Как повысить плотность аккумулятора автомобиля: Как повысить плотность электролита в аккумуляторе. Самостоятельно, зарядным устройством и без него. Простые шаги

Как самостоятельно поднять плотность электролита АКБ? — Иксора

Вне зависимости от сезона и погодных условий можно столкнуться с проблемой в работе аккумуляторной батареи автомобиля. При потере аккумулятором заряда, многие водители используют термин «плотность аккумулятора», подразумевая под ним плотность электролита, залитого в сам источник питания. Это показателя плотности электролита зависит работа самого АКБ, его возможность к подзарядке и сохранению энергии.

АКБ может разрядиться по многим причинам. Чаще всего это происходит по невнимательности водителя, оставившего фары или аудиосистему работающими при выключенном зажигании.

Полностью разрядившуюся аккумуляторную батарею часто невозможно зарядить, если проблема является следствием снижения плотности залитого в устройство электролита.

Почему снижается плотность электролита?

Электролит АКБ представляет собой смесь дистиллированной воды, объем которой составляет около 65% от общего объема раствора, и серной кислоты (объем составляет около 35%). Рабочая жидкость является катализатором электрохимического процесса и заставляет работать АКБ. Электролит также обладает определенной плотностью, которая в зависимости от объема заряда батареи может повышаться или снижаться.

Многие автовладельцы для поддержания объема электролита на оптимальном уровне доливают внутрь батареи дистиллированную воду. Подобные действия приводят к изменению плотности раствора. Дело в том, что при заливе дистиллированной воды и последующей подзарядке батареи электролит выкипает, и плотность раствора снижается. Если показатель плотности падает до критического значения, автомобиль уже не получится завести. Для решения проблемы необходимо повысить плотность раствора электролита в аккумуляторной батарее.

Как повысить плотность электролита в АКБ?

Плотность раствора электролита в АКБ возможно повысить своими силами, без обращения в автосервис. Перед началом работ следует провести предварительную подготовку:

• подготовьте емкости для слива части электролита из АКБ;
• также нужны перчатки, защитные очки и одежда, которые защитят от попадания на кожу серной кислоты;
• подготовьте инструменты, которые понадобятся в работе: ареометр, клизма-груша, мерный стакан, воронка;
• дополнительно потребуются расходные материалы: дистиллированная вода, аккумуляторная кислота или уже готовый электролит.

Для того, чтобы поднять плотность электролита в АКБ, потребуется полностью заменить раствор. Для выполнения процедуры, следуйте нашим инструкциям. Обратите внимание на то, что заменить электролит возможно только в аккумуляторах разборного типа.

1. Снимите АКБ с автомобиля.
2. Снимите защиту аккумулятора, открутите пробки с банок.
3. С помощью клизмы выкачайте старый электролит из аккумулятора через отверстие одной из банок.
4. Прочистите пластины аккумулятора от остатков электролита с помощью дистиллированной воды. Для этого залейте воду в каждую банку АКБ, протрясите батарею с водой внутри и слейте раствор.
5. Приступайте к заливу нового электролита. Процедура значительно проще, если вы приобрели уже готовый раствор, его достаточно залить с помощью воронки до отмеченных границ в каждую банку. Если вы покупали отдельно дистиллированную воду и аккумуляторную кислоту, необходимо предварительно подготовить раствор с плотностью 1,27-1,28 гр/см.куб.
6. Закройте банки и приступите к подзарядке батареи по циклу «зарядка-разрядка» при силе тока не более 0,1 Ампер до момента пока плотность электролита не достигнет рабочих значений. АКБ можно начинать использовать после того, как на концах клемм появится значение в 14 Вольт.

Необходимо с осторожностью подходить к процессу самостоятельной замены электролита в АКБ и соблюдать все меры предосторожности. Раствор электролита вреден не только при попадании на кожу, но и при попадании в дыхательные пути, поэтому проводите процедуру только в хорошо проветриваемых помещениях.

В магазине IXORA вы можете найти АКБ, который подходит именно вашему автомобилю. Квалифицированные менеджеры обязательно помогут сделать правильный выбор, ответят на все ваши вопросы. Обращайтесь, это выгодно и удобно.   

Производитель	Номер детали	Название детали
FURUKAWA	55B24L	Аккумулятор малообслуживаемый B/L 12V 45 [36] 242x130x200 Super Nova
FURUKAWA	80D26L	Аккумулятор малообслуживаемый A/L 12V 68 [55] 261x175x200 Super Nova
TITAN	6CT551L	Аккумулятор TITAN 470 Standart 6СТ-55. 1 L
TITAN	6CT600L	Аккумулятор TITAN 540 Standart 6СТ-60.0 L
TITAN	6CT601L	Аккумулятор TITAN 540 Standart 6СТ-60.1 L
TITAN	6CT621L	Аккумулятор TITAN 570 Standart 6СТ-62.1 L
TITAN	6CT751L	Аккумулятор TITAN 700 Standart 6СТ-75.1 L
FURUKAWA	40B19L	Аккумулятор малообслуживаемый B/L 12V 37 [30] 190x130x200 Super Nova
FURUKAWA	40B19R	Аккумулятор малообслуживаемый B/R 12V 37 [30] 190x130x200 Super Nova
FURUKAWA	105D31L	Аккумулятор обслуживаемый A/L 12V 80 [64] 306x173x200 FH High Grade
FURUKAWA	105D31R	Аккумулятор обслуживаемый A/R 12V 80 [64] 306x173x200 FH High Grade
TITAN	6CT561VL	Аккумулятор TITAN 530 Euro Silver 6СТ-56.1 VL
TITAN	6CT1351L	Аккумулятор TITAN 880 Standart 6СТ-135. 1 L
FURUKAWA	46B24R	Аккумулятор малообслуживаемый B/R 12V 45 [36] 242x130x200 Super Nova
TITAN	6CT951VLEUS	Аккумулятор TITAN 920 Euro Silver 6СТ-95.1 VL
FURUKAWA	75D23R	Аккумулятор малообслуживаемый A/R 12V 65 [52] 232x173x200 Super Nova
TITAN	6CT550L	Аккумулятор TITAN 470 Standart 6СТ-55.0 L
TITAN	6CT620L	Аккумулятор TITAN 570 Standart 6СТ-62.0 L

Полезная информация:

• Почему горит лампочка зарядки аккумулятора: причины и неисправности
• «Три кита» по уходу за аккумулятором автомобиля
• Импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов

Получить профессиональную консультацию при подборе товара можно, позвонив по телефону 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный). 

Как поднять плотность в аккумуляторе (почему электролит падает ниже нормы)

Содержание

1. Почему падает плотность электролита в аккумуляторе
2. Домашние способы повышения плотности
3. Что делать, если плотность ниже минимума

Контроль состояния электролита – важная сервисная операция, позволяющая содержать аккумулятор автомобиля в исправном состоянии. Периодические замеры плотности (удельного веса) позволяют выявить проблемы с батареей и принять предупредительные меры.

Почему падает плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита определяется соотношением его составляющих:

• серной кислоты;
• воды.

При оптимальной концентрации H₂SO₄ плотность составляет 1,27 г/ см³ (при температуре +25 град.С). Если содержание кислоты повышается, растет и плотность. При понижении концентрации H₂SO₄ плотность, соответственно, уменьшается.

Это относится и к ситуации, когда концентрация кислоты уменьшена естественным для аккумулятора путем – если АКБ не заряжена полностью. При разряде батареи в результате электрохимических реакций из серной кислоты, свинца, диоксида свинца образуются вода и сульфат свинца. При заряде реакции текут в обратном порядке. Если бы все протекало строго симметрично, то сульфат и вода полностью превращались бы в свинец, его диоксид и H₂SO₄. В реальности такого равновесия достигнуть не получается. Например, в результате недозаряда происходят два нежелательных явления:

1. Непрореагировавший сульфат свинца покрывает активную площадь пластин.
2. Исходная концентрация кислоты в электролите не восстанавливается (плотность падает).

Статья в тему: Какая должна быть плотность в автомобильном аккумуляторе

Другая распространенная причина снижения концентрации H₂SO₄ – бесконтрольный долив дистиллированной воды при снижении уровня жидкости в элементе батареи. Стремление восполнить количество жидкости «на глаз», без замера ареометром, приводит к разбавлению жидкого реагента ниже нормы.

Измерение удельного веса денсиметром.

Также удельный вес электролита может оказаться вне установленных пределов, если его замерять при температуре, заметно отличающейся от +25 град.С. При повышении температуры плотность электролита падает, а при снижении – растет, хотя соотношение кислоты и воды остается прежним. Значения параметров при различных температурах указаны в таблице.

Температура окружающей среды, град.С	-5	0	+4	+15	+25	+30	+40	+50
Напряжение полностью заряженного аккумулятора, В	12,58	12,6	12,606	12,634	12,65	12,655	12,657	12,663
Плотность электролита, г/см3	1,291	1,285	1,281	1,273	1,265	1,262	1,254	1,249

Большинство прочих проблем с жидким реагентом (последствия кипения, испарения воды из-за неплотно затянутых пробок и т.п.) ведут не к понижению, а к повышению удельного веса. Это тоже вредное явление, оно ускоряет коррозию пластин, снижая срок службы АКБ.

Домашние способы повышения плотности

Самое первое действие, которое надо предпринять, чтобы повысить плотность электролита – пополнить запас энергии до максимума. Это можно сделать любым зарядным устройством, предназначенным для 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов. Если содержание снизилось исключительно в результате разряда, этого будет достаточно для восстановления состояния электролита. Удостовериться в этом можно, измерив параметры жидкости ареометром.

Если батарея полностью заряжена, а удельный вес электролита ниже нормы даже с учетом поправки на температуру, надо увеличить его плотность до номинальной путем добавления серной кислоты. Для этих целей служит корректирующий электролит, представляющий собой 45% раствор H₂SO₄ в воде. Его удельный вес составляет от 1,34 до 1,4 г/см³, что заведомо выше потребной плотности жидкого реагента аккумулятора для любых условий.

Надо забрать из банки некоторое количество жидкости и добавить соответствующее количество кислотного раствора. Ориентировочное количество забираемого и добавляемого раствора с удельным весом 1,4 г/см³ для получения заветной цифры 1,27 г/см³ приведено в таблице.

Исходный удельный вес жидкости, г/см3	Объем удаляемой жидкости, мл	Объем добавляемого кислотного раствора, мл
1,24	173	175
1,25	118	120
1,26	65	66

Эти цифры приведены для 1 литра электролита (1000 мл), их надо умножить на объем одного элемента в литрах. Для батареи емкостью 45 А*ч он составляет 0,5 л, емкостью 55 А*ч – 0,633 л.

Для доливки кислоты удобнее и безопаснее использовать воронку.

Эта операция проводится с каждым элементом, после чего батарея ставится на зарядку на 30 минут в стандартном режиме. Это нужно для выравнивания плотности по объему банки за счет конвекционных процессов. Далее АКБ должна постоять хотя бы полчаса, после чего надо замерить удельный вес жидкого реагента. Если в одной или нескольких банках попасть в пределы не удалось, операцию надо повторить. После чего надо провести полную зарядку батареи, а лучше – контрольно-тренировочный цикл. После чего снова выполнить замер параметров электролита. При необходимости корректировку придется повторить. Работа это долгая и кропотливая, но по-другому не получится.

Что делать, если плотность ниже минимума

Если удельный вес электролита окажется ниже 1,1 г/см³, его, скорее всего, не удастся довести до нормы предложенными способами. Есть смысл полностью заменить жидкий реагент. Сделать это можно самостоятельно.

Сначала грушей (например, от денсиметра) надо как можно более полностью выбрать старый реагент из элемента. Возможно, понадобятся удлиняющие трубочки на носик, чтобы добраться до дна. Полностью слить жидкость вряд ли получится, а переворачивать АКБ вниз пробками категорически не рекомендуется – это может привести к осыпанию обмазки и окончательной гибели батареи.

Переворачивать АКБ нельзя.

Поэтому есть смысл аккуратно положить батарею набок, просверлить отверстия в дне каждого элемента (делать это надо осторожно, чтобы при выходе сверла не задеть пластины), и, вернув аккумулятор в исходное положение, дождаться вытекания электролита. Далее надо промыть два-три раза каждый элемент большим объемом дистиллированной воды и дождаться ее полного стекания. Потом отверстия надо запаять с помощью мощного паяльника и кусочков подходящего пластика. Удобно использовать в качестве донора крышки от клемм или другие неиспользуемые и декоративные элементы батареи.

Готовый жидкий реагент 1,27 г/см³.

Можно купить готовый электролит в необходимом объеме или сделать его самостоятельно. Для этого понадобится корректирующий раствор и дистиллированная вода. Приготовить жидкий реагент надо заранее, чтобы не допустить пересыхания пластин – это также может привести к осыпанию активной массы. Надо смешать компоненты до получения необходимой плотности.

Этикетка с правилами безопасной работы с корректирующим раствором 1,4 г/см3.

Чтобы получить 1 литр жидкости плотностью 1,26..1,28 см³. надо смешать 357 мл корректирующего раствора 1,4 г/см³ и 652 мл дистиллированной воды. Все операции надо проделывать в химически инертной посуде – стеклянной или пластиковой.

Лить воду в кислоту опасно.

Размешивать раствор надо стеклянной или пластиковой палочкой. Во время смешивания жидкость нагревается, поэтому надо дать ей время остыть до комнатной температуры. Далее надо измерить удельный вес. Если все в порядке, залить получившийся жидкий реагент в каждую банку до необходимого уровня и дать батарее постоять не менее часа. Потом надо полностью зарядить АКБ (или провести КТЦ) и проконтролировать параметры электролита в каждой банке. При необходимости придется провести небольшую корректировку плотности по методике, указанной выше.

После замены электролита аккумулятор надо зарядить.

Восстановленная таким образом батарея может прослужить еще некоторое время. Но срок ее службы предсказать невозможно – может год, а может быть месяц. Он зависит от состояния АКБ перед заливкой нового электролита. При сливе жидкости можно заодно провести операцию десульфатации – это повысит шансы батареи на продление жизни. Но лучше не допускать АКБ до такого состояния и вовремя принимать корректирующие меры. Своевременно поднять плотность жидкости в аккумуляторе гораздо выгоднее, чем купить новый источник питания.

Для наглядности рекомендуем тематические видеоролики.

Поднятие плотности и устранение саморазряда батареи.

Почему не повышается плотность после доливки дистиллированной воды.

Как повысить плотность электролита в автомобильном аккумуляторе

Аккумуляторная батарея в автомобиле является важной частью в его электрической схеме. Многие автолюбители сталкивались с проблемой, когда они не могли завести свой автомобиль, особенно, после длительного простоя. Связано это с тем, что аккумулятор теряет свою мощность и не может раскрутить стартер. Виной всему является понижение плотности электролита. В этой статье попробуем разобраться, как поднять его плотность своими силами.

Содержание:

• Причины снижения плотности электролитической жидкости
• Что понадобится для повышения плотности электролита
• Процедура обновления аккумулятора
• Повышение плотности с помощью зарядного устройства
• Видео

Причины снижения плотности электролитической жидкости

Определимся сначала, что такое электролит. Это вещество, проводящее электрический ток в результате распада на ионы. В аккумуляторных батареях автомобилей в качестве жидкости выступает раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Все автолюбители знают, что во время эксплуатации автомобиля периодически надо следить за уровнем жидкости в аккумуляторе. При низком уровне все доливают дистиллированную воду, но редко кто замеряет плотность раствора.

Во время пуска стартера происходит разряд АКБ, который потом восстанавливается в процессе зарядки от генератора. Во время зарядки происходит частичное выкипание электролитического раствора. Таким образом, добавляя дистиллированную воду, мы понижаем общую плотность жидкости. Очень часто происходит выкипание электролитического раствора и в результате — поломки реле зарядки генератора. При понижении плотности электролитической жидкости аккумулятор просто не сможет выдать пусковой ток для запуска стартера, и в итоге мы не сможем завести двигатель. В этом случае надо повышать плотность электролитической жидкости.

Что понадобится для повышения плотности электролита

Перед тем как приступить к восстановлению нормальной плотности, надо произвести следующие приготовления.

• Приобрести средства индивидуальной защиты (резиновые перчатки, прорезиненый фартук и очки, а лучше стеклянный щиток).
• Приготовить серную кислоту и дистиллированную воду.
• В автомагазине купить ареометр и небольшую воронку. Понадобится еще медицинская груша.
• Приготовить раствор кислоты повышенной плотности. Для этого надо приготовить подходящую емкость, обычно берут пустой корпус от старого аккумулятора. Еще одну емкость надо приготовить для отработанного раствора. В него сначала налить дистиллированную воду, а затем тонкой струйкой серную кислоту. Так как этот процесс довольно длительный, его надо произвести заранее. В результате реакции раствор будет нагреваться, поэтому надо подождать пока он полностью остынет. Показание ареометра, должно быть, при этом около 1,40 г/см³.

Весь объем старого электролита мы все равно не сможем откачать, поэтому такая плотность как раз должна нам подойти.

Процедура обновления аккумулятора

Итак, приступаем непосредственно к повышению плотности электролита в нашем аккумуляторе. Аккумуляторная батарея состоит из шести емкостей, изолированных друг от друга, поэтому процедуру ее повышения надо производить с каждой последовательно.

Не забываем надеть средства индивидуальной защиты. Затем последовательно открываем пробки всех банок. Рядом с рабочим аккумулятором ставим емкость для старого электролита.

Медицинской грушей из первой банки, желательно в мерный стакан, откачиваем отработанный электролит и сливаем в приготовленную емкость. Затем сначала в мерный стакан набираем такой же объем приготовленного электролита. В отверстие банки вставляем воронку и заливаем электролит повышенной плотности. Затем замеряем ее ареометром. Если она ниже нормативного показателя, то повторяем всю процедуру заново. То есть откачиваем получившуюся смесь и опять добавляем электролитическую жидкость. Если мы делаем эту процедуру летом, то надо будет вывести летнюю норму 1,25—1,27 г/см³. Для зимы ее надо будет поднять до 1,28—1,30 г/см³, в зависимости от климатических условий.

Некоторые нюансы, которые обязательно надо запомнить:

• плотность электролита замеряется у полностью заряженной аккумуляторной батареи, потому что в этом случае показания ее не изменяются;
• показания ареометра в каждой банке не должны отличаться более чем на 0,01 г/см³;
• нельзя переворачивать аккумулятор, чтобы не получить короткого замыкания;
• после замены электролитической жидкости надо произвести кратковременную зарядку аккумулятора для лучшего размешивания раствора.

Повышение плотности с помощью зарядного устройства

Если вы столкнулись с тем, что у вас очень маленькое показание ареометра, допустим, ниже 1,18 г/см³, то способ, описанный выше, нам не поможет. В этом случае нам придется воспользоваться не электролитом, а серной кислотой. То есть, откачав из банки отработанную электролитическую жидкость, взамен надо будет влить кислоту. Делать это надо очень осторожно.

Повысить плотность можно и с помощью зарядного устройства, но это очень длительный процесс. Аккумулятор надо поставить на зарядку, выставив минимальное значение тока подзарядки. Со временем аккумулятор закипит и дистиллированная вода начнет испаряться. Вместо нее надо добавлять электролит.

Если у вас аккумулятор давно в эксплуатации, есть еще способ продлить ему жизнь. Это способ полной замены старого электролита на новый. Для этого надо откачать грушей старый электролит. Затем аккумулятор аккуратно положить набок. Внизу каждой банки дрелью просверлить отверстия. Через них слить оставшуюся часть жидкости. Затем, чтобы промыть батарею, залить дистиллированную воду в каждую банку и слить. Далее, берем пластмассу со старых корпусов батарей и с помощью паяльника запаиваем все шесть отверстий. Заливаем нормальную электролитическую жидкость и ставим аккумулятор на зарядку. Такой аккумулятор долго не проработает, но до покупки нового должен еще послужить.

Видео

Из этого видео вы узнаете, как самостоятельно повысить плотность электролита в аккумуляторе.

Как повысить плотность аккумулятора автомобиля в домашних условиях

Главная » Разное » Как повысить плотность аккумулятора автомобиля в домашних условиях

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

У грамотного владельца автомобиля аккумулятор всегда заряжен. Владение знаниями и навыками проверки плотности электролита гарантирует отсутствие неприятностей при старте двигателя и работе сигнализации.

Важность аккумулятора в системе обеспечения функционирования автомобиля нельзя переоценить. Сам запуск двигателя, в первую очередь, зависит от стабильной работы аккумулятора. Одной из причин внезапной или несвоевременной разрядки АКБ является отклонение значения параметра густоты электролита от нормы.

Содержание статьи

Какая должна быть концентрация кислоты?

Плотность отражает отношение массовой доли серной кислоты и дистиллированной воды в составе электролита.

Требуемое соотношение – 1:2, в процентах это выглядит как 35%/65%. Более привычным для автомобилистов и специалистов по обслуживанию является измерение в граммах на кубический сантиметр (г/см³).

Измеряется показатель специальным прибором — ареометром. Показания в диапазоне 1,27-1,29 г/см³ говорят о нормальной плотности, обеспечивающей стабильную работу аккумулятора.

Важно! Именно благодаря наличию электролита строго определенной плотности происходит накопление заряда.

Аккумуляторная батарея – это последовательно подключенные изолированные друг от друга отсеки, в которых загружены пластины-электроды (плюс и минус). Каждый отсек генерирует такое напряжение, которое в сумме составляет примерно 12 вольт.

Почему падает насыщенность раствора в АКБ

Изменения концентрации электролита во время использования АКБ закономерно. Основными причинами падения значения параметра являются:

1. Испарение раствора в результате закипания, которое может произойти при долгой зарядке;
2. Просачивание жидкости через пробки на корпус, когда автомобиль эксплуатируется на дорогах с ухабами или на бездорожье;
3. Разрядка АКБ, которая приводит к оседанию серной кислоты на пластинах ( сульфатация)

Подробно рассмотрим почему падает плотность:

Испарение электролита. Обычно это длительный процесс, который продолжительное время позволяет АКБ работать, обеспечивая двигатель питанием, но он может быть стремительным, в случае закипания жидкости.

Аккумулятор у большинства автомобилей располагается рядом с двигателем. Нагрев устройства происходит естественным образом во время работы двигателя. В летний период, когда температура окружающей среды способствует скорейшему испарению жидкостей, следует проверять плотность электролита еженедельно.

При испарении достаточным действием является доливание дистиллированной воды в банки АКБ, поскольку испариться может только вода. Обязательной должна стать процедура перемешивания добавленной воды с имеющимся в банках раствором кислоты. Крайне важным этот процесс становится в период холодов, когда вода может замерзнуть.

Вытекание. Если замечено выплескивание или вытекание из отсеков аккумулятора смеси кислоты и дистиллированной воды, следует доливать электролит. Предварительно важно удалить с поверхности АКБ пролитый электролит при помощи чистой ветоши, раствором кальцинированной соды или нашатырным спиртом. Верхнюю часть корпуса батареи необходимо содержать в чистоте всегда.

Механическая очистка производится щеткой, имеющей жесткую щетину, исключая попадание устройства грязи.. Разрядка аккумулятора приводит к появлению на пластинах кристаллов сульфата свинца. Продолжительное отсутствие зарядки усугубляет ситуацию – кристаллы увеличиваются в размерах, покрывая всю поверхность металла. Это приводит в невозможности зарядки аккумулятора в связи с отсутствием контакта пластин с раствором кислоты.

Сульфатация. Процесс образования сульфита свинца – плохо растворимого кристаллического вещества, является результатом взаимодействия серной кислоты и не дистиллированной воды в аккумуляторе. Оседая на металлических пластинах, кристаллы становятся препятствием для прохождения заряда между электролитом и активной массой. Реакция возникает при особых условиях, в которых находиться аккумуляторная батарея. Например:

• АКБ хранился без зарядки продолжительное время
• использовался при высокой температуре
• зарядка АКБ производилась частично. Ежемесячно необходим 100% заряд батареи
• батарея оказалась разряженной по предельного минимального значения.

Начавшийся процесс сульфатации можно остановить зарядным устройством, используя специальные режимы зарядки.

Внимание! После зарядки удельный вес кислоты повышается.

Опасности низкой и высокой концентрации кислоты

Повышенный показатель плотности раствора, сохраняющийся стабильно станет причиной сокращения срока эксплуатации аккумуляторной батареи. В результате повышения концентрации кислоты в электролите выше нормы, произойдет разрушение металлических пластин, ведь растворы с высокой концентрацией серной кислоты способны разрушить даже изделия из стали.

Свинцовые пластины, станут легкой добычей кислоты уже при плотности 1,35 г./см³.

Низкая концентрация раствора серной кислоты (менее 1,27 г/см³) станет причиной такого процесса, как сульфатация. Это оседание на пластинах кристаллов сульфита свинца, что лишает металл возможности накопления заряда.

При низком значении плотности (1,17 г/см³) порог замерзания -5 градусов. Жидкость замерзнет и сломает металлические пластины. Восстановить АКБ после замерзания и подобных деформаций еще никому не удавалось.

Внимание! Электролит замерзнет при температуре -7 градусов, если его густота 1,11 г/см³ и ниже, но если его плотность 1,28 г/см³, то он замёрзнет только при -58 градусах.

В таблице приведены данные зависимости плотности от температуры.

плотность г/см3	температура замерзания	плотность г/см3	температура замерзания
1,1	-8 °С	1,19	-25 °С
1,11	-9 °С	1,2	-28 °С
1,12	-10 °С	1,21	-34 °С
1,13	-12 °С	1,22	-40 °С
1,14	-14 °С	1,23	-45 °С
1,15	-16 °С	1,24	-50 °С
1,16	-18 °С	1,25	-54 °С
1,17	-20 °С	1,28	-58 °С
1,18	-22 °С

Низкая концентрация электролита становится причиной затруднительного запуска двигателя и приводит к замерзанию жидкости при минусовых температурах.

А теперь посмотрим что делать при неполадках.

Как поднять самостоятельно плотность

Чтобы устранить причину неудовлетворительного состояния АКБ, необходимо выяснить причину падения плотности электролита.

В случае повреждения пластин, придется привлекать специалистов, учитывая, что вероятность восстановления батареи минимальна.

При условии, что падение концентрации произошло в результате изменения количества раствора или его состава, поднять плотность возможно в домашних условиях, следуя инструкции:

1. Измерить концентрацию электролита в каждом отсеке (банке) отдельно.
2. При полученных значениях густоты в диапазоне 1,18-1,20 г/см³, правильным решением станет процедура замены части электролита в банке на новый, нормальной концентрации- 1,27 г/см³.
3. Грушей откачать отработанный раствор, замерить объем.
4. Долить половину от изъятого объема новым. Потрясти АКБ, чтобы перемешать жидкость в банке.
5. Измерить плотность.
6. Повторять действия из пунктов 1-4 до получения необходимого значения параметра.
7. Закрыть банки, приступить к зарядке аккумулятора.

Для проведения мероприятий, направленных на повышение плотности раствора серной кислоты понадобятся:

1. Перчатки резиновые
2. Прибор для измерения плотности –ареометр
3. Резиновая груша
4. Электролит
5. Мерный стакан
6. Емкость для слива жидкости из отсеков.

Внимание! Контакт со смесью кислоты и воды может вызвать ожоги, причем, не только кожных покровов, но и дыхательных путей. Самостоятельной заменой раствора кислоты следует заниматься с высокой степенью осторожности.

При отсутствии готового электролита возможно приготовление нужного раствора. Правильно вливать кислоту в воду, важно помнить, что вливать воду в кислоту – ОПАСНО.

Вот подробная инструкция, как восстановить концентрацию кислоты в домашних условиях.

Подробная инструкция

Для обоснования необходимости проведения процедуры корректировки плотности электролита, измерение этого показателя обязательно должно быть произведено только при полностью заряженной батарее.

До начала процедуры важно определиться с уровнем густоты состава, который является целью. Корректировка плотности заключается в замене части раствора кислоты, находящегося в отсеках АКБ, тем же объемом электролита нужной плотности.

Вот подробная инструкция, как восстановить концентрацию кислоты в домашних условиях.

1. Замену кислотно-водного раствора необходимо производить только после полной разрядки батареи током 10-часового разряда.
2. Проверить уровень электролита в каждом отсеке, используя трубку для измерения. В процессе корректировки проверять уровень необходимо регулярно. Нормальным считается уровень, выше верхнего края пластин на 15-20 мм.
3. Подготовить корректирующий раствор кислоты. Концентрация кислоты в таком составе должна быть не менее, чем 1,4 г/см³, если необходимо повысить плотность. Понижение плотности происходит путем замены части электролита на дистиллированную воду.
4. АКБ должен простоять выключенным не менее 30 минут. Это время необходимо для выравнивания концентрации в отсеках.
5. Батарею поставить заряжаться минимальным током на 30 минут.
6. Отключить АКБ от зарядного устройства на 2 часа.
7. Получить значения показателей плотности и уровня электролита.
8. Повторять действия пунктов 2-6 до получения необходимого значения показателя.

Внимание!  Концентрация раствора кислоты в отсеках не должна отличаться более, чем на 0,02 г/см³. В противном случае необходимо подзарядить АКБ током от 1 до 2 А в течение 24 часов.

Полезное видео

Популярный блогер подробно рассказал о плотности электролита в видео:

 

Заключение.

Проводить проверку уровня плотности раствора, содержащегося в банках автомобильного аккумулятора необходимо не дожидаясь признаков изменения этого параметра. Специалисты рекомендуют делать это не реже одного раза в месяц, если владелец автомобиля не отмечает изменений в работе АКБ, и значительно чаще, при особых условиях эксплуатации.

Только поддержание значения показателя плотности на оптимальном (рекомендованном) уровне, гарантирует стабильное накопление и сохранение заряда, что обеспечит безупречную работу двигателя.

[Интервью] Разработчики Galaxy Book о том, как заряд батареи следующего уровня поднимает планку для рынка ноутбуков — Samsung Global Newsroom

От офисов до кафе и залов аэропортов до библиотек можно увидеть людей, использующих ноутбуки для работы, учебы и просмотра видео, где бы они ни находились. Для обеспечения такого удобства использования ноутбуки должны быть подкреплены надежными и высокопроизводительными вариантами питания, а это означает, что время жизни от батареи и скорость зарядки должны были меняться, чтобы идти в ногу со спросом.

(слева направо) Инженеры Sunghoon Kim и Jehwan Lee, которые разработали аккумулятор для серии Galaxy Book, и специалист по планированию продукции Hyemi Sung

В среде, в которой ноутбуки должны постоянно преодолевать свои ограничения для удовлетворения новых потребностей, Galaxy Book S, Galaxy Book Flex и Galaxy Book Ion обеспечивают высокую производительность батареи, чтобы гарантировать, что они смогут удовлетворить потребности пользователей. Аккумуляторы серии Galaxy Book обладают лучшими в своем классе характеристиками, которые повышают удобство использования и портативность ноутбуков и позволяют им заряжаться быстрее и работать дольше.

Отдел новостей

встретился с разработчиками, ответственными за исследования аккумуляторов Samsung, чтобы узнать, как они начали выпускать легкий ноутбук с достаточно длительным зарядом аккумулятора.

Slim-Down Secret — Энергия высокой плотности, упакованная в батарею

Емкость батареи обычно пропорциональна ее физическому размеру — чем больше батарея, тем дольше вы можете использовать ноутбук. Однако, поскольку ноутбуки должны обеспечивать максимальную мобильность, нельзя допускать, чтобы их батареи становились слишком большими или громоздкими.Таким образом, разработчики из Samsung придумали решение под названием «ячейки с высокой плотностью энергии», которое позволяет хранить как можно большее количество энергии в ограниченном пространстве. В то время как энергоэффективность обычных батарей составляет около 650 Вт / ч, новые аккумуляторные батареи в Galaxy Book Flex и Galaxy Book Ion могут похвастаться около 700 Вт / ч.

Комментируя разработку специализированных аккумуляторных блоков, инженер Сангхун Ким сказал: «Мы провели несколько тестов, чтобы найти идеальный баланс между весом, размером и эффективностью аккумулятора.Благодаря новым батареям пользователи могут использовать Galaxy Book Flex и Galaxy Book Ion до 20 часов и 22 часов соответственно ». ¹

Еще одним важным фактором эффективности батареи является скорость зарядки, которая становится особенно важной, когда пользователи собираются выходить из дома и обнаруживают, что у них мало заряда батареи. Чтобы пользователи не испытывали таких неудобств, разработчики разработали алгоритм быстрой зарядки и адаптер емкостью 65 Вт, который позволяет сократить обычное время зарядки от 120 минут до 100% заряда до 90 минут.

Для универсальности зарядки функция «легкой зарядки» также позволяет пользователям использовать зарядку смартфона и дополнительную батарею, когда им срочно требуется зарядка. Инженер Jehwan Lee сказал: «Благодаря тому, что зарядные устройства для смартфонов были объединены с функциональностью USB-C® по всем направлениям, мы смогли реализовать простую зарядку в Galaxy Book Flex и Galaxy Book Ion. Мы протестировали функцию легкой зарядки с использованием широкого спектра различных дополнительных аккумуляторов и убедились, что она облегчит быструю и удобную зарядку, когда она понадобится пользователям. ”

Получите больше от вашего ноутбука с долговечным алгоритмом

Согласно внутреннему опросу клиентов Samsung, пользователи ожидают, что их ноутбуки проработают в среднем около четырех лет. Поскольку батарея ноутбука является расходным компонентом, который быстро изнашивается, увеличение срока службы батареи является ключом к увеличению общего срока службы ноутбука.

Алгоритм долгой жизни Samsung позволил удвоить емкость батарей после использования, благодаря чему батареи Galaxy Book Flex и Galaxy Book Ion теперь могут сохранять примерно 80% своей первоначальной емкости после зарядки и разрядки 1000 раз.Инженер Jehwan Lee, который отвечал за проектирование силовых цепей батарей, объяснил, что «когда батарея стареет, она выдерживает дополнительное напряжение и износ, даже если задачи, которые она выполняет, остаются неизменными. Контролируя состояние аккумулятора и регулируя зарядное напряжение и ток при увеличении количества циклов зарядки, алгоритм с длительным сроком службы способствует задержке износа аккумулятора ».

Ли также объяснил: «Аккумулятор вашего ноутбука может разряжаться быстрее, если вы будете постоянно подключать его к зарядному устройству.Если вы постоянно подключаете ноутбук, мы рекомендуем активировать функцию «Battery Life Extender +», которая предотвращает зарядку аккумулятора выше 85% его емкости ».

Реализация беспроводного PowerShare в ноутбуке

Уникальной особенностью Galaxy Book Flex и Galaxy Book Ion является то, что они включают функцию Wireless PowerShare. Смартфоны, носимые устройства, беспроводные наушники и другие Qi-совместимые устройства можно заряжать без проводов, когда они размещены на сенсорной панели ноутбука, что избавляет пользователей от необходимости носить с собой несколько зарядных устройств.Хеми Санг, который отвечал за планирование продукта для серии Galaxy Book, сказал: «Поскольку это первая серия ноутбуков с названием« Galaxy », мы хотели включить функцию, которая окажется полезной для пользователей, использующих несколько Galaxy. устройства в их повседневной жизни ».

Однако внедрение такой функции не оказалось простым для разработчиков. Помимо сенсорных панелей ноутбуки оснащены печатной платой с сетчатой ​​структурой, которая распознает движения сенсорного экрана, и этот аспект конструкции оборудования препятствовал способности разработчиков использовать беспроводную зарядку в ноутбуках.Инженер Jehwan Lee объяснил: «Нам нужно было расширить структуру мелкой сетки, чтобы повысить эффективность функции беспроводной зарядки, но это снизило точность сенсорной панели. После обширных испытаний, проведенных в партнерстве с отделением сенсорных панелей, мы в конечном итоге смогли достичь баланса, который поддерживает функциональность в обеих областях одновременно ».

Производство более безопасной батареи

Добавление удобства часто приводит к возникновению других проблем, и главной среди них в случае серии «Книга Галактики» была проблема тепла.Батарея, которая получает большее количество энергии быстрее, естественно, будет быстрее нагреваться, поэтому разработчикам Galaxy Book необходимо принять меры для предотвращения перегрева.

Аккумулятор находится под сенсорной панелью, которая включает функцию беспроводного разделения аккумулятора. Разработчики внедрили инновации для предотвращения перегрева при активном совместном использовании аккумулятора.

Аккумуляторы в недавно выпущенных ноутбуках Galaxy Book состоят из четырех элементов, каждый из которых оснащен двойной и тройной защитой для предотвращения распространения тепла.Инженер Jehwan Lee пояснил, что «датчик температуры, расположенный рядом с зарядной схемой, контролирует уровни нагрева, а система дополнительно предотвращает перегрев, переключаясь между быстрой зарядкой, когда питание отключено, и обычной зарядкой, когда питание включено».

Инженер

Сангхун Ким объяснил, что «безопасность является наиболее важным фактором, когда речь идет о разработке батарей. Все батареи, разработанные Mobile Division, проходят 8-точечную проверку безопасности ² и предназначены для обеспечения безопасности в широком диапазоне температурных нагрузок. ”

Батарея является чрезвычайно важным компонентом, когда речь идет о портативных электронных устройствах. Говоря об этом, инженер Jehwan Lee отметил, что «поскольку люди ожидают, что смогут использовать свои электронные устройства в течение продолжительных периодов времени в наши дни, мы даем нашему бренду преимущество, предоставляя устройства с увеличенным сроком службы аккумулятора».

Наконец, инженер Сангхун Ким пролил некоторый свет на планы команды на будущее, сказав, что «в то время как производительность многих современных батарей для ноутбуков начнет снижаться примерно после 1000 зарядов, мы хотели бы разработать батарею, которая сохранит производительность после 3000 зарядов.”

¹ Время использования батареи, рассчитанное во время теста MobileMark14. Емкость аккумулятора может отличаться в зависимости от настроек персонального компьютера и условий использования.

² Структура проверки безопасности 8-точечного аккумулятора: ▲ Тест на долговечность, ▲ Визуальный осмотр, ▲ Рентгеновский осмотр, ▲ Тест зарядки и разрядки, ▲ Тест TVOC, ▲ Тест разборки, ▲ Тест ускоренного использования, ▲ Тест OCV

, Как отремонтировать автомобильный аккумулятор в домашних условиях

от William Adkins

желтый автомобиль, изображение модели японского спортивного автомобиля honda от alma_sacra от Fotolia. com

Если аккумулятор вашего автомобиля не заряжается или иным образом не заряжается Пар, ты можешь исправить это. Наиболее распространенной причиной ухудшения характеристик батареи в свинцово-кислотных батареях является сульфатирование, которое происходит, когда сера накапливается на свинцовых пластинах в батарее, блокируя электрический ток. Нетрудно восстановить автомобильный аккумулятор в домашних условиях.Однако сульфатирование вызывает необратимую коррозию свинцовых пластин, поэтому этот процесс будет работать только три-пять раз.

Шаг 1

Проверьте аккумулятор, чтобы увидеть, может ли он отреагировать на восстановление; для этого нужно зарегистрировать 12 вольт на вольтметре. Если это напряжение составляет от 10 до 12 вольт, вы можете восстановить работоспособность батареи, но если она проверяет напряжение менее 10 вольт, вы, вероятно, теряете время.

Шаг 2

Нагрейте половину кварта дистиллированной воды до 150 градусов F и растворите 7 или 8 унций. английских солей в воде.

Шаг 3

Снимите крышки аккумуляторных элементов. Если у вас запечатанная батарея, найдите «теневые заглушки», которые закрывают отверстия в батарейных элементах — вам нужно будет просверлить их.

Шаг 4

Слейте любую жидкость из батареи и используйте пластиковую воронку, чтобы налить достаточное количество раствора соли Эпсома, чтобы правильно заполнить каждый элемент батареи.

Шаг 5

Вставьте пластмассовые заглушки в отверстия или замените крышки батарей и встряхните батарею, чтобы убедиться, что раствор солей Epsom хорошо распределен.

Зарядите аккумулятор на медленной зарядке в течение 24 часов, а затем снова установите его в свой автомобиль.

Советы

• Положите аккумулятор на зарядное устройство на три или четыре ночи, чтобы восстановить его максимальную емкость.
• Чтобы свести к минимуму потери производительности, установите автомобильные аккумуляторы на зарядное устройство, если вы не будете использовать их несколько недель или дольше. Аккумуляторная батарея постепенно теряет заряд, в результате чего на свинцовых пластинах образуется сера.

Предупреждения

• Автомобильные аккумуляторы содержат серную кислоту, которая является одним из самых мощных кислотных соединений.Работайте только в хорошо проветриваемом помещении и поблизости не должно быть открытого огня. Носить защитные очки и резиновые перчатки. Если на вашей коже есть кислота, немедленно промойте ее водой.
• Не используйте водопроводную воду, поскольку она содержит химические вещества, которые могут повредить батарею.

Вещи, которые вам понадобятся

• Эпсомская соль (сульфат магния)
• Дистиллированная вода
• Пластиковая воронка
• Защитные очки
• Резиновые перчатки
• Вольтметр
• Зарядное устройство
• Сверло (для герметичных аккумуляторов)
• Пластмасса штекеры (для герметичных батарей)

Еще статьи

. 20 способов увеличить время автономной работы ноутбука

Мобильные вычисления стали лучше благодаря более легким компонентам, улучшенным чипам и более быстрым процессорам. Но ахиллесова пята ноутбука осталась его аккумулятором. Итак, здесь мы рассмотрим способы увеличения времени автономной работы ноутбука.

Реклама

Современные интенсивные графические операционные системы и ресурсоемкие приложения сокращают срок службы аккумулятора вашего ноутбука каждый день.Среднее время автономной работы при непрерывном использовании по-прежнему составляет не более от трех до четырех часов . Таким образом, быстро разряжающаяся батарея может очень быстро поставить костыли в ваше «мобильное» путешествие.

Недостаточно носить с собой дополнительную батарею в рюкзаке, есть несколько способов удержать сок в батареях.

1.

Форма корабля с дефрагментацией

Регулярная дефрагментация помогает более эффективно упорядочивать данные, что делает работу жесткого диска менее доступной для доступа к данным. Чем быстрее работает движущийся жесткий диск, тем меньше нагрузка на аккумулятор. Таким образом, ваше тесто может длиться дольше. Эффект минимален, но эта эффективность идет рука об руку с обслуживанием жесткого диска.

2.

Убить гоблеров ресурсов

Завершить фоновые процессы, которые не являются жизненно важными. Контролируйте использование ресурсов с помощью «˜Ctrl-Alt-Del» , который вызывает диспетчер задач Windows (в Windows). Если вы не в Интернете, можно безопасно отключить немедленные второстепенные программы, запущенные на панели задач, такие как антивирус и брандмауэр.Отключите ненужные программы, запускаемые при запуске, запустив утилиту настройки системы из Выполнить — Msconfig — Tab: Запуск . Снимите флажки с программ, которые вы не хотите запускать, и перезагрузите компьютер один раз.

3.

Приостановка запланированных задач

Это может быть дефрагментация или проверка на вирусы, но убедитесь, что она запланирована на время, когда вы находитесь рядом с электрической розеткой. Если нет, то отмените их на данный момент.

4.

Отключите внешние устройства

USB-устройства

являются самыми большими источниками заряда батареи.Отключите все внешние устройства, такие как внешняя мышь, карты ПК, Wi-Fi, внешние динамики, Bluetooth и даже подключенный iPod.

5.

Опорожните дисководы CD / DVD

Даже если вы не собираетесь его использовать, не оставляйте CD / DVD как остатки в дисководах. Вращающийся привод всасывает заряд батареи, как губка.

6.

Go local

Откажитесь от использования DVD / внешних дисков во время работы от батарей. Перенесите содержимое на жесткий диск или запустите с помощью (бесплатных) виртуальных дисков, таких как Pismo File Mount или даже панель управления Microsoft Virtual CD ROM.

7.

Уменьшить свет

ЖК-экран ноутбука является еще одним огромным источником энергии. Откалибруйте яркость до минимально допустимого уровня, используя переключатели функциональных клавиш или апплет «Настройки экрана» на панели управления.

8.

Убей звуки

Отключите звук динамиков и постарайтесь избегать использования мультимедийного программного обеспечения, чтобы продлить срок службы аккумулятора. Установленные звуковые схемы также заметно разряжают батарею.

9.

Избавьтесь от заставки

Чтобы немного продлить срок службы батареи, отключите заставку.

10.

Посетите Power Options

Ознакомьтесь с управлением питанием с помощью апплета «Опции питания» на панели управления. И XP, и Vista поставляются с расширенными функциями управления питанием, которые отключают такие компоненты, как монитор и / или жесткий диск через определенные промежутки времени. Это опять-таки зависит от выбранных «Схем питания» (для XP) в том же апплете. Например, в XP «Max Battery» в разделе «Схемы питания» можно выбрать для максимальной оптимизации батареи.

Аналогичные настройки можно найти в разделе «Мобильный ПК» на панели управления Vista.

11.

Отключить внешний вид

Современные ОС, подобные Windows Vista, оснащены такими функциями, как «Aero Glass», которые являются жадцами ресурсов. Можно отключить его и перейти к «классическому» виду, который потребляет меньше энергии. В Vista выберите Рабочий стол — Параметры — Цвет — Внешний вид — Классический внешний вид и графический интерфейс Windows Basic . В XP это — Свойства экрана — Тема — Windows Classic .

Linux и даже Macintosh лучше оптимизированы для увеличения времени автономной работы.

12.

Hibernate лучше, чем Sleep

В режиме ожидания (или в спящем режиме) компьютер поворачивает жесткий диск и дисплей, но память остается активной, пока процессор замедляется. Это привлекает батарею. Напротив, режим гибернации лучше, потому что компьютер сохраняет текущее состояние и полностью отключается, тем самым экономя энергию.

13.

Получите максимум… работайте над минимумом

Работа над слишком многими программами, когда на аккумуляторе, является надежным источником энергии. Сократите использование графических приложений до минимума. Работа с таблицей потребляет гораздо меньше, чем игра в любимую игру. Для увеличения срока службы батареи открывайте одновременно одну или две программы.

14.

ОЗУ в дополнительном ОЗУ

Адекватное ОЗУ снижает нагрузку на виртуальную память, которая по умолчанию находится на жестком диске. Хотя каждый дополнительный бит ОЗУ потребляет больше энергии, он увеличивает общую экономию за счет сокращения доступа к энергосберегающему жесткому диску.

15.

Держите его в чистоте

Ноутбук с заблокированными вентиляционными отверстиями будет выделять больше тепла, тем самым сокращая срок службы батареи. Регулярно очищайте вентиляционные отверстия для поддержания низких рабочих температур. Оставьте свободное пространство вокруг вентиляционных отверстий для свободной циркуляции воздуха. Содержите область вокруг ноутбука в чистоте, чтобы избежать попадания пыли.

16.

Температура — бесшумный убийца

Из-за чрезмерного нагрева батарея медленно, но верно убивает батарею. Не оставляйте ноутбук под прямыми солнечными лучами или в закрытом автомобиле.

17.

Избегайте эффекта памяти

Проблема больше для старых Ni-MH аккумуляторов, чем для Li-Ion аккумуляторов, на которых работают большинство современных ноутбуков. Эффект памяти связан с потерей заряда батареи, когда они многократно перезаряжаются после того, как полностью разряжены. Это можно предотвратить, полностью разрядив аккумулятор, а затем полностью зарядив его. С другой стороны, литий-ионные аккумуляторы не имеют проблем с частичной разрядкой и повторной зарядкой, и полная разрядка для этого типа не рекомендуется

18.

Обновление программного обеспечения и драйверов

Это звучит немного неуместно, но более новые драйверы и программное обеспечение часто разрабатываются для того, чтобы быть более эффективными (и, надеюсь, менее ресурсоемкими).

19.

Используйте правильный адаптер

Убедитесь, что адаптер, используемый для зарядки аккумулятора ноутбука, является оригинальным или имеет правильные технические характеристики. Несоответствие мощности может привести к перегрузке, что приведет к повреждению ноутбука и аккумулятора.

20.

Упакуйте его

Если вы не планируете использовать ноутбук на батареях в течение длительного времени, убедитесь, что заряд почти 40 процентов — выньте батареи и храните их в прохладном месте.

Типичный литий-ионный аккумулятор имеет общий средний срок службы 2-3 года. С некоторой осторожностью и осторожностью его смертность может быть отсрочена.

Нашли свой способ увеличить время автономной работы ноутбука? В комментариях поделитесь с нами своими советами о пожертвованиях.

Партнерская информация: Покупая продукты, которые мы рекомендуем, вы помогаете поддерживать сайт в рабочем состоянии.Читать далее.

.

---

Смотрите также

• Как прочистить глушитель автомобиля
• Как вырезать зеркало заднего вида для автомобиля в домашних условиях
• Как работает водородный двигатель на автомобиле
• Как выбрать минимойку для автомобиля
• Как увеличить проходимость переднеприводного автомобиля
• Как утилизировать автомобиль
• Как проектируют автомобили
• Как керхером помыть двигатель автомобиля
• Как проверить автомобиль на залог
• Как правильно вымыть двигатель автомобиля
• Как заплатить госпошлину за постановку автомобиля на учет

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе | Авто центр SPB

Пользуясь данным резиновым прибором, выкачиваем из аккумулятора старый электролит и сливаем его в заранее подготовленную емкость.

Внимание: Ни в коем случае не выливайте электролит на землю, если вы выполняете работы на улице; Выкачав практически весь старый электролит из всех банок, необходимо почистить пластины аккумулятора как повысить плотность в аккумуляторе его остатков.

Сделать это можно с помощью дистиллированной воды, которая не вызовет внутри аккумулятора нежелательные реакции. Для этого дистиллированную воду заливают в каждую банку аккумулятора, после чего его поднимают и трясут. Хорошо удерживайте аккумулятор, чтобы в процессе тряски он не выпал.

Как можно поднять плотность электролита в аккумуляторе и стоит ли это делать?

После этого сливаем получившийся раствор. Очистив банки аккумулятора от старого электролита, необходимо залить в него новый. Хорошо, если вы приобрели готовый электролит в магазине, тогда достаточно залить его с помощью воротки до указанных граней в каждую банку.

Внимание: Зарядку можно окончить и начать использовать аккумулятор только после того как на концах клемм аккумулятора удастся замерить 14 Вольт. как повысить плотность в аккумуляторе

Как поднять плотность в аккумуляторе

Можно ли заряжать аккумулятор не снимая клеммы? Как узнать дату изготовления аккумулятора.

Как разблокировать магнитолу автомобиля? Способы узнать пин-код от аудиосистемы. Суть такова, при достижении полного заряда, электролит начнет кипеть, пойдут пузырьки, это распадается и испаряется вода. Для повышения плотности нам нужно чтобы лишняя вода испарилась, а кислота осталась.

Как повысить плотность аккумулятора

Конечно, будет понижаться уровень в батареи — но вместо ушедшего уровня, добавляем нужный плотности электролит. Как видите повысить плотность можно, причем делается этот процесс зачастую своими руками, но разным способами — выбирайте свой, нужный.

Сколько свинца в аккумуляторе. Разбираем автомобильные варианты Что такое AGM аккумулятор?

Как проверить утечку тока в автомобиле. Мультиметром или попрост Как повысить плотность электролита в аккумуляторе.

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе

Самостоятельно, зарядным устройством и без. Простые шаги Главная АКБ авто Почему снижается плотность электролита? Решётки изготавливаются по различным технологиям из разных сплавов и это тема отдельного разговора. А в качестве обмазки на отрицательных электродах присутствует порошкообразный свинец Pbа на положительных как повысить плотность в аккумуляторе паста диоксида свинца PbO 2. Последний имеет красно-коричневый цвет. В процессе разряда АКБ на электродах протекают следующие реакции при непосредственном участии электролита.

Как видите, в процессе разряда серная кислота из электролита взаимодействует как с диоксидом свинца на аноде и металлическим свинцом на катоде с образованием сульфата свинца PbSO 4 и воды H 2 O. Ток течёт от анода к катоду. В результате реакции постепенно падает плотность электролита.

К этому моменту поры обмазки забиваются сульфатом свинца и как повысить плотность в аккумуляторе сходит на. Напряжение на выводах к этому моменту падает до 12 вольт и ниже. При заряде указанные реакции идут в обратном направлении. То есть, сульфат свинца растворяется с расходом воды и образованием Pb, PbO 2 и серной кислоты.

Концентрация электролита растёт и плотность увеличивается.

К чему все это было сказано? Конечно, это условии, что зарядное устройство ЗУ работает исправно и плотность вы измеряете исправным ареометром. Итак, в чём причина пониженной плотности к моменту окончания заряда?

Это процесс сульфатации, подробнее о котором можно прочитать. Постепенно в процессе эксплуатации часть PbSO 4 не растворяется до конца во время зарядки и накапливается на активной массе электродов.

Это значит см. Поскольку растворился не весь сульфат свинца, то восстановилась не как повысить плотность в аккумуляторе серная кислота и осталось больше воды.

Результат — концентрация электролита меньше, как и его плотность. Отсюда вывод. Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, нужно в первую очередь заниматься десульфатацией и максимально полной зарядкой АКБ.

Если пониженная плотность вызвана сульфатацией, то не следует повышать её увеличением концентрации электролита. Это только усугубит ситуацию. Если вы искусственно увеличиваете плотность электролита, то равновесие нарушается и концентрация PbSO 4 будет ещё.

При разряде из электролита выделится сульфат свинца, который уже точно не растворится при заряде, поскольку теперь он в избытке. Следует отметить, что таким образом можно откорректировать плотность только в как повысить плотность в аккумуляторе моделях АКБ. Доливать электролит в банки либо полностью заменять жидкость аккумулятора следует только с соблюдением мер предосторожности.

Раствор серной кислоты является очень активной жидкостью, которая вступает в реакцию с органическими и неорганическими веществами. Попадание электролита в глаза во время работы может как повысить плотность в аккумуляторе к необратимым изменением функционирования органов зрения, поэтому использование специальных защитных очков является обязательным.

При разливе токопроводящей жидкости на кожные покровы поверхность тела покроется сильнейшими химическими ожогами.

4/4/ · Первое, с чего следует начать, это замерить плотность электролита в каждой банке аккумулятора в отдельности. Плотность должна быть в пределе от 1,25 до 1,29 – меньший показатель для южных районов с теплой зимой, больший /5().

По этой причине также следует использовать резиновые перчатки и фартук, который поможет защитить одежду от сквозных отверстий. Негативное воздействие кислоты на металлические поверхности проявляется в разъедании изделий из этого материала.

Химической реакции подвержены даже очень прочные сплавы, поэтому если необходимо добавить электролит, следует снять батарею с машины.

При восстановлении плотности АКБ от сетевого зарядного устройства, необходимо следить за наличием достаточного движения воздуха в помещении. При отсутствии проветривания возможно возгорание газа, который образуется при зарядке.

Кроме этого, вдыхание подобных смесей может вызвать сильное отравление. Если все меры предосторожности будут предприняты до начала работ по восстановлению плотности аккумуляторного электролита, то эта процедура будет выполнена без каких-либо осложнений. Остались вопросы или есть что добавить?

Тогда напишите нам как повысить плотность в аккумуляторе этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита в аккумуляторе является одной из важнейших характеристик работоспособности портативного источника электроэнергии. Если по тем или иным причинам этот показатель не будет соответствовать норме, то работоспособность автомобильной батареи будет под большим вопросом.

Содрежание

• На что влияет плотность электролита
• Какая должна быть плотность в зависимости от сезона
• Как проверить плотность
• Из-за чего падает плотность
• Как повысить плотность в аккумуляторе
  • С помощью корректирующего электролита
  • Повышаем с помощью зарядного устройства
  • Полная замена электролита
• Меры предосторожности при работе

На что влияет плотность электролита

Плотность электролита напрямую влияет на способность АКБ накапливать энергию во время заряда. Если этот показатель значительно ниже нормы, то батарея не будет выдавать максимального стартерного тока. Кроме этого, продолжительность работы аккумулятора резко снизится.

Высокая плотность электролита также негативно влияет на работоспособность источника питания, существенно снижая его срок службы. Связано это, прежде всего, с увеличенным образованием сульфатов на поверхности свинцовых пластин.

Такой «налёт» плохо проводит электроэнергию, что способствует значительному снижению ёмкости АКБ. Со временем сильно сульфатированные батареи полностью перестают «держать» заряд и их приходится утилизировать.

Опасность физического разрушения батареи может наступить в случае, когда батарея, в которой находится электролит с низким содержанием серной кислоты, оставляется зимой в неотапливаемом помещении. В таких случаях, даже при медленном оттаивании, источники электроэнергии могут быть полностью непригодны для дальнейшего использования.

Сульфатация пластин

Какая должна быть плотность в зависимости от сезона

Плотность электролита в зимнее время и летом может быть неодинаковой. В холодное время года рекомендуется увеличить этот показатель, чтобы даже в сильный мороз предохранить батарею от разрушения. В среднем, плотность аккумуляторной жидкости в зависимости от сезона выглядит следующим образом:

• Зима: 1,30 г/см3.
• Лето: 1,26 г/см3.

Перечисленные значения являются самыми крайними для очень суровой зимы и жаркого лета. В субтропическом климате вполне возможна эксплуатация батареи круглый год при значении плотности электролита 1,27 г/см3.

Как проверить плотность

Определить плотность в аккумуляторах, не оборудованных специальным «глазком», практически невозможно, но даже при наличии в АКБ подобного элемента о концентрации серной кислоты можно судить лишь условно. Точно определить этот параметр можно с помощью специального прибора.

Ареометр

Ареометр представляет собой устройство, в котором имеется «поплавок» со шкалой. По степени погружения этой детали в электролит можно точно узнать плотность электропроводящей жидкости. Замер осуществляется очень просто:

• Открыть пробки.
• Установить прибор в отверстие.
• Сжать «грушу».
• Отпустить резиновый элемент.
• Определить на шкале плотность жидкости.

Таким образом производится замер во всех банках аккумулятора.

При отсутствии ареометра, плотность можно измерить с помощью электронных весов и мерной ёмкости, объёмом 100 мл. Для выполнения процедуры достаточно набрать электролита из одной банки, после чего, установить резервуар на измерительный прибор.

Значения веса Нетто в граммах будет равно плотности электролит со смещением запятой влево на 2 знака. Например: 127 грамм будут равны плотности 1,27 г/см3. Измеряется только вес Нетто, то есть, перед выполнением процедуры следует не забыть взвесить пустую ёмкость, и вычесть это значение из общей массы.

Из-за чего падает плотность

Основная причина существенного падения плотности электролита – это постоянное разбавление жидкости внутри банок дистиллированной водой, при частых утечках. Истечение может происходить при наличии трещин в корпусе либо недостаточно плотно закрытых пробках.

Если причиной изменения состава токопроводящей жидкости является негерметичность корпуса, то место протечки необходимо выявить как можно скорее. Плохо закрытые пробки необходимо как следует завинтить либо установить на силиконовый герметик.

Незначительное отклонение концентрации серной кислоты всегда обнаруживается при сильном разряде батареи. Такое состояние очень вредно для свинцовой АКБ. Если батарея «на нуле», то следует незамедлительно подключить источник питания к зарядному устройству.

Как повысить плотность в аккумуляторе

Повысить плотность в аккумуляторе совсем несложно. Для выполнения этой операции можно использовать корректирующий или обычный электролит либо зарядное устройство.

Корректирующий электролит

С помощью корректирующего электролита

Воспользоваться этим методом восстановления плотности электролита можно только в том случае, если батарея является обслуживаемой, а концентрация серной кислоты в  электропроводящей жидкости не снизилась ниже критического уровня.

Корректирующий электролит представляет собой раствор серной кислоты (формула h3SO4) в дистиллированной воде со значительно большей концентрацией основного вещества. Корректировка заключается в удалении из банок сильно разбавленного электролита.

Сделать это можно с помощью груши или ареометра. Затем вместо отобранной жидкости заливается корректирующий состав. При выполнении этой операции следует постоянно контролировать плотность электролита в банках с помощью ареометра.

Повышаем с помощью зарядного устройства

С помощью зарядного устройства можно поднять плотность электропроводящей жидкости как в батареях с наличием пробок, так и в необслуживаемых моделях.

Для того чтобы выровнять значение плотности достаточно подключить прибор к аккумулятору соблюдая полярность, а затем подключить устройство к сети 220 В. При возможности выбора силы тока, для более плавного повышения плотности, рекомендуется установить значение этого параметра в 10% от ёмкости АКБ.

Полная замена электролита

Полная замена электролита понадобится, если плотность электролита невозможно восстановить зарядкой или с помощью корректирующего раствора. Для замены токопроводящей жидкости потребуется приготовить новый электролит, пластмассовую воронку, резиновую грушу, ареометр, а также ёмкость для слива старой жидкости.

Производится такая операция по следующей инструкции:

• Удалить пробки из банок.
• Выкачать электролит из аккумулятора используя грушу (для того чтобы достать жидкость со дна рекомендуется надеть на резиновое приспособление тонкую силиконовую трубочку).
• Залить новый электролит, используя воронку (эту процедуру следует выполнять очень медленно, чтобы не расплескать едкую жидкость).

После того, как во всех банках уровень токопроводящей жидкости будет доведён до оптимального значения, пробки устанавливаются на место, а аккумуляторная батарея подключается к сетевому зарядному устройству.

Следует отметить, что таким образом можно откорректировать плотность только в обслуживаемых моделях АКБ.

Меры предосторожности при работе

Доливать электролит в банки либо полностью заменять жидкость аккумулятора следует только с соблюдением мер предосторожности. Раствор серной кислоты является очень активной жидкостью, которая вступает в реакцию с органическими и неорганическими веществами.

Попадание электролита в глаза во время работы может привести к необратимым изменением функционирования органов зрения, поэтому использование специальных защитных очков является обязательным.

При разливе токопроводящей жидкости на кожные покровы поверхность тела покроется сильнейшими химическими ожогами. По этой причине также следует использовать резиновые перчатки и фартук, который поможет защитить одежду от сквозных отверстий.

Негативное воздействие кислоты на металлические поверхности проявляется в разъедании изделий из этого материала. Химической реакции подвержены даже очень прочные сплавы, поэтому если необходимо добавить электролит, следует снять батарею с машины.

При восстановлении плотности АКБ от сетевого зарядного устройства, необходимо следить за наличием достаточного движения воздуха в помещении. При отсутствии проветривания возможно возгорание газа, который образуется при зарядке. Кроме этого, вдыхание подобных смесей может вызвать сильное отравление.

Если все меры предосторожности будут предприняты до начала работ по восстановлению плотности аккумуляторного электролита, то эта процедура будет выполнена без каких-либо осложнений.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Как спроектировать аккумулятор для автоспорта за 7 шагов

Батарейки, используемые в автоспорте, далеки от батареек АА, которые мы вставляем в заднюю часть пульта дистанционного управления телевизором. Итак, как вы подходите к разработке аккумуляторной батареи для автоспорта? Мы поговорили с ведущими экспертами, чтобы выяснить это. Аккумулятор McLaren Formula E участвовал в гонках с 5-го сезона

1. Низкое напряжение против высокого напряжения

В современных гоночных автомобилях используются два основных типа аккумуляторов:

• Низкое напряжение (LV) — система 12 В, которая питает низковольтную электронику и системы безопасности, такие как система управления батареями (BMS), блоки контроля элементов, контроль изоляции, датчики тока и регистрация данных.
• Высокое напряжение (ВН) – питает электродвигатели и инверторы, сохраняя при этом энергию, накопленную во время рекуперативного торможения. Также работает блок распределения питания (PDU), шинная сеть и устройство ручного отключения обслуживания (MSD).

Принципиальная схема типичного электрического гоночного автомобиля.

Двигатели, используемые в электрических и гибридных гонках, требуют большой мощности, поэтому для их питания необходима батарея высокого напряжения. «Вообще говоря, если вы хотите обеспечить такое же количество энергии, есть два способа сделать это», — объясняет доктор Билли Ву, старший преподаватель кафедры энергетики и производства в Имперском колледже Лондона. «В соответствии с законом Ома [ P = IV ] вы можете получить одинаковую мощность с помощью высокого напряжения и низкого тока или высокого тока и низкого напряжения. Проблема в том, что когда вы пропускаете ток через провод, возникает конечное сопротивление, из-за которого провод нагревается до квадрата силы тока. Таким образом, выделяемое тепло равняется квадрату тока, умноженному на сопротивление [ P=I ² R]. Следовательно, чтобы свести к минимуму выделяемое тепло и повысить эффективность, необходимо уменьшить ток, поэтому батарея должна быть высокого напряжения».

• Как работают батареи? Узнайте в нашем мартовском номере ЗДЕСЬ!

2. Плотность мощности в зависимости от плотности энергии

Однако конструкция, размер и компоновка этих высоковольтных батарей сильно различаются между гибридными и электрическими гоночными автомобилями. «Нам нужно понять, что важно для батареи ERS в Формуле-1 и что важно для батареи Формулы E, потому что это разные звери», — подчеркивает Дуглас Кэмплинг, главный инженер по автоспорту в Williams Advanced Engineering. «Самое большое отличие заключается в том, что батарея ERS разряжается и перезаряжается несколько раз за круг по сравнению с Формулой E, где разряжается одна батарея за всю гонку. Поэтому в Ф1 ищешь лучшую удельную мощность. F1 — это получение мощности, необходимой для этого ускорения, в наименьшем корпусе, поэтому ключевую роль играют объемная и гравиметрическая плотность мощности», — продолжает Кэмплинг. «С полностью электрическим двигателем это уравнение энергии. Вы должны довести все машины до конца гонки, и у вас есть фиксированное количество джоулей энергии, чтобы сделать это. Таким образом, Формула E направлена ​​на получение как можно большего количества накопленной энергии и ее эффективное использование при соблюдении уровня мощности, необходимого для Чемпионата».

Силовой агрегат Mercedes F1 2016 года

Следовательно, элементы ERS F1 имеют более высокую удельную мощность (приблизительно 10–17 кВт/кг), но более низкую плотность энергии (приблизительно 90–120 Вт·ч/кг) по сравнению с аккумулятором Formula E Gen2 (приблизительно 2,2 кВт). /кг и 232 Втч/кг соответственно). Эти различия возникают из-за разного химического состава, используемого в Формуле-1 и Формуле-Е. «Но даже в рамках одного и того же химического состава вы можете получить одни клетки, которые являются «энергетическими», а другие — «энергетическими», — говорит Ву. «Всегда существует компромисс между мощностью и энергией. Грубо говоря, если вы хотите больше мощности, вы должны принять удар с точки зрения плотности энергии».

• 5 фактов о пятом сезоне Формулы Е

3. Типы ячеек Пример ячейки-мешка. ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: Xalt Energy

Ячейки должны иметь не только правильный химический состав, но и желаемый размер и форму, чтобы поместиться в гоночном автомобиле. «Клетки могут быть трех разных форматов. Во-первых, цилиндрическая клетка, которая абсолютно вездесуща по всему миру. Это то, что находится в ваших электроинструментах или беспроводном пылесосе. Они названы в честь своих размеров, поэтому наиболее часто используемой ячейкой в ​​мире является 18650. Это 18 мм в диаметре и 65 мм в длину, что примерно соответствует размеру вашего большого пальца. У него положительный вывод на одном конце и отрицательный на другом», — объясняет Кэмплинг. «Тогда есть ячейка-мешочек, которая может быть разных размеров, но, по сути, представляет собой плоский набор электродов в полимерном мешочке, в отличие от скрученных электродов в цилиндрических ячейках. Положительные и отрицательные выступы могут быть на одном или противоположных концах. Наконец, есть призматическая ячейка с жестким кожухом вокруг плоских электродов, размеры которых могут быть нестандартными».  

4. Серия против параллельной

После выбора типа ячейки возникает следующий вопрос: сколько? Сначала это можно рассчитать, разделив требуемую полезную энергию всего блока батарей на полезную энергию отдельной ячейки. Затем необходимо учитывать требуемое напряжение системы, непрерывную выходную мощность и требуемую скорость зарядки. Затем на требуемую полезную энергию батареи влияют тип и количество двигателей на транспортном средстве, а также ожидаемая деградация батареи.

Количество последовательно соединенных элементов определяет напряжение батареи. «Каждая ячейка имеет диапазон напряжения. В полностью заряженном состоянии оно обычно составляет около 4,2 В, а нижний предел обычно составляет от 2,5 до 2,7 В, но каждая ячейка отличается», — говорит Кэмплинг. «У вас есть диапазон напряжений от трансмиссии, и особенно в Формуле E, где вы ищете максимальную эффективность, вы должны быть очень конкретными в отношении требуемого диапазона напряжения аккумуляторной батареи. Если вы соедините все элементы последовательно, вы суммируете напряжение каждого элемента, поэтому вы достигнете верхнего предела напряжения аккумуляторной батареи до достижения необходимой полезной энергии. Поэтому, как правило, вам необходимо соединить несколько ячеек параллельно, чтобы отрегулировать мощность без изменения выходного напряжения. Таким образом, вы разрабатываете аккумулятор, который соответствует целевому уровню полезной энергии, а также целевому выходному напряжению. Важно максимизировать рабочее напряжение, потому что чем выше напряжение, тем ниже ток, что приводит к уменьшению размера шин и проводки и, следовательно, к значительной экономии веса».

Существует множество различных способов подключения элементов и модулей для достижения требуемой полезной энергии и выходного напряжения. «Существует компромисс между использованием небольшого элемента с низким содержанием энергии и более крупного элемента с высоким содержанием энергии», — объясняет Энтони Лоу, руководитель отдела аккумуляторов для автоспорта в McLaren Applied Technologies. «Например, цилиндрические элементы 18650 дают вам гораздо больше гибкости с точки зрения пространства, количества и того, сколько вы можете подключить параллельно в аккумуляторном блоке. Вы можете втиснуть эти типы ячеек в более необычные пространства, уменьшив размер упаковки. В то время как большие типы пакетов немного более ограничены. Таким образом, существует компромисс между дополнительным весом, связанным с отдельным типом ячеек, и тем, как они все соединены вместе, количеством шин и соединений и гибкостью конструкции».

5. Температура и производительность

Следующим фактором является температура. Чем горячее батарея, тем быстрее она деградирует. Но слишком сильно уменьшите температуру, и батарея потеряет производительность. «F1 использует свои батареи намного выше рекомендованных спецификаций с точки зрения температуры, что позволяет им получить гораздо больше производительности от батареи, но затем она быстрее разряжается», — говорит Кэмплинг. «Это абсолютно нормально в Ф1, потому что они могут обновлять батареи несколько раз за сезон, но это неприемлемо в Формуле Е, потому что этим командам нужна батарея, которой хватит на весь сезон. Поэтому пределы температуры строго определены на основе результатов моделирования и испытаний деградации».

Существует два способа износа аккумулятора:
1. Циклическое старение – заряд аккумулятора со временем становится все меньше и меньше.
2. Календарное старение — литий-ионные элементы теряют емкость, даже когда они не используются, что чрезвычайно сложно смоделировать и предсказать.

В Формуле-1 календарное старение не является угрозой, но для батареи Gen2 Formula E, которая должна работать в течение двух сезонов, это серьезный фактор. Кроме того, существует также риск катастрофических отказов, таких как тепловой разгон.

• Прочтите полную статью о технологиях аккумуляторов в нашем мартовском номере
.

‘Вы можете получить тепловой разгон, когда ваша батарея превысит примерно 80 или 90 градусов по Цельсию. Это запускает химические реакции внутри батареи, которые являются экзотермическими и поэтому выделяют большое количество тепла», — объясняет Ву. «Вы попадаете в эту петлю, где экзотермические реакции генерируют тепло, которое затем еще больше подпитывает тепловой разгон. Часто после этого батарея загорается, потому что электролиты, используемые в батареях, легко воспламеняются. Он фактически становится мини-огнеметом». Тонкий баланс между производительностью батареи и температурой — вот что делает проектирование батареи одной из самых сложных задач, стоящих перед современными инженерами.

Аккумулятор Formula E поколения 1, разработанный Williams Advanced Engineering

 

6. Охлаждение

Снижение износа аккумулятора можно снизить двумя способами. «Вы можете либо использовать меньшую доступную емкость, либо поддерживать оптимальную температуру батареи», — объясняет Пол Макнамара, технический директор Williams Advanced Engineering. «Если диапазон емкости вашей батареи увеличивается с 5% до 95% от общей емкости, она будет деградировать больше, чем если вы перейдете от 10% до 90%. Тогда у вас есть компромисс между использованием большего количества охлаждения, которое увеличит вес, и упаковкой большего количества ячеек для увеличения емкости».

Существует три основных способа охлаждения аккумулятора: 1) Воздушное охлаждение 2) Двухфазное охлаждение 3) Однофазные охлаждающие жидкости (жидкостное охлаждение)

использовал. «Вопрос в том, пропускаете ли вы эту жидкость через охлаждающую пластину или охлаждаете затоплением», — подчеркивает Ло. «При затопленном охлаждении вы используете диэлектрическую жидкость, потому что она непроводящая, поэтому вы используете тот факт, что эта жидкость может находиться в прямом контакте с ячейками. Таким образом, вы по существу заполняете аккумулятор диэлектрической жидкостью. Преимущество этого заключается в том, что вы избегаете любого дополнительного теплового сопротивления, которое вы можете получить при использовании охлаждающей пластины. Охлаждающая пластина обычно представляет собой металлический радиатор, внутри которого течет охлаждающая жидкость, которая прикрепляется к нижней части ячеек с помощью термоклея. Для этого в идеале вы должны использовать воду, поскольку она является гораздо более эффективной охлаждающей средой, чем диэлектрическая жидкость, и она менее плотная и, следовательно, более легкая. Дальнейшая экономия веса достигается за счет того, что вы не заполняете каждый уголок и щель батареи, а современные охлаждающие пластины теперь могут быть сделаны с очень тонкими стенками, но при этом выдерживать высокое давление». батарея, выделяет тепло, а затем выходит из батареи, оно течет к обычному радиатору, где это избыточное тепло отводится в окружающий воздух, подобно обычной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Пример охлаждающей пластины. ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ: PWR

Интересно отметить, что F1 и WEC используют воду для своих систем охлаждения. «В гонках вы можете использовать диэлектрические жидкости только в том случае, если это предписано правилами из соображений безопасности», — подчеркивает Кэмплинг. «Так было в первые четыре сезона Формулы Е. Безопасность не подвергалась никаким компромиссам, и это также было перенесено на новые аккумуляторы Gen2». напряжение и производительность каждой ячейки в аккумуляторной батарее, которая может содержать до 5000-6000 ячеек, требует сложной сети проводки. Все это должно контролироваться сложным мозгом: BMS. «У нас были термопары и датчики напряжения на каждой отдельной ячейке, поэтому мы могли отслеживать перепад напряжения и, следовательно, определять, какие ячейки переживают труднее, чем другие, в зависимости от того, где они расположены в аккумуляторной батарее», — объясняет Макнамара. «Поэтому мы могли гарантировать, что производительность каждого пакета будет одинаковой для честной конкуренции».

В дополнение к термопарам, есть также положительное и отрицательное сильноточное соединение, которое идет от одной ячейки к другой, чтобы позволить току течь между ячейками, а также слаботочное чувствительное соединение. Наконец, система охлаждения, для которой может потребоваться соединение ячейки с охлаждающей пластиной с помощью термоклея сверху или снизу ячейки. «Кроме того, часто используются шины для соединения ячеек, по которым ток от всех ячеек проходит параллельно к следующей группе ячеек или модулю, — говорит Ло.

Количество, тип и упаковка этих диагностических разъемов являются сегодня одной из ключевых областей развития автоспорта, наряду с исследованиями новых химических веществ. Все для того, чтобы извлечь максимальную энергию из аккумулятора при минимально возможном весе. С 2007 года вес системы ERS F1 уменьшился на 81%, эффективность повысилась на 56%, при этом удельная мощность увеличилась в 12 раз, а плотность энергии — в два раза. Именно это стремление к победе в автоспорте будет продолжать менять облик аккумуляторных технологий, какими мы их знаем.

Джемма Хаттон — Заместитель редактора

Джемма имеет степень бакалавра технических наук в области машиностроения в Университете Бата и степень магистра в области передовых технических наук в области автоспорта в Университете Крэнфилда. Она работала на трассе в BTCC, GT и F1 в качестве инженера по шинам в Pirelli, а затем в Manor F1. Она пишет для Racecar с 2010 года, используя свой инженерный опыт для изучения современных технологий автоспорта.

Panasonic ожидает увеличения удельной энергии аккумуляторов электромобилей на 20% к 2030 году

Стивен Эдельштейн 14 июля 2022 г.

Посмотреть галерею

Стивен Эдельштейн 14 июля 2022 г.

Panasonic рассчитывает увеличить плотность энергии аккумуляторов для электромобилей на 20% к 2030 году, заявил технический директор компании в интервью Reuters , опубликованном в среду. Интервью предшествовало объявлению компании о строительстве крупнейшего в мире завода по производству аккумуляторов в Канзас-Сити.

Повышение плотности энергии — по сути, увеличение количества энергии, хранящейся в заданном объеме — является приоритетом для производителей аккумуляторов. Это позволило бы увеличить запас хода электромобиля без физического увеличения размера аккумуляторной батареи или позволило бы автопроизводителям устанавливать блоки меньшего размера без потери запаса хода.

Panasonic планирует повысить плотность энергии с помощью новой смеси добавок, которые позволят отдельным элементам батареи в упаковке работать при более высоком напряжении без вредных последствий, сказал в интервью Шоитиро Ватанабэ из Panasonic.

Цилиндрические ячейки — Panasonic намекает на прогресс 4680

Ватанабэ сказал, что Panasonic планирует достичь своей цели «в течение нескольких лет», но не сказал, когда она начнет производство аккумуляторных элементов с новыми добавками. Если это будет достигнуто, увеличение плотности энергии на 20%, вероятно, приведет к 900 ватт-часов на литр (Вт·ч/л) по сравнению с 750 Вт·ч/л у самой современной аккумуляторной батареи Panasonic, согласно данным Reuters .

Panasonic является основным поставщиком аккумуляторов для Tesla. В 2020 году компания уже объявила, что в течение пяти лет плотность энергии для ячеек, связанных с Tesla, увеличилась на 20%. Оценивая правдоподобность этих утверждений, важно помнить, что повышение плотности энергии обычно происходит постепенно, а не огромными скачками.

Tesla сделала ставку на крупноформатные элементы 4680, производство которых Panasonic планирует начать уже весной 2023 года. По сообщениям, Tesla настаивает на более быстрой разработке новых элементов, в чем руководители Panasonic не уверены.

Panasonic заявила, что рассматривает более крупные ячейки как ключ к доступным электромобилям, но скептически относится к самому формату 4680. Тем не менее, будет ли она производить их на своем новом заводе в США? Ни одна из компаний еще не подтвердила.

Метки:

Батареи Электромобили

Пожертвовать:

• Отправьте нам чаевые
• Связаться с редактором

• 2023 Kia Sorento Hybrid стартует на 2500 долларов дороже, чем в 2022 году, за счет «оптимизации» модельного ряда

  Стивен Эдельштейн 18 сентября 2022 г.

  Поскольку базовый Sorento Hybrid S исключен из модельного ряда, цена на новый Sportage Hybrid по сравнению с более крупным Sorento Hybrid значительно выше.

• Ford прекращает наценки на электромобили, Lucid подробно описывает моторные технологии, цены на CR-V Hybrid, Jeep PHEV: неделя в обратном направлении

  Какой электромобиль оказался самым аэродинамичным серийным автомобилем в мире? Какое двунаправленное зарядное устройство одобрено для Leaf по гарантии? Это наш взгляд на Неделю наоборот — прямо здесь, в Green Car Reports — за неделю, закончившуюся 16 сентября 2022 года. Одна из самых больших историй…

  Бенгт Халворсон 17 сентября 2022 г.

• CR-V Hybrid, 40 миль на галлон, самый аэродинамичный серийный автомобиль, шины из натурального каучука: Today’s Car News Шины из натурального каучука могут быть изготовлены из устойчивого урожая в США. А какой самый аэродинамический серийный автомобиль в мире? Это и многое другое здесь, в Green Car Reports. Honda CR-V Hybrid 2023 года зарабатывает 40…

  Бенгт Халворсон 16 сентября 2022 г.

• 2023 Honda CR-V Hybrid: кроссовер с расходом топлива 40 миль на галлон, рассчитанный на массовое использование гибридных автомобилей. теперь он зарабатывает 40 миль на галлон, но это с передним приводом.

  Бенгт Халворсон 16 сентября 2022 г.

• Bridgestone стремится производить шины из натурального каучука из экологически чистого урожая с юго-запада Америки.

  Натуральный каучук из гваюлы может заменить масло, диоксид кремния и первичную сажу, которые в настоящее время используются в шинах.

  Стивен Эдельштейн 16 сентября 2022 г.

• Lightyear 0 — самый аэродинамический серийный автомобиль в мире, испытания в аэродинамической трубе подтвердили.

  Стивен Эдельштейн 16 сентября 2022 г.

• Ford прекращает торговлю электромобилями, аккумулятор для электромобилей с пробегом 600 миль, одобрены государственные планы зарядки: Today’s Car News

  Бенгт Халворсон 15 сентября 2022 г.

  Федеральная сеть зарядки электромобилей начинает обретать форму, при этом утверждены и профинансированы планы 35 штатов. Ford дает своим дилерам выбор при продаже электромобилей, но это означает, что цены не подлежат обсуждению. И может ли двойной химический подход к батареям электромобилей сделать более доступным запас хода на 600 миль? Это и многое другое здесь, в Green Car Reports. Ford представил новые правила продажи электромобилей в рамках своего бизнес-подразделения Model E, и они означают, что, по крайней мере, начиная с 2024 года, наценки и торги на электромобилях Ford могут стать историей. Дилеры теперь сталкиваются с выбором между двумя уровнями продаж электромобилей, оба из которых связаны с необоротными ценами, или они…

• Аккумуляторная компания ONE представляет технологию ячеек для электромобилей с пробегом 600 миль, включая грузовики и внедорожники .

  Стивен Эдельштейн 15 сентября 2022 г.

• 35 штатов получили зеленый свет на строительство национальной сети зарядки электромобилей на сумму 7,5 млрд долларов

  Администрация Байдена подтвердила, что 35 штатов получили разрешение на установку зарядных устройств, которые считаются частью национальной сети. Дополнительные штаты будут утверждаться «по мере поступления».

  Бенгт Халворсон 15 сентября 2022 г.

• Ford стремится делать наценки на электромобили и торговаться с правилами дилерских отношений, начиная с 2024 года.

  Стивен Эдельштейн 14 сентября 2022 г.

• Другие варианты подключаемых гибридов Jeep, электрические мотоциклы Tesla и Honda за 25 000 долларов: сегодняшние автомобильные новости

  Tesla за 25 000 долларов может остаться законсервированной, но компания видит потребность в доступных моделях. Наконец-то появятся электрические мотоциклы Honda. И Jeep добавляет в свою линейку подключаемых гибридных версий Wrangler 4xe и Grand Cherokee 4xe. Это и многое другое здесь, в Green Car Reports. Джип сегодня…

  Бенгт Халворсон 14 сентября 2022

• Тесла за 25 000 долларов или нет, исполнительный директор говорит, что производителю электромобилей понадобится более доступная модель

  Глава отдела по связям с инвесторами Tesla, как сообщается, сказал, что выпуск более доступной модели на дороги необходим для того, чтобы Tesla стала крупным автопроизводителем.

  Стивен Эдельштейн 14 сентября 2022 г.

Разработка лучших аккумуляторов для электромобилей | MIT News

Настоятельная необходимость сократить выбросы углерода побуждает к быстрому переходу к электрифицированной мобильности и расширению использования солнечной и ветровой энергии в электрической сети. Если эти тенденции будут усиливаться, как ожидается, потребность в более совершенных методах хранения электроэнергии возрастет.

«Нам нужны все стратегии, которые мы можем получить, чтобы противостоять угрозе изменения климата», — говорит Эльза Оливетти, доктор философии 2007 года, адъюнкт-профессор Эстер и Гарольда Э. Эдгертон в области материаловедения и инженерии. «Очевидно, что разработка технологий для хранения на основе сетки в больших масштабах имеет решающее значение. Но для мобильных приложений — в частности, для транспорта — многие исследования сосредоточены на адаптации сегодняшней литий-ионной батареи, чтобы сделать ее более безопасной, компактной и способной хранить больше энергии для своего размера и веса».

Традиционные литий-ионные батареи продолжают совершенствоваться, но у них есть ограничения, которые сохраняются, отчасти из-за их структуры. Литий-ионный аккумулятор состоит из двух электродов — положительного и отрицательного — зажатых вокруг органической (углеродсодержащей) жидкости. Когда батарея заряжается и разряжается, электрически заряженные частицы (или ионы) лития проходят от одного электрода к другому через жидкий электролит.

Одна из проблем этой конструкции заключается в том, что при определенных напряжениях и температурах жидкий электролит может стать летучим и загореться. «Батарейки, как правило, безопасны при нормальном использовании, но риск все же существует», — говорит Кевин Хуанг, доктор философии 15 года, научный сотрудник группы Оливетти.

Еще одна проблема заключается в том, что литий-ионные аккумуляторы не подходят для использования в транспортных средствах. Большие и тяжелые аккумуляторные батареи занимают место и увеличивают общий вес автомобиля, снижая эффективность использования топлива. Но сделать современные литий-ионные батареи меньше и легче, сохраняя при этом их плотность энергии, то есть количество энергии, которое они хранят на грамм веса, оказывается непросто.

Чтобы решить эти проблемы, исследователи меняют ключевые характеристики литий-ионной батареи, чтобы сделать ее полностью твердотельной или «твердотельной» версией. Они заменяют жидкий электролит в середине тонким твердым электролитом, который стабилен в широком диапазоне напряжений и температур. С этим твердым электролитом они используют положительный электрод большой емкости и отрицательный электрод большой емкости из металлического лития, который намного тоньше, чем обычный слой пористого углерода. Эти изменения позволяют значительно уменьшить общую емкость батареи, сохранив при этом ее емкость для накопления энергии, тем самым достигнув более высокой плотности энергии.

«Эти функции — повышенная безопасность и большая плотность энергии — вероятно, являются двумя наиболее часто рекламируемыми преимуществами потенциальной твердотельной батареи», — говорит Хуанг. Затем он быстро поясняет, что «все эти вещи являются перспективными, ожидаемыми и не обязательно реализованными». Тем не менее, многие исследователи изо всех сил пытаются найти материалы и конструкции, которые могут выполнить это обещание.

Мышление за пределами лаборатории

Исследователи придумали много интригующих вариантов, которые выглядят многообещающе — в лаборатории. Но Оливетти и Хуанг считают, что дополнительные практические соображения могут быть важны, учитывая безотлагательность проблемы изменения климата. «Всегда есть показатели, которые мы, исследователи, используем в лаборатории для оценки возможных материалов и процессов», — говорит Оливетти. Примеры могут включать емкость накопителя энергии и скорость зарядки/разрядки. При проведении фундаментальных исследований, которые она считает необходимыми и важными, эти показатели уместны. «Но если целью является внедрение, мы предлагаем добавить несколько показателей, специально учитывающих возможности быстрого масштабирования», — говорит она.

Основываясь на отраслевом опыте работы с современными литий-ионными батареями, исследователи Массачусетского технологического института и их коллега Гербранд Седер, заслуженный профессор инженерных наук Дэниела М. Теллепа Калифорнийского университета в Беркли, предлагают три общих вопроса, которые могут помочь определить потенциальные ограничения на будущее масштабирование в результате выбора материалов. Во-первых, с такой конструкцией батареи могут ли доступность материалов, цепочки поставок или волатильность цен стать проблемой при расширении производства? (Обратите внимание, что экологические и другие проблемы, связанные с расширением добычи, выходят за рамки этого исследования.) Во-вторых, будет ли изготовление батарей из этих материалов включать в себя сложные производственные этапы, во время которых детали могут выйти из строя? И в-третьих, производственные меры, необходимые для обеспечения высокопроизводительного продукта на основе этих материалов, в конечном счете снижают или повышают стоимость производимых аккумуляторов?

Чтобы продемонстрировать свой подход, Olivetti, Ceder и Huang изучили некоторые химические составы электролитов и структуры батарей, которые в настоящее время изучаются исследователями. Чтобы выбрать свои примеры, они обратились к предыдущей работе, в которой они и их сотрудники использовали методы анализа текста и данных для сбора информации о материалах и деталях обработки, описанных в литературе. Из этой базы данных они выбрали несколько часто упоминаемых вариантов, которые представляют собой ряд возможностей.

Материалы и наличие

В мире твердых неорганических электролитов существует два основных класса материалов — оксиды, содержащие кислород, и сульфиды, содержащие серу. Olivetti, Ceder и Huang сосредоточились на одном многообещающем варианте электролита в каждом классе и рассмотрели ключевые элементы, вызывающие озабоченность для каждого из них.

Сульфид, который они рассматривали, был LGPS, который сочетает в себе литий, германий, фосфор и серу. Исходя из соображений доступности, они сосредоточились на германии, элементе, который вызывает опасения отчасти потому, что он обычно не добывается сам по себе. Вместо этого это побочный продукт, получаемый при добыче угля и цинка.

Чтобы выяснить его доступность, исследователи изучили, сколько германия производилось ежегодно за последние шесть десятилетий при добыче угля и цинка, а затем сколько можно было произвести. Результат показал, что даже в последние годы можно было произвести в 100 раз больше германия. Учитывая этот потенциал предложения, доступность германия вряд ли будет ограничивать масштабирование твердотельной батареи на основе электролита LGPS.

Ситуация выглядела менее многообещающе с выбранным исследователями оксидом LLZO, который состоит из лития, лантана, циркония и кислорода. Добыча и переработка лантана в основном сосредоточены в Китае, и доступные данные ограничены, поэтому исследователи не пытались анализировать его доступность. Остальные три элемента доступны в изобилии. Однако на практике необходимо добавить небольшое количество другого элемента, называемого легирующей добавкой, чтобы облегчить обработку LLZO. Поэтому команда сосредоточилась на тантале, наиболее часто используемой легирующей примеси, как на главном элементе, вызывающем озабоченность в LLZO.

Тантал производится как побочный продукт добычи олова и ниобия. Исторические данные показывают, что количество тантала, полученного при добыче олова и ниобия, было гораздо ближе к потенциальному максимуму, чем в случае с германием. Таким образом, доступность тантала больше беспокоит возможное масштабирование батареи на основе LLZO.

Но знание о наличии элемента в земле не относится к шагам, необходимым для доставки его производителю. Поэтому исследователи исследовали дополнительный вопрос, касающийся цепочек поставок критически важных элементов — добычи, переработки, переработки, доставки и так далее. Предполагая, что имеются обильные запасы, могут ли цепочки поставок, которые доставляют эти материалы, расширяться достаточно быстро, чтобы удовлетворить растущий спрос на батареи?

В ходе выборочного анализа они рассмотрели, насколько цепочки поставок германия и тантала должны будут расти из года в год, чтобы обеспечивать батареями планируемый парк электромобилей в 2030 году. Например, парк электромобилей часто называют целью к 2030 году потребуется произвести достаточное количество батарей, чтобы вырабатывать в общей сложности 100 гигаватт-часов энергии. Чтобы достичь этой цели, используя только батареи LGPS, цепочка поставок германия должна будет расти на 50 процентов из года в год — натяжка, поскольку максимальный темп роста в прошлом составлял около 7 процентов. Используя только батареи LLZO, цепочка поставок тантала должна вырасти примерно на 30 процентов — темпы роста намного превышают исторический максимум примерно в 10 процентов.

Эти примеры демонстрируют важность учета доступности материалов и цепочек поставок при оценке различных твердых электролитов с точки зрения их потенциала масштабирования. «Даже когда количество доступного материала не вызывает беспокойства, как в случае с германием, масштабирование всех этапов цепочки поставок в соответствии с будущим производством электромобилей может потребовать буквально беспрецедентных темпов роста», — говорит Хуанг. .

Материалы и обработка

При оценке потенциала масштабирования конструкции батареи следует учитывать еще один фактор — сложность производственного процесса и то, как он может повлиять на стоимость. Изготовление твердотельной батареи неизбежно включает в себя множество этапов, и сбой на любом этапе увеличивает стоимость каждой успешно произведенной батареи. Как объясняет Хуанг: «Вы не отправляете неисправные аккумуляторы; ты их выбрасываешь. Но вы все равно потратили деньги на материалы, время и обработку».

В качестве показателя сложности производства Olivetti, Ceder и Huang изучили влияние частоты отказов на общую стоимость выбранных конструкций твердотельных батарей в своей базе данных. В одном примере они сосредоточились на оксиде LLZO. LLZO чрезвычайно хрупок, и при высоких температурах, связанных с производством, большой лист, достаточно тонкий для использования в высокопроизводительной твердотельной батарее, может треснуть или деформироваться.

Чтобы определить влияние таких сбоев на стоимость, они смоделировали четыре ключевых этапа сборки батарей на основе LLZO. На каждом этапе они рассчитывали стоимость на основе предполагаемого выхода — то есть доли от общего числа единиц, которые были успешно обработаны без сбоев. У LLZO выход был намного ниже, чем у других исследованных ими конструкций; и по мере того, как доходность снижалась, стоимость каждого киловатт-часа (кВтч) энергии батареи значительно росла. Например, когда на последнем этапе нагрева катода вышли из строя еще 5 процентов блоков, стоимость увеличилась примерно на 30 долларов за кВтч — нетривиальное изменение, учитывая, что общепринятая целевая стоимость таких батарей составляет 100 долларов за кВтч. Ясно, что производственные трудности могут оказать сильное влияние на жизнеспособность конструкции для широкомасштабного внедрения.

Материалы и характеристики

Одна из основных проблем при проектировании полностью твердотельной батареи связана с «интерфейсами», то есть где один компонент встречается с другим. Во время производства или эксплуатации материалы на этих границах раздела могут стать нестабильными. «Атомы начинают перемещаться туда, куда не должны, и производительность батареи снижается», — говорит Хуанг.

В результате большое количество исследований посвящено поиску методов стабилизации интерфейсов в батареях различных конструкций. Многие из предложенных методов действительно повышают производительность; и в результате стоимость батареи в долларах за кВтч снижается. Но реализация таких решений, как правило, требует дополнительных материалов и времени, что увеличивает стоимость кВтч при крупномасштабном производстве.

Чтобы проиллюстрировать этот компромисс, исследователи сначала изучили свой оксид LLZO. Здесь цель состоит в том, чтобы стабилизировать поверхность раздела между электролитом LLZO и отрицательным электродом, вставив между ними тонкий слой олова. Они проанализировали влияние — как положительное, так и отрицательное — на стоимость внедрения этого решения. Они обнаружили, что добавление сепаратора олова увеличивает емкость накопления энергии и улучшает производительность, что снижает удельную стоимость в долларах/кВтч. Но стоимость включения слоя олова превышает экономию, так что окончательная стоимость выше первоначальной стоимости.

В другом анализе они рассмотрели сульфидный электролит под названием LPSCl, который состоит из лития, фосфора и серы с добавлением небольшого количества хлора. В этом случае положительный электрод включает в себя частицы материала электролита — метод обеспечения того, чтобы ионы лития могли найти путь через электролит к другому электроду. Однако добавленные частицы электролита несовместимы с другими частицами в положительном электроде — еще одна проблема интерфейса. В этом случае стандартным решением является добавление «связующего», другого материала, который заставляет частицы склеиваться.

Их анализ подтвердил, что без связующего вещества производительность низкая, а стоимость батареи на основе LPSCl превышает 500 долларов США за кВтч. Добавление связующего значительно повышает производительность, а стоимость снижается почти на 300 долларов за кВтч. В этом случае стоимость добавления связующего во время изготовления настолько низка, что по существу реализуется все снижение стоимости от добавления связующего. Здесь метод, реализованный для решения проблемы интерфейса, окупается меньшими затратами.

Исследователи провели аналогичные исследования других многообещающих твердотельных батарей, о которых сообщалось в литературе, и их результаты были последовательными: выбор материалов батареи и процессов может повлиять не только на краткосрочные результаты в лаборатории, но также на осуществимость и стоимость производство предлагаемой твердотельной батареи в масштабе, необходимом для удовлетворения будущего спроса. Результаты также показали, что рассмотрение всех трех факторов вместе — доступности, потребностей в обработке и производительности батареи — важно, поскольку могут иметь место коллективные эффекты и компромиссы.

Olivetti гордится широким кругом проблем, которые может исследовать подход команды. Но она подчеркивает, что это не предназначено для замены традиционных показателей, используемых для выбора материалов и обработки в лаборатории. «Вместо этого он призван дополнить эти показатели, также широко рассматривая вещи, которые могут помешать масштабированию» — важное соображение, учитывая то, что Хуан называет «срочным тиканьем часов» чистой энергии и изменения климата.

Это исследование было поддержано Программой начального фонда Энергетической инициативы Массачусетского технологического института (MITEI) Центр низкоуглеродной энергетики для хранения энергии; компанией Shell, одним из основателей MITEI; и Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США, Управлением транспортных технологий в рамках Программы перспективных исследований аккумуляторных материалов. Работа по анализу текста поддерживалась Национальным научным фондом, Управлением военно-морских исследований и MITEI.

Эта статья опубликована в весеннем выпуске Energy Futures журнала MIT Energy Initiative за 2021 год.

Как сделать автомобильный аккумулятор лучше

Консорциум инноваций в области аккумуляторов

Технология свинцово-кислотных аккумуляторов прокладывает путь к сохранению актуальности в мире электромобилей.

Дэн Карни | 23 ноября 2020 г.

Смотреть этот веб-семинар

Разновидности литий-ионной технологии являются передовым направлением для аккумуляторных электромобилей, но еще много лет будут существовать автомобили с двигателями внутреннего сгорания и гибридные электромобили, а технология свинцово-кислотных аккумуляторов продолжает развиваться. заранее для этих транспортных средств тоже.

Чтобы узнать о некоторых разработках в этой области, Design News поговорил с Алистером Дэвидсоном, директором Консорциума по инновациям в области аккумуляторов, чтобы узнать его мнение о направлении знакомой технологии свинцово-кислотных аккумуляторов.

Консорциум инноваций в области аккумуляторов

Консорциум инноваций в области аккумуляторов Директор Алистер Дэвидсон

В качестве директора CBI Дэвидсон руководит всеми рабочими программами консорциума. Он учился в Оксфордском университете и получил докторскую степень. в Эдинбургском университете и читал лекции в Университете штата Вашингтон и Университете Чунцина, Китай.

Новости дизайна: Каковы основные возможности свинцово-кислотных аккумуляторов на автомобильном рынке?

Алистер Дэвидсон : Мы видим большие возможности для свинцовых аккумуляторов в автомобилях с микро и мягким гибридом. Свинцовые аккумуляторы продолжают оставаться основным источником энергии для автомобилей с бензиновыми или дизельными двигателями для запуска двигателя, питания электрических систем в режиме выключения зажигания, а также для обеспечения безопасности и аварийных функций. Они, вероятно, останутся в этом положении в обозримом будущем, и, кроме того, существует огромный вторичный рынок сменных батарей, который намного больше, чем рынок OEM.

Практически все автомобили с обычным силовым агрегатом теперь используют системы старт-стоп, старт-стоп на холостом ходу или микрогибридные системы для снижения выбросов углекислого газа в выхлопных газах. Это значительно увеличило рабочий цикл батареи. Вместо одного холодного пуска за поездку, когда электрические системы питаются от генератора, каждый раз, когда автомобиль останавливается, двигатель останавливается, а затем снова запускается при трогании с места.

Во время остановки двигателя электрические системы питаются от аккумулятора, а затем двигатель снова запускается от аккумулятора. Перезапуск представляет собой теплый пуск, поэтому требуемый ток не такой высокий, как при холодном пуске, но, тем не менее, рабочий цикл очень интенсивен по сравнению со стандартным автомобилем.

Промышленность по производству свинцовых аккумуляторов разработала новые типы аккумуляторов для повышения производительности в системах «старт-стоп».

Это либо усовершенствованные залитые батареи (EFB), либо батареи с поглощающим стекломатом (AGM). Они успешно ответили на две технические задачи; во-первых, чтобы выдерживать тысячи небольших циклов зарядки и разрядки, и, во-вторых, чтобы иметь возможность восстанавливать энергию торможения, очень быстро принимая заряд от генератора переменного тока.

DN: Какие улучшения еще возможны для обычной 12-вольтовой автомобильной аккумуляторной батареи для автомобилей внутреннего сгорания?

Алистер Дэвидсон : CBI определило улучшение приема динамического заряда (DCA) как одну из высокоприоритетных целей нашей исследовательской программы. Задача отрасли состоит в том, чтобы улучшить срок службы при малом цикле и, в частности, способность батареи принимать заряд — DCA.

Простые системы «старт-стоп» заменяются микрогибридными системами, в которых рекуперируется больше энергии, и все это предъявляет повышенные требования к аккумулятору. Это достигается за счет улучшения конструкции аккумуляторов и изменений в электрохимии. Большую роль играют специальные углеродные добавки к пластинам. Мы работаем с компаниями, научно-исследовательскими и испытательными институтами и университетами по всему миру, чтобы изучить способы достижения этой цели.

DN: Какие технологические усовершенствования могут сделать свинцово-кислотные аккумуляторы конкурентоспособными для использования в гибридных автомобилях?

Алистер Дэвидсон : Свинцовые батареи имеют естественный предел в микрогибридной системе и продолжают развиваться, как описано ранее. Это остается наиболее рентабельным способом достижения стандартов выбросов, измеряемых в долларах за грамм сокращения углекислого газа. CBI признает, что этот рынок имеет решающее значение для свинцовых аккумуляторов, и наша текущая исследовательская программа включает ряд исследовательских проектов, специально направленных на повышение производительности микрогибридных приложений.

DN: Как различия между силовыми батареями и энергетическими батареями делают свинцово-кислотные технологии хорошей технологией для гибридных автомобилей?

Алистер Дэвидсон : Свинцовые батареи лучше подходят для более низких уровней гибридизации. Плотность мощности свинцовых аккумуляторов является одной из их сильных сторон, поэтому они отлично подходят для запуска холодного двигателя.

Следует отметить, что полностью электрические транспортные средства (ГЭМ, ПГЭМ и чистые электромобили) используют 12-вольтовую вспомогательную свинцовую батарею для поддержки 12-вольтовых систем автомобиля и обеспечения питания систем экстренной помощи, безопасности и связи, если основной аккумулятор отключен. Таким образом, свинцовые аккумуляторы остаются жизненно важной частью рынка электромобилей.

DN: Вносятся ли или могут быть внесены изменения в химический состав батарей, чтобы сделать их более подходящими для длительных периодов неиспользования, как это происходит во время пандемии?

Alistair Davidson : срок годности стандартной автомобильной батареи после полной зарядки составляет 6 месяцев. Лучшей практикой будет ежеквартальная подзарядка, а современные автомобили имеют интеллектуальные системы, которые снижают нагрузку в состоянии покоя в режиме выключения зажигания. Изменения в сплавах решетки могут продлить срок годности и используются для специальных и для батарей, используемых в оборонных целях.

Лучшее решение, если транспортное средство не используется очень часто, — это взять его на короткую поездку. Генераторы обладают очень высокой выходной мощностью, и 10-15 минут езды обеспечат полезную зарядку. Простой тест — водить машину до тех пор, пока не будет включена система старт-стоп. Электроника автомобиля измеряет состояние аккумулятора и сообщает штоку, чтобы он начал работать, когда аккумулятор достигает подходящего уровня заряда.

DN: Каковы ваши ожидания от автомобильного рынка в плане перехода от чисто внутреннего сгорания к как минимум мягкому гибриду в качестве базовой линии?

Алистер Дэвидсон : Основной задачей автомобильной промышленности является выполнение общих требований по выбросам с наименьшими затратами. Это означает, что будет смешанная техника. Чистые электромобили и гибриды PHEV вносят наибольший вклад в сокращение выбросов в расчете на одно транспортное средство. HEV находятся посередине, но при правильном сочетании старт-стоп и микрогибридные автомобили будут оставаться важными еще долгое время.

DN: Как вы думаете, 48-вольтовые «мягкие гибриды» приобретут популярность, или это «золотая середина», которая может никогда не взлететь?

Алистер Дэвидсон : 48-вольтовая батарея является промежуточным вариантом и обеспечивает сокращение выбросов по сравнению с микрогибридом с 12-вольтовой батареей EFB или AGM. Он будет востребован, но автомобильный рынок находится в переходном состоянии, и в ближайшие несколько лет будет предложено большое количество различных решений.

Д.Н.: Если он взлетит, какова пригодность свинцово-кислотных аккумуляторов для этих автомобилей?

Alistair Davidson : Есть несколько интересных разработок для свинцовых аккумуляторов, которые применимы к 48-вольтовым аккумуляторам, в частности к биполярным аккумуляторам, в которых аккумулятор построен в виде пакета, а не из отдельных элементов. Это увеличивает мощность и плотность энергии, и это может быть целевым рынком для компаний с этой технологией. В исследовательской программе CBI есть специальный проект, посвященный исследованию и сравнительному анализу производительности биполярных аккумуляторов для автомобильного рынка.

ТЕГИ: Материалы для аккумуляторов Технология электромобилей

Новый подход к автомобильным аккумуляторам изменит электромобили

У CATL уже есть завод в Германии, а также строящийся завод по производству аккумуляторов стоимостью 5 миллиардов долларов в Индонезии и планы по аналогичным инвестициям в США. Собственные инвестиции в добычу лития и кобальта помогают защитить компанию от колебаний цен на сырье. Но одним из ключевых факторов глобального расширения CATL станет технология «ячейка-шасси», при которой батарея, шасси и днище электромобиля объединяются как единое целое, что полностью устраняет необходимость в отдельном аккумуляторном блоке в автомобиле.

Перераспределение объема аккумуляторов также освободит место в дизайне автомобиля для более просторного салона, поскольку дизайнерам больше не нужно будет поднимать высоту пола электромобиля, чтобы спрятать элементы под ним в большой плите. Освободившись от этих предыдущих ограничений, поскольку ячейки могут составлять все шасси, производители смогут втиснуть больше ячеек в каждый электромобиль, тем самым увеличив запас хода.

По оценкам CATL, серийные автомобили этой конструкции смогут проехать 1000 километров (621 милю) на одной зарядке, что на 40 процентов больше, чем при использовании обычных батарей.

Кузовной цех

На Дне батареи Tesla 2020 компания поделилась информацией о нескольких ключевых достижениях. В то время как новая батарея Tesla 4680 доминировала в заголовках, генеральный директор Илон Маск и старший вице-президент Дрю Бэглино рассказали, как меняется производство автомобилей Tesla за счет использования крупногабаритных литых деталей для замены множества более мелких компонентов. Они также заявили, что примерно к 2023 году Тесла начнет использовать технологию связи между клетками и телом.Баки 0023 имеют форму крыла — дуэт сказал, что аккумуляторные элементы будут интегрированы в конструкцию автомобиля. Для этого Tesla разработала новый клей. Обычно клей в аккумуляторной батарее скрепляет элементы и пластины батареи и действует как антипирен. Решение Tesla добавляет к клею укрепляющую функцию, что делает всю батарею несущей.

МакТерк объясняет: «Интеграция ячеек в шасси делает ячейки и шасси многоцелевыми. Ячейки становятся энергоаккумулирующими и структурно поддерживающими, в то время как шасси становится структурно поддерживающими и защищающими клетки. Это эффективно уравновешивает вес корпуса ячейки, превращая его из собственного веса в нечто ценное для конструкции автомобиля».

По словам Теслы, эта конструкция, наряду с литьем под давлением, может позволить транспортным средствам сэкономить 370 деталей. Это снижает массу тела на 10 процентов, снижает затраты на батареи на 7 процентов за киловатт-час и увеличивает запас хода автомобиля.

В то время как батарея Tesla 4680 с ее большим объемом, по-видимому, играет неотъемлемую роль в способности компании перейти к конструкции «ячейка-тело», новая батарея Qilin от CATL может похвастаться 13-процентным увеличением емкости по сравнению с 4680 с использованием объема. эффективность 72 процента и плотность энергии до 255 ватт-часов на килограмм. Он должен стать ключевой частью решения CATL третьего поколения «ячейка-корпус» и, вероятно, станет основой предложения компании «ячейка-шасси».

An Easy Cell

Седан Leapmotor C01, поступивший в продажу в конце 2022 года, использует конструкцию «ячейка-шасси».

Фотография: Leapmotor

Для тех, кто думает, что до этих прорывных аккумуляторных технологий еще несколько лет, переход от ячейки к шасси на самом деле уже существует. Быстрорастущий, но все еще относительно неизвестный китайский стартап по производству электромобилей Leapmotor претендует на звание первой компании, выпустившей на рынок серийный автомобиль с технологией «ячейка-шасси». Седан Leap C01 должен поступить в продажу до конца 2022 года. Используя запатентованную технологию, которой компания предложила поделиться бесплатно, Leap заявляет, что C01 предлагает превосходную управляемость (это может объясняться лучшим распределением веса конструкции между ячейками и шасси). ), немного большая дальность и повышенная безопасность при столкновении.

Многие электромобили ранее создавались на базе платформ автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, а некоторые и по сей день, но внедрение конструкции «ячейка-шасси» сделает эти старые платформы безнадежно устаревшими. По словам Фроста из Sprint Power, «приверженность большинства [производителей] будущему исключительно электромобилям в сочетании с более интегрированными конструкциями, такими как «ячейка-шасси», приведет к значительным улучшениям в общей конструкции и производительности электромобилей. ”

Хотя технология «ячейка-шасси», несомненно, является следующим шагом в развитии электромобилей, она не является панацеей. Такие технологии, как твердотельные батареи и батареи на основе натрия, вероятно, станут частью головоломки. А переход от ячейки к шасси, несомненно, создаст новые проблемы для отрасли.

Во-первых, замена неисправных элементов будет намного сложнее в корпусе между элементами и шасси, поскольку каждый элемент будет неотъемлемой частью конструкции автомобиля. Тогда возникает вопрос, что происходит, когда автомобиль утилизируется. В настоящее время модули могут найти свое применение во многих приложениях вторичной жизни, но МакТерк считает, что батареи большего размера в конструкциях «ячейка-блок» и «ячейка-шасси» могут ограничить их применение в приложениях для хранения данных в сети.

Твердотельные аккумуляторы ускоряют электромобили, повышают энергосистему хранения

Доведенная до убыточности на своем традиционном рынке из-за все более жесткой конкуренции из-за рубежа, которая скорее пострадала, чем помогла из-за сокращения расходов на исследования и разработки в течение десятилетия, Zenith Electronics Corp. — единственный выживший производитель телевизионных приемников в США — по сообщениям, планирует сказать, что в бизнесе, который он помог создать и развивать в течение примерно 40 лет инноваций, было покончено.

Действительно, ничто так точно не отражает текущую ситуацию в компании, как ее последняя и, возможно, вторая по величине инновация: плоская теневая маска для плоской электронно-лучевой трубки, которую повсюду называют крупным прорывом. Анонсировано в 1986, г. Плоская натяжная маска, как ее называют, увеличивает яркость электронно-лучевой трубки до 80 процентов, ее коэффициент контрастности до 70 процентов и ее разрешение до 15 процентов по сравнению с современными конструкциями трубок, в которых используется изогнутая поверхность. пластина и изогнутая теневая маска. Плоская маска натянута настолько туго, что может сохранять качество цветопередачи даже при неравномерном нагреве высокой концентрацией электронов в ярких областях изображения.

Эта статья была впервые опубликована как «Самый выживший теряет хватку». Он появился 19 августа.88 выпуск IEEE Spectrum. Версия в формате PDF доступна на IEEE Xplore. Фотографии появились в оригинальной печатной версии.

Такой продукт служит примером стремления Zenith к высокому качеству, даже если это означало, что он остается в верхней части рынка. Завод по производству труб в Мелроуз-Парке, штат Иллинойс, является одной из самых прибыльных частей бизнеса, что свидетельствует о производственных навыках компании. Но при цене около 1000 долларов плоская трубка не является потребительским товаром, а вместо этого приносит пользу последнему интересу Zenith — ее относительно новому и высокодоходному бизнесу по производству персональных компьютеров.

Конец эры телевидения

В 1960 году телевизионный рынок был совсем другим. Тогда компания Glenview, штат Иллинойс, боролась за первое место с RCA Corp. внутренний рынок. Двадцать пять других компаний, таких как Admiral, GTE Sylvania и Magnavox, разделили остальную часть бизнеса. Но одна за другой эти компании либо сворачивали свои телевизионные подразделения, либо продавали их неамериканским конкурентам, пока к концу 1987 года не осталась только Zenith.

Основные опасения компании за прошлый год были резюмированы в ее годовом отчете: «Долгожданная ценовая стабильность в отрасли не материализовалась в 1987 году из-за продолжающегося демпинга со стороны дальневосточных поставщиков, неэффективного применения закона о демпинге со стороны нашего правительства, а также неудачи Кореи и другим новым индустриальным странам Дальнего Востока провести ревальвацию своих валют». Эти трудности в потребительской сфере привели к корпоративным убыткам до налогообложения в размере 28,9 млн долларов, несмотря на операционную прибыль, которая, по оценкам аналитиков, составляет 70 млн долларов от успешного компьютерного бизнеса.

Zenith официально не подтвердила, что ее телевизионный бизнес выставлен на аукцион, ограничившись лишь заявлением о том, что изучает «все варианты восстановления корпоративной рентабельности до удовлетворительного уровня». Но Lazard Freres & Co. из Нью-Йорка, как сообщается, принимает заявки от имени компании на все подразделение бытовой электроники.

Эволюция Zenith (и телевизионной индустрии)

1918

Основана Чикагская радиолаборатория; позже принимает в качестве своего торгового названия Z-Nth, обозначение любительской радиостанции.

1924

Zenith производит первое в мире портативное радио, которое включает в себя большие батареи, вакуумные лампы и рупорный динамик; здесь раннюю модель держит адмирал Дональд Б. Макмиллан.

1926

Zenith производит первый коммерческий радиоприемник, работающий от сети переменного тока.

1940-41

Прототип приемника Trans Oceanic проходит успешные полевые испытания в Арктике.

1945

Ассоциация телевизионных вещателей сообщает, что телевизоров, проданных в Соединенных Штатах перед Второй мировой войной, было 10 000 штук.

1947

Продано около 200 000 телевизоров, в том числе более 115 000 настольных моделей, 37 000 консолей, 12 000 проекционных моделей и 25 000 консолей с радио/фонографом. Девять американских производителей представляют новые модели на Чикагском мебельном рынке 1947 года.

1948

Zenith вступает в бизнес по производству телевизионных приемников, покупая Rauland of Chicago, производителя кинескопов. В общей сложности 31 американский производитель телевизоров продает 103 модели.

1953

Zenith и 12 других производителей телевизоров демонстрируют FCC цветные телевизионные приемники на базе NTSC.

1955

Zenith разрабатывает прототип цветного телевизора с дистанционным управлением.

1956

Zenith патентует первый пульт дистанционного управления для телевизора — ультразвуковой Space Command.

1957

Zenith запатентовала технологию блокировки бахромы, способную решить проблему потери синхронизации изображения.

1959

В этом году было продано 6 300 500 комплектов по сравнению с 19пик 55-х годов в 7 700 000 и 7 300 100 в 1950-х годах.

1960

(Зарегистрировано 27 производителей телевизоров в США — обратный отсчет начинается.)

1964

Zenith запатентовала технологию Chromacolor, или «черную матрицу», но не представила ее до 1969 года.

1968

(18 американских производителей телевизоров остались после того, как Westinghouse Electric, Capehart, Conrac, Dumont, Hoffman, Mattison, Olympic, Symphonica и TraVler ушли из телевизионного бизнеса. )

1969

(Admiral покупает Cortron, оставляя 17 производителей телевизоров в США.)

1970-74

(12 американских производителей телевизоров ушли после ухода Эмерсона, Арвина, Сэтчел-Карлсона, TMA и Teledyne Packard Bell.)

1971

Zenith открывает свои первые производственные предприятия за пределами США в Матаморосе, Мексика, и на Тайване, и патентует фильтр промежуточной частоты на поверхностных волнах.

1973

Zenith представляет Power Sentry, первое потребительское использование трансформатора с насыщаемым сердечником для регулирования напряжения.

1974

(Девять американских производителей телевизоров уволились после того, как североамериканская Philips купила Magnavox Consumer Electronics, японская Matsushita Electric Industrial купила телевизионный бизнес Motorola и ее торговую марку Quasar, а GTE Sylvania купила торговую марку Philco.)

1975

Zenith представляет первый одночиповый цветной демодулятор и телевизоры с функцией Zoom.

1976

Zenith увеличила прибыль до налогообложения на 27 миллионов долларов по сравнению с 1975 годом и составила 978 миллионов долларов.

1976

(Японская Sanyo Electric покупает телевизионный бизнес у Warwick Electronics; Andrea Radia, небольшая семейная компания из Нью-Йорка, исчезает с рынка.)

1977

Zenith вдвое сокращает штат R&D, увольняя около 200 инженеров.

1978

Zenith открывает завод в Рейносе, Мексика.

1978

(Шесть американских производителей телевизоров ушли, когда Admiral Group, к настоящему времени являющаяся дочерней компанией Rockwell, уходит из телевизионного бизнеса.)

1979

Zenith представляет первую микропроцессорную систему настройки и первый кабельный приемник; покупает Хита, чтобы заняться бизнесом по производству персональных компьютеров.

1980

Zenith представляет Spacephone, который позволяет зрителю отвечать на телефонные звонки через телевизор.

1981

(Пять американских производителей телевизоров ушли после того, как Philips купила GTE Sylvania.)

1982

Zenith переходит от ультразвуковой к инфракрасной технологии для своих пультов дистанционного управления.

1984

Схема Zenith для стереотелевидения, многоканальный телевизионный звук, принята в качестве отраслевого стандарта.

1984

(бренды Wells-Gardner и Curtis-Mathes больше не занимаются телебизнесом)

1986

(GE покупает RCA.)

1987

(GE продает бизнес бытовой электроники GE/RCA французской Thomson CSF; Zenith — единственный оставшийся производитель телевизоров в США.

1987

Zenith анонсирует Flat Tension Mask, прорыв в технологии электронно-лучевых трубок; впервые теряет деньги на бытовой электронике.

1987

Zenith сокращает штат R&D, увольняя 60 инженеров.

1988

Сообщается, что подразделение бытовой электроники Zenith выставлено на продажу.

Примечание редактора. Последний год прибыльности Zenith был в 1988 году. В 1991 году Lucky-Goldstar, теперь известная как LG, приобрела 5 процентов компании. В 1995 году LG приобрела контрольный пакет акций. В 1999 году Zenith подала заявление о банкротстве по главе 11, и LG приобрела оставшуюся часть компании.

Давление акционеров на компанию с целью продажи могло усилиться из-за того, что инвестиционное товарищество приобрело 7,1 процента акций Zenith и объявило о своем намерении заставить Zenith «повысить акционерную стоимость». Аналитики предполагают, что партнерство планирует принудительно продать подразделение бытовой электроники.

Сообщается, что активными претендентами на покупку являются четыре крупные корейские компании: Samsung Electronics Co., Daewoo Corp., Lucky-Goldstar Corp. и Hyundai Electronics Corp. Каждая из них выиграет от более сильной дистрибуции в США и торговой марки в США, и каждая из них найдет эндемически малую норму прибыли на рынке телевизоров вполне совместимой с ее долгосрочная перспектива. Сообщается, что Thomson CSF из Франции также подала заявку; недавно она приобрела подразделение потребительской электроники RCA/GE, отметив, что «объем — одно из правил игры конкурентоспособность-цена». Аналитики сообщают, что NV Philips из Нидерландов является еще одним вероятным претендентом.

Большинство японских компаний по производству бытовой электроники уже имеют сильное присутствие в США, и, как говорят, только одна из них подала заявку. Международное братство электриков, профсоюз, представляющий многих сотрудников Zenith, также выразило заинтересованность в участии в торгах, но, похоже, еще не сделало этого.

«Если вы находитесь на воздушном шаре, дрейфующем над океаном, и знаете, что когда вы достигнете земли, вас будут ждать каннибалы, если вы начнете тонуть, вы все равно выбросите все, включая оружие и боеприпасы, потому что, если вы не доберетесь до берегу, не имеет значения, есть у вас ружья или нет».
— Роберт Адлер, бывший вице-президент Zenith по исследованиям.

Ветер перемен начал дуть в 1970-х, когда Zenith возглавила борьбу за защиту американской телеиндустрии от японских достижений. Благодаря судебному разбирательству и предложенному Конгрессом закону тогдашний президент Zenith Джон Невин стал известной фигурой в стране, поскольку он настаивал на защите от предполагаемого демпинга.

Когда такие доводы оказались бесполезными, компания предприняла решительные меры для поддержания прибыльности, в частности, вдвое сократила исследовательский персонал в 1977. «Многие из нас не могли понять, как Zenith могла уничтожить свой исследовательский отдел», — вспоминал Алан Собел, один из инженеров, уволенных в то время и работающих в Lucitron Inc. в Эванстоне, штат Иллинойс. Собел вспоминает тогдашнего вице-президента исследователя Роберта Адлера, объясняя это «нам следующим образом: «Если вы находитесь в воздушном шаре, дрейфующем над океаном, и вы знаете, что каннибалы будут ждать, когда вы достигнете земли, если вы начнете тонуть, вы все равно выбросите все, включая оружие и боеприпасы, потому что, если вы не доберетесь до берега, не имеет значения, есть у вас оружие или нет».

Zenith делает ставку на то, что потребители выберут проигрыватели видеодисков, а не видеомагнитофоны (VCR).

Около 200 инженеров-исследователей и техников, переживших увольнение в 1977 году, были поставлены перед задачами, которые часто оказывались неверными. Например, как и ее конкуренты в США, Zenith сделала ставку на то, что потребители выберут проигрыватели видеодисков, а не видеомагнитофоны (VCR). Компания дважды запускала и прекращала свою исследовательскую программу по видеодискам между 1971 и 1974, а затем купила видеомагнитофоны для перепродажи под своим именем. Сначала Zenith выбрала формат видеомагнитофона Betamax, купив устройства в токийском магазине. Сони. Но после того, как рынок США продемонстрировал свое предпочтение VHS, компания переключилась на продажу видеомагнитофонов VHS от JVC of Yokohama. Zenith хвастается тем, что эти видеомагнитофоны японского производства имеют больше вклада от американской компании, чем любые другие модели на рынке, потому что она производит тюнер и пульты дистанционного управления в Мексике и поставляет их в Японию.

Еще одно сильное, но, возможно, преждевременное усилие было сосредоточено на цифровом телевидении. «Мы вложили много инженерных средств в цифровое шасси», — вспоминал один инженер, но в начале 1980-х «люди просто не интересовались… потому что большинство не могли увидеть разницу в качестве изображения». Zenith заявляет, что ее продажи были конкурентоспособными по сравнению с остальной частью индустрии цифрового телевидения, но признает, что индустрия в целом только сейчас начинает набирать обороты.

Большие экраны — кинескопы с диагональю 35 дюймов (90 сантиметров) и более — не преследовались из-за нежелания инвестировать 0,5 миллиона долларов в переоснащение своих производственных мощностей.

По словам другого инженера, большие экраны — кинескопы с диагональю 35 дюймов (90 сантиметров) и более — не преследовались из-за нежелания инвестировать 0,5 миллиона долларов в переоснащение своих производственных мощностей, тогда и сейчас ограниченных максимальной диагональю экрана в 27. в.

Существенной претензией Zenith на известность в начале 1980-х годов стала ее роль в разработке промышленного стандарта стереотелевидения в США, одобренного Федеральной комиссией по связи (FCC) в 1919 году.84. Компания Zenith предоставила эту технологию промышленности без лицензионных отчислений и получила за эту работу премию «Эмми» 1985 года.

Сообщается, что в результате резкого сокращения расходов в третьем квартале 1987 года штат НИОКР был сокращен еще на 60 процентов и составил примерно 20 инженеров, хотя это число трудно проверить, поскольку они больше не работают в исследовательской лаборатории, а разбросаны по всему миру. по всей компании. Сотрудники Zenith сообщают, что компания отказалась от большей части работы над усовершенствованными цветными кинескопами (хотя представитель Zenith отрицает это, указывая на то, что работа над усовершенствованиями цветных трубок, а также над плоской натяжной маской продолжается). Однако те же сотрудники говорят, что Zenith продолжала работу, хотя и в меньших масштабах, над технологиями интерактивного телевидения, цифровым телевидением и телевидением высокой четкости (HDTV). Однако некоторые аналитики предполагают, что у Zenith больше нет технических возможностей для разработки продуктов HDTV.

Когда все еще надеялись, что Конгресс США ослабит конкурентное давление на производителей телевизоров, Zenith начала диверсифицировать свои ставки. Представитель компании сказал, что в 1978 году руководство начало искать новые области бизнеса, которые могли бы использовать сильные стороны Zenith в крупносерийном и высококачественном производстве, инженерных исследованиях и разработках и маркетинге торговых марок.

Например, было создано новое подразделение по производству компонентов для продажи другим производителям (теперь оно продается в основном для компьютерной индустрии), а в 1981 Zenith создала еще одно подразделение по производству декодеров и другой продукции для индустрии кабельного телевидения (CATV).

Приобретение в 1979 году компании Heath Co., Сент-Джозеф, штат Мичиган, привело к наиболее успешному предприятию компании за пределами ее традиционных границ. Интерес Зенита вызвали не известные самодельные электронные наборы Heathkit, а настольный компьютер Хита на базе микропроцессора 6502. Zenith использовала компьютер, чтобы превратиться в крупного производителя IBM-совместимых персональных компьютеров. В прошлом году объем продаж в этой области составил около 1 миллиарда долларов.

Процветание благодаря технологиям

Телевизор не был оригинальным продуктом Zenith. Компания Zenith, производящая радиоприемники с 1918 года, продала свой первый черно-белый телевизор в 1948 году, в том же году, когда она приобрела Rauland Corp., чикагского производителя кинескопов. Эта первая линия включала револьверный тюнер, который можно было модернизировать для более высокочастотных каналов, просто добавляя к нему дополнительные полосы настройки. В 1952 году, когда радиовещательным станциям были назначены УВЧ, клиенты Zenith, в отличие от клиентов других производителей, могли дешево адаптировать свои телевизоры. Так началось то, что должно было стать одним из самых ценных активов компании — лояльность клиентов.

Инженеры Зенита приняли участие в рождении цветного телевизора. В начале 1950-х они построили оборудование для генерации цветных сигналов и вместе с 12 другими производителями продемонстрировали Федеральной комиссии по связи (FCC) цветные приемники, созданные в соответствии со стандартом Национального комитета по телевизионным системам (NTSC). Затем Zenith вырвалась вперед, решив одну из самых распространенных проблем того времени — потерю синхронизации изображения из-за помех, скажем, от электробритвы или стоящего рядом автомобиля. Его решением была схема блокировки полос, которая не позволяла паразитным шумам фрагментировать изображение или заставлять его вращаться. Zenith подала заявку на патент на эту технологию в 1951 и получила его в 1957 году. Компания успешно — и с прибылью — подала в суд на Admiral за нарушение патентных прав.

Компания Zenith завоевала больше клиентов в 1950-х годах, впервые предложив на рынке беспроводной пульт дистанционного управления. Это ультразвуковое устройство, изобретенное Робертом Адлером, позиционировалось как Space Command от Zenith. Он был настолько популярен, что в какой-то момент Zenith приписала ему увеличение продаж примерно на 40%. Лицензия на него была передана RCA Corp. и с разрешения Zenith была принята многими другими американскими компаниями. Адмирал снова нарушил патент, и Зенит нажился на удачном иске. Эта технология просуществовала около 20 лет, прежде чем уступила место инфракрасным пультам дистанционного управления, чья большая пропускная способность позволяла выполнять больше функций.

Новейший технологический прорыв Zenith, трубка Flat Tension Mask, производится на заводе компании по производству кинескопов в Мелроуз Парк, штат Иллинойс.

Zenith Electronics Corp.

Черная матрица Популярность телевизионных технологий связана с Chromacolor, типом трубки, которую остальная часть отрасли назвала черной матрицей с отрицательной защитной полосой. Компания запатентовала его в 1964 году и представила в 1969 году. До новшества Zenith на экранах цветных телевизоров были трио частично перекрывающихся красных, зеленых и синих люминофорных точек, при этом перекрытие образовывало белый фон.

Теневая маска между электронным лучом и сеткой люминофора сужала луч до тех пор, пока он не освещал только центр каждой точки, оставляя окружающий люминофор неосвещенным, чтобы предотвратить искажение цвета.

В трубке Zenith Chromacolor точки люминофора уменьшены в размере, а между ними нанесен черный углеродный материал — черная окантовка. Электронному лучу позволяют растекаться вокруг точек: черная окантовка разделяет цвета на экране. Это изменение помогает сделать изображение ярче, позволяя большему количеству электронных лучей достигать люминофоров. Кроме того, улучшается контрастность: черная рамка предотвращает отражение окружающего света и делает детали изображения более четкими.

В 1976 Зенит запатентовал трехпотенциальную электронную пушку, также называемую пушкой с увеличенным фокусным расстоянием. Более длинное фокусное расстояние основного объектива давало более резко сфокусированный электронный пучок и привело к созданию самой резкой телевизионной трубки изображения, доступной от американского производителя; только трубка Sony Trinitron (использующая другую технологию) сравнялась с ним. Но, по словам Питера Бингема, бывшего сотрудника RCA/GE, а ныне исполнительного вице-президента Thomson Consumer Electronics в Индианаполисе, это не помогло Zenith, потому что «не было экономически эффективным. Для этого требовались более мощные источники питания, и это было сложнее в производстве».

В конце 1960-х годов компания Zenith также получила ряд патентов на фильтры промежуточной частоты поверхностных волн (SWIF), теперь известные как фильтры поверхностных акустических волн (ПАВ). Более простые в изготовлении и более эффективные в разделении соседних каналов, чем трансформаторы, которые они заменили, твердотельные устройства состоят из небольшой пластины пьезоэлектрического материала с тщательно спроектированным узором из параллельных алюминиевых линий, нанесенных фотолитографией на ее поверхность. Сегодня они являются обычными компонентами цветных телевизоров и видеомагнитофонов по всему миру. По сей день Zenith получает прибыль от ряда патентов SAW. «Мы были так рано в игре, что получили несколько обширных патентов», — сказал Роберт Адлер. «Например, мы получили патент на любые передающие и приемные преобразователи на пьезоэлектрических материалах, которые имеют разное количество линий».

Zenith не сразу запатентовала технологию SAW за пределами Соединенных Штатов, сказал бывший сотрудник IEEE Spectrum , потому что ключевые руководители в конце 1960-х годов не верили, что не-U. S. конкуренция может когда-либо быть угрозой. «Когда меня наняли, — сказал он, — я спросил о влиянии Азии, и мне сказали, что нам никогда не придется об этом беспокоиться». По его словам, такое отношение пронизывало раннюю стратегию Zenith. Zenith с этим не согласна, и ее представитель заявил, что отсутствие патентной активности компании за рубежом связано с соображениями стоимости.

Низкая норма прибыли — исторически сложившаяся на уровне 5-7 процентов, сузившаяся до 2-3 процентов в последние годы — характерная для всей отрасли бытовой электроники, оставляет мало места для ошибок в маркетинге или производстве, не говоря уже о дизайне.

Низкая норма прибыли — исторически сложившаяся на уровне 5-7 процентов, сузившаяся до 2-3 процентов в последние годы — характерная для всей отрасли бытовой электроники, оставляет мало места для ошибок в маркетинге или производстве, не говоря уже о дизайне. Конкуренция со стороны японских производителей в виде недорогих телевизоров в конце 19 в.60-е сделали бизнес еще более жестким. То, что началось как небольшой ручей в 1960-х и начале 1970-х годов, быстро превратилось в разгром, когда японцы снизили цены и завоевали долю рынка.

Великая встряска

К 1974 году пострадали крупные игроки. Motorola, например, продала телевизионное подразделение Quasar компании Matsushita Electric Industrial. «Мы занимались несколькими видами деятельности, которые требовали больших капиталовложений, — сказал представитель Motorola, — и наша стратегия указывала на то, что наше будущее в полупроводниках и двусторонней радиосвязи было лучше, чем в бытовой электронике».

Главный соперник Zenith, RCA, «перенаправил исследования и разработки на исследования голубого неба», — сказал Бингхэм, и на несколько лет потерял свое преимущество в цветном телевидении. Но, по словам Бингэма, как крупная диверсифицированная компания, RCA пережила эту ошибку и вернулась к более плодотворным исследованиям в области телевидения в конце 1970-х годов.

Завод Zenith в Рейносе, Мексика, использует управляемое компьютером оборудование для производства частей корпуса телевизора Zenith

Zenith Electronics Corp.

В те дни у Zenith не было бизнеса, кроме бытовой электроники, на который можно было бы опереться, и поэтому ей пришлось придерживаться выбранного курса. Прилагая усилия по сокращению затрат, компания сопротивлялась выпуску недорогих и низкокачественных продуктов, и через большинство из 1970s был признан одним из производителей самого высокого качества по версии Consumer Reports . Компания продолжала развивать технологию цветного телевидения, хотя и с меньшим количеством серьезных прорывов, чем раньше, из-за растущей зрелости отрасли.

Zenith также начала менять ассортимент своей продукции на продукты с более высокой маржой — большие наборы консолей с множеством функций, — на которые снижение цен меньше повлияет. Однако в ряде случаев решение о добавлении функции принималось на поздних стадиях цикла проектирования, как сообщил Spectrum один из инженеров Zenith, что приводило к чистому увеличению как сложности, так и цены конечного продукта.

Более того, популярность некоторых функций оказалась недолгой — например, Zoom в 1970-х и Spacephone в 1980-х. С помощью Zoom кнопка на пульте дистанционного управления позволяла зрителю увеличивать центральную часть изображения до тех пор, пока оно не заполнило весь экран. С помощью Spacephone зрители могли отвечать на телефонные звонки, разговаривая через свои телевизоры.

Стратегия выживания 1970-х годов включала в себя начало вывода Zenith некоторых производственных операций из Соединенных Штатов в 1971 в Матаморос, Мексику и Тайвань, а затем расширился до других городов Мексики и других стран. Сегодня Zenith производит компоненты, узлы, шасси и другие детали в Матаморосе, Рейносе и Сьюдад-Хуаресе, Мексика. Она производит кинескопы в Мелроуз-Парке, штат Иллинойс, как отмечалось ранее, и осуществляет окончательную сборку телевизоров в Спрингфилде, штат Миссури, и Рейносе.

Zenith был одним из последних производителей телевизоров, которые перешли от ручной разводки к печатным платам.

Некоторые отраслевые обозреватели утверждают, что Zenith допустила ошибку, не перенеся производственные операции за пределы США в конце XIX века.60-х, когда это сделали некоторые из его американских конкурентов. Они считают, что Zenith заманила себя в ловушку, развернув рекламную кампанию, рекламирующую тот факт, что ее продукция «Сделано в Америке», и начала действовать только после того, как конкуренты использовали более низкие затраты на рабочую силу, чтобы снизить цену Zenith. Точно так же Zenith был одним из последних производителей телевизоров, которые перешли от ручной разводки к печатным платам. Zenith снова извлекла выгоду из своей практики, с гордостью заявив, что ее телевизоры «сделаны вручную». По словам руководителей отрасли, в первые дни печатные платы сталкивались с проблемами надежности, и их было очень трудно ремонтировать, но только на время. Они указали, что Zenith придерживалась старой технологии намного дольше, чем это имело смысл.

На самом деле, говорят они, рецепт успеха компании на протяжении десятилетий заключался в том, чтобы как можно дольше придерживаться проверенных технологий как в дизайне продукта, так и в технологии производства, таким образом получая выгоду от повышения надежности и повышения репутации качества. Например, Zenith также медленно автоматизировала свои заводы, хотя сегодня они являются одними из самых высокоавтоматизированных, и сопротивлялась замене ламп на транзисторы.

С другой стороны, считается, что консервативный подход Zenith к стилям моделей и мебели ограничил привлекательность новых моделей для старых покупателей телевизоров. И неспособность компании привлечь молодых потребителей фактически способствовала постепенному сокращению доли Zenith на рынке США.

По мнению аналитиков, нежелание Zenith изменить свою маркетинговую систему также могло повредить компании. Его лояльная сеть дистрибьюторов, которые покупают у Zenith и продают розничным торговцам, является одним из их активов в сельской местности. Но эта двухуровневая система распределения просто добавляет еще один слой затрат в районах с крупными сетями розничных магазинов. Представитель Zenith не согласился, заявив, что, хотя на первый взгляд эта система кажется более дорогой, система дистрибьюторов делает местные маркетинговые усилия более эффективными.

Отмеченная группой потребителей разработка электронно-лучевой трубки Flat Tension Mask (FTM) оказалась благом для компьютерного подразделения, но смешанным благословением для разработчика маски. По оценкам аналитиков, потребительское подразделение потратило около 80 миллионов долларов на то, чтобы воплотить FTM в жизнь, но вряд ли оно окупится. «Мы поддержали [компьютеры], чтобы они заработали», — сказал один инженер. — Часть прибыли должна быть возвращена нам.

Покинувшее судно

Деньги — это еще не все. Об этом 9 рассказал бывший сотрудник «Зенита». 0023 Spectrum о том, что у компании больше нет научно-исследовательских возможностей для превращения FTM в потребительский продукт. Действительно, «дойная корова, которая позволила им заняться компьютерным бизнесом, стала альбатросом на их шее», — сказал Николас П. Хейманн, аналитик Drexel Burnham Lambert из Нью-Йорка.

И в последние несколько лет альбатрос становится все тяжелее. С недавним приходом корейских компаний в телевизионный бизнес стабильное ежегодное падение цен на приемники с 2 до 3 процентов удвоилось до 5-6 процентов в год — трудная экономия затрат, которую трудно достичь ни при каких обстоятельствах.

По мнению аналитиков, вплоть до конца 1987 года Zenith все еще надеялась, что ее потребительское подразделение станет прибыльным. Ожидалось, что укрепление иены заставит японские компании поднять цены на телевидение, а Конгресс был близок к принятию защитного законодательства, за которое Зенит активно лоббировал. Но ни того, ни другого не произошло, так что в какой-то момент то ли в конце 1987, то ли в начале 1988 года «Зенит», по-видимому, сдался.

Большинство узкоспециализированных инженеров Zenith считают, что их опыт будет необходим любой компании, которая возглавит их подразделение. По словам бывших сотрудников, по компании разбросано около 500 человек (Zenith отказался назвать это число). Мнение меньшинства, озвученное Spectrum одним инженером, заключается в том, что такой покупатель будет заинтересован только в «доле рынка, и будет держать инженерную группу в течение короткого периода времени, а затем распустить ее».

Главный вопрос заключается в том, что именно Zenith упакует со своим подразделением бытовой электроники. Производственные операции в Мексике и на Тайване, безусловно, будут частью сделки. Аналитики, однако, расходятся во мнениях по поводу предприятия по производству ламп в Мелроуз-Парк, штат Иллинойс. Высокоавтоматизированный завод был приспособлен для производства ламп FTM для компьютерных мониторов, а также более простых типов для приемников, и обойдется Zenith примерно в 330 миллионов долларов на замену, по словам Мартина Гурвица, аналитика IDS Services, подразделения American Express, в Миннеаполисе.