DE LA FIGURA.
Otras baterías AGM se construyen usando celdas cilíndricas. Con este diseño, un elemento de la batería se hace bobinando los dos platos de la batería juntos en una moda espiral con el material del separador absorbente colocado entre las tiras del plato. El elemento está entonces comprimido aproximadamente 20 % para instalarlo en el caso de la batería. La compresión del elemento ayuda a guardar el electrólito en contacto con los platos de la batería. También, desde que los platos son soportados en el material absorbente comprimido, estas baterías pueden mejor resistir vibración. &TAURO; VEA 7–32 DE LA FIGURA.
Con el AGM y alguna otra batería VRLA, hay un sistema que ventila presión baja incorporado en el caso de la batería que lanzará al mercado presión excedente del gas e impedirá caso rebosando si la batería es sobrecargada. La válvula deja gases internos escapar, pero no dará rienda suelta a que fuera de aire para entrar en la batería. Esto limita corrosión interna y prolonga la vida útil de la batería. Esta válvula de una sola vía es instantáneamente resellable y puede realizar esta función como muchas veces según se requiera durante la vida útil de la batería. &TAURO; VEA 7–33 DE LA FIGURA.
AGM PRECAUCIONES DE SEGURIDAD BATTERY. Una batería AGM no surte efecto bien bajo las condiciones de calor alto. Esto es porque tiene una tasa superior de generación interna de calor y una tasa inferior de disipación de calor. Estos dos factores se combinan para hacer la batería AGM muy sensitiva para sobrecargar y otras condiciones que causarían que eso opere en uno más alto que la temperatura normal. Ponga
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mucho ojo con el tipo de equipo usado para el cargo y pruebe una batería AGM, y asegúrese de que es compatible.
AGM SERVICIO BATTERY. Las baterías AGM son selladas y no requieren relleno periódico de las celdas con agua destilada. Desde que la batería es sellada y el electrólito es retenido en un material absorbente, no es posible comprobar la densidad específica del electrólito en las celdas. Ninguno de los gases o ninguna de las nieblas ácidas son emitidos con uso normal, lo cual limita corrosión en las conexiones externas y mantiene el caso de la batería más limpio.
Mientras las baterías AGM son similares de muchas formas para pista convencional (empantanado) – los diseños ácidos, son muy diferentes en la manera en que deberían ser cargadas a la cuenta y probadas. Usando un cargador de baterías común en un AGM que la batería le puede causar el daño a él. La batería más nueva yendo a la carga y equipo duro incorpora trasfondos especiales pues las baterías AGM y este equipo deberían ser utilizados para maximizar función de la batería y vida útil. &TAURO; VEA 7–34 DE FIGURAS Y 7–35. Siempre siga los métodos recomendables del fabricante al reparar baterías AGM.
Las baterías GELIFICADAS de electrólito DE BATERÍAS DE ELECTRÓLITO Gelled están también conocido como baterías de gel. Las baterías gelificadas de electrólito son un tipo de batería VRLA que tiene sílice añadido al electrólito. El sílice causa que el electrólito se convierta en un gel, lo cual hace la batería hermética y spillproof cuándo alojada en un caso silenciado. La batería gelificada de electrólito usa un proceso del recombinant y se construye parecido a una batería AGM. La diferencia primaria está en el separador del plato y cómo es el electrólito inmovilizado. Mientras la batería gelificada de electrólito es menos eficiente que una batería AGM, un área en el cual se luce es operación de alta temperatura. Desde que el electrólito gelificado hace buen contacto con el caso de la batería, puede denegar calor mejor y por consiguiente manipular las condiciones superiores de calor.
LA VÁLVULA REGULÓ ÁCIDO DE LA PISTA (CONTINUADO)
EL 7–30 DE LA FIGURA El Paralelo General de Motores Camión Hybrid destina a tres baterías VRLA (localizado bajo el asiento trasero del vehículo) para el sistema de 42 voltios. _
CREO QUE EL 7–31 Many absorbiese baterías de la alfombrilla del vaso (AGM) se construyen con platos planos como pista de la celda empantanada – las baterías ácidas. Las baterías AGM son un diseño del recombinant y no emiten gases a menos que sean recalentados._
La válvula de seguridad de Presión DEL 7–33 DE LA FIGURA de una batería VRLA. Esta válvula permanece cerrada durante la normalidad dirigiendo condiciones e impide gases de entrar o dejar la caja de la batería._
La vista del recorte de la A DEL 7–32 DE LA FIGURA de una batería absorbida de la alfombrilla del vaso (AGM) con celdas cilíndricas. Las baterías AGM son un tipo de válvula batería regulada de ácido de la pista (VRLA). Note las válvulas de seguridad de presión localizadas en la parte superior del caso de la batería._
RESUELVA 7–34 Más Nuevo batería experimentando y cargando a la cuenta equipo a menudo tendrá un menú separado para baterías AGM._
CREA QUE EL 7–35 ESTE CARGADOR DE BATERÍAS SE HAGA ESPECÍFICAMENTE PARA ACUSAR LAS BATERÍAS AGM USADAS EN TOYOTA HEVS.
EL PAPEL DEL HV BATTERY EN EL SISTEMA HÍBRIDO
La mayoría DE PROPÓSITO Y DE FUNCIÓN el uso eléctrico híbrido de vehículos dual voltaje
Halderman Ch 0023
instalación eléctrica. El sistema de alto voltaje (HV) se usa para energizar el motor eléctrico de paseo en coche (la tracción), mientras un sistema de 12 voltios convencional se usa para energizar todos los demás aspectos de operación del vehículo. Una ventaja para usar este sistema es que el vehículo puede utilizar cualquier accesorios eléctricos convencionales en su diseño.
NOTA: Es posible que un HEV tenga tres sistemas separados de voltaje. La Toyota Highlander HEV tiene un sistema auxiliar de 12 voltios, un sistema de 42 voltios para la asistencia de energía eléctrica timoneando, y un sistema de 288 voltios para el paseo en coche híbrido.
Los HEVs ELÉCTRICOS DE PODER DEL MOTOR REQUIREMENTS usan motores eléctricos de salida alta para conducir y ayudar movimiento del vehículo. Estos motores son evaluados aproximadamente desde 10 para 50 kW, así es que consumen cantidades grandes de poder eléctrico durante la operación. Si una instalación eléctrica de 12 voltios convencional se usase para energizar estos motores, la cantidad de flujo actual requerido sería sumamente grande y los cables usados para transmitir esta energía también serían tan grandes en lo que se refiere a ser imprácticos. También, los motores usados en estos sistemas tendrían serpenteos grandes de calibre y serían grandes y pesados relativo a su salida de poder.
¿Los ingenieros automotores superan este problema aumentando el voltaje provisto para los motores, así disminuyendo la cantidad de corriente que debe fluir para encontrar los requisitos de vatiaje del motor (vea Frecuentemente Pregunta Asked – “ Por Qué Dibuja el Voltaje Superior los Motores Menos Corriente?”). Las cantidades más pequeñas de corriente fluyendo en los cables quieren decir que los cables pueden ser dimensionados más pequeño, haciéndolo bastante más práctico para colocar una batería en la parte posterior del vehículo y los cables corridos de allí al paseo en coche motor en el compartimiento del motor. &TAURO; VEA 7–36 DE LA FIGURA. Los motores también pueden ser mucho hecho más pequeño y más poderoso cuando son diseñados para operar en voltajes superiores.
LA PISTA – LA EXPERIMENTACIÓN ACERBA (CONTINUADO) DE LA BATERÍA
EL 7–36 DE LA FIGURA La batería de alto voltaje y controles motores son parte trasera localizada el asiento del pasajero de la parte posterior en una Honda Civic._
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LA PREGUNTA FRECUENTEMENTE PREGUNTADA
¿Por qué Dibuja el Voltaje Superior los Motores Menos Corriente?
Recuerde que un motor eléctrico está accionado por vatiaje. Cada motor eléctrico es evaluado según la cantidad de poder (en los vatios) que consume. El poder se calcula usar la siguiente fórmula:
La P = Yo × E
O
= la corriente de poder (en los amperios) (en los vatios) × El voltaje (en los voltios)
Un motor eléctrico evaluado en 144 vatios consumirá 12 amperios en 12 voltios de voltaje aplicado (12 voltios × 12 amperios = 144 vatios). Si este mismo motor estuviese accionado con 6 voltios, provocaría 24 amperios para lograr la misma salida de poder. Este incremento en el empate actual requeriría que un cable muy mayor eficazmente transmita la corriente eléctrica y minimice caída de voltaje. Los serpenteos motores también tendrían que ser mucho más pesados para maniobrar esta corriente aumentada.
IMAGÍNATE ENERGIZAMOS ESTE MISMO MOTOR CON UNA Ch 0024 Halderman
BATERÍA DE 144 VOLTIOS. AHORA, SÓLO REQUERIMOS QUE 1 AMPERIO DE CORRIENTE ELÉCTRICA DIRIJA EL MOTOR (144 VOLTIOS × 1 AMPERIO = 144 VATIOS). EL CABLE REQUERIDO PARA TRANSMITIR ESTA CORRIENTE PODRÍA SER MUCHO DIMENSIONADO MÁS PEQUEÑO Y ESO AHORA SERÁ MUCHO MÁS FÁCIL PARA CORRER LOS CABLES SOBRE LA LONGITUD DEL COCHE SIN PÉRDIDA SIGNIFICATIVA DE PODER. TAMBIÉN, EL MOTOR ELÉCTRICO PUEDE SER MUCHO HECHO MÁS PEQUEÑO Y MÁS EFICIENTE CUANDO MENOS CORRIENTE ES NECESARIA PARA ENERGIZARLO. ALGUNOS SISTEMAS HÍBRIDOS TIENEN MOTORES EN LOS QUE FUNCIONAN HASTA 650 VOLTIOS EN UN ESFUERZO PARA AUMENTAR EFICIENCIA DE SISTEMA.
La construcción de la Batería de alto voltaje (HV)Los HEVs ACTUALES de producción de la corriente de La Mayoría PRODUCTION HV BATTERIES destinan tecnología de la batería de hidruro de metal de níquel (NiMH) para la batería de alto voltaje del vehículo. Las baterías NiMH sirven para estas aplicaciones por sus características de función como la energía específica, reciclan vida, y seguridad. De una perspectiva manufacturera, la batería NiMH es atractiva porque los materiales usados en su construcción son abundantes y recyclable.
HV CELDAS BATTERY ESTÁ CONECTADO EN SERIES Cada celda de una batería NiMH produce sólo 1.2 voltios. Para crear un paquete de la batería que es capaz de producir alto voltaje (i.e., 144 voltios para Honda IMA y 330 voltios para el Ford Se Libran de Hybrid), muchas celdas individuales NiMH deben estar conectadas en la serie.
Un ejemplo de una conexión de serie es una batería automotora de 12 voltios convencional. La pista – las celdas ácidas de la batería tienen un potencial eléctrico (cuando completamente fue a la carga) de 2.1 voltios. Esta salida de voltaje sola no es útil en una instalación eléctrica automotora. Sin embargo, si seis de estas mismas celdas están conectadas en la serie, los voltajes sumarán y producirán un total de 12.6 voltios. Otro ejemplo es una batería de 9 voltios y alcalina comúnmente usada en juguetes y deportes de mano. En realidad, el caso rectangular de la batería de 9 voltios aloja a seis células de 1.5 voltios asociadas en la serie. &TAURO; VEA 7–37 DE LA FIGURA.
Los diseñadores de la batería son limitados por el voltaje de la célula nominal de la tecnología de la batería que está siendo utilizada. En el caso de baterías NiMH, cada celda es sólo capaz de producir 1.2 voltios. Una batería de alto voltaje basó en la tecnología NiMH deben estar construidos usando múltiplos de 1.2 voltios. Para construir una batería de 144 voltios, 144 ÷ 1.2 celdas NiMH de = 120 individuo deben estar conectadas juntos en la serie. Obviamente, mientras más alto la salida de voltaje de la batería, mayor el número de celdas individuales de la batería que deben ser utilizadas para lograr el voltaje necesario. &TAURO; VEA 7–38 DE LA FIGURA.
LA DESCRIPCIÓN Y LA OPERACIÓNLOS ELECTRODOS. Las baterías de hidruro de metal de níquel (NiMH) usan un electrodo positivo hecho de hidróxido de níquel, lo cual es similar tan usado en una batería NiCd. El electrodo negativo es único, sin
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embargo, en lo referente a que es un hidrógeno absorbiendo aleación, también conocido como un hidruro de metal. &TAURO; VEA 7–39 DE LA FIGURA. Hay muchos materiales posibles que pueden servir para el electrodo negativo, y mucha investigación está siendo hecha para mejorar la función de estos materiales. Muchas de las patentes concedidas para la batería NiMH guardan relación con el diseño del electrodo negativo.
EL ELECTRÓLITO. Las baterías NiMH son conocidas como baterías alcalinas debido a la naturaleza alcalina (pH mayor que 7) de su electrólito. En el caso de NiCd y NiMH, el electrólito es hidróxido acuoso de potasio. El hidróxido de potasio surte efecto muy bien para esta aplicación porque no corroe las otras partes de la batería y puede estar alojado en un envase acerado sellado. También, el hidróxido de potasio no toma parte en la reacción química de la batería, así es que la concentración de electrólito permanece constante en cualquier estado dado de cargo (SOC). Estos factores ayudan la batería NiMH a lograr función alta de poder y vida ciclista excelente.
LA OPERACIÓN DURANTE IR A LA CARGA. Durante batería yendo a la carga, los iones de hidrógeno (los protones) viajan del electrodo positivo para el electrodo negativo, donde son absorbidos en el material de hidruro de metal. El electrólito no participa de la reacción y actúa sólo como un médium que los iones de hidrógeno viajen a través.
LA OPERACIÓN DURANTE LA DESCARGA. Cuando la batería es muerta, este proceso recula, con los iones de hidrógeno (los protones) viajando del electrodo negativo de regreso al electrodo positivo. &TAURO; VEA 7–40 DE LA FIGURA. La densidad de los electrodos cambia algo durante el proceso de descarga de cargo, pero ésta es obligado a cumplir un mínimo como sólo los protones sean intercambiados durante batería ciclándose. La estabilidad del electrodo debido a los cambios mínimos de densidad es una de los porqué la batería NiMH tiene vida ciclista muy buena.
LA CONSTRUCCIÓN DE LA BATERÍA (CONTINUADO) DE ALTO VOLTAJE (HV)
NOTA: El voltaje nominal para una celda NiMH es 1.2 voltios. Hacer los electrodos más grande y con más área de la superficie sólo cambia la aptitud actual de la celda, no el voltaje.
LA CONSTRUCCIÓN que hay dos diseños primarios para una celda de la batería NiMH. Estos son:
Y TAURO; El tipo cilíndrico
Y TAURO; El tipo prismático
LAS CELDAS CILÍNDRICAS. El tipo cilíndrico tiene los materiales activos de la celda hecha en largos listones y organizado en una moda espiral dentro de un cilindro acerado (el caso). El electrodo negativo es herida a lo largo del electrodo positivo, y el material del separador creyendo el electrólito es colocada entre ellos. El electrodo negativo está apegado al caso acerado de la batería, mientras el electrodo positivo está pegado a la (+) terminal en lo alto de la batería. Hay un respiradero de seguridad que se resella solo localizado en lo alto del caso de la batería, lo cual aliviará presión interna en caso de la sobrecarga, pone en cortocircuito circunvalando, la carga inversa, u otro abuso. Las celdas cilíndricas se construyen a menudo muy similares para una “ D ” convencional celda. &TAURO; VEA 7–41 DE LA FIGURA.
Las celdas cilíndricas están más a menudo incorporadas en módulos con un grupo de seis celdas conectado en la serie. Esto crea un módulo solo de la batería con una salida de 7.2 voltios. Los grupos de estos módulos luego pueden estar conectados en la serie para crear paquetes más altos de la batería de voltaje.
LAS CELDAS PRISMÁTICAS. El tipo prismático es un diseño rectangulares o semejante a una caja con los materiales activos formado en platos planos, mucho como una pista convencional – la batería ácida. Los platos positivos y negativos son colocados alternativamente en el caso de la batería con etiquetas usadas para conectar los grupos del plato. El material del separador es colocado entre los platos para impedirles tocar pero el silencio deja electrólito circular libremente. Guste el diseño cilíndrico, hay un respiradero de seguridad que se resella Ch 0026 Halderman
solo localizado en lo alto del caso de la batería. &TAURO; VEA 7–42 DE LA FIGURA.
Los diseños prismáticos NiMH más recientes de la celda usan un caso de metal en lugar de uno plástico. Esto ha venido a reducir volumen de la célula y aumentar su función refrescante. Con celdas más pequeñas a trabajar con, más de ellos pueden ser incorporados en un módulo de la batería, tan los módulos más nuevos de caso de metal NiMH se forjan con ocho celdas en la serie y una salida de 9.6 voltios.
El paquete de la batería de alto voltaje de la A NIHM BATTERY PACKS se hace utilizando muchos módulos NiMH individuales conectados en la serie. Estos módulos pueden ser construidos usando celdas de ya sea el diseño cilíndrico o el diseño prismático. &TAURO; VEA 7–43 DE FIGURAS Y 7–44.
Prius original DE LA FIGURA 7–38 TOYOTA conectó un paquete de la batería de alto voltaje con un total de 38 módulos de la batería en la serie. Cada módulo fue evaluado en 7.2 voltios, haciendo 7.2 × 38 = 274 voltios de salida de la batería. _
CREO EL 7–37 que Una batería de 9 voltios está hecha de seis celdas de 1.5 voltios estuviese conectado en la serie._
La celda de la A DEL 7–39 DE LA FIGURA NiMH. El elemento único en una celda de hidruro de metal de níquel es el electrodo negativo. Reparo en que el electrólito no entra en la reacción química y puede mantener una constante conductividad a pesar del estado de cargo de la celda._
Las reacciones del Producto Químico DEL 7–40 DE LA FIGURA dentro de una celda NiMH. Ir a la carga y dar de baja ambos implican un cambio de iones de hidrógeno (los protones) entre los dos electrodos._
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LA PREGUNTA FRECUENTEMENTE PREGUNTADA
¿Cuál Es la Diferencia Entre una Celda y una Batería?
Una celda es un par de electrodos (un positivo negativo y un) arreglados en una solución de electrólito para producir electricidad directa de la corriente. Un electrodo puede plasmarse en un grupo de platos que están todo relacionados a lograr mayor área de la superficie. Este acomodamiento producirá el voltaje nominal de la celda de la batería basada en el potencial electroquímico de los materiales usados en los electrodos. Por ejemplo, el voltaje nominal de una celda NiMH es 1.2 voltios, mientras que son 3.6 voltios para una celda del ion de litio.
Una batería, por otra parte, es una colección de celdas individuales, usualmente conectadas en la serie para lograr un voltaje superior. Por ejemplo, una pista de 12 voltios – la batería ácida es de hecho un grupo de seis celdas de 2.1 voltios conectadas en la serie. A pesar de la diferencia entre estos dos términos, es comuna que “ celdas ” se les refiera como “ las baterías.”
La A DEL 7–41 DE LA FIGURA la celda cilíndrica NiMH. Alguna batería de alto voltaje HEV que los paquetes están hechos de muchas celdas cilíndricas NiMH estuvo conectada en la serie._
RESUELVO células DEL 7–43 Cylindrical NiMH de un paquete de la batería Honda HV. Note tan varios de estas celdas estará conectado en la serie para formar un módulo de la batería._
La A DEL 7–44 DE LA FIGURA el módulo prismático NiMH de un paquete de la batería Toyota Prius HV. Los postes de la batería están ubicados en izquierda y enderezan lados del módulo. Un respiradero que se resella solo está ubicado en la parte superior bien para despresurizar gas de hidrógeno si el módulo se sobrecalienta._
LA A DEL 7–42 DE LA FIGURA LA CELDA PRISMÁTICA NIMH. LAS Halderman Ch 0027
CELDAS PRISMÁTICAS SE CONSTRUYEN CON SEPARADORES Y PLATOS PLANOS PARECIDO A PISTA CONVENCIONAL – LAS BATERÍAS ÁCIDAS._
HV Battery EnfriándoseLA NECESIDAD PARA temperaturas REFRESCANTES y Altas que dirige puede aminorar función y le puede causar daño a un paquete de la batería NiMH. Todos los HEVs actuales de producción usan refrigeración por aire para controlar temperatura del paquete de la batería HV. El aire de la cabaña es circulado sobre las celdas de la batería usando un ducting y abanico eléctrico dentro del vehículo. &TAURO; VEA 7–45 DE LA FIGURA. Los sensores de temperatura (thermistors) son en los que se encaramó en posiciones diversas en el paquete de la batería alojando para enviar datos al módulo responsable para la temperatura controlante de la batería. Estos aportes se usan para ayudar a determinar la tasa de carga de batería y la operación refrescante del abanico.
En el caso del Escapada Ford Hybrid, el sistema del aire acondicionado tiene una zona adicional que enfría el aire siendo circulada sobre el paquete de la batería HV. &TAURO; VEA 7–46 DE LA FIGURA.
HV BATTERY ENFRIÁNDOSE (CONTINUADO)
EL ESTADO DE DIRECCIÓN DE CARGO (SOC) La batería HV en un vehículo eléctrico híbrido es supeditado a constante yendo a la carga y descargándose durante la operación normal. La batería puede sobrecalentarse bajo las siguientes condiciones:
1. La batería estatal de cargo (SOC) se alza sobre 80 %.
2. La batería es clasificada bajo el rubro de una carga cuando su SOC es debajo 20 %.
Para impedir sobrecalentarse y maximice vida útil, SOC de la batería debe ser cuidadosamente administrado. En el caso de Toyota HEVs, un blanco SOC de 60 % es usado, y la batería es entonces reciclada así es que su SOC difiere no más de 20 % más alto o más abajo del blanco. &TAURO; VEA 7–47 DE LA FIGURA.
LAS PRECAUCIONES DE SEGURIDAD Siempre recuerdan que las baterías de alto voltaje para un HEV pueden producir suficiente voltaje y corriente para gravemente herir o matanza. Siempre lleve puesto equipo protector personal correcto (PPE) y el uso aprobó métodos de seguridad al circunvenir estas agresiones. &TAURO; VEA 7–48 DE LA FIGURA.
Las precauciones incluyen:
Y TAURO; No trabaje en el vehículo si el humedad es presente en la piel o dondequiera adelante o acérquese el vehículo.
Y TAURO; Si el servicio debe ser realizado en el sistema híbrido, vaya de seguro a desconectar la batería HV y tener previstos bastante tiempo condensadores de sistema a la descarga antes de proceder.
Y TAURO; Si un fuego eléctrico ocurre, no trate de extinguirlo usando agua. Use un extintor de fuego del abecedario o espere a bomberos para tratar de él.
Y TAURO; SIEMPRE refiérase al servicio manual para métodos aprobados de seguridad al maniobrar el paquete de la batería HV.
Ch 0028 Halderman
Y TAURO; El caso de la batería contiene hidróxido líquido de potasio, una solución fuertemente alcalina. Cualquier líquido alrededor de la batería debería ser cotejado con periódico del tornasol para determinar si es un derramamiento de electrólito. Si un derramamiento de electrólito ha ocurrido, vaya de seguro a desactivar el sistema HV, y luego usar una mezcla de vinagre y agua para neutralizar la solución antes de hacer la limpieza con jabón y agua.
Y TAURO; Quite cualquier ropa que se ha tocado con electrólito y enjuague cualquier piel expuesta con cantidades grandes de agua. Si el electrólito viene en contacto con los ojos, sonrójese con cantidades grandes de agua, pero no use una solución neutralizante. Vaya de seguro a buscar que el consejo médico impida más lesión de contacto de electrólito.
EL 7–45 DE LA FIGURA El sistema de enfriamiento de la batería para un SUV híbrido Toyota. Toda producción que los paquetes híbridos de la batería HV son enfriados por aire. Noto los respiraderos de la toma de aire localizados bajo los asientos._
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LA PREGUNTA Frecuentemente PREGUNTADA
¿Cómo Está SOC de un NiMH Battery Decidido?
El estado de cargo (SOC) de una batería NiMH no puede estar medido usando voltaje de la célula a solas. En lugar de eso, SOC está resuelto usando un cálculo complicado basado en corriente de la batería de temperatura, de salida, y voltaje de la célula. Las medidas precisas SOC son críticas para maximizar función de la batería NiMH y vida útil.
EL 7–46 DE LA FIGURA El sistema de enfriamiento de la batería HV de una Escapada Ford Hybrid. Los usos del vado fuera de aire para enfriar la batería empacan, luego incrementos enfriándose con una zona separada en el sistema A/C cuando necesario._
EL 7–47 DE LA FIGURA SOC de El paquete de la batería HV es mantenido en un rango relativamente estrecho para impedir recalentar y maximiza vida útil._
EL 7–48 DE LA FIGURA APPROPRIATE EQUIPO PROTECTOR PERSONAL (PPE) DEBE SER LLEVADO PUESTO CUANDOQUIERA FUNCIONAMIENTO ADELANTE O APROXIMADAMENTE EL SISTEMA HV DE UN VEHÍCULO HÍBRIDO. _
HV Servicio BatteryDurante vehículo normal la operación, el cargo y ciclos de descarga de la batería de alto voltaje en un HEV son monitoreados y controlados por un módulo separado de la batería. Este módulo monitorea temperatura de la batería, actual, y el voltaje para calcular a SOC y determinar a qué la tasa la batería debería ser cargada a la cuenta.
Mientras los concesiones para distribución algunas veces tienen un cargador de baterías de alto voltaje especial para recargar paquetes de la batería HEV, el mejor cargador es el vehículo mismo. Si la batería HV en un HEV se vuelve muerta, la primera grada debe iniciar el vehículo para recargar el paquete de la batería. El método cambiará a merced del modelo en duda. Siempre siga los especificados métodos del fabricante al echar a andar un vehículo híbrido deshabilitado. &TAURO; VEA 7–49 DE LA FIGURA.
EL SERVICIO DE LA BATERÍA DE LA A DEL 7–49 DE LA FIGURA ADVIRTIÉNDOLE ETIQUETA DE UN VEHÍCULO ELÉCTRICO HÍBRIDO HONDA._
Halderman Ch 0029
El resumen
1. La tecnología de la batería es crítica para la operación correcta de un vehículo energizado en hielo, así como también el vehículo eléctrico híbrido (HEV).
2. Las baterías recargables están también conocido como celdas secundarias, mientras que las baterías poco recargables son conocidas como celdas primarias.
3. La pista – las baterías ácidas han estado en existencia para 150 años y son la tecnología de la batería más común en uso hoy para aplicaciones SLI (empezando, el alumbrado, y la ignición).
4. La pista – la tecnología acerba no sirve para paquetes actuales de la batería de alto voltaje HEV debido a la vida ciclista escasa y la energía específica baja.
5. La mayoría de HEVs actuales usan tecnología de la batería de hidruro de metal de níquel para sus paquetes de la batería de alto voltaje. NiMH es un diseño alcalino de la batería que opera a través del movimiento de iones de hidrógeno entre los electrodos de la batería.
6. La tecnología del ion de litio es un reemplazo posible para NiMH en aplicaciones HEV debido a su voltaje nominal superior y su energía específica.
7. La pista – las baterías ácidas pueden ser diagnosticadas usando carga experimentando, resistencia interna experimentando, y la conductancia experimentando.
8. La válvula reguló baterías de ácido de la pista son selladas y pueden ser dirigidas en cualquier posición.
9. Las baterías absorbidas de la alfombrilla del vaso (AGM) son un diseño de la batería del recombinant que sujeta el electrólito en un material absorbente del microfiber.
10. Los HEVs más a menudo usan instalaciones eléctricas de voltaje dual, con un sistema de 12 voltios convencional funcionando en paralelo con el sistema de alto voltaje para el motor de tracción.
REVISE PREGUNTAS
1. ¿Cómo hace una pista – la batería ácida dirige durante la desvinculación y los ciclos de carga?
2. ¿Por qué son las baterías NiCd y NiMH conocidos como baterías alcalinas?
3. ¿Cuáles son los materiales usados en una batería de hidruro de metal de níquel (NiMH)?
4. ¿Cómo está una batería absorbida de la alfombrilla del vaso (AGM) construido diferentemente de una pista empantanada – la batería ácida?
5. ¿Qué es una batería del recombinant, y cómo hace eso dirige?
EL EXAMEN DE CAPÍTULO
1. Todo el siguiente es características de una pista – la batería ácida, excepto.
a. Simple en construcción
b. Barato
c. La buena vida ciclista
d. Recyclable
Ch 0030 Halderman
2. La A del técnico dice que las baterías AGM son un tipo de válvula batería regulada de ácido de la pista. La B del técnico dice que las baterías AGM deberían ser cargadas a la cuenta usando un cargador de baterías convencional. ¿Cuál técnico está en lo correcto?
a. La A del técnico sólo
b. La B del técnico sólo
c. La A Technicians y B
d. Ni la A del Técnico Ni B
3. La sulfación de la batería es causada por ahí.
a. La operación de baja temperatura
b. La vibración
c. Sobrecargando
d. Cobrándole menos
4. Todo el siguiente válvula que preocupa declaraciones reguló baterías de ácido de la pista (VRLA) son verdaderas, excepto.
a. Las baterías VRLA son selladas
b. Las baterías VRLA pueden ser dirigidas en cualquier posición
c. Las baterías VRLA tienen un respiradero de presión que dejará aire atmosférico entrar en la batería si se abre
d. Una batería gelificada de electrólito es un tipo de VRLA
5. La A del técnico dice que las baterías NiMH son un diseño alcalino. La B del técnico dice que los paquetes de la batería de alto voltaje están construidos utilizando celdas NiMH conectado adentro paralelo. ¿Cuál técnico está en lo correcto?
a. La A del técnico sólo
b. La B del técnico sólo
c. La A Technicians y B
d. Ni la A del Técnico Ni B
6. Escudriñe datos señalan que un paquete de la batería de alto voltaje ha estado sobrecalentándosese. La causa más probable sería.
a. Ábrase hacia dentro enfriando circuito del abanico
b. La manguera bloqueada del radiador
c. El nivel bajo de líquido de refrigeración del motor
d. La corrosión en sistema de enfriamiento
7. La conductancia de la batería experimentando se discute. La A del técnico dice que una prueba de
Halderman Ch 0031
conductancia equivale a una prueba interna de impedancia. La B del técnico dice que la conductancia es medida en Siemens. ¿Cuál técnico está en lo correcto?
a. La A del técnico sólo
b. La B del técnico sólo
c. La A Technicians y B
d. Ni la A del Técnico Ni B
8. Todo el siguientes declaraciones concirniéndole baterías NiMH son ciertas, excepto.
a. Las baterías NiMH pueden estar alojadas en un envase acerado
b. Las celdas NiMH producen 3.6 voltios
c. Las baterías NiMH destinan hidróxido de potasio para electrólito
d. Las baterías NiMH tienen vida ciclista excelente
9. ¿Cuál de los siguientes factores afectará la impedancia interna de una pista – la batería ácida?
a. La edad de la batería
b. El área de la superficie de los platos
c. La temperatura de la batería
d. Todo el anteriormente citado
10. Una celda en una pista – la batería ácida está consistentemente baja en agua. La A del técnico dice ese este pude indicar un fracaso interno porque afecte simplemente una celda. La B del técnico dice ese este señala que la batería está siendo sobrecargada.
a. La A del técnico sólo
b. La B del técnico sólo
c. La A Technicians y B
d. Ni la A del Técnico Ni B
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