Akumulator v avtu - kaj je to?

Nekateri sistemi vozil potrebujejo napetost za delovanje. Nekateri porabijo le majhen del energije, na primer izključno za delovanje enega senzorja. Drugi sistemi so zapleteni in ne morejo delovati brez električne energije.

Na primer, vozniki so uporabili poseben gumb za predhodni zagon motorja. Vstavili so ga v zanj namenjeno luknjo in s pomočjo fizične sile vrteli ročično gred motorja. Tega sistema ne morete uporabljati na sodobnih strojih. Namesto te metode je na vztrajnik priključen zaganjalnik. Ta element uporablja tok za obračanje vztrajnika.

Za oskrbo vseh sistemov avtomobila z električno energijo so proizvajalci predvideli uporabo baterij. Že smo razmišljali, kako skrbeti za ta element. v enem od prejšnjih pregledov... Zdaj pa se pogovorimo o vrstah polnilnih baterij.

Kaj je baterija

Začnimo s terminologijo. Avtomobilski akumulator je stalni vir toka za električno omrežje avtomobila. Sposoben je shranjevati elektriko med delovanjem motorja (za ta postopek se uporablja generator).

Je naprava za polnjenje. Če se izprazni do te mere, da avtomobila ni mogoče zagnati, se baterija odstrani in priključi na polnilnik, ki deluje na gospodinjsko napajanje. Opisani so drugi načini za zagon motorja, ko je akumulator vstavljen tukaj.

Odvisno od modela vozila je akumulator mogoče namestiti v motorni prostor, pod tla, v ločeno nišo zunaj avtomobila ali v prtljažnik.

Baterijska naprava

Akumulatorska baterija je sestavljena iz več celic (imenovane baterijske banke). Vsaka celica ima plošče. Vsaka platina nosi pozitiven ali negativen naboj. Med njimi je poseben separator. Preprečuje kratke stike med ploščami.

Za povečanje kontaktne površine elektrolita je vsaka plošča oblikovana kot mreža. Izdelana je iz svinca. V rešetko, ki ima porozno strukturo, pritisnemo aktivno snov (to poveča kontaktno površino plošče).

Pozitivna plošča je sestavljena iz svinca in žveplove kisline. Barijev sulfat je vključen v strukturo negativne plošče. Med postopkom polnjenja snov plošče pozitivnega pola spremeni svojo kemično sestavo in postane svinčev dioksid. Plošča negativnega pola postane navadna svinčena plošča. Ko se polnilnik odklopi, se struktura plošče vrne v prvotni položaj in njihova kemična sestava se spremeni.

V vsak kozarec vlijemo elektrolit. Je tekoča snov, ki vsebuje kislino in vodo. Tekočina povzroči kemično reakcijo med ploščami, iz katere nastane tok.

Vse akumulatorske celice so nameščene v ohišju. Izdelana je iz posebne vrste plastike, ki je odporna na stalno izpostavljenost aktivnemu kislemu okolju.

Načelo delovanja akumulatorja

Akumulator v avtomobilu uporablja gibanje nabitih delcev za proizvodnjo električne energije. V akumulatorju potekata dva različna postopka, zaradi katerih lahko vir energije uporabljate dlje časa:

• Nizka baterija. V tem trenutku aktivna snov oksidira ploščo (anodo), kar vodi do sproščanja elektronov. Ti delci so usmerjeni na drugo ploščo - katodo. Kot rezultat kemične reakcije se sprosti elektrika;
• Polnjenje baterije. Na tej stopnji se zgodi nasproten postopek - elektroni se pretvorijo v protone in jih snov prenese nazaj - s katode na anodo. Posledično se plošče obnovijo, tako da je možen nadaljnji postopek praznjenja.

Vrste in vrste baterij

Dandanes je baterij zelo različnih. Med seboj se razlikujejo po materialu plošč in sestavi elektrolita. Tradicionalne vrste svinčenih kislin se uporabljajo v avtomobilih, vendar so že pogosti primeri uporabe naprednih tehnologij. Tu je nekaj funkcij te in drugih vrst baterij.

Tradicionalna ("antimon")

Svinčeno-kislinska baterija, katere plošče vsebujejo 5 odstotkov ali več antimona. Ta snov je bila dodana v sestavo elektrod, da bi povečala njihovo trdnost. Elektroliza v takšnih napajalnikih je najzgodnejša. Hkrati se sprosti zadostna količina energije, vendar se plošče hitro uničijo (postopek se začne že pri 12 V).

Glavna pomanjkljivost takšnih baterij je veliko sproščanje kisika in vodika (zračni mehurčki), zaradi katerih voda iz pločevink izhlapi. Zaradi tega so vse antimonove baterije uporabne - vsaj enkrat mesečno morate preveriti raven in gostoto elektrolita. Vzdrževanje po potrebi vključuje dodajanje destilirane vode, tako da plošče niso izpostavljene.

Takšne baterije se ne uporabljajo več v avtomobilih, da bi voznik čim lažje vzdrževal avto. Takšne baterije so nadomestili analogi z nizko vsebnostjo antimona.

Nizek antimon

Količina antimona v sestavi plošč je čim manjša, da upočasni proces izhlapevanja vode. Druga pozitivna točka je, da se baterija zaradi shranjevanja ne prazni tako hitro. Takšne spremembe so razvrščene kot vrste vzdrževanja ali vzdrževanja.

To pomeni, da lastniku avtomobila ni treba vsak mesec preverjati gostote elektrolita in njegove prostornine. Čeprav jih ni mogoče imenovati popolnoma brez vzdrževanja, saj voda v njih še vedno vre, količino pa je treba dopolniti.

Prednost takšnih baterij je njihova nezahtevnost do porabe energije. V avtomobilskem omrežju se lahko pojavijo napetosti in padci napetosti, vendar to ne vpliva škodljivo na vir električne energije, kot je primer z analogi kalcija ali gela.

Zaradi tega so te baterije najbolj primerne za domače avtomobile, ki se ne morejo pohvaliti z opremo s stabilno porabo energije. Primerni so tudi za voznike s povprečnim dohodkom.

Kalcij

To je modifikacija prazne antimonske baterije. Le namesto da vsebuje antimon, se na plošče doda kalcij. Poleg tega je ta material del elektrod obeh polov. Ca / Ca je naveden na nalepki takšne baterije. Za zmanjšanje notranjega upora je površina aktivnih plošč včasih prevlečena s srebrom (izredno majhen delež vsebine).

Dodatek kalcija je med delovanjem akumulatorja še dodatno zmanjšal plin. Gostote in prostornine elektrolita pri takšnih modifikacijah za celotno obdobje delovanja sploh ni treba preverjati, zato jih imenujemo tudi brez vzdrževanja.

Ta vrsta napajanja je za 70 odstotkov manjša (v primerjavi s prejšnjo spremembo), ki se samoprazni. Zahvaljujoč temu jih je mogoče dolgo hraniti, na primer med zimskim skladiščenjem opreme.

Druga prednost je ta, da se ne bojijo preveč polnjenja, saj se elektroliza v njih ne začne več pri 12, ampak pri 16 V.

Kljub številnim pozitivnim vidikom imajo kalcijeve baterije več pomembnih pomanjkljivosti:

• Poraba energije pade, če se nekajkrat popolnoma izprazni in nato napolni iz nič. Poleg tega se ta parameter toliko zmanjša, da je treba baterijo zamenjati, saj njena zmogljivost ni dovolj za normalno delovanje opreme, priključene na avtomobilsko omrežje;
• Povečana kakovost izdelka zahteva višjo provizijo, zaradi česar je nedostopen uporabnikom s povprečnim materialnim dohodkom;
• Glavno področje uporabe so tuji avtomobili, saj je njihova oprema glede porabe energije stabilnejša (na primer stranske luči se v mnogih primerih samodejno izklopijo, tudi če jih voznik po naključju pozabi izklopiti, kar pogosto privede do popolnega praznjenja akumulatorja);
• Delovanje akumulatorja zahteva več pozornosti, toda ob ustrezni negi vozila (uporaba visokokakovostne opreme in pozornost do popolnega praznjenja) bo ta baterija zdržala veliko dlje kot koleg z nizko vsebnostjo antimona.

Hibridna

Te baterije imajo oznako Ca +. V tej modifikaciji so plošče hibridne. Pozitivno lahko vključuje antimon, negativno pa kalcij. Po učinkovitosti so takšne baterije slabše od kalcijevih, vendar voda v njih vre precej manj kot v nizko antimonskih.

Takšne baterije ne trpijo toliko zaradi popolnega praznjenja in se ne bojijo prekomernega polnjenja. Odlična možnost, če proračunska možnost tehnično ni zadovoljiva in denarja za analog kalcija ni dovolj.

Gel, AGM

Te baterije uporabljajo gelski elektrolit. Razlog za ustvarjanje takšnih baterij sta bila dva dejavnika:

• Tekoči elektrolit običajnih baterij bo hitro uhajal, ko bo ohišje brez tlaka. To ni samo premoženjska škoda (karoserija avtomobila se bo hitro poslabšala), ampak lahko tudi resno škoduje zdravju ljudi, medtem ko voznik nekaj poskuša storiti;
• Čez nekaj časa se plošče zaradi neprevidnega delovanja lahko sesujejo (izlivajo).

Te težave smo odpravili z uporabo geliranega elektrolita.

V modifikacijah AGM se napravi doda porozni material, ki zadrži gel v bližini plošč, kar preprečuje nastanek majhnih mehurčkov v njihovi neposredni bližini.

Prednosti takšnih baterij so:

• Ne bojijo se nagibov - pri modelih s tekočim elektrolitom tega ni mogoče doseči, saj med njihovim delovanjem v ohišju še vedno nastaja zrak, ki ob obračanju razkrije plošče;
• Dolgotrajno shranjevanje napolnjene baterije je dovoljeno, saj ima najnižji prag samopraznjenja;
• V celotnem ciklu med polnjenji proizvaja stabilen tok;
• Ne bojijo se popolnega praznjenja - zmogljivost baterije se hkrati ne izgubi;
• Delovna doba takšnih elementov doseže deset let.

Poleg prednosti imajo takšne avtomobilske baterije številne velike pomanjkljivosti, ki zmedejo večino uporabnikov, ki jih želijo namestiti v svoj avto:

• Zelo muhasto polnjenje - za to je potrebna uporaba posebnih polnilnikov, ki zagotavljajo stabilen in nizek polnilni tok;
• Hitro polnjenje ni dovoljeno;
• V hladnem vremenu izkoristek baterije močno pade, saj gel ohladi svoje vodniške lastnosti;
• Avto mora imeti stabilen generator, zato se takšne modifikacije uporabljajo v luksuznih avtomobilih;
• Zelo visoka cena.

Alkalna

Akumulatorje za avtomobile lahko polnite ne samo s kislim, temveč tudi z alkalnim elektrolitom. Namesto svinca so plošče v takšnih izvedbah narejene iz niklja in kadmija ali niklja in železa. Kalijev hidroksid se uporablja kot aktivni prevodnik.

Elektrolita v takih baterijah ni treba polniti, saj med delovanjem ne odvre. V primerjavi s kislinskimi kolegi imajo te vrste baterij naslednje prednosti:

• Ne boji se prekomernega praznjenja;
• Baterijo lahko shranite v praznem stanju in ne bo izgubila svojih lastnosti;
• Polnjenje zanje ni kritično;
• Stabilnejši pri nizkih temperaturah;
• Manj dovzetni za samopraznjenje;
• Ne oddajajo jedkih škodljivih hlapov, kar jim omogoča polnjenje v stanovanjskem območju;
• Shranijo več energije.

Pred nakupom takšne spremembe mora lastnik avtomobila ugotoviti, ali je pripravljen na takšne kompromise:

• Alkalna baterija proizvaja manj napetosti, zato je potrebnih več pločevink kot kislinski kolegi. To bo seveda vplivalo na dimenzije akumulatorja, ki bi zagotovil potrebno energijo za določeno omrežje na vozilu;
• Visoka cena;
• Primernejši za vleko kot funkcije zaganjalnika.

Li-ion

Trenutno najbolj napredne so litij-ionske možnosti. Do konca ta tehnologija še ni zaključena - sestava aktivnih plošč se nenehno spreminja, toda snov, s katero se izvajajo poskusi, so litijevi ioni.

Razlogi za takšne spremembe so povečana varnost med obratovanjem (na primer izkazalo se je, da je kovina litij eksplozivna), pa tudi zmanjšanje toksičnosti (spremembe reakcije mangana in litijevega oksida so imele visoko stopnjo toksičnosti, zato električnih avtomobilov na takih elementih ne bi mogli imenovati "zeleni" prevoz).

Te baterije so zasnovane tako, da so čim bolj stabilne in varne za odstranjevanje. Prednosti te inovacije so:

• Največja zmogljivost v primerjavi z enakimi baterijami;
• Najvišja napetost (ena banka lahko napaja 4 V, kar je dvakrat več kot pri "klasičnem" analognem);
• Manj dovzetni za samopraznjenje.

Kljub tem prednostim takšne baterije še ne morejo konkurirati drugim analogom. Razlogov za to je več:

• Slabo delujejo v zmrzali (pri negativnih temperaturah se zelo hitro izprazni);
• Zelo malo ciklov polnjenja / praznjenja (do petsto);
• Shranjevanje baterije vodi do izgube kapacitete - čez dve leti se bo zmanjšala za 20 odstotkov;
• Se bojijo popolnega praznjenja;
• Daje šibko moč, tako da jo lahko uporabimo kot zaganjalni element - oprema bo delovala še dolgo, vendar ni dovolj energije za zagon motorja.

Obstaja še en razvoj, ki ga želijo vgraditi v električna vozila - superkondenzator. Mimogrede, že so bili ustvarjeni avtomobili, ki delujejo na to vrsto baterij, imajo pa tudi številne pomanjkljivosti, ki jim preprečujejo, da bi konkurirali bolj škodljivim in nevarnim baterijam. Opisan je tak razvoj in električno vozilo, ki ga poganja ta vir energije v drugem pregledu.

Življenjska doba baterije

Čeprav do danes potekajo raziskave za izboljšanje učinkovitosti in varnosti baterij za avtomobilsko mrežo na vozilu, so do zdaj najbolj priljubljene kislinske možnosti.

Na življenjsko dobo baterije vplivajo naslednji dejavniki:

• Temperatura, pri kateri deluje napajalnik;
• Baterijska naprava;
• Učinkovitost in zmogljivost generatorja;
• Pritrditev baterije;
• Način vožnje;
• Poraba energije, ko je oprema izklopljena.

Pravilno shranjevanje baterije, ki ni v uporabi, je opisano v tukaj.

Večina kislinskih baterij ima majhno življenjsko dobo - najkakovostnejše, tudi če bodo upoštevana vsa pravila delovanja, bodo delovale od pet do sedem let. Najpogosteje so to modeli brez nadzora. Prepoznajo jih po blagovni znamki - znani proizvajalci si ugleda ne kvarijo z nekakovostnimi izdelki. Prav tako bo tak izdelek imel dolgo garancijsko dobo - vsaj dve leti.

Proračunska možnost bo trajala tri leta, garancija zanje pa ne bo presegla 12 mesecev. Ne smete hiteti s to možnostjo, saj je nemogoče ustvariti idealne pogoje za delovanje akumulatorja.

Čeprav delovnih virov že leta ni mogoče določiti, je to enako kot pri avtomobilskih pnevmatikah, kar je opisano v drugem članku... Povprečna baterija mora prenesti 4 ciklov polnjenja / praznjenja.

Več informacij o življenjski dobi baterije je opisanih v tem videoposnetku:

Kako dolgo traja avtomobilska baterija?

Vprašanja in odgovori:

Kaj pomeni baterija? Akumulatorska baterija - akumulatorska baterija. To je naprava, ki samostojno proizvaja električno energijo, potrebno za avtonomno delovanje električnih naprav v avtomobilu.

Kaj dela baterija? Ko se napolni, elektrika začne kemični proces. Ko se baterija ne polni, se sproži kemični proces za proizvodnjo električne energije.