MIDTRONICS. Основы измерения проводимости

Термины и определения

В соответствии с ГОСТ Р МЭК 60050-482-2011 Источники тока химические. Термины и определения. Идентичен IEC 60050-482 (2004).

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Химический источник тока (ХИТ): Основное функциональное устройство, состоящее из блока электродов, электролита, бака, выводов и сепараторов, в котором электрическая энергия получена путем прямого преобразования химической энергии.

Элемент: Химический источник тока, в котором электрический заряд не восстанавливается после разряда.

Аккумулятор: Химический источник тока, способный восстанавливать электрический заряд после разряда.

Батарея ХИТ: Несколько химических источников тока электрически соединенных между собой и снабженных необходимыми для работы устройствами.

Примечание – к устройствам относятся бак, выводы, маркировочные и защитные устройства.

Показательный аккумулятор (элемент): Аккумулятор (элемент) в батарее ХИТ, выбранный в качестве объекта для оценки состояния или получения представления о средних параметрах батареи.

Резервный химический источник тока: Химический источник тока, хранящийся в сухом заряженном состоянии, при этом необходимый электролит обязательно хранят отдельно и помещают в химический источник тока для его активации.

Примечание – Активацию осуществляют путем заливки, нагрева и т.д.

Аварийная батарея: Батарея ХИТ, подающая необходимую энергию при перерывах в работе нормального источника энергии.

Буферная батарея: Батарея ХИТ, подключенная параллельно к постоянному источнику тока для уменьшения влияния колебаний энергии на источник.

ЧАСТИ, КОМПОНЕНТЫ, ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ФОРМА

Герметичный химический источник тока: Полностью герметизированный газонепроницаемый химический источник тока без устройства для выпуска газа.

Пластина ХИТ: Электрод химического источника тока, состоящий из токоотвода и активного материала.

Примечание – Токоотвод может быть в виде ленты, решетки, ячейки, сетки, стержня, волокна или металлокерамического пористого материала и т.п.

Пастированная платина: Пластина ХИТ, в которой активный материал в виде пасты нанесен на токоотвод.

Прокладка ХИТ: Деталь, изготовленная из изоляционного материала и предназначенная для поддержания зазора между пластинами ХИТ противоположной полярности или между блоком пластин ХИТ и аккумуляторным баком.

Сепаратор ХИТ: Составная часть химического источника тока, изготовленная из ионопроницаемого материала и предотвращающая электрический контакт между пластинами противоположной полярности.

Клапан ХИТ: Деталь химического источника тока, которая позволяет газу выходить только в одном направлении.

Примечание – Клапан ХИТ способен под давлением закрывать или открывать вентиляционное отверстие.

Аккумуляторный бак: Сосуд, изготовленный из электролитостойкого материала, для размещения набора пластин ХИТ и электролита, одного аккумулятора или нескольких.

Аккумуляторная крышка: Деталь с отверстиями, закрывающая аккумуляторный бак.

Моноблочная батарея: Батарея, состоящая из нескольких отдельных, но электрически соединенных источников тока, каждый из которых состоит из блока электродов, выводов или соединителей и по мере необходимости сепараторов.

Примечание – Химические источники тока в моноблочной батарее могут соединяться последовательно и (или) параллельно.

Аккумуляторный моноблок: Аккумуляторный бак, разделенный на несколько камер.

Вывод: Токоведущая часть в электрической цепи, обеспечивающая электрическую связь с одним или несколькими внешними проводниками.

Защита вывода ХИТ: Крышка из изолирующего материала, позволяющая предотвратить электрический контакт между выводами ХИТ.

Отрицательный вывод ХИТ: Открытая проводящая часть, обеспечивающая связь отрицательного электрода ХИТ с внешней электрической цепью.

Положительный вывод ХИТ: Открытая проводящая часть, обеспечивающая связь положительного электрода ХИТ с внешней электрической цепью.

Электролит: Жидкая или твердая субстанция, содержащая подвижные ионы, которые обеспечивают ионную проводимость.

Примечание – Электролит может быть жидким, твердым или в виде геля.

Батарейный поддон: Контейнер для размещения одного или нескольких отдельных аккумуляторов или батарей ХИТ.

Выводной кабель: Кабель, обеспечивающий электрическое соединение между выводами батареи ХИТ и зарядным устройством.

Перемычка: Электрический проводник, используемый для передачи тока между составными частями химического источника тока в электрической цепи.

Примечание – Например, электрический проводник для соединения двух аккумуляторов, элементов или вывода одного аккумулятора или элемента с выводом батареи, а также вывода батареи с внешней цепью и подобными устройствами.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРОЦЕСС ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Электрохимическая реакция: Химическая реакция, заключающаяся в окислении или в восстановлении химических компонентов с передачей электронов к или от активных материалов.

Примечание – Реакция на электроде может также включать в себя другие химические реакции, являющиеся побочными для этого электрода.

Емкость аккумулятора (элемента, батареи ХИТ): Электрический заряд, который аккумулятор (элемент, батареи ХИТ) может отдать в установленном режиме разряда.

Примечание – в Международной системе СИ обозначение электрического заряда или количество электричества установлено в кулонах (1 К = 1 А ч), но на практике емкость обозначают главным образом в ампер-часах (А ч).

Назначенная емкость батареи ХИТ: Значение емкости батареи ХИТ, определенное в установленных условиях и заявленное изготовителем.

Остаточная емкость ХИТ: Емкость, оставшаяся в химическом источнике тока после разряда, использования или хранения в установленных условиях при испытании.

Температурный коэффициент (для емкости): Расчет значения емкости химического источника тока в зависимости от значения температуры.

Разряд батареи ХИТ: Процесс, при котором электрическая энергия батареи ХИТ при определенных условиях поставляется во внешнюю электрическую цепь.

Ток разряда: Электрический ток, отдаваемый батареей ХИТ в процессе ее разряда.

Режим разряда батареи ХИТ: Электрический ток, при котором батарея ХИТ разряжается.

Примечание – Режим разряда определяется делением номинальной емкости на время разряда, в течение которого протекает электрический ток.

Саморазряд ХИТ: Процесс, при котором отдельный химический источник тока или батарея ХИТ теряет энергию иначе, чем разряд во внешнюю цепь.

Напряжение разряда ХИТ: Электрическое напряжение между выводами отдельного химического источника тока или батареи ХИТ во время разряда.

Начальное напряжение в закрытой цепи ХИТ: Напряжение отдельного химического источника тока или батареи ХИТ в начале разряда непосредственно после окончания переходного периода.

Номинальное напряжение ХИТ: Установленное значение напряжения, используемое для обозначения или идентификации электрохимической системы отдельного химического источника тока или батареи ХИТ.

Напряжение разомкнутой цепи ХИТ: Электрическое напряжение на выводах химического источника тока или батареи ХИТ, когда ток разряда равен нулю.

Температурный коэффициент напряжения разомкнутой цепи ХИТ: Изменение напряжения разомкнутой цепи отдельного химического источника тока или батареи ХИТ при соответствующем изменении температуры.

Удельные характеристики ХИТ: Значение электрической величины, заданное для отдельного химического источника тока или батареи ХИТ по массе, объему или площади.

Примечание – Удельные характеристики могут быть выражены в ампер-часах на дециметр в кубе (А ч/дм3), ватт-часах на килограмм (Вт ч/кг) и т.д.

Сохранность заряда ХИТ: Способность отдельного химического источника тока или батареи ХИТ сохранять емкость при разомкнутой цепи в установленных условиях.

Внутренне сопротивление батареи ХИТ: Изменение значения напряжения батареи ХИТ в зависимости от изменения соответствующего тока разряда в установленных условиях.

Примечание – Внутреннее сопротивление выражается в омах (Ом).

Срок службы ХИТ: Общая продолжительность работы химического источника тока или батареи ХИТ при функционировании.

Примечание — Для аккумуляторов и аккумуляторных батарей продолжительность срока службы может определяться по времени, числу циклов заряд/разряд или емкости в ампер-часах (А ч).

Длительность хранения ХИТ: Время хранения батареи ХИТ в установленных условиях, по истечении которого хранящаяся батарея способна выполнять заданные функции.

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Свинцово-кислотная батарея: Аккумуляторная батарея, состоящая из электролита на базе водного раствора серной кислоты, в которой положительные электроды содержат двуокись свинца, а отрицательные электроды – свинец.

Примечание – Свинцово-кислотные батареи часто называют аккумуляторами, что не рекомендуется.

Никель-кадмиевая батарея: Аккумуляторная батарея с щелочным электролитом, в которой положительные электроды содержат окись никеля, а отрицательные электроды – кадмий.

Клапан безопасности аккумулятора: Клапан специальной конструкции, обеспечивающий выпуск газа из аккумулятора во избежание чрезмерного внутреннего давления и, таким образом, предотвращающий разрушение корпуса аккумулятора.

Открытый аккумулятор: Аккумулятор, закрытый крышкой с отверстием, через которое удаляются из аккумулятора в атмосферу продукты электролиза и испарения.

Свинцово-кислотная батарея с регулирующим клапаном: Аккумуляторная батарея, в которой аккумуляторы закрыты, но имеют клапан, с помощью которого удаляют газ, если внутреннее давление превышает установленное значение.

Примечания:

1. Обычно не предполагается доливка электролита в подобные аккумуляторы или батареи.

2. В обозначении свинцово-кислотных батарей применяется аббревиатура VRLA.

Герметичный аккумулятор: Аккумулятор, который остается закрытым и не выпускает ни газ, ни жидкость в условиях эксплуатации, установленных изготовителем.

Примечание – Герметичный аккумулятор может быть оснащен устройством безопасности для предотвращения опасно высокого внутреннего давления и проектируется для работы в течение всего срока службы в исходном герметичном состоянии.

Вентиляционная пробка аккумулятора: Деталь, устанавливаемая на заливочное отверстие аккумулятора, не препятствующая выходу газа, образующегося в результате электролиза, из аккумулятора.

Безуходная батарея: Аккумуляторная батарея, которая не требует обслуживания во время срока службы при соблюдении установленных условий эксплуатации.

Заряд батареи ХИТ: Процесс, во время которого аккумулятор или аккумуляторная батарея получает электрическую энергию от внешней цепи, в результате чего происходит химические изменения внутри аккумулятора, и получаемая электрическая энергия сохраняется в виде химической энергии.

Циклирование аккумулятора (аккумуляторной батареи): Последовательность операций, которым подвергают аккумуляторы (аккумуляторные батареи) и повторяют регулярно в той же последовательности.

Примечание – Для аккумуляторной батареи эти операции могут состоять в последовательности разряда, следующего за зарядом, или заряда следующего за разрядом в заданных условиях. Эта последовательность может включать в себя периоды покоя.

Полностью заряженная батарея: Состояние аккумуляторной батареи, при котором отдельные аккумуляторы содержат электролит и пластины которых находятся в заряженном состоянии.

Полностью разряженная батарея с электролитом: Состояние аккумуляторной батареи, при котором отдельные аккумуляторы содержат электролит, а пластины находятся в разряженном состоянии.

Флотирующая батарея: Аккумуляторная батарея, выводы которой постоянно соединены с источником постоянного напряжения, достаточного для поддержания батареи в состоянии почти полной заряженности, предназначенная для обеспечения электрической цепи при временном отключении обычного электроснабжения.

Прием заряда аккумуляторной батареи: Способность аккумуляторной батареи получать заряд при заданных условиях.

Ускоренный заряд: Заряд, характеризующийся применением больших, чем установленные нормальные значения электрических токов или напряжений, для сохранения времени заряда химического источника тока.

Заряд батареи ХИТ при постоянном токе: Заряд, в процессе которого поддерживается постоянное значение тока независимо от значений напряжения батареи ХИТ и ее температуры.

Эффективность заряда аккумуляторной батареи: Отношение количества электричества разряженной аккумуляторной батареи к количеству электричества, полученному во время предыдущего заряда.

Уравнительный заряд аккумуляторов: Дополнительный заряд для обеспечения одинаковой степени заряженности всех аккумуляторов в составе аккумуляторной батареи.

Коэффициент заряженности батареи ХИТ: Коэффициент, на который умножается количество электричества, полученное при разряде, для определения количества электричества, требуемого батарее ХИТ при заряде для приведения ее к первоначальной степени заряженности.

Примечание – Коэффициент заряда – величина, обратная эффективности заряда.

Полный заряд батареи ХИТ: Состояние заряженности батареи ХИТ, при котором весь имеющийся активный материал находится в такой степени заряженности, что дальнейший заряд при выбранных условиях не приводит к существенному увеличению емкости.

Начальный заряд аккумуляторной батареи: Первичный заряд новой аккумуляторной батареи в начале ее эксплуатации.

Перезаряд аккумулятора (аккумуляторной батареи): Продолжение заряда полностью заряженного аккумулятора (аккумуляторной батареи).

Примечание – Перезаряд – изменение условий заряда с нарушением пределом, установленных изготовителем.

Режим заряда аккумулятора (аккумуляторной батареи): Значение электрического тока, при котором проводится заряд аккумулятора (аккумуляторной батареи).

Примечание – Режим заряда выражается как значение электрического тока, полученное из формулы It =Cr/n, где Cr – номинальная емкость, установленная изготовителем; n – продолжительность времени в часах, для которого установлена эта номинальная емкость.

Конечный ток заряда аккумулятора (аккумуляторной батареи): Значение электрического тока, при котором прекращают заряд аккумулятора (аккумуляторной батареи).

Буферный заряд аккумулятора (аккумуляторной батареи): Метод заряда, который проводится длительно и непрерывно установленным регулируемым малым электрическим током для поддержания аккумулятора (аккумуляторной батареи) в состоянии заряженности.

Примечания:

1. Подзаряд малым током компенсирует эффект саморазряда и поддерживает батарею в почти полностью заряженном состоянии.

2. Подзаряд малым током не подходит для вторичных аккумуляторных батарей некоторых типов, например литиевых аккумуляторов и батарей.

Двухступенчатый заряд аккумуляторной батареи: Метод заряда аккумуляторной батареи, при котором применяется двухуровневый режим заряда с обратной связью для осуществления переключения с верхнего уровня режима на нижний.

Заряд при постоянном напряжении аккумулятора (батареи ХИТ): Заряд, при проведении которого поддерживается постоянное значение напряжения аккумулятора (батареи ХИТ) независимо от зарядного тока или температуры.

Модифицированный заряд при постоянном напряжении аккумулятора (батареи ХИТ): Заряд при постоянном значении напряжения с установленным ограничением значения зарядного тока аккумулятора (батареи ХИТ).

Газовыделение аккумулятора: Выделение газа в результате электролиза воды в электролите аккумулятора.

Тепловой разгон батареи ХИТ: Нестабильное состояние, возникающее при проведении заряда при постоянном напряжении батареи ХИТ, при котором режим тепловыделения нарушается, вызывая непрерывное увеличение температуры, которое приводит к увеличению зарядного тока, способного вызвать разрушение батареи ХИТ.

Конечное напряжение заряда аккумулятора (батареи ХИТ): Напряжение, достигнутое в конце заряда аккумулятора (батареи ХИТ), при установленном постоянном электрическом токе.

ВНИМАНИЕ! В целях однозначного толкования понятий емкости аккумулятора или батареи, испытаний на емкость аккумулятора или батареи примем следующие определения.

Гарантированная емкость Crt (в ампер-часах): исходная величина, устанавливаемая производителем, которая действительна для нового аккумулятора или батареи при эталонной температуре 20 °С, продолжительности разряда t до конечного напряжения Uf (в вольтах). Как правило, значения t находятся в диапазоне: 10; 8; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 ч.

Номинальная емкость Cном: значение, назначенное производителем из значений гарантированной емкости Crt и указанное в стандарте или технических условиях на аккумулятор конкретного типа. Как правило, значение Cном устанавливается для режима разряда (С10 А⋅ч).

(Смотри также — Назначенная емкость батареи ХИТ).

Остаточная емкость: фактическая емкость, оставшаяся в аккумуляторе или батарее после разряда полностью заряженного аккумулятора или батареи при испытании в период его эксплуатации или хранении в установленных условиях. Полученное значение должно использоваться для сравнения с номинальной емкостью Cном, устанавливаемой производителем, или для контроля за состоянием аккумулятора или батареи после длительных периодов эксплуатации.

(Смотри также — Остаточная емкость ХИТ).

Испытание на емкость (контрольный разряд или контрольно-тренировочный цикл): последовательность операций, которым подвергают аккумуляторы (аккумуляторные батареи) в целях определения их остаточной емкости, а именно:

  • Заряд аккумуляторов или батареи;

  • Разряд аккумуляторов или батареи через 1÷24 часа после окончания заряда;

  • Повторный заряд аккумуляторов или батареи.

(Смотри также — Циклирование аккумулятора (аккумуляторной батареи))

Обозначения и сокращения

В стандарте использованы следующие сокращения и обозначения:

АКБ — аккумуляторная батарея;

КТЦ — контрольно-тренировочный зарядно-разрядный цикл;

ОПЭ – опытно-промышленная эксплуатация;

ПО — программное обеспечение;

ПТЭ — правила технической эксплуатации;

ПУЭ — правила устройства электроустановок;

РД — руководящий документ.


Следующая глава…