Baterija u automobilu - šta je to?

Neki sistemi vozila zahtijevaju napon za rad. Neki koriste samo mali dio energije, na primjer, isključivo za rad jednog senzora. Ostali sistemi su složeni i ne mogu funkcionisati bez električne energije.

Na primjer, za pokretanje motora prije, vozači su koristili posebno dugme. Umetnut je u njemu predviđenu rupu i uz pomoć fizičke sile okrenuta je radilica motora. Takav sistem ne možete koristiti u modernim automobilima. Umjesto ove metode, na zamašnjak je spojen starter. Ovaj element koristi struju za okretanje zamašnjaka.

Da bi svi sistemi automobila dobili električnu energiju, proizvođači su predvideli upotrebu baterija. Već smo razmotrili kako se brinuti za ovaj element. u jednoj od prethodnih kritika... Sada razgovarajmo o vrstama punjivih baterija.

Šta je baterija

Počnimo s terminologijom. Akumulator za automobil stalni je izvor struje za električnu mrežu automobila. Sposoban je skladištiti električnu energiju dok motor radi (za ovaj postupak se koristi generator).

To je uređaj za punjenje. Ako se isprazni do te mjere da se automobil ne može pokrenuti, baterija se uklanja i spaja na punjač koji radi na napajanje iz domaćinstva. Opisani su drugi načini pokretanja motora kada je baterija postavljena ovdje.

Ovisno o modelu vozila, baterija se može ugraditi u motorni prostor, ispod poda, u zasebnu nišu izvan automobila ili u prtljažnik.

Uređaj baterije

Punjiva baterija sastoji se od nekoliko ćelija (naziva se baterija). Svaka ćelija ima ploče. Svaka platina nosi pozitivan ili negativan naboj. Između njih postoji poseban separator. Sprečava kratke spojeve između ploča.

Da bi se povećala površina dodira elektrolita, svaka ploča ima oblik mreže. Napravljen je od olova. U rešetku koja ima poroznu strukturu utiskuje se aktivna tvar (to povećava površinu dodira ploče).

Pozitivna ploča se sastoji od olova i sumporne kiseline. Barijev sulfat je uključen u strukturu negativne ploče. Tijekom procesa punjenja, tvar ploče pozitivnog pola mijenja svoj kemijski sastav i ona postaje olovni dioksid. Ploča negativnog pola postaje obična olovna ploča. Kad se punjač iskopča, struktura ploče vraća se u prvobitni položaj i njihov se kemijski sastav mijenja.

U svaku teglu se sipa elektrolit. To je tečna supstanca koja sadrži kiselinu i vodu. Tečnost uzrokuje hemijsku reakciju između ploča, iz koje se stvara struja.

Sve ćelije baterija smještene su u kućište. Napravljen je od posebne vrste plastike koja je otporna na stalno izlaganje aktivnom kiselom okruženju.

Princip rada akumulatorske baterije (akumulatora)

Akumulator automobila koristi kretanje napunjenih čestica za proizvodnju električne energije. U bateriji se odvijaju dva različita procesa, zbog kojih se izvor napajanja može koristiti duže vrijeme:

• Prazna baterija. U ovom trenutku aktivna supstanca oksidira ploču (anodu), što dovodi do oslobađanja elektrona. Te čestice su usmjerene na drugu ploču - katodu. Kao rezultat hemijske reakcije oslobađa se električna energija;
• Punjenje baterije. U ovoj fazi dolazi do suprotnog procesa - elektroni se pretvaraju u protone i supstanca ih vraća natrag - od katode do anode. Kao rezultat, ploče se obnavljaju, što omogućava naknadni postupak pražnjenja.

Vrste i vrste baterija

Danas postoji široka paleta baterija. Međusobno se razlikuju po materijalu ploča i sastavu elektrolita. Tradicionalne vrste olovne kiseline koriste se u automobilima, ali već su česti slučajevi primjene naprednih tehnologija. Evo nekih karakteristika ove i drugih vrsta baterija.

Tradicionalni ("antimon")

Olovna baterija, čije ploče čine 5 ili više posto antimona. Ova supstanca dodana je u sastav elektroda radi povećanja njihove čvrstoće. Elektroliza u takvim izvorima je najranija. Istodobno se oslobađa dovoljna količina energije, ali ploče se brzo uništavaju (proces započinje već na 12 V).

Glavni nedostatak takvih baterija je veliko oslobađanje kisika i vodonika (mjehurići zraka), zbog čega voda iz limenki isparava. Iz tog razloga sve antimonske baterije mogu se popraviti - najmanje jednom mjesečno morate provjeriti razinu i gustinu elektrolita. Održavanje uključuje dodavanje destilirane vode, ako je potrebno, tako da ploče ne budu izložene.

Takve se baterije više ne koriste u automobilima kako bi vozaču bilo što jednostavnije održavati automobil. Analozi s niskim sadržajem antimona zamijenili su takve baterije.

Nizak antimon

Količina antimona u sastavu ploča je svedena na minimum kako bi usporio proces isparavanja vode. Još jedna pozitivna stvar je što se baterija ne prazni tako brzo kao rezultat skladištenja. Takve modifikacije su klasificirane kao vrste s niskim održavanjem ili one koje se ne održavaju.

To znači da vlasnik automobila ne treba svaki mjesec provjeravati gustinu elektrolita i njegovu zapreminu. Iako ih se ne može nazvati potpuno bez održavanja, jer voda u njima i dalje ključa i količina se mora nadopuniti.

Prednost takvih baterija je njihova nepretencioznost prema potrošnji energije. U automobilskoj mreži mogu se pojaviti prenaponi i padovi napona, ali to ne utječe negativno na izvor napajanja, kao što je slučaj sa analogom kalcijuma ili gela.

Iz tog razloga ove baterije su najprikladnije za domaće automobile koji se ne mogu pohvaliti opremom sa stabilnom potrošnjom energije. Pogodni su i za vozače sa prosječnim primanjima.

Kalcijum

Ovo je modifikacija nisko antimonske baterije. Umjesto da sadrži antimon, kalcijum se dodaje na ploče. Štoviše, ovaj materijal je dio elektroda oba pola. Ca / Ca je naznačen na nalepnici takve baterije. Da bi se smanjio unutrašnji otpor, površina aktivnih ploča ponekad je presvučena srebrom (izuzetno mali udio sadržaja).

Dodatak kalcijuma dodatno smanjuje stvaranje gasova tokom rada baterije. Gustinu i zapreminu elektrolita u takvim modifikacijama za čitav period rada uopće nije potrebno provjeravati, stoga se nazivaju i bez održavanja.

Ova vrsta napajanja je 70 posto manja (u odnosu na prethodnu modifikaciju) podložna samopražnjenju. Zahvaljujući tome, mogu se dugo skladištiti, na primjer, tokom zimskog skladištenja opreme.

Još jedna prednost je što se ne boje toliko prekomjernog punjenja, jer elektroliza u njima ne počinje više na 12, već na 16 V.

Uprkos mnogim pozitivnim aspektima, kalcijumove baterije imaju nekoliko značajnih nedostataka:

• Potrošnja energije opada ako se nekoliko puta potpuno isprazni, a zatim napuni od nule. Štoviše, ovaj parametar se toliko smanjuje da baterija zahtijeva zamjenu, jer njen kapacitet nije dovoljan za normalno funkcioniranje opreme povezane na mrežu automobila;
• Povećana kvaliteta proizvoda zahtijeva veću naknadu, što ga čini nedostupnim korisnicima sa prosječnim materijalnim prihodom;
• Glavno područje primjene su strani automobili, budući da je njihova oprema stabilnija u pogledu potrošnje energije (na primjer, bočna svjetla se u mnogim slučajevima automatski isključuju, čak i ako ih je vozač slučajno zaboravio isključiti, što često dovodi do potpunog pražnjenja baterije);
• Rad na bateriji zahtijeva više pažnje, ali uz pravilnu njegu vozila (korištenje visokokvalitetne opreme i pažnja do punog pražnjenja), ova će baterija trajati mnogo dulje od svog kolega s niskim antimonom.

Hibrid

Ove baterije imaju oznaku Ca +. Ploče su hibridne u ovoj modifikaciji. Pozitivno može uključivati ​​antimon, a negativno - kalcijum. Što se tiče efikasnosti, takve su baterije inferiorne od kalcijumskih, ali voda u njima ključa mnogo manje nego u onima s niskim nivoom antimona.

Takve baterije ne trpe toliko od punog pražnjenja i ne boje se prekomjernog punjenja. Izvrsna opcija ako proračunska opcija tehnički nije zadovoljavajuća i nema dovoljno novca za analog kalcijuma.

Gel, AGM

Ove baterije koriste gel-elektrolit. Razlog za stvaranje takvih baterija bila su dva faktora:

• Tekući elektrolit iz uobičajenih baterija brzo će iscuriti kad se u kućištu smanji pritisak. To je opterećeno ne samo oštećenjem imovine (karoserija automobila brzo će se pokvariti), već može nanijeti ozbiljnu štetu ljudskom zdravlju dok vozač pokušava nešto poduzeti;
• Nakon nekog vremena ploče zbog nepažljivog rada mogu se urušiti (izliti).

Ti su problemi eliminirani upotrebom geliranog elektrolita.

U AGM modifikacijama, uređaju se dodaje porozni materijal koji drži gel u blizini ploča, sprečavajući stvaranje malih mjehurića u njihovoj neposrednoj blizini.

Prednosti takvih baterija su:

• Ne boje se nagiba - kod modela s tečnim elektrolitom to se ne može postići, jer se tijekom njihovog rada u kućištu još uvijek stvara zrak koji, kada se prevrne, izlaže ploče;
• Dugotrajno skladištenje napunjene baterije je dozvoljeno, jer imaju najniži prag samopražnjenja;
• Kroz čitav ciklus između naboja proizvodi stabilnu struju;
• Ne boje se potpunog pražnjenja - kapacitet baterije se istovremeno ne gubi;
• Radni vijek takvih elemenata doseže deset godina.

Pored prednosti, takve automobilske baterije imaju i niz velikih nedostataka koji zbunjuju većinu korisnika koji ih žele instalirati u svoj automobil:

• Vrlo hirovito za punjenje - to zahtijeva upotrebu posebnih punjača koji osiguravaju stabilnu i malu struju punjenja;
• Brzo punjenje nije dozvoljeno;
• U hladnom vremenu efikasnost baterije naglo opada, jer gel smanjuje svojstva provodnika kada se hladi;
• Automobil mora imati stabilni generator, pa se takve modifikacije koriste u luksuznim automobilima;
• Vrlo visoka cijena.

Alkalne

Akumulatori za automobile mogu se puniti ne samo kiselim već i alkalnim elektrolitom. Umjesto olova, ploče u ovim modifikacijama izrađene su od nikla i kadmijuma ili od nikla i željeza. Kalijum hidroksid se koristi kao aktivni provodnik.

Elektrolit u takvim baterijama ne treba dopunjavati, jer on ne ključa tokom rada. U poređenju sa kiselinskim kolegama, ove vrste baterija imaju sljedeće prednosti:

• Ne boji se pretjeranog pražnjenja;
• Baterija se može čuvati u ispražnjenom stanju i neće izgubiti svojstva;
• Punjenje za njih nije kritično;
• Stabilniji na niskim temperaturama;
• Manje podložni samopražnjenju;
• Ne emitiraju korozivne štetne pare, što im omogućava punjenje u stambenom području;
• Oni spremaju više energije.

Prije kupnje takve modifikacije, vlasnik automobila mora utvrditi da li je spreman na takve kompromise:

• Alkalna baterija proizvodi manje napona, pa je potrebno više limenki nego kiselinski kolega. To će, naravno, utjecati na dimenzije baterije, koja će pružiti potrebnu energiju određenoj brodskoj mreži;
• Visoka cijena;
• Pogodniji za vuču od startera.

Li-ion

Trenutno najnaprednije su litijum-jonske opcije. Do kraja ova tehnologija još nije dovršena - sastav aktivnih ploča se neprestano mijenja, ali supstanca s kojom se provode eksperimenti su litijumovi joni.

Razlozi za ove promjene su povećana operativna sigurnost (na primjer, metal litija se pokazao eksplozivnim), kao i smanjenje toksičnosti (modifikacije reakcijom mangana i litijum oksida imale su visok stepen toksičnosti, zbog čega električna vozila na takvim elementima ne bi mogla biti nazvana "zelenim" prevoz).

Ove baterije su dizajnirane da budu što stabilnije i sigurnije za odlaganje. Prednosti ove inovacije uključuju:

• Najveći kapacitet u odnosu na baterije identične veličine;
• Najviši napon (jedna banka može napajati 4 V, što je dvostruko više od napona "klasičnog" analoga);
• Manje podložan samopražnjenju.

Uprkos ovim prednostima, takve baterije još nisu u stanju da se nadmeću s drugim analogama. Postoji nekoliko razloga za to:

• Loše rade na mrazu (na negativnim temperaturama se vrlo brzo isprazni);
• Vrlo malo ciklusa punjenja / pražnjenja (do pet stotina);
• Skladištenje baterije rezultira gubitkom kapaciteta - za dvije godine smanjit će se za 20 posto;
• Boje se punog pražnjenja;
• Daje slabu snagu kako bi se mogao koristiti kao pokretački element - oprema će raditi dugo, ali nema dovoljno energije za pokretanje motora.

Postoji još jedan razvoj koji žele implementirati u električna vozila - superkondenzator. Inače, već su stvoreni automobili koji rade na ovu vrstu baterija, međutim, oni imaju i brojne nedostatke koji ih sprečavaju u nadmetanju sa štetnijim i opasnijim baterijama. Opisan je takav razvoj i električno vozilo koje pokreće ovaj izvor energije u drugoj recenziji.

Trajanje baterije

Iako su do danas u toku istraživanja kako bi se poboljšala efikasnost i sigurnost baterija za brodsku mrežu automobila, zasad su najpopularnije kiselinske opcije.

Sljedeći faktori utječu na vijek trajanja baterije:

• Temperatura na kojoj radi napajanje;
• Baterijski uređaj;
• Efikasnost i performanse generatora;
• Fiksiranje baterije;
• Način vožnje;
• Potrošnja energije kada je oprema isključena.

Pravilno skladištenje baterije koja se ne koristi opisano je u ovdje.

Većina kiselih baterija ima mali radni vijek - najkvalitetnije, čak i ako se poštuju sva pravila rada, radit će od pet do sedam godina. Najčešće su to modeli bez nadzora. Prepoznati su po imenu brenda - poznati proizvođači ne kvare reputaciju nekvalitetnim proizvodima. Također, takav proizvod imat će dugo jamstveno razdoblje - najmanje dvije godine.

Budžetska opcija trajat će tri godine, a garancija za njih neće prelaziti 12 mjeseci. Ne biste trebali žuriti s ovom opcijom, jer je nemoguće stvoriti idealne uvjete za rad baterije.

Iako je godinama nemoguće odrediti radni resurs, to je isto kao u slučaju automobilskih guma, što je opisano u drugom članku... Prosječna baterija mora izdržati 4 ciklusa punjenja / pražnjenja.

Više informacija o trajanju baterije opisano je u ovom videu:

Koliko traje akumulator automobila?

Pitanja i odgovori:

Šta znači baterija? Akumulator - akumulatorska baterija. Ovo je uređaj koji samostalno proizvodi električnu energiju neophodnu za autonomni rad električnih uređaja u automobilu.

Šta radi baterija? Kada se napuni, električna energija pokreće hemijski proces. Kada se baterija ne puni, pokreće se hemijski proces koji proizvodi električnu energiju.