Испытания химических источников тока, аппаратуры регулирования и контроля, и СЭС в целом

Материалы лекций № 4.6. и 4.7.

Испытания химических источников тока, аппаратуры регулирования и контроля, и СЭС в целом.

*****

Общие принципы испытаний химических источников тока (ХИТ). Аккумуляторная батарея (АБ) как объект испытаний и экспериментальной отработки (Эксплуатационные характеристики химических источников тока. Основные особенности конструкции. Принцип работы электрического аккумулятора. Устройство аккумуляторов. Электрохимические реакции. Электрические характеристики АБ. Способы заряда АБ.). Ресурсные испытания аккумуляторов и аккумуляторных батарей. Объем, последовательность и методика испытаний (Контролируемые (управляемые) параметры. Длительность испытаний. Испытательные средства. Методы и схема измерений. Метод и схема управления. Последовательность проведения испытаний. Подготовка БХ. Определение начальных характеристик БХ. Циклирование БХ. Определение конечных характеристик БХ. Методика испытаний БХ. Условия проведения испытаний. Порядок проведения испытаний.). Экспериментальные моделирующие стенды для исследования химических источников тока и аккумуляторных батарей. Системы обеспечения теплового режима БХ и стендовых подсистем. Особенности специализированных моделирующих стендов для исследования аппаратуры регулирования и контроля ЭУ.

*****

Химический источник тока (ХИТ) является устройством, в котором химическая энергия активных веществ при протекании пространственно-разделенных окислительно-восстановительных процессов превращается непосредственно в электрическую энергию.

Различают следующие типы ХИТ:

1.  первичный источник тока, действие которого основано на использовании необратимых электрохимических систем;

2.  вторичный источник тока (аккумулятор), действие которого основано на использовании обратимых электрохимических систем;

3.  топливный элемент, в котором электрическая энергия образуется вследствие химической реакции между топливом и окислителем (например, водородом и кислородом), непрерывно поступающими извне к электродам.

Два или более ХИТ, электрически связанные между собой и имеющие единое конструктивное оформление, образуют батарею.

4.6-7.1. Общие принципы испытаний химических источников тока (ХИТ).

Батарея топливных элементов в совокупности с системами регулирования, охлаждения и удаления продуктов реакции называется электрохимическим генератором (ЭХГ). В состав энергетической установки с ЭХГ входят также система хранения топлива и окислителя, а также системы питания и отвода тепла в окружающую среду.

При испытании ХИТ проводят измерения различных электрических параметров:

1.  э. д. с.;

2.  начального напряжения;

3.  конечного напряжения;

4.  среднего напряжения;

5.  номинального напряжения;

6.  номинального тока и т. д.

На основании проведенных измерений определяют следующие параметры ХИТ:

1.  емкость,

2.  мощность,

3.  энергию,

4.  удельную энергию и т. д.

Стендовые испытания ХИТ и топливных элементов осуществляют в следующей последовательности:

1.  испытание единичного элемента;

2.  испытание индивидуальных ячеек;

3.  испытание батарей. Эти испытания являются завершающими.

При испытании ХИТ наряду с электрическими измерениями комплексно используют физические, спектроаналитические и другие методы исследования. Особенностью испытаний ХИТ является применение различных электрохимических методов для исследований поляризации, кинетики электродных реакций, электрического сопротивления электролита и т. д.

В соответствующем ГОСТе изложены методы испытаний первичных химических источников тока (элементов и батарей). Предусмотрены испытания и проверки по следующим параметрам:

1.  э. д. с. и напряжение;

2.  продолжительность работы;

3.  емкость;

4.  внутреннее сопротивление;

5.  электрическое сопротивление;

6.  прочность изоляции;

7.  вибростойкость;

8.  вибропрочность;

9.  ударная прочность,

10.  воздействие смены температур;

11.  воздействие пониженного атмосферного давления и т. п.

Испытания на воздействие различных факторов проводятся по соответствующим ГОСТам.

Напряжение на выходе ХИТ определяется при постоянном сопротивлении нагрузки или при постоянном токе нагрузки. Для измерения внутреннего сопротивления и электрического сопротивления изоляции, используют мегомметры.

Еще одной важной характеристикой ХИТ является емкость