Назначение и технические характеристики
Аккумуляторная батарея служит источником питания цепей управления напряжением 110В, при неработающих преобразователях собственных нужд и выполнена в виде системы негерметичных без графитовых никель-кадмиевых аккумуляторов. Аккумуляторная батарея установлена в закрытом взрывобезопасном контейнере, расположенном в подвагонном пространстве вагонов 2 и 4. Основные технические характеристики аккумуляторной батареи представлены в таблице 21.1.
Рисунок 21.1 – Общий вид аккумуляторной батареи: 1 – элемент аккумуляторный; 2, 3 – жесткое соединение клемм; 4 – температурный датчик; 5 – просверленное жесткое соединение; 6 – предохранитель 200А; 7 – гибкое соединение.
Таблица 21.1 – Основные технические характеристики аккумуляторной батареи
| Наименование параметра | Величина |
| Номинальное напряжение системы, В | 110 |
| Максимально допустимое зарядное напряжение, В | 137,5 |
| Минимальное напряжение, В | 82 |
| Номинальная емкость (С5А), А-ч | 190 |
| Количество элементов, шт | 86 |
| Масса моноблока с аккумуляторами, кг | 580 |
Устройство и работа
Аккумуляторные элементы смонтированы в двух аккумуляторных ящиках (по 43 элемента в каждом), собранных на крепежных балках. Общий вид контейнера аккумуляторной батареи представлен на рисунке 21.1. Телескопические выдвигающиеся стойки позволяют доставать поддоны из стеллажа для обслуживания и ремонта. Оба аккумуляторных ящика соединены последовательно при помощи кабелей (рисунок 21.3). Один из ящиков оборудован температурным датчиком для управления зарядом батареи (рисунок 21.2). Датчик является электрическим сопротивлением с отрицательным температурным коэффициентом 10 кОм±1 % встроенным в кабельный наконечник.
Рисунок 21.2 – Ящик АБ: 1-1-й ящик АБ; 2 – 2-й ящик АБ; 3 – разъем для зарядки АБ от внешнего источника.
В цепи аккумуляторной батареи установлены два предохранителя 200А с миниатюрным переключателем, смонтированным на опоре (рисунок 21.4). Предохранители крепятся к поддонам аккумуляторов и закрываются защитной панелью.
Аккумуляторная батарея соединена с зарядным устройством, также предусмотрен разъем (рисунок 21.4) для подключения батареи к внешнему источнику питания.
Рисунок 21.3 – Соединение между ящиками АБ: 1 – разъем для зарядки АБ от внешнего источника; 2 – защитная панель предохранителя; 3 – предохранитель 200А; 4 – опора предохранителя.
Аккумуляторные элементы
Никель-кадмиевые аккумуляторные элементы, выполнены на основе технологии спеченного положительного и пластифицированного отрицательного электродов.
Рисунок 21.4 – Расположение разъема для зарядки и предохранителя
Внешний вид аккумуляторного элемента представлен на рисунке 17.5.
Рисунок 21.5 – Аккумуляторный элемент
Основные технические характеристики аккумуляторного элемента представлены в таблице 21.2.
Таблица 21.2 – Основные технические характеристики аккумуляторного элемента
| Наименование параметра | Величина |
| Диапазон температуры, °C | от минус 50 до плюс 40 |
| Диапазон емкости, Ач | от 75 до 375 |
| Номинальное напряжение, В | 1,2 |
| Габариты: (длина х ширина х высота), мм | 78 х 166 х 340 |
| Установочные размеры, мм | 370 |
| Масса, кг | 6,65 |
Конструкция горловины и пробка аккумуляторных элементов обеспечивают удобную заливку электролита и свободный выход газов, не допускают выплескивания электролита из аккумуляторов при эксплуатации (при наклоне от нормального рабочего положения (крышкой вверх) на угол 30°) и попадания внутрь его посторонних предметов.
В аккумуляторе токоведущие элементы выдерживают максимальный ток короткого замыкания, а также соответствуют требованиям по допустимым воздушным зазорам и путям утечек. Электрические контакты заизолированы при помощи профильных крышек, выполненных из пожаробезопасного акрилонитрил-бутадиен-стирола.
Крепления активных электродов (контактные пластины) припаиваются к контактным пластинам, создавая непрерывную связь между двумя компонентами и обеспечивая тем самым передачу токов высокого напряжения и максимальную прочность. Разделительные пластины устанавливаются между положительными и отрицательными пластинами.
Электролит изготовлен на основе гидроксида калия и гидроксида лития, разработан для удовлетворения высоких требований к разряду, циклированию и температуре.
Принцип работы АБ
Батареи являются электрохимическими системами, используемыми для обеспечения энергоснабжения электрического и электронного оборудования. Электрическая энергия генерируется непосредственно химическими реакциями, происходящими в батарее. Количество доступной электрической энергии зависит от собственного потенциала и эффективности электрохимических реакций, а также от количества активного материала в батарее.
Никель-кадмиевый элемент представляет собой электрохимическую систему, в которой электроды, содержащие активные материалы, претерпевают изменения в состоянии окисления без изменения физического состояния. Эти активные материалы характеризуются высокой стойкостью к растворению в щелочном электролите. Они остаются в твердом состоянии и не растворяются, подвергаясь изменениям в состоянии окисления. Таким образом, химический механизм, который может привести к повреждению активных материалов, отсутствует.
При зарядке и разрядке элемента гидроксильные ионы перемещаются через электролит от положительных пластин к отрицательным пластинам. Щелочной раствор КОН (электролит) действует только в качестве передающей среды. Он не участвует в электрохимической реакции. Так как его роль в работе скорее пассивна, чем активна, состояние заряда фактического элемента не влияет на электролит в никель-кадмиевом элементе.
