Расчет вольт-амперных разрядных характеристик свинцовых стартерных аккумуляторных батарей
Сборник контрольных работ По электрооборудованию автомобилей и тракторов Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «Электрооборудование автомобилей и тракторов» для студентов специальности 190601
Набережные Челны
Сборник контрольных работ по электрооборудованию автомобилей и тракторов: Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «Электрооборудование автомобилей и тракторов» для студентов специальности 190601. /Составитель Ю.И.Шакиров. – Набережные Челны: Изд-во ИНЭКА. 2010. – 31 с.
Рецензент: к.т.н. А. М. Фролов
Печатается в соответствии с решением научно-методического совета Камской государственной инженерно-экономической академии
ÓКамская государственная инженерно-экономическая академия, 2010 г.
Содержание
Практическая работа №1 Расчет вольт-амперных разрядных характеристик свинцовых стартерных аккумуляторных батарей …………………………………………………….…………………4
Практическая работа №2 Расчет вольт-амперных характеристик аккумуляторных батарей………………….....15
Практическая работа №3 Баланс электроэнергии автомобилей и автобусов………………………………………..19
Практическая работа №4 Расчет параметров системы зажигания…………………………………………………………27
Практическая работа №1 Расчет вольт-амперных разрядных характеристик свинцовых стартерных аккумуляторных батарей
Для расчета и подбора электропусковой системы ДВС необходимо иметь вольт-амперные разрядные характеристики аккумуляторных батарей при различных условиях пуска. Определение вольт-амперных разрядных характеристик производится экспериментальным путем или расчетными методами. В настоящее время существуют две методики расчета вольт-амперных разрядных характеристик свинцовых стартерных аккумуляторных батарей. Эмпирический метод расчета вольт - амперных характеристик, предложенный Боровских Ю.И., основан на статистическом анализе экспериментальных вольт-aмпepныx разрядных характеристик существующих свинцовых стартерных аккумуляторных батарей. Согласно данному методу рассчитываются две точки вольт-амперной разрядной характеристики: UНР - начальное разрядное напряжение батареи и Iкз тока короткого замыкания, по которым строится характеристики для данных условий разряда. Начальное разрядное напряжение определяется по формуле:
, (1)
где m - число аккумуляторов в батарее; tЭ - температура электролита, °С; ΔСР - степень разряженности батареи, %. Сила тока короткого замыкания аккумуляторной батареи составляет
, (2) где IКЗ – сила тока короткого замыкания батареи, А; I+ - сила тока короткого замыкания, приходящееся на одну положительную пластину аккумулятора, А; n+ - число положительных пластин и аккумулятора (см. таблицу 1) Для расчета силы тока короткого замыкания, приходящий-ся на одну положительную пластину, используется уравнение:
, (3)
где: I+0 – сила тока короткого замыкания, приходящаяся на одну положительную пластину, при температуре электролита 0ºС при первой попытке пуска, А (таблица 2); b – коэффициент, учитывающий влияние на I+ температуры электролита (таблица 2); c – коэффициент, учитывающий влияние на I+ степени разреженности батареи (таблица 3 ); d – коэффициент, учитывающий влияние на I+ числа попыток пуска (таблица 4); zn – число 10-секундных попыток пуска; e – коэффициент, учитывающий скорость снижения силы тока короткого замыкания в течение одной попытки пуска (таблица 5); τn - продолжительность попытки пуска, с. Таблица 1.
Примечание: ширина пластин всех типов батарей составляет bП = 0,143 м.
Таблица 2. Значение I+0 и коэффициента b для полностью заряженных батарей на первой попытке пуска
Таблица 3. Значение коэффициента С в зависимости от температуры электролита и разряженности батареи
Таблица 4. Значение коэффициента d при силе тока разряда Ip=3С20 А.
Таблица 5. Значение коэффициента е в зависимости от температуры электролита при степени разряженности ΔСр = 25 %.
Используя вольт-амперную характеристику батареи, построенную по расчетным значениямUНР и IКЗ, можно получить внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи
. (25)
Максимальная мощность аккумуляторной батареи составляет
. (26)
Вторая методика определения вольт-амперных разрядных характеристик свинцовых стартерных аккумуляторных батарей приводится в РЗМ 37.003.020-83. С помощью данной методики могут быть рассчитаны вольт-амперные характеристики существующих и проектируемых батарей по значениям конструктивных параметров батарей для первых шести попыток пуска продолжительностью 10 и 15 секунд (см.табл. 1). Основное уравнение для расчета вольт-амперной разряд-ной характеристики аккумуляторной батареи:
(27)
где UP – напряжение на полюсных выводах аккумуляторной батареи при разряде, В; Eб – напряжение батареи при разомкнутой внешней цепи (ЭДС покоя батареи), В; Еn – ЭДС поляризации, В; IP – сила тока разряда батареи, А; Rбо – омическое сопротивление аккумуляторной батареи, Ом; τP - момент времени, для которого рассчитывается вольт-амперная характеристика, с; τK - допустимая продолжительность разряда батареи током стартерного режима, с. При расчете вольт-амперной характеристики на десятой секунде разряда формула ( 27 ) принимает вид
. (28)
Напряжение аккумуляторной батареи при разомкнутой внешней цепи (ЭДС покоя)
, (29)
где m – число аккумуляторов в батарее; γ – плотность электролита, приведенная к температуре +25°С; ΔСр – степень разряженности батареи.
ЭДС поляризации
, (30) где n – число пластин и аккумуляторе батареи, т.е. суммарное числе положительных и отрицательном пластин; Sn – площадь пластин односторонняя, т.е. произведение высоту пластин hП на ширину bП, м2; tЭ - температура электролита, С.
Омическое сопротивление аккумуляторной батареи Rбо определяется суммой сопротивлений отдельных участков цепи:
, (31)
где RЭ – сопротивление электролита, Ом; RC – сопротивление сепараторов, Ом; RП – сопротивление пластин, Ом; RМ - сопротивление металлических частей (борнов, перемычек и т.д.), Ом.
Сопротивление электролита
, (32)
где ρЭ – удельное сопротивление электролита, Ом*м; δ3 – зазор между пластиной и сепаратором, м; δС и δТ - толщина сепаратора соответственно по ребру и по телу, м.
Зазор между пластиной и сепаратором определяется ориентировочно по формуле
, (33)
где Нсб – шаг сборки, м; δ+ и δ- - толщина положительной и отрицательной пластины соответственно.
Удельное сопротивление электролита
, (34)
Сопротивление сепараторов
, (35)
где КС - коэффициент, учитывающий материал сепараторов (для сепараторов из мипласта КС = 0,237, из мипора - 0,292, из поровинила - 0,350).
Сопротивление пластин
(36)
, где Кn = 1,87 для свинцово-сурьмянистых сплавов; Кn = 1,29 для сплавов с добавками кальция или кадмия, применяемых в необслуживаемых батареях.
Сопротивление металлических частей
, (37)
где КМ - коэффициент, учитывающий особенности конструкции металлических частей аккумулятора и составляющий 2,9 для батарей с отдельными кринками и наружными перемычками: 1,8 - в случае армирования борнов и перемычек медными вставками:1,9 для батарей с общими крышками и необслуживаемых батарей.
Допустимая продолжительность разряда батареи силой тока до Ip = 7С20 А
. (38)
Момент времени, для которого рассчитывается вольт-амперная характеристика
, (40) где Zn – число попыток пуска; τn - продолжительность попытки пуска, с. Для построения вольт-амперной разрядной характеристики аккумуляторной батареи рассчитываются значение напряжения батареи UНР при силе тока разряда, равной нулю, и значение силы тока короткого замыкания батареи Iкз при напряжении батареи, равном нулю. Напряжение батареи при силе тока равной нулю (начальное разрядное напряжение батареи) определяется по формуле:
, (41)
где IP1 – сила тока разряда, численно равная 2C20, A; IP2 – сила тока разряда, численно равная бС20, A; UP1 – напряжение батареи, рассчитанное по формуле ( 27 ) при силе токи разряда IP1, В; UP2 - напряжение батареи, рассчитанное при силе тока разряда IP2,В.
Сила тока короткого замыкания батареи при напряжении батареи, равном нулю
. (42)
Через значения UНР и IКЗ, отложенные на осях координат, проводится прямая, представляющая аппроксимированную вольт-амперную разрядную характеристику аккумуляторной батареи для расчетных условий (температура электролита, степень разряженности батареи, момент времени). Таблица 6. Варианты для расчета
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2095)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |