Вопрос

Чем можно заменить свинцово-кислотные аккумуляторы?

Учитывая состояние аккумуляторных технологий, можно ли заменить оригинальную свинцово-кислотную батарею на 12 В в мотоциклах или автомобилях на батарею другого типа?



Мой вопрос возник в связи с тем, что две недели назад я купил свинцово-кислотный аккумулятор оригинального производителя и установил его в недавно приобретённый, но не эксплуатируемый автомобиль. Оказалось, что аккумулятор каким-то образом разряжался и теперь его невозможно зарядить до первоначальной ёмкости :-(



Интересно, что свинцово-кислотные аккумуляторы продаются в зависимости от их пускового тока (CCA), в то время как другие типы аккумуляторов продаются в зависимости от общего количества ампер-часов.



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/21346/viable-replacements-for-lead-acid-batteries

0 Комментариев

  1. Что ж, свинцово-кислотные аккумуляторы можно заменить, и в некоторых случаях их заменяли. В Toyota Prius для запуска двигателя и обеспечения дополнительной электроэнергии используется высоковольтный никель-металлогидридный аккумулятор. Благодаря высокой топливной экономичности (и самой простой и надёжной автоматической коробке передач) Toyota Prius может стать примером того, что все бензиновые автомобили будущего будут оснащены аналогичной гибридной технологией.



    Однако Toyota Prius не отказалась полностью от свинцово-кислотных аккумуляторов. Высоковольтный никель-металлогидридный аккумулятор при постоянном подключении представлял бы угрозу безопасности. Таким образом, системы автомобиля запускаются от низковольтного аккумулятора, а высоковольтный аккумулятор подключается только после проведения проверок безопасности.



    Низковольтная батарея в Toyota Prius на самом деле является свинцово-кислотной. Однако в данном случае, я думаю, нет никаких препятствий для замены этой батареи, например, на никель-металлогидридную или литий-ионную, поскольку пусковые токи больше не имеют значения. Я подозреваю, что основная причина использования свинцово-кислотной батареи — её низкая стоимость и тот факт, что обычные лампочки рассчитаны на напряжение 12 В, характерное для свинцово-кислотных систем. Даже незначительные изменения напряжения могут существенно повлиять на срок службы или яркость лампочек. Однако светодиодные лампы будущего могут означать, что совместимость по напряжению больше не будет иметь значения, а значит, мы на шаг приблизились к замене свинцово-кислотных аккумуляторов чем-то другим.



    Тот факт, что в электроинструментах сегодня используются специальные литий-ионные аккумуляторы, также свидетельствует о том, что альтернативные аккумуляторные технологии могут обеспечить необходимую мощность.


  1. Ач не определяет пусковой ток, пусковой ток определяет показатель «С». Аккумулятор с высокой ёмкостью Ач и низким показателем «С» будет иметь низкий пусковой ток. Кроме того, аккумуляторы LiFePO4 имеют один из самых стабильных химических составов в семействе литиевых аккумуляторов. Они не взрываются, максимум — сильно дымят. Литий-ионные, литий-никель-марганец-кобальтовые и литий-полимерные аккумуляторы гораздо более взрывоопасны.
  1. Я никогда не считал, что пусковой ток является самым важным показателем при покупке нового аккумулятора. Первое, на что нужно обратить внимание, — это ёмкость в ампер-часах (плюс физический размер). Поскольку ёмкость в ампер-часах уже определяет объём аккумулятора, она также примерно определяет пусковой ток.
    Если вы нашли несколько аккумуляторов, подходящих для вашего автомобиля, вы можете выбрать тот, у которого выше пусковой ток, или даже тот, у которого те же размеры, но немного больше ёмкость.



    Возвращаясь к вашему вопросу:



    Для автомобилей, отмеченных на схеме, нет альтернатив, потому что свинцово-кислотные аккумуляторы уникальны.




    • Их можно заряжать без использования большого количества электроники, и они хорошо переносят перезарядку. Наконец, подайте на них напряжение 14,4 В, и они будут заряжаться до полной ёмкости.

    • Они заряжаются очень быстро.

    • Они могут выдавать очень высокие токи в течение короткого времени, необходимого для запуска двигателя.

    • Они по-прежнему хорошо работают при низких температурах. Пусковой ток — это ток, который аккумулятор может выдавать при температуре -18 °C (0 °F) в течение 30 секунд, сохраняя напряжение 7,2–9 В (для аккумуляторов на 12 В).

    • Они дешевые!



    Но также следует отметить, что их грузоподъёмность/вес или объём невелики (это плохо)



    При поиске замены лучшим вариантом являются аккумуляторы LiFePO4, но они могут легко взорваться при перезаряде. За ними необходимо тщательно следить во время зарядки, поскольку при чрезмерном нагревании они тоже могут взорваться...

    Это уже проблема, из-за которой вы не можете просто заменить свинцово-кислотный аккумулятор на литий-ионный: для его зарядки нужна дополнительная электроника.



    Кроме того, аккумуляторы LiFePO4 могут выдавать очень высокие токи в течение короткого времени, но каждый такой скачок тока приводит к их износу.



    Наконец: цена.
    Я только что нашел немецкий магазин, который действительно продает аккумуляторы LiFePO4 в качестве замены для спортивных мотогонок. Они утверждают, что LiFePO4 емкостью 3,3 Ач может заменить свинцово-кислотную батарею емкостью 7 Ач в отношении (холодных?) усилителей, но вы платите за это 109 евро. Свинцово-кислотный аккумулятор стоит порядка 40 евро. Однако вам также потребуется аккумулятор полной емкости для питания электрических устройств, когда двигатель не работает. В магазине продаётся аккумулятор ёмкостью 7,5 Ач за 249 евро...
    Теперь вы можете увеличить его до размеров автомобильного пускового аккумулятора...



    Кроме того, они предоставляют множество впечатляющих данных о производительности, но ничего не говорят о сроке службы, который не так важен в автоспорте.


  1. Вы забываете, что существуют и другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов которые не являются оригинальными, например AGM и гелевые. В большинстве случаев они не являются оригинальными (хотя в некоторых автомобилях в качестве оригинальных используются AGM-аккумуляторы). Я с нетерпением жду, когда на рынке появятся жизнеспособные аккумуляторы из углеродного волокна.
  1. Не могли бы вы подробнее рассказать о том, как, в какой период времени и при каких условиях произошло то, о чём вы говорите?
Вы уже ответили на этот вопрос