Akumulator w aucie - co to jest?

Niektóre systemy pojazdu do działania wymagają napięcia. Niektórzy zużywają tylko niewielką część energii, na przykład wyłącznie do obsługi jednego czujnika. Inne systemy są złożone i nie mogą funkcjonować bez elektryczności.

Na przykład, aby wcześniej uruchomić silnik, kierowcy używali specjalnej gałki. Został włożony w przeznaczony do tego otwór i przy pomocy siły fizycznej obrócił wał korbowy silnika. Nie można zastosować takiego systemu w nowoczesnych samochodach. Zamiast tej metody rozrusznik jest podłączony do koła zamachowego. Ten element wykorzystuje prąd do obracania koła zamachowego.

Aby zapewnić energię elektryczną do wszystkich systemów samochodu, producenci przewidzieli użycie akumulatorów. Zastanawialiśmy się już, jak zadbać o ten element. w jednej z poprzednich recenzji... Porozmawiajmy teraz o rodzajach akumulatorów.

Co to jest bateria

Najpierw zrozumiemy terminologię. Akumulator samochodowy jest stałym źródłem prądu dla sieci elektrycznej samochodu. Jest zdolny do magazynowania energii elektrycznej podczas pracy silnika (do tego używany jest generator).

Jest to urządzenie wielokrotnego ładowania. Jeśli jest rozładowany do tego stopnia, że ​​nie da się uruchomić samochodu, akumulator wyjmuje się i podłącza do ładowarki, która pracuje na domowym zasilaczu. Opisano inne sposoby uruchamiania silnika, gdy akumulator jest włożony tutaj.

W zależności od modelu pojazdu akumulator można zamontować w komorze silnika, pod podłogą, w wydzielonej wnęce na zewnątrz samochodu lub w bagażniku.

Urządzenie bateryjne

Akumulator składa się z kilku ogniw (nazywanych bankiem baterii). Każda komórka ma płytki. Każda platyna ma ładunek dodatni lub ujemny. Między nimi znajduje się specjalny separator. Zapobiega zwarciom między płytami.

Aby zwiększyć powierzchnię kontaktu elektrolitu, każda płytka ma kształt kratki. Wykonany jest z ołowiu. W kratkę, która ma porowatą strukturę, wtłaczana jest substancja czynna (zwiększa to powierzchnię styku płytki).

Płyta dodatnia składa się z ołowiu i kwasu siarkowego. Siarczan baru jest zawarty w strukturze płyty ujemnej. Podczas ładowania substancja płyty bieguna dodatniego zmienia swój skład chemiczny i staje się dwutlenkiem ołowiu. Płyta bieguna ujemnego staje się zwykłą płytą ołowianą. Po odłączeniu ładowarki struktura płytki wraca do pierwotnego położenia i zmienia się ich skład chemiczny.

Do każdego słoika wlewa się elektrolit. Jest to płynna substancja zawierająca kwas i wodę. Ciecz powoduje reakcję chemiczną między płytami, z której generowany jest prąd.

Wszystkie ogniwa baterii są umieszczone w obudowie. Wykonany jest ze specjalnego rodzaju tworzywa odpornego na ciągłe narażenie na aktywne środowisko kwaśne.

Zasada działania akumulatora (akumulatora)

Akumulator samochodowy wykorzystuje ruch naładowanych cząstek do wytwarzania energii elektrycznej. W akumulatorze zachodzą dwa różne procesy, dzięki czemu źródło zasilania może być używane przez długi czas:

• Niski poziom baterii. W tym momencie substancja czynna utlenia płytkę (anodę), co prowadzi do uwolnienia elektronów. Cząsteczki te kierowane są na drugą płytę - katodę. W wyniku reakcji chemicznej uwalniana jest energia elektryczna;
• Ładowanie baterii. Na tym etapie zachodzi proces odwrotny - elektrony zamieniają się w protony, a substancja przenosi je z powrotem - z katody do anody. W rezultacie płyty są przywracane, co umożliwia późniejszy proces rozładowania.

Rodzaje i typy baterii

Obecnie istnieje szeroki wybór baterii. Różnią się od siebie materiałem płyt oraz składem elektrolitu. W samochodach stosowane są tradycyjne rodzaje ołowiowo-kwasowe, ale już są częste przypadki stosowania zaawansowanych technologii. Oto niektóre cechy tego i innych typów baterii.

Tradycyjny („antymon”)

Akumulator kwasowo-ołowiowy, którego płyty zawierają co najmniej 5% antymonu. Substancja ta została dodana do składu elektrod w celu zwiększenia ich wytrzymałości. Elektroliza w tego typu zasilaczach jest najwcześniejsza. W tym przypadku uwalniana jest wystarczająca ilość energii, ale płyty są szybko niszczone (proces zaczyna się już przy 12 V).

Główną wadą takich akumulatorów jest duże wydzielanie tlenu i wodoru (pęcherzyki powietrza), przez co woda z puszek wyparowuje. Z tego powodu wszystkie baterie antymonowe są zdatne do użytku - przynajmniej raz w miesiącu należy sprawdzić poziom i gęstość elektrolitu. Konserwacja obejmuje dodanie wody destylowanej, jeśli to konieczne, aby płytki nie były odsłonięte.

Takie akumulatory nie są już używane w samochodach, aby jak najbardziej ułatwić kierowcy utrzymanie samochodu. Takie baterie zastąpiły analogi o niskiej zawartości antymonu.

Niski antymon

Ilość antymonu w składzie płytek jest zminimalizowana, aby spowolnić proces parowania wody. Kolejną zaletą jest to, że bateria nie rozładowuje się tak szybko w wyniku przechowywania. Takie modyfikacje są klasyfikowane jako wymagające niewielkiej konserwacji lub bezobsługowe.

Oznacza to, że właściciel samochodu nie musi co miesiąc sprawdzać gęstości elektrolitu i jego objętości. Chociaż nie można ich nazwać całkowicie bezobsługowymi, ponieważ woda w nich i tak gotuje się, a objętość należy uzupełnić.

Zaletą takich akumulatorów jest ich bezpretensjonalność w zużyciu energii. W sieci samochodowej mogą wystąpić skoki i spadki napięcia, ale nie wpływa to negatywnie na źródło zasilania, jak ma to miejsce w przypadku analogów wapnia lub żelu.

Z tego powodu akumulatory te najlepiej nadają się do samochodów domowych, które nie mogą pochwalić się wyposażeniem o stabilnym zużyciu energii. Nadają się również dla kierowców o średnich dochodach.

Wapń

To modyfikacja baterii o niskiej zawartości antymonu. Tylko zamiast zawierać antymon, do płytek dodaje się wapń. Ponadto materiał ten jest częścią elektrod obu biegunów. Ca / Ca jest podany na etykiecie takiej baterii. Aby zmniejszyć opór wewnętrzny, powierzchnia aktywnych płytek jest czasami pokryta srebrem (bardzo mała część zawartości).

Dodatek wapnia dodatkowo zmniejszył gazowanie podczas pracy z akumulatorem. Gęstość i objętość elektrolitu w takich modyfikacjach przez cały okres eksploatacji w ogóle nie wymaga sprawdzania, dlatego nazywane są również bezobsługowymi.

Ten rodzaj zasilania jest o 70 procent mniejszy (w porównaniu z poprzednią modyfikacją) z zastrzeżeniem samorozładowania. Dzięki temu mogą być przechowywane przez długi czas, na przykład podczas zimowego przechowywania sprzętu.

Kolejną zaletą jest to, że nie boją się przeładowania, ponieważ elektroliza w nich zaczyna się już nie przy 12, ale przy 16 V.

Pomimo wielu pozytywnych aspektów, baterie wapniowe mają kilka istotnych wad:

• Zużycie energii spada, jeśli kilkakrotnie jest całkowicie rozładowywany, a następnie ładowany od nowa. Ponadto parametr ten zmniejsza się tak bardzo, że akumulator wymaga wymiany, ponieważ jego pojemność nie wystarcza do normalnego funkcjonowania sprzętu podłączonego do sieci samochodowej;
• Zwiększona jakość produktu wymaga wyższej opłaty, przez co jest niedostępny dla użytkowników o przeciętnym dochodzie materialnym;
• Głównym obszarem zastosowania są samochody zagraniczne, ponieważ ich wyposażenie jest bardziej stabilne pod względem zużycia energii (na przykład światła boczne w wielu przypadkach wyłączają się automatycznie, nawet jeśli kierowca przypadkowo zapomniał je wyłączyć, co często prowadzi do całkowitego rozładowania akumulatora);
• Działanie baterii wymaga większej uwagi, ale przy odpowiedniej pielęgnacji pojazdu (stosowanie wysokiej jakości sprzętu i dbałość o pełne rozładowanie) bateria ta będzie działać znacznie dłużej niż jej odpowiednik o niskiej zawartości antymonu.

Hybrydowy

Te baterie są oznaczone Ca +. Płytki są w tej modyfikacji hybrydowe. Pozytywny może zawierać antymon, a negatywny może zawierać wapń. Pod względem wydajności takie akumulatory są gorsze od wapniowych, ale woda w nich gotuje się znacznie mniej niż w akumulatorach o niskiej zawartości antymonu.

Takie baterie nie cierpią tak bardzo z powodu pełnego rozładowania i nie boją się przeładowania. Doskonała opcja, jeśli opcja budżetowa nie jest zadowalająca technicznie i nie ma wystarczającej ilości pieniędzy na analog wapnia.

Żel, AGM

Te akumulatory wykorzystują elektrolit żelowy. Powodem powstania takich baterii były dwa czynniki:

• Ciekły elektrolit z konwencjonalnych akumulatorów szybko wycieknie, gdy obudowa zostanie rozhermetyzowana. Jest to obarczone nie tylko szkodami materialnymi (karoseria szybko się zepsuje), ale może również spowodować poważne szkody dla zdrowia ludzkiego, gdy kierowca próbuje coś zrobić;
• Po pewnym czasie płyty z powodu nieostrożnej obsługi mogą się zapaść (wysypać).

Te problemy zostały wyeliminowane przez zastosowanie żelowego elektrolitu.

W modyfikacjach AGM do urządzenia dodaje się porowaty materiał, który utrzymuje żel w pobliżu płytek, zapobiegając tworzeniu się małych pęcherzyków w ich bezpośrednim sąsiedztwie.

Zalety takich akumulatorów to:

• Nie boją się przechyleń - w przypadku modeli z ciekłym elektrolitem nie można tego osiągnąć, ponieważ podczas ich pracy w obudowie wciąż tworzy się powietrze, które po odwróceniu odsłania płyty;
• Dopuszcza się długotrwałe przechowywanie naładowanych akumulatorów, ponieważ mają one najniższy próg samorozładowania;
• Przez cały cykl między ładowaniami wytwarza stabilny prąd;
• Nie boją się całkowitego rozładowania - pojemność baterii nie jest jednocześnie tracona;
• Żywotność takich elementów sięga dziesięciu lat.

Oprócz zalet takie akumulatory samochodowe mają szereg poważnych wad, które wprawiają w zakłopotanie większość użytkowników, którzy chcą je zainstalować w swoim samochodzie:

• Bardzo kapryśne ładowanie - wymaga to użycia specjalnych ładowarek, które zapewniają stabilny i niski prąd ładowania;
• Szybkie ładowanie jest niedozwolone;
• W chłodne dni sprawność akumulatora gwałtownie spada, ponieważ żel po schłodzeniu zmniejsza właściwości przewodnika;
• Samochód musi mieć stabilny generator, więc takie modyfikacje są stosowane w samochodach luksusowych;
• Bardzo wysoka cena.

Alkalina

Akumulatory samochodowe można napełniać nie tylko kwaśnym, ale także zasadowym elektrolitem. Zamiast ołowiu, płytki w takich modyfikacjach są wykonane z niklu i kadmu lub niklu i żelaza. Wodorotlenek potasu jest używany jako aktywny przewodnik.

Elektrolit w takich akumulatorach nie wymaga uzupełniania, ponieważ nie gotuje się podczas pracy. W porównaniu z kwasowymi odpowiednikami te typy akumulatorów mają następujące zalety:

• Nie boi się nadmiernego wypłaty;
• Akumulator można przechowywać w stanie rozładowanym i nie traci on swoich właściwości;
• Doładowanie nie jest dla nich krytyczne;
• Bardziej stabilny w niskich temperaturach;
• Mniejsza podatność na samorozładowanie;
• Nie wydzielają żrących szkodliwych oparów, co umożliwia ich ładowanie w obszarze mieszkalnym;
• Magazynują więcej energii.

Przed zakupem takiej modyfikacji właściciel samochodu musi ustalić, czy jest gotowy na takie kompromisy:

• Bateria alkaliczna wytwarza mniejsze napięcie, więc potrzeba więcej puszek niż jej odpowiednik kwasowy. Oczywiście wpłynie to na wymiary akumulatora, który zapewni niezbędną energię do określonej sieci pokładowej;
• Wysoka cena;
• Bardziej nadaje się do trakcji niż funkcje rozrusznika.

Litowo-jonowy

Obecnie najbardziej zaawansowane są opcje litowo-jonowe. Do końca ta technologia nie została jeszcze ukończona - skład aktywnych płytek stale się zmienia, ale substancją, z którą przeprowadzane są eksperymenty, są jony litu.

Przyczyną takich zmian jest zwiększenie bezpieczeństwa podczas eksploatacji (np. Lit metaliczny okazał się wybuchowy), a także zmniejszenie toksyczności (modyfikacje z reakcją manganu i tlenku litu miały wysoki stopień toksyczności, dlatego aut elektrycznych na takich elementach nie można było nazwać „zielonymi” transport).

Akumulatory te są zaprojektowane tak, aby były jak najbardziej stabilne i bezpieczne do utylizacji. Zalety tej innowacji to:

• Największa pojemność w porównaniu z bateriami o identycznych rozmiarach;
• Najwyższe napięcie (jeden bank może dostarczyć 4 V, czyli dwa razy więcej niż „klasyczny” analog);
• Mniejsza podatność na samorozładowanie.

Pomimo tych zalet takie baterie nie są jeszcze w stanie konkurować z innymi analogami. Istnieje kilka powodów:

• Działają słabo na zimno (w ujemnych temperaturach bardzo szybko się rozładowuje);
• Bardzo mało cykli ładowania / rozładowania (do pięciuset);
• Przechowywanie baterii powoduje utratę pojemności - za dwa lata zmniejszy się o 20 proc.
• Boją się całkowitego rozładowania;
• Wydziela słabą moc, dzięki czemu może służyć jako element rozruchowy - sprzęt będzie działał przez długi czas, ale nie ma wystarczającej energii do uruchomienia silnika.

Jest jeszcze jedno rozwiązanie, które chcą wdrożyć w pojazdach elektrycznych - jest to superkondensator. Swoją drogą powstały już samochody, które zasilane są tego typu bateriami, jednak mają też wiele wad, które uniemożliwiają im konkurowanie z bardziej szkodliwymi i niebezpiecznymi akumulatorami. Opisano takie rozwiązanie i pojazd elektryczny zasilany z tego źródła zasilania w innej recenzji.

Żywotność baterii

Chociaż do tej pory trwają badania mające na celu poprawę wydajności i bezpieczeństwa akumulatorów do sieci pokładowej samochodu, to jak dotąd najpopularniejsze są opcje kwasowe.

Na żywotność baterii wpływają następujące czynniki:

• Temperatura, w której działa zasilacz;
• Urządzenie bateryjne;
• Sprawność i wydajność generatora;
• Mocowanie baterii;
• Tryb jazdy;
• Pobór mocy, gdy urządzenie jest wyłączone.

Prawidłowe przechowywanie nieużywanej baterii opisano w tutaj.

Większość akumulatorów kwasowych ma małą żywotność - te najwyższej jakości, nawet jeśli będą przestrzegane wszystkie zasady działania, będą działać od pięciu do siedmiu lat. Najczęściej są to modele bezobsługowe. Są rozpoznawalne po marce - znani producenci nie psują swojej reputacji produktami niskiej jakości. Ponadto taki produkt będzie miał długi okres gwarancji - co najmniej dwa lata.

Opcja budżetowa potrwa trzy lata, a gwarancja na nie nie przekroczy 12 miesięcy. Nie spiesz się z tą opcją, ponieważ niemożliwe jest stworzenie idealnych warunków do pracy na baterii.

Choć przez lata niemożliwe jest określenie zasobu roboczego, to jest to to samo, co w przypadku opisywanych opon samochodowych w innym artykule... Przeciętny akumulator musi wytrzymać 4 cykli ładowania / rozładowania.

Więcej szczegółów na temat żywotności baterii opisano w tym filmie:

Jak długo działa akumulator samochodowy?

Pytania i odpowiedzi:

Co oznacza bateria? Bateria akumulatorowa - bateria magazynująca. Jest to urządzenie, które samodzielnie wytwarza energię elektryczną niezbędną do autonomicznej pracy urządzeń elektrycznych w samochodzie.

Co robi bateria? Kiedy jest naładowany, elektryczność rozpoczyna proces chemiczny. Gdy akumulator nie jest ładowany, uruchamiany jest proces chemiczny, który generuje energię elektryczną.