Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries
This work is devoted to the analysis of lead-acid and nickel-iron electrochemical batteries used in electric transport vehicles of different functions. It is noted that these classical methods of charging the traction power supply based on use at a charge of electricity from the central grid. Given...
Saved in:
| Date: | 2017 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/75 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103133842669568 |
|---|---|
| author | Budko, V. |
| author_facet | Budko, V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Budko",
"institution": "National Technical University of Ukraine \"Igor Sykorsky Kyiv Polytechnic Institute\""
}
] |
| author_sort | Budko, V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:08Z |
| description | This work is devoted to the analysis of lead-acid and nickel-iron electrochemical batteries used in electric transport vehicles of different functions. It is noted that these classical methods of charging the traction power supply based on use at a charge of electricity from the central grid. Given the specifics of electric vehicles, on the one hand, and the need to increase the share of renewable energy in generating electricity from another question in the search and development of new technical solutionsfor stand-alone charging stations based on photovoltaic, wind power plants or complex. Battery systems with the stochastic output power not affect the central grid and will increase the output of clean energy to charge electric transport vehicles. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 17
УДК 621.311.243; 621.311.245
В.І.Будько, канд.техн.наук (Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут
ім. Ігоря Сікорського", Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ)
Аналіз особливостей роботи та специфіки зарядних режимів
свинцево-кислотних та нікель-залізних акумуляторних батарей
В роботі розглянуті теоретичні питання електрохімічних перетворень у свинцево-кислотних та нікель-залізних акумуля-
торних батареях. Проаналізовано вплив застосування різних режимів зарядження акумуляторних батарей на їх технічні
характеристики. Відмічена необхідність більш глибокого аналізу та дослідження процесів зарядження акумуляторних
батарей від установок на основі відновлюваних джерел енергії з метою врахування фактора випадковості при розробці та
проектуванні автономних зарядних станцій електромобілів. Бібл. 9, рис. 5.
Ключові слова: акумуляторна батарея, електромобіль, фотоелектрична станція, вітроелектрична станція, метод за-
рядження.
Orcid: 0000-0002-6219-4221
Особливості роботи свинцево-кислотних
акумуляторних батарей. Як відомо, реалізація
ефективного електромобіля стала можливою
після винайдення надійного акумулятора, який
міг би легко заряджатись та мав хороші
енергетичні показники. Завдяки відкриттю План-
те в 1859 році свинцево-кислотного акумулятора
з подальшим удосконаленням завдяки роботам
К.Форе, в 1881 році було отримано перший пра-
цездатний електрохімічний акумулятор, завдяки
появі якого з середини 80-х років ХІХ століття
електромобілі вступили в еру свого розвитку.
Фердинанд Порше у квітні 1900 року на
виставці в Парижі представив електромобіль
Löhner-Porsche зі свинцево-кислотною акумуля-
торною батареєю (СКАБ) ємністю 300 А∙год та
напругою 80 В, якої було достатньо на 100 км
пробігу. Не дивлячись на таку давню історію,
даний тип акумуляторних батарей і сьогодні
використовується виробниками електромобілів у
якості джерела живлення. Це пояснюється, в
першу чергу, найменшою вартістю даних
акумуляторів за 1 А∙год ємності, високою пито-
мою потужністю та надійністю в роботі.
Не дивлячись на широке практичне засто-
сування та постійно зростаючу динаміку літієвих
акумуляторних батарей на електротранспорті,
все ще найбільше використовують свинцево-
кислотні АБ, зокрема на електричних транспорт-
них засобах, задіяних у житлово-комунальній,
виробничій, медичній та соціальній сферах.
Стандартне значення ЕРС однієї гальванічної
пари даної електрохімічної системи (згідно
рівняння Нернста) становить 2,041 В (зазвичай
приймають 2 В), але для збільшення напруги їх
набирають в акумуляторну батарею (АБ) напру-
гою 6 В та 12 В. У випадку використання даних
АБ як джерела електроживлення електромобіля
вони набираються в блоки з напругою 24 В, 48 В,
96 В, 120 В і більше.
Основний струмоутворюючий процес згідно
загальноприйнятої теорії подвійної сульфатації в
свинцево-кислотних акумуляторах виглядає на-
ступним чином:
2
ЗАРЯД-РОЗРЯД
2 4 4 2
Pb PbO
2H SO 2PbSO 2H O.
(1)
Аналіз рівняння (1) показує, що по мірі роз-
ряду акумулятора даної електрохімічної системи
відбувається зменшення концентрації кислоти
(Н2SO4) в розчині електроліту та зростання кон-
центрації розчинника (Н2О) та сульфату свинцю
(PbSO4), що призводить до погіршення
електропровідності електроліту та зниження на-
пруги в акумуляторі, що підтверджується на-
ступною залежністю (рис. 1):
© В.І.Будько, 2017
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 18
Рис. 1. Зміна електрорушійної сили (ЕРС) свинцево-кислотного акумулятора в залежності від концентрації сірчаної
кислоти (Н2SO4) в розчині електроліту.
Ємність СКАБ залежить від струму розряду
ІР. Зокрема, як показано на рис. 2, збільшення
розрядного струму до 2,4Сн призводить до змен-
шення ємності, яку ми можемо отримати при
струмі 0,1Сн, що добре описується розповсюдже-
ним рівнянням Пейкерта [1]:
nі
AіС , (2)
де С(і) – ємність акумулятора для конкретного
струму розряду і, А; А та n – емпіричні константи.
Однак дана залежність добре описує
залежність ємності АБ від нормованого струму
розряду при середніх режимах, а при великих та
малих швидкостях дає найбільші похибки. Зва-
жаючи на це, використавши програмне середо-
вище Microsoft Excel побудовано лінію тренда,
яка дозволяє встановити наближену залежність
Сн = f(I) з коефіцієнтом кореляції 0,9884. В
результаті аналізу отримано логарифмічну
залежність у вигляді наступного рівняння:
443,40ln57,22 iіС . (3)
Це необхідно враховувати при використанні
даного типу акумуляторів як джерела живлення
електромобілів у різних режимах руху транс-
портного засобу і відповідно навантаження АБ.
Рис. 2. Залежність ємності свинцево-кислотного акумулятора від нормованого струму розряду.
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 18
Залежність ємності СКАБ акумулятора від
температури описується за відомою залежністю:
121
2
1 tt
C
С t
t
, (4)
де α – температурний коефіцієнт ємності.
Робота катоду в СК акумуляторі описується
наступним рівнянням:
2 4
ЗАРЯД-РОЗРЯД
4 2
PbO HSO 3Н
2 PbSO 2H O.е
(5)
Значення стандартного електродного
потенціалу Е0 залежить від кристалічної
модифікації діоксиду свинцю і при стандартних
умовах (25°С, 760 мм.рт.ст.) для α-PbO2: Е0 =
1,6871 В, а для β-PbO2: Е0 = 1,6971 В.
Активна маса катоду складається з діоксиду
свинцю який може існувати в двох кристалічних
модифікаціях: ромбічній (α-PbO2) та
тетрагональній (β-PbO2). Утворення α-PbO2
пов’язане з відносно малою кислотністю середо-
вища у внутрішніх шарах (у порах) позитивних
електродів, що достатньо добре ілюструє
діаграма Пурбе системи Pb – Н2SO4 – Н2О
(рис. 3) [2]. Аналіз даної діаграми дозволяє про-
гнозувати можливі варіанти утворення тієї чи
іншої модифікації PbO2 при різних значеннях рН
середовища. Наприклад, за умови проведення
зарядження повністю розрядженої СКАБ, коли
концентрація Н2SO4 в розчині електроліту дуже
зменшилась через утворення PbSO4 та Н2О, імо-
вірність утворення ромбічної модифікації α-PbO2
буде вищою, ніж утворення β-PbO2. В той же час
імовірність утворення тетрагональної β-PbO2 бу-
де вищою в періоди зниження рН середовища,
тобто коли акумулятор даної електрохімічної
системи буде заряджатись у кінцевій фазі проце-
су заряду.
Крім рН електроліту, впливати на фазовий
склад діоксиду свинцю може також швидкість
процесу його отримання, тобто густина струму та
концентрація солі свинцю в розчині електроліту.
Як показано в [1], ромбічна модифікація α-PbO2
може отримуватись у чистому виді при рН
електроліту 3,8-4,8 (рис. 4) за умови малих гус-
тин струму на електроді. Дану особливість
необхідно враховувати в кінцеві періоди заряду
СКАБ, які проходять при малих струмах.
Рис. 3. Залежність рівноважних потенціалів φр від кислотності розчину рН в системі Pb – Н2SO4 – Н2О.
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 19
Рис. 4. Вплив умов електроосадження: концентрації
23 )(NOPbС та логарифма густини струму на фазовий склад
діоксиду свинцю.
Важливою характеристикою СКАБ є його
швидкість саморозряду, і для діоксид-свинцевого
електрода вона описується наступним рівнянням:
2 4 4 2 2
1PbO HSO Н PbSO H O О
2
. (6)
Швидкість саморозряду даного електрода
визначається перенапругою виділення кисню на
ньому. Відносно низьке значення перенапруги на
α-PbO2 у порівнянні з β-PbO2 обумовлює більшу
швидкість самочинного відновлення даної
модифікації. Саморозряд тетрагональної β-PbO2
відбувається удвічі повільніше, ніж саморозряд
α-PbO2. Враховуючи, що в процесі експлуатації
(напрацюванні циклів "заряд-розряд")
відбувається поступове перетворення α-PbO2 у β-
PbO2, швидкість саморозряду даного електрода в
цілому зменшується по мірі експлуатації акуму-
лятора.
Електрохімічний напівпроцес на свинцевому
електроді (аноді) описується наступним
рівнянням:
4 4Pb HSO PbSO H 2е . (7)
Згідно рівняння Нернста, по мірі заряду да-
ного електрода і акумулятора відповідно відбува-
ється зростання концентрації сульфат-іонів, що в
свою чергу приводить до зміщення рівноважного
потенціалу у від’ємну сторону.
Саморозряд свинцевого електрода зазвичай
визначає саморозряд акумулятора в цілому і
описується наступними рівняннями:
2 4 4 2Pb H SO PbSO H ; (8)
2 4 2 4 2
1Pb H SO О PbSO 2H О
2
. (9)
Для заряду СКАБ на практиці використову-
ють наступні методи:
- заряд при постійній напрузі є основним мето-
дом для АБ, що працюють у циклічному режимі;
- заряд при постійній напрузі та постійному
струмі полягає в початковому заряді при струмі
0,4Сн, а потім контролюють величину напруги
одиничного елемента, яка до кінця заряду при
температурі 20-25ºС повинна складати 2,45 В;
- двоступінчастий заряд при постійній
напрузі дозволяє скоротити час заряду при
переході від робочого режиму в режим
очікування, до стану компенсаційного підзаряду
при малій величині струму заряду. Даний метод
не можна використовувати у випадку, коли бата-
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 20
рея працює в буферному режимі з навантажен-
ням (тобто якщо навантаження з’єднане пара-
лельно з батареєю);
- компенсуючий заряд найчастіше застосо-
вують на заключній стадії процесу заряду. Мож-
ливе його використання як основного при роботі
свинцево-кислотних АБ в режимі очікування;
- плаваючий заряд – це метод заряду, при
якому акумуляторна батарея під’єднана пара-
лельно до навантаження і зарядження проводить-
ся постійно;
- багатоступінчастий заряд відбувається в
три етапи: заряд постійним струмом, основний
заряд та компенсуючий заряд;
- відновлюючий заряд використовується у
випадках глибокого розряду АБ. Його необхідно
проводити якомога швидше, оскільки зберігання
сильно розрядженої свинцево-кислотної батареї
призведе до сульфітації її пластин і зниження
ємності або навіть до повного виходу з ладу;
- імпульсний заряд прямокутними
імпульсами дозволяє прискорити процес форму-
вання електродних матеріалів у АБ;
- асиметричний імпульсний заряд має дво-
фазний характер і складається з трьох
компонентів: імпульсу, що власне заряджає, на-
ступного за ним короткого імпульсу оберненої
спрямованості, що деполяризує, і періоду, що
стабілізує.
Як показує практика, в існуючих системах
електроживлення на основі вітро- та фотоелек-
тричних установок найчастіше використовують
традиційні зарядні пристрої, що проводять за-
рядження акумуляторних батарей при постійній
напрузі [3]. Однак для зарядження
електромобілів даний метод є актуальним зазви-
чай у нічний період, коли власник електричного
транспортного засобу не користується ним. Од-
нак у випадках руху електромобілів на значні
відстані із обмеженням часу на подолання
заданої відстані нічного заряду може не вистачи-
ти, і в такому випадку необхідне застосування
методів швидкого зарядження акумуляторних
батарей від вітроелектричних, фотоелектричних
чи комплексних зарядних станцій. Реалізація
швидкого заряду можлива за умови наявності
достатньої потужності джерела, однак на
практиці виникають ситуації, коли вихідна
потужність установок на основі відновлюваних
джерел енергії є недостатньою для здійснення
процесу швидкого заряду (відсутність або
неномінальні значення відновлюваних
енергоресурсів, а саме швидкості вітру чи
інтенсивності сонячної радіації), а енергія, що
виробляється в таких умовах, може бути недос-
татньою для здійснення швидкого заряду. Дане
питання потребує більш глибокого аналізу та
пошуку нових методів зарядження та технічних
рішень [4, 5].
Особливості роботи лужних нікель-
залізних акумуляторних батарей. Подальший
пошук альтернативних варіантів надійного аку-
мулятора для електромобіля з метою покращення
технічних, енергетичних та екологічних характе-
ристик автономного джерела живлення припадає
на відкриття Томаса Едісона в 1901 р., коли ним
було створено нікель-залізне вторинне джерело
енергії. Вже на початку XX століття даний тип
акумуляторів почали використовували для таких
електромобілів, як Detroit Electric та Baker
Electric 6.
Електрохімічна система нікель-залізного
акумулятора складається з оксидно-нікелевого
катода, залізного анода та лужного електроліту.
Основний струмоутворюючий процес даного
акумулятора описується наступним рівнянням:
ЗАРЯД-РОЗРЯД
2 2 2
Fe 2NiOOH
2H O Fe OH 2Ni OH .
(10)
На відміну від свинцево-кислотної АБ, в ні-
кель-залізних (НЗ) акумуляторах по мірі прохо-
дження процесу розряду відбувається витрата
води, в той час як власне електроліт (зазвичай
використовують луги NaOH або KOH) відповідає
лише за перенесення заряду через межу поділу
фаз "провідник першого роду – провідник друго-
го роду".
Напівпроцес на катоді даної електрохімічної
системи в загальному випадку описується на-
ступним рівнянням:
2
ЗАРЯД-РОЗРЯД
2
NiOOH H O
Ni OH ОН .е
(11)
Механізм даного напівпроцесу є значно
складнішим, що обумовлено, в першу чергу,
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 21
твердофазним характером процесу, існуванням β-
та γ-модифікацій NiOOH, а також утворенням
при зарядженні оксидів зі ступенем окислення
нікелю більше ніж +3.
Електропровідність гідрооксиду NiOOH зна-
чно вища електропровідності Ni(OH)2, тому про-
цес відновлення NiOOH потрібно вести не біль-
ше, ніж на 80%. Модифікація β-NiOOH має одна-
кову з β-Ni(OH)2 гексагональну кристалічну ре-
шітку, тому при заряді та розряді не відбувається
зміни решітки і деформації електрода. При висо-
ких концентрація лугу або високих зарядних
струмах можливе утворення γ-NiOOH, який має
меншу густину та викликає набухання (збіль-
шення об’єму, роздування) електрода.
Після отримання близько половини зарядної
ємності на оксидно-нікелевому електроді розпо-
чинається побічний процес із виділенням кисню
за наступною реакцією:
2 24OH О 2Н О 4е . (12)
Вищі оксиди нікелю, утворення яких має мі-
сце при зарядженні нікель-залізного акумулято-
ра, після закінчення відміченого процесу почи-
нають поступово розкладатися з виділенням кис-
ню, що є однією з причин швидкого саморозряду
свіжозаряджених оксидно-нікелевих електродів.
Для виготовлення анода нікель-залізного
акумулятора використовуються гематит (Fe2O3)
або магнетит (Fe3O4), а також термічно
відновлене залізо. Напівпроцес на аноді
описується наступними рівняннями:
ЗАРЯД-РОЗРЯД
2 2Fe OH HFeO H О ,e (13)
ЗАРЯД-РОЗРЯД
2 2 2HFeO H O Fe OH ОH .(14)
Складність анодного процесу пояснюється
діаграмою Пурбе системи Fe – Н2О. (рис. 5) 7.
Аналіз даної діаграми дозволяє прогнозувати
можливі варіанти утворення тієї чи іншої форми
гідрооксиду заліза (Fe(OH)2 чи Fe(OH)3) в
залежності від зміни рН середовища, або
потенціалу на електроді. Зокрема, заряд анода
необхідно проводити будь-яким із застосовува-
них методів за умови, що рН приелектродного
простору буде більше 9,5, а зміна потенціалу
електрода коливатись у межах (мінус 0,4 ÷ мінус
1,1) В. При більш високих значеннях потенціалу
(до +0,4 В) на електроді можливе окислення
заліза до ступеня окислення +3 з утворенням
трьохосновного гідрооксиду Fe(OH)3, а при
більших електродних потенціалах у заданому
діапазоні рН можливе утворення аніонів FeO4
2-,
що в кінцевому результаті призводитиме до мож-
ливого виходу з ладу анода. Дану особливість
необхідно враховувати при виборі методу заряд-
ження та специфіки роботи джерела енергії, від
якого здійснюватиметься заряд.
Рис. 5. Залежність рівноважних потенціалів φр від кислотності розчину рН в системі Fe – Н2О.
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 22
Залізний електрод схильний до самочинного
розчинення в розчинах лугів з виділенням водню,
що обумовлює значний практичний саморозряд
даного акумулятора. Крім реакції з виділенням
водню, можливий самочинний процес із погли-
нанням кисню. В загальному випадку процеси
саморозряду на залізному електроді описуються
наступними рівняннями:
2Fe 2H Fe H , (15)
ЗАРЯД-РОЗРЯД
2 2 2
1Fe О Н О Fe OH
2
. (16)
Згідно даних С.О. Розенцвейга, саморозряд
залізного електрода складає приблизно 40% за
місяць для чистих матеріалів та доходить до 80%
для технічного заліза.
До позитивних моментів використання луж-
ного акумулятора як тягового джерела елек-
тротранспорту є те, що всі компоненти, які утво-
рюються в процесі заряду і розряду, практично
нерозчинні в електроліті і не вступають в будь-
які хімічні реакції.
НЗАБ можуть тривалий час перебувати в
напівзарядженому і навіть у повністю розрядже-
ному стані, що абсолютно неприпустимо для
СКАБ. Лужні акумулятори мають велику пере-
вантажувальну здатність, тобто можуть працюва-
ти з великими струмами при розрядах і зарядах.
Завдяки великому внутрішньому опору коротко-
часне замикання і глибокі розряди не виводять із
ладу ці акумулятори.
Для зарядження нікель-залізних АБ на
практиці використовують наступні методи:
1. Згідно 8 заряд лужних нікель-залізних
акумуляторів проводять:
- при постійному струмі (0,2-0,25)Сн протя-
гом 6-7 год. Закінчення заряду наступає при
напрузі на кожному елементі 1,75-1,9 В, при
цьому розпочинається інтенсивне "кипіння"
електроліту в усіх елементах. Під час заряду
потрібно стежити за тим, щоб температура
електроліту не перевищувала +40°С. Для зни-
ження температури зменшують зарядний струм;
- при постійній напрузі 1,5-1,9 В протя-
гом 6-7 год.
2. Посилений заряд лужних нікель-залізних
акумуляторів проводять при 12-годинному
режимі номінальним зарядним струмом 0,25Сн.
Даний режим застосовують:
- при введенні в експлуатацію акумулятора;
- через кожні десять циклів "заряд-розряд" і раз
на місяць у разі нерегулярної роботи акумулятора;
- після заміни електроліту в акумуляторі;
- після глибокого розряду нижче допустимо-
го кінцевого значення напруги;
- після заряду слабким струмом, який прово-
дився з перервами 16 годин і більше.
3. Прискорений режим зарядження 2,4 годи-
ни силою струму в два рази більше номінальної і 2
години – номінальною силою струму.
- імпульсний заряд прямокутними
імпульсами дозволяє прискорити процес форму-
вання електродних матеріалів у АБ;
- асиметричний імпульсний заряд має дво-
фазний характер і складається з трьох
компонентів: імпульсу, що власне заряджає, на-
ступного за ним короткого імпульсу оберненої
спрямованості, що деполяризує, і періоду, що
стабілізує.
Застосування прискорених режимів заряду
від установок на основі відновлюваних джерел
енергії потребує додаткових досліджень не
тільки через стохастичну особливість роботи да-
них джерел енергії, але й через фактор
інтенсивного газовиділення при заряді даних АБ
високими струмами.
В роботі 9 запропонований спосіб заряду НЗ
батарей двоступінчастим струмом постійної вели-
чини з контролем ступеня заряду і з перемиканням
струму заряду в залежності від температури і на-
пруги батареї, заснований на результатах випробу-
вань тепловозних НЗ батарей на стенді і на
тепловозі, спрямований на збільшення терміну
служби цих батарей. В результаті проведених
експериментів та теоретичного аналізу визначено,
що для заряду тепловозних НЗ батарей в експлу-
атації раціональним є заряд номінальним струмом,
чисельно рівним 0,25Сн з переходом на струм
0,04Сн при ступенях заряду 0,7-0,8 від номінальної
ємності батареї. Проте даний метод не може засто-
совуватись за умови обмеження часу заряду
акумуляторів даної електрохімічної системи.
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 23
Застосування нікель-залізних акумуляторних
батарей на електротранспорті актуальне, однак
зарядження акумуляторів розглянутими вище
методами базується на використанні
стаціонарного джерела живлення. Заряд даних
акумуляторів від станцій на основі
відновлюваних джерел енергії (вітро-
електричних, фотоелектричних чи комплексних)
досліджений не в повній мірі. У випадках руху
електротранспортних засобів на значні відстані з
обмеженням часу на подолання заданої відстані
можливе виникнення необхідності у застосуванні
швидкого зарядження акумуляторних батарей від
станцій на основі ВДЕ. Різні режими роботи
електротранспортних засобів з нікель-залізними
АБ ставлять питання пошуку можливих нових
варіантів зарядження та технічних рішень для їх
реалізації з урахування специфіки роботи стохас-
тичних джерел виробітку електричної енергії та
забезпечення показника гарантованого заряду.
Висновки. 1. Широке використання свинце-
во-кислотних та нікель-залізних акумуляторних
батарей на електромобілях різного
функціонального призначення стимулює пошук
нових методів зарядження даних акумуляторних
батарей, в тому числі і від установок на основі
відновлюваних джерел енергії.
2. При розробленні зарядних станцій
електромобілів на основі відновлюваних джерел
енергії необхідне комплексне вирішення питань,
що враховуватимуть: режими роботи транспорт-
ного засобу, специфіку методу зарядження та
можливості його реалізації на установках зі сто-
хастичним виробітком енергії, специфіку
електрохімічних процесів, що реалізуються в тій
чи іншій електрохімічній системі під час циклу
"заряд-розряд".
1. Химические источники тока: Справочник / Под
редакцией Н.В. Коровина и А.М. Скудина. – М. : Издатель-
ство МЭИ, 2003. – 740 с.
2. Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория ак-
кумулятора. Л., "Энергия", 1975. – 312 с.
3. Будько В. І. Зарядно-тренувальний пристрій для
свинцево-кислотних акумуляторів / В. І. Будько, І. С. Коч-
ков, О. І. Кочков // Відновлювана енергетика. – 2008. – № 2.
– С. 9 – 14.
4. Метод зарядки химических источников тока в со-
ставе фотоэлектрической установки / В. А. Дзензерский, С.
В. Плаксин, Н. Е. Житник, Л. М. Погорелая // Електротехніка та
електроенергетика. – 2009. – № 2. – С. 73 – 77.
5. Бекиров Э.А. Некоторые условия оптимального
отбора энергии фотобатарей и электрохимических аккуму-
ляторов в нагрузку / Э. А. Бекиров, В. Ф. Резцов, Т. В. Сур-
жик, В. И. Шевчук // Відновлювана енергетика. – 2007. – №
1. – С. 20 – 23.
6. BU-1002: Electric Powertrain, then and now. [Елек-
тронний ресурс] – Режим доступу:
http://batteryuniversity.com/learn/article/batteries_for_transporta
tion_aerospace.
7. Справочник химика. Том 3. Химическое равнове-
сие и кинетика, свойства растворов, электродные процессы /
Под ред. Б.П. Никольского — М.-Л.: Химия, 1965 – 1005 с.
8. Аккумуляторы щелочные никель-железные тяго-
вые общие технические условия ГОСТ 26500-85 Издание
официальное. Издательство стандартов. Москва 1985, 28 с.
9. Каусс Я.Я. Выбор режимов заряда щелочных ни-
кель-железных тепловозных батарей: дис. канд.техн.наук:
05.05.01 / Янис Янович Каусс ; Ленинградский Ордена Ле-
нина Институт инженеров железнодорожного транспорта
имени академика Н.В.Образцова. – Л., 1984. – 138 с.
REFERENCES
1. Chemical conductors Sources: Directory / Under the
editors N.V. Korovin and A. M. Skudyn. – M . : MEI Publish-
ing, 2003. – 740 p.
2. Dasoyan M.A., Ahuf I.A. Modern theory accumulator.
L., "Energy", 1975. – 312 p.
3. Budko V.I. Charging-training device for the lead-acid
battery / V.I. Budko, I.S. Kochkov, A.I. Kochkov // Renewable
Energy. – 2008. – № 2. – P. 9 – 14.
4. The method of charging chemical sources conductors
in fotoэlektrycheskoy proof installation / V.A. Dzenzerskyy,
S.V. Plaksyn, N.E. Zhytnik, L.M. Pohorelaya // Electronics and
electricity. – 2009. – № 2. – P. 73 – 77.
5. Bekirov E.A. Some conditions for the optimal selec-
tion of the energy of photobatars and electrochemical accumula-
tors in a load / E.A. Bekirov, V.F. Reztsov, T.V. Surzhik, V.I.
Shevchuk // Energetics. – 2007. – №1. – P. 20 – 23.
6. BU-1002: Electric Powertrain, then and now. Internet
resource. Access mode: http://batteryuniversity.com/
learn/article/batteries_for_transportation_aerospace.
7. Handbook of the chemist. Volume 3. Chemical equi-
librium and kinetics, properties of solutions, electrode processes,
Ed. B.P. Nikolsky – M.-L .: Chemistry, 1965 – 1005 p.
8. Accumulators alkaline nickel-iron traction general
specifications GOST 26500-85 Official edition. Publishing
house of standards. Moscow 1985, 28 p.
9. Kauss J.J. Choice of charge modes for alkaline
nickel-iron diesel batteries: dis. Cand. Tech. Sciences: 05.05.01 /
Janis Janovich Kauss; Leningrad Order of Lenin Institute of
Railway Transport Engineers named after academician N.V.
Obraztsov. – L., 1984. – 138 p.
КОМПЛЕКСНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ СИСТЕМИ НА ОСНОВІ ВДЕ ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 1 24
В.И.Будько, канд.техн.наук (Национальный технический
университет Украины "Киевский политехнический институт
им. Игоря Сикорского", Институт возобновляемой энерге-
тики НАН Украины, Киев)
Анализ особенностей работы и специфики зарядных ре-
жимов свинцово-кислотных и никель-железных аккуму-
ляторных батарей
В работе рассмотрены теоретические вопросы электро-
химических превращений в свинцово-кислотных и никель-
железных аккумуляторных батареях. Проанализировано
влияние применения различных режимов зарядки аккумуля-
торных батарей на их технические характеристики. От-
мечена необходимость более глубокого анализа и исследова-
ния процессов зарядки аккумуляторных батарей от уста-
новок на основе возобновляемых источников энергии с целью
учета фактора случайности при разработке и проектиро-
вании автономных зарядных станций электромобилей.
Библ. 9, рис. 5.
Ключевые слова: аккумуляторная батарея, электромобиль,
фотоэлектрическая станция, ветроэлектрическая стан-
ция, метод зарядки.
Budko V., candidate of technical sciences, docent (National
Technical University of Ukraine "Igor Sykorsky Kyiv Polytech-
nic Institute", Institute of Renewable Energy National Academy
of Sciences of Ukraine, Kyiv)
Analysis and features work modes specifics charger lead-acid
and nickel-iron batteries
The work has been devoted to the theoretical question of electro-
chemical changes in lead-acid and nickel-iron batteries. The
influence of the use of different modes of charging batteries on
their specifications. The noted the need for more in-depth analy-
sis and research processes of charging battery systems based on
renewable energy, in order to reflect the randomness factor in
the development and design of autonomous eletromobiles charge
stations. References 9, figures 5.
Keywords: the battery, electromobile, photovoltaic plant, wind
power plant, charge mode.
SYNOPSIS
This work is devoted to the analysis of lead-acid and nickel-iron
electrochemical batteries used in electric transport vehicles of
different functions. It is noted that these classical methods of
charging the traction power supply based on use at a charge of
electricity from the central grid. Given the specifics of elektro-
transpornyh means, on the one hand, and the need to increase the
share of renewable energy in generating electricity from another
question in the search and development of new technical solu-
tions for stand-alone charging stations based on photovoltaic,
wind power plants or complex. Battery systems with stochastic
output power not affect the central grid and will increase the
output of clean energy to charge electric transport vehicles.
Стаття надійшла до редакції 14.03.17
Остаточна версія 16.03.17
|
| id | veorgua-article-75 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:03:22Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/b3/74379a89ac89bd5380a2d47b5230b1b3.pdf |
| spelling | veorgua-article-752026-07-18T06:32:08Z Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries Анализ особенностей работы и специфики зарядных ре- жимов свинцово-кислотных и никель-железных аккумуляторных батарей Аналіз особливостей роботи та специфіки зарядних режимів свинцево-кислотних та нікель-залізних акумуляторних батарей Budko, V. battery electromobile photovoltaic plant wind power plant charge mode акумуляторна батарея електромобіль фотоелектрична станція вітроелектрична станція метод зарядження аккумуляторная батарея электромобиль фотоэлектрическая станция ветроэлектрическая станция метод зарядки This work is devoted to the analysis of lead-acid and nickel-iron electrochemical batteries used in electric transport vehicles of different functions. It is noted that these classical methods of charging the traction power supply based on use at a charge of electricity from the central grid. Given the specifics of electric vehicles, on the one hand, and the need to increase the share of renewable energy in generating electricity from another question in the search and development of new technical solutionsfor stand-alone charging stations based on photovoltaic, wind power plants or complex. Battery systems with the stochastic output power not affect the central grid and will increase the output of clean energy to charge electric transport vehicles. В работе рассмотрены теоретические вопросы электро-химических превращений в свинцово-кислотных и никель-железных аккумуляторных батареях. Проанализировановлияние применения различных режимов зарядки аккумуля-торных батарей на их технические характеристики. От-мечена необходимость более глубокого анализа и исследова-ния процессов зарядки аккумуляторных батарей от уста-новок на основе возобновляемых источников энергии с цельюучета фактора случайности при разработке и проектиро-вании автономных зарядных станций электромобилей. В роботі розглянуті теоретичні питання електрохімічних перетворень у свинцево-кислотних та нікель-залізних акумуляторних батареях. Проаналізовано вплив застосування різних режимів зарядження акумуляторних батарей на їх технічні характеристики. Відмічена необхідність більш глибокого аналізу та дослідження процесів зарядження акумуляторних батарей від установок на основі відновлюваних джерел енергії з метою врахування фактора випадковості при розробці та проектуванні автономних зарядних станцій електромобілів. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2017-03-16 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/75 Vidnovluvana energetika ; No. 1 (48) (2017): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 17-24 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1 (48) (2017): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 17-24 Відновлювана енергетика; № 1 (48) (2017): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 17-24 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/75/48 Copyright (c) 2017 V. Budko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | battery electromobile photovoltaic plant wind power plant charge mode Budko, V. Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| title | Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| title_alt | Анализ особенностей работы и специфики зарядных ре- жимов свинцово-кислотных и никель-железных аккумуляторных батарей Аналіз особливостей роботи та специфіки зарядних режимів свинцево-кислотних та нікель-залізних акумуляторних батарей |
| title_full | Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| title_fullStr | Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| title_full_unstemmed | Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| title_short | Analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| title_sort | analysis and features work modes specifics charger lead-acid and nickel-iron batteries |
| topic | battery electromobile photovoltaic plant wind power plant charge mode |
| topic_facet | battery electromobile photovoltaic plant wind power plant charge mode акумуляторна батарея електромобіль фотоелектрична станція вітроелектрична станція метод зарядження аккумуляторная батарея электромобиль фотоэлектрическая станция ветроэлектрическая станция метод зарядки |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/75 |
| work_keys_str_mv | AT budkov analysisandfeaturesworkmodesspecificschargerleadacidandnickelironbatteries AT budkov analizosobennostejrabotyispecifikizarâdnyhrežimovsvincovokislotnyhinikelʹželeznyhakkumulâtornyhbatarej AT budkov analízosoblivostejrobotitaspecifíkizarâdnihrežimívsvincevokislotnihtaníkelʹzalíznihakumulâtornihbatarej |