Batterie im Auto - was ist das?

Einige Fahrzeugsysteme benötigen zum Betrieb Spannung. Einige verbrauchen beispielsweise nur einen kleinen Teil der Energie ausschließlich für den Betrieb eines Sensors. Andere Systeme sind komplex und können ohne Strom nicht funktionieren.

Um den Motor früher zu starten, verwendeten die Fahrer beispielsweise einen speziellen Knopf. Es wurde in das dafür vorgesehene Loch eingeführt und mit Hilfe von physischer Kraft die Kurbelwelle des Motors gedreht. Sie können ein solches System in modernen Autos nicht verwenden. Anstelle dieser Methode wird ein Anlasser an das Schwungrad angeschlossen. Dieses Element verwendet Strom, um das Schwungrad zu drehen.

Um alle Fahrzeugsysteme mit Strom zu versorgen, haben die Hersteller die Verwendung von Batterien vorgesehen. Wir haben bereits darüber nachgedacht, wie wir dieses Element pflegen sollen. in einer der vorherigen Bewertungen... Lassen Sie uns nun über die Arten von wiederaufladbaren Batterien sprechen.

Was ist Batterie?

Lassen Sie uns zuerst die Terminologie verstehen. Eine Autobatterie ist eine Konstantstromquelle für das Stromnetz eines Autos. Es kann bei laufendem Motor Strom speichern (für diesen Vorgang wird ein Generator verwendet).

Es ist ein wiederaufladbares Gerät. Wenn es so weit entladen wird, dass das Auto nicht gestartet werden kann, wird die Batterie entfernt und an ein Ladegerät angeschlossen, das mit einem Haushaltsnetzteil betrieben wird. Andere Möglichkeiten zum Starten des Motors beim Einsetzen der Batterie werden beschrieben hier.

Je nach Fahrzeugmodell kann die Batterie im Motorraum, unter dem Boden, in einer separaten Nische außerhalb des Fahrzeugs oder im Kofferraum eingebaut werden.

Batteriegerät

Eine wiederaufladbare Batterie besteht aus mehreren Zellen (als Batteriebank bezeichnet). Jede Zelle hat Platten. Jedes Platin trägt eine positive oder negative Ladung. Zwischen ihnen befindet sich ein spezielles Trennzeichen. Es verhindert Kurzschlüsse zwischen den Platten.

Um die Kontaktfläche des Elektrolyten zu vergrößern, ist jede Platte wie ein Gitter geformt. Es besteht aus Blei. Ein Wirkstoff wird in das Gitter gepresst, das eine poröse Struktur aufweist (dies vergrößert die Kontaktfläche der Platte).

Die positive Platte besteht aus Blei und Schwefelsäure. Bariumsulfat ist in der Struktur der Negativplatte enthalten. Während des Ladevorgangs ändert die Substanz der positiven Polplatte ihre chemische Zusammensetzung und es wird Bleidioxid. Die negative Polplatte wird zu einer gewöhnlichen Bleiplatte. Wenn das Ladegerät abgeklemmt wird, kehrt die Plattenstruktur in ihre ursprüngliche Position zurück und ihre chemische Zusammensetzung ändert sich.

In jedes Gefäß wird ein Elektrolyt gegossen. Es ist eine flüssige Substanz, die Säure und Wasser enthält. Die Flüssigkeit bewirkt eine chemische Reaktion zwischen den Platten, aus der ein Strom erzeugt wird.

Alle Batteriezellen sind in einem Gehäuse untergebracht. Es besteht aus einem speziellen Kunststoff, der beständig gegen eine aktive saure Umgebung ist.

Das Funktionsprinzip der Speicherbatterie (Akku)

Eine Autobatterie nutzt die Bewegung geladener Teilchen, um Elektrizität zu erzeugen. In der Batterie finden zwei verschiedene Prozesse statt, aufgrund derer die Stromquelle für eine lange Zeit verwendet werden kann:

• Niedriger Batteriestatus. Zu diesem Zeitpunkt oxidiert der Wirkstoff die Platte (Anode), wodurch Elektronen freigesetzt werden. Diese Partikel werden auf die zweite Platte gerichtet - die Kathode. Infolge einer chemischen Reaktion wird Elektrizität freigesetzt;
• Akku-Ladung. In diesem Stadium tritt der umgekehrte Prozess auf - die Elektronen werden in Protonen umgewandelt und die Substanz überträgt sie zurück - von der Kathode zur Anode. Dadurch werden die Platten wiederhergestellt, was den anschließenden Entladevorgang ermöglicht.

Arten und Arten von Batterien

Es gibt heutzutage eine Vielzahl von Batterien. Sie unterscheiden sich im Material der Platten und in der Zusammensetzung des Elektrolyten. Traditionelle Bleisäuretypen werden in Autos verwendet, aber es gibt bereits häufige Fälle der Anwendung fortschrittlicher Technologien. Hier sind einige der Merkmale dieses und anderer Batterietypen.

Traditionell ("Antimon")

Blei-Säure-Batterie, deren Platten 5 Prozent oder mehr Antimon enthalten. Diese Substanz wurde der Zusammensetzung der Elektroden zugesetzt, um ihre Festigkeit zu erhöhen. Die Elektrolyse in solchen Netzteilen ist am frühesten. Gleichzeitig wird eine ausreichende Energiemenge freigesetzt, die Platten werden jedoch schnell zerstört (der Prozess beginnt bereits bei 12 V).

Der Hauptnachteil solcher Batterien ist die starke Freisetzung von Sauerstoff und Wasserstoff (Luftblasen), wodurch das Wasser aus den Dosen verdunstet. Aus diesem Grund können alle Antimonbatterien gewartet werden. Mindestens einmal im Monat müssen Sie den Stand und die Dichte des Elektrolyten überprüfen. Die Wartung umfasst gegebenenfalls die Zugabe von destilliertem Wasser, damit die Platten nicht freigelegt werden.

Solche Batterien werden in Autos nicht mehr verwendet, um dem Fahrer die Wartung des Autos so einfach wie möglich zu machen. Analoga mit niedrigem Antimongehalt haben solche Batterien ersetzt.

Niedriges Antimon

Die Menge an Antimon in der Zusammensetzung der Platten wird minimiert, um den Prozess der Wasserverdampfung zu verlangsamen. Ein weiterer positiver Punkt ist, dass sich der Akku aufgrund der Lagerung nicht so schnell entlädt. Solche Änderungen werden als wartungsarme oder wartungsfreie Typen klassifiziert.

Dies bedeutet, dass der Autobesitzer nicht jeden Monat die Elektrolytdichte und das Elektrolytvolumen überprüfen muss. Obwohl sie nicht als vollständig wartungsfrei bezeichnet werden können, kocht das Wasser in ihnen sowieso weg und das Volumen muss wieder aufgefüllt werden.

Der Vorteil solcher Batterien ist ihre Unprätentiösität gegenüber dem Energieverbrauch. Im Fahrzeugnetz können Spannungsspitzen und -abfälle auftreten, die sich jedoch nicht nachteilig auf die Stromquelle auswirken, wie dies bei einem Calcium- oder Gelanalogon der Fall ist.

Aus diesem Grund eignen sich diese Batterien am besten für Haushaltsautos, die sich nicht mit Geräten mit stabilem Energieverbrauch rühmen können. Sie sind auch für Autofahrer mit durchschnittlichem Einkommen geeignet.

Kalzium

Dies ist eine Modifikation einer Batterie mit niedrigem Antimongehalt. Nur anstatt Antimon zu enthalten, wird den Platten Calcium zugesetzt. Darüber hinaus ist dieses Material Teil der Elektroden beider Pole. Ca / Ca ist auf dem Etikett einer solchen Batterie angegeben. Um den Innenwiderstand zu verringern, wird die Oberfläche der aktiven Platten manchmal mit Silber beschichtet (ein extrem kleiner Teil des Inhalts).

Die Zugabe von Kalzium reduzierte die Begasung während des Batteriebetriebs weiter. Die Dichte und das Volumen des Elektrolyten in solchen Modifikationen während der gesamten Betriebsdauer müssen überhaupt nicht überprüft werden, daher werden sie als wartungsfrei bezeichnet.

Diese Art der Stromversorgung ist bei Selbstentladung um 70 Prozent geringer (im Vergleich zur vorherigen Modifikation). Dank dessen können sie beispielsweise während der Winterlagerung von Geräten lange gelagert werden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass sie keine Angst vor Überladung haben, da die Elektrolyse in ihnen nicht mehr bei 12, sondern bei 16 V beginnt.

Trotz vieler positiver Aspekte weisen Kalziumbatterien mehrere wesentliche Nachteile auf:

• Der Energieverbrauch sinkt, wenn er einige Male vollständig entladen und dann von Grund auf neu aufgeladen wird. Darüber hinaus nimmt dieser Parameter so stark ab, dass die Batterie ausgetauscht werden muss, da ihre Kapazität für die normale Funktion der an das Fahrzeugnetz angeschlossenen Geräte nicht ausreicht.
• Die erhöhte Qualität des Produkts erfordert eine höhere Gebühr, die es für Benutzer mit einem durchschnittlichen materiellen Einkommen unzugänglich macht.
• Das Hauptanwendungsgebiet sind ausländische Autos, da deren Ausstattung hinsichtlich des Energieverbrauchs stabiler ist (z. B. werden Seitenlichter in vielen Fällen automatisch ausgeschaltet, selbst wenn der Fahrer versehentlich vergessen hat, sie auszuschalten, was häufig zu einer vollständigen Entladung der Batterie führt).
• Der Batteriebetrieb erfordert mehr Aufmerksamkeit, aber bei richtiger Pflege des Fahrzeugs (Verwendung hochwertiger Ausrüstung und Beachtung der vollständigen Entladung) hält diese Batterie viel länger als ihr Gegenstück mit niedrigem Antimongehalt.

Hybrid

Diese Batterien sind mit Ca + gekennzeichnet. Die Platten sind in dieser Modifikation hybride. Das Positive kann Antimon enthalten, und das Negative kann Calcium enthalten. In Bezug auf die Effizienz sind solche Batterien Kalziumbatterien unterlegen, aber das Wasser kocht in ihnen viel weniger weg als in Batterien mit niedrigem Antimongehalt.

Solche Batterien leiden nicht so sehr unter einer vollständigen Entladung und haben keine Angst vor Überladung. Eine ausgezeichnete Option, wenn die Budgetoption technisch nicht zufriedenstellend ist und nicht genug Geld für ein Kalziumanalogon vorhanden ist.

Gel, Hauptversammlung

Diese Batterien verwenden einen Gelelektrolyten. Der Grund für die Schaffung solcher Batterien war zwei Faktoren:

• Der flüssige Elektrolyt herkömmlicher Batterien tritt schnell aus, wenn das Gehäuse drucklos ist. Dies ist nicht nur mit Sachschäden behaftet (die Karosserie wird sich schnell verschlechtern), sondern kann auch die menschliche Gesundheit ernsthaft schädigen, während der Fahrer versucht, etwas zu tun.
• Nach einer Weile können die Platten aufgrund unachtsamen Betriebs kollabieren (auslaufen).

Diese Probleme wurden durch Verwendung eines gelierten Elektrolyten beseitigt.

Bei den AGM-Modifikationen wird der Vorrichtung ein poröses Material zugesetzt, das das Gel in der Nähe der Platten hält und die Bildung kleiner Blasen in ihrer unmittelbaren Umgebung verhindert.

Die Vorteile solcher Batterien sind:

• Sie haben keine Angst vor Neigungen - bei Modellen mit flüssigem Elektrolyt kann dies nicht erreicht werden, da sich während des Betriebs noch Luft im Gehäuse bildet, die beim Umdrehen die Platten freilegt;
• Die Langzeitlagerung einer geladenen Batterie ist zulässig, da sie die niedrigste Selbstentladungsschwelle aufweist.
• Während des gesamten Zyklus zwischen den Ladungen wird ein stabiler Strom erzeugt.
• Sie haben keine Angst vor einer vollständigen Entladung - die Batteriekapazität geht nicht gleichzeitig verloren;
• Die Lebensdauer solcher Elemente beträgt zehn Jahre.

Zusätzlich zu den Vorteilen haben solche Autobatterien eine Reihe großer Nachteile, die die meisten Benutzer, die sie in ihr Auto einbauen möchten, verblüffen:

• Sehr skurril zu laden - dies erfordert die Verwendung spezieller Ladegeräte, die einen stabilen und niedrigen Ladestrom liefern;
• Schnellladung ist nicht erlaubt;
• Bei kaltem Wetter nimmt der Wirkungsgrad der Batterie stark ab, da das Gel beim Abkühlen seine Leitereigenschaften verringert.
• Das Auto muss einen stabilen Generator haben, daher werden solche Modifikationen in Luxusautos verwendet.
• Sehr hoher Preis.

Alkalisch

Autobatterien können nicht nur mit saurem, sondern auch mit alkalischem Elektrolyten gefüllt werden. Anstelle von Blei bestehen Platten in solchen Modifikationen aus Nickel und Cadmium oder Nickel und Eisen. Kaliumhydroxid wird als aktiver Leiter verwendet.

Der Elektrolyt in solchen Batterien muss nicht nachgefüllt werden, da er während des Betriebs nicht wegkocht. Diese Batterietypen haben gegenüber sauren Gegenstücken folgende Vorteile:

• Keine Angst vor Überentladung;
• Der Akku kann entladen gelagert werden und verliert seine Eigenschaften nicht.
• Das Aufladen ist für sie nicht kritisch.
• Stabiler bei niedrigen Temperaturen;
• Weniger anfällig für Selbstentladung;
• Sie geben keine ätzenden schädlichen Dämpfe ab, wodurch sie in einem Wohngebiet aufgeladen werden können.
• Sie speichern mehr Energie.

Vor dem Kauf einer solchen Modifikation muss der Autobesitzer feststellen, ob er bereit ist, solche Kompromisse einzugehen:

• Eine Alkalibatterie erzeugt weniger Spannung, sodass mehr Dosen benötigt werden als ein saures Gegenstück. Dies wirkt sich natürlich auf die Abmessungen der Batterie aus, wodurch ein bestimmtes Bordnetz mit der erforderlichen Energie versorgt wird.
• Hoher Preis;
• Für die Traktion besser geeignet als Starterfunktionen.

Li-Ion

Am weitesten fortgeschritten sind derzeit die Lithium-Ionen-Optionen. Bis zum Ende ist diese Technologie noch nicht abgeschlossen - die Zusammensetzung der aktiven Platten ändert sich ständig, aber die Substanz, mit der Experimente durchgeführt werden, sind Lithiumionen.

Die Gründe für diese Änderungen sind eine erhöhte Betriebssicherheit (zum Beispiel stellte sich heraus, dass Lithiummetall explosiv ist) sowie eine Abnahme der Toxizität (Modifikationen mit der Reaktion von Mangan und Lithiumoxid hatten einen hohen Grad an Toxizität, weshalb Elektrofahrzeuge auf solchen Elementen nicht als "grün" bezeichnet werden konnten. Transport).

Diese Batterien sind so konstruiert, dass sie so stabil und sicher wie möglich entsorgt werden können. Die Vorteile dieser Innovation umfassen:

• Größte Kapazität im Vergleich zu Batterien gleicher Größe;
• Höchste Spannung (eine Bank kann 4 V liefern, was doppelt so viel ist wie die des "klassischen" Analogons);
• Weniger anfällig für Selbstentladung.

Trotz dieser Vorteile können solche Batterien noch nicht mit anderen Analoga konkurrieren. Dafür gibt es mehrere Gründe:

• Sie arbeiten schlecht in der Kälte (bei negativen Temperaturen entlädt es sich sehr schnell);
• Sehr wenige Lade- / Entladezyklen (bis zu fünfhundert);
• Die Lagerung des Akkus führt zu einem Kapazitätsverlust - in zwei Jahren wird er um 20 Prozent sinken;
• Angst vor vollständiger Entladung haben;
• Es gibt schwache Leistung ab, so dass es als Starterelement verwendet werden kann - die Ausrüstung funktioniert lange, aber es gibt nicht genug Energie, um den Motor zu starten.

Es gibt eine andere Entwicklung, die sie in Elektrofahrzeugen implementieren wollen - einen Superkondensator. Übrigens wurden bereits Autos entwickelt, die mit diesem Batterietyp betrieben werden. Sie haben jedoch auch viele Nachteile, die sie daran hindern, mit schädlicheren und gefährlicheren Batterien zu konkurrieren. Eine solche Entwicklung und ein Elektrofahrzeug, das von dieser Energiequelle angetrieben wird, wird beschrieben in einer anderen Bewertung.

Lebensdauer der Batterie

Obwohl derzeit Forschungen zur Verbesserung der Effizienz und Sicherheit von Batterien für das Bordnetz eines Autos durchgeführt werden, sind Säureoptionen bislang die beliebtesten.

Die folgenden Faktoren beeinflussen die Batterielebensdauer:

• Temperatur, bei der die Stromversorgung betrieben wird;
• Batteriegerät;
• Effizienz und Leistung des Generators;
• Batteriefixierung;
• Fahrmodus;
• Stromverbrauch bei ausgeschaltetem Gerät.

Die ordnungsgemäße Lagerung einer nicht verwendeten Batterie wird in beschrieben hier.

Die meisten Säurebatterien haben eine geringe Lebensdauer - die qualitativ hochwertigsten Batterien funktionieren fünf bis sieben Jahre, selbst wenn alle Betriebsregeln eingehalten werden. Meist handelt es sich um unbeaufsichtigte Modelle. Sie sind unter dem Markennamen bekannt - bekannte Hersteller beeinträchtigen ihren Ruf nicht durch minderwertige Produkte. Außerdem hat ein solches Produkt eine lange Garantiezeit von mindestens zwei Jahren.

Die Budgetoption hat eine Laufzeit von drei Jahren und die Garantie für sie beträgt höchstens 12 Monate. Sie sollten sich nicht auf diese Option beeilen, da es unmöglich ist, ideale Bedingungen für den Batteriebetrieb zu schaffen.

Obwohl es jahrelang unmöglich ist, die Arbeitsressource zu bestimmen, ist dies dasselbe wie im Fall der beschriebenen Autoreifen in einem anderen Artikel... Eine durchschnittliche Batterie muss 4 Lade- / Entladezyklen standhalten.

Weitere Details zur Lebensdauer des Akkus finden Sie in diesem Video:

Wie lange hält eine Autobatterie?

Fragen und Antworten:

Was bedeutet Batterie? Akkumulatorbatterie - Akkumulator. Dies ist ein Gerät, das selbstständig Strom erzeugt, der für den autonomen Betrieb von Elektrogeräten in einem Auto erforderlich ist.

Was macht der Akku? Beim Aufladen startet der Strom einen chemischen Prozess. Wenn die Batterie nicht geladen wird, wird ein chemischer Prozess ausgelöst, um Strom zu erzeugen.