باتری در ماشین - آن چیست؟
مقدار
برخی از سیستم های خودرو برای کار به ولتاژ نیاز دارند. بعضي از آنها فقط بخش كوچكي از انرژي را استفاده مي كنند ، مثلاً فقط براي كار يك سنسور. سایر سیستم ها پیچیده هستند و بدون برق نمی توانند کار کنند.
به عنوان مثال ، برای شروع زودتر موتور ، رانندگان از یک دکمه مخصوص استفاده می کنند. آن را به داخل سوراخی که برای آن در نظر گرفته شده بود وارد کرده و با کمک نیروی فیزیکی ، میل لنگ موتور چرخانده شد. شما نمی توانید از این سیستم در ماشین آلات مدرن استفاده کنید. به جای این روش ، یک استارتر به چرخ دنده متصل می شود. این عنصر از جریان برای چرخاندن چرخ دنده استفاده می کند.
برای تهیه برق در کلیه سیستم های اتومبیل ، تولیدکنندگان استفاده از باتری را فراهم کردند. ما قبلاً نحوه مراقبت از این عنصر را در نظر گرفته ایم. در یکی از بررسی های قبلی... حال بیایید در مورد انواع باتری های قابل شارژ صحبت کنیم.
باتری چیست
بیایید ابتدا اصطلاحات را درک کنیم. باتری اتومبیل یک منبع جریان ثابت برای شبکه برق اتومبیل است. این قابلیت ذخیره انرژی در هنگام روشن شدن موتور را دارد (برای این فرآیند از ژنراتور استفاده می شود).
این یک دستگاه قابل شارژ است. اگر به حدی تخلیه شود که نمی توان ماشین را روشن کرد ، باتری برداشته می شود و به یک شارژر متصل می شود ، این منبع تغذیه از طریق منبع تغذیه خانگی کار می کند. روشهای دیگر روشن شدن موتور هنگام نصب باتری شرح داده شده است اینجا.
بسته به مدل خودرو ، باتری را می توان در محفظه موتور ، زیر زمین ، در یک طاقچه جداگانه در خارج از ماشین یا در صندوق عقب نصب کرد.
دستگاه باتری
یک باتری قابل شارژ از چندین سلول تشکیل شده است (بنام بانک باتری). هر سلول پلاک دارد. هر پلاتین دارای بار مثبت یا منفی است. جدا کننده خاصی بین آنها وجود دارد. از اتصال کوتاه بین صفحات جلوگیری می کند.
برای افزایش سطح تماس الکترولیت ، هر صفحه مانند یک شبکه ساخته شده است. از سرب ساخته شده است. یک ماده فعال به شبکه فشار داده می شود ، که دارای ساختار متخلخل است (این باعث افزایش سطح تماس صفحه می شود).
صفحه مثبت از سرب و اسید سولفوریک تشکیل شده است. سولفات باریم در ساختار صفحه منفی گنجانده شده است. در طی فرآیند شارژ ، ماده صفحه قطب مثبت ترکیب شیمیایی خود را تغییر می دهد و تبدیل به دی اکسید سرب می شود. صفحه قطب منفی به یک صفحه سربی معمولی تبدیل می شود. با قطع شدن شارژر ، ساختار صفحه به حالت اولیه خود برمی گردد و ترکیب شیمیایی آنها تغییر می کند.
در هر شیشه یک الکترولیت ریخته می شود. این ماده ای مایع است که حاوی اسید و آب است. این مایع باعث ایجاد واکنش شیمیایی بین صفحات می شود که از آن جریانی تولید می شود.
تمام سلول های باتری در یک محفظه قرار دارند. از نوع خاصی از پلاستیک ساخته شده است که در برابر قرار گرفتن مداوم در محیط اسیدی فعال مقاوم است.
اصل عملکرد باتری ذخیره سازی (باتری)
باتری ماشین از حرکت ذرات باردار برای تولید برق استفاده می کند. دو فرایند مختلف در باتری اتفاق می افتد ، به همین دلیل منبع تغذیه می تواند برای مدت طولانی استفاده شود:
- باتری کم. در این مرحله ، ماده فعال صفحه (آند) را اکسید می کند ، که منجر به آزاد شدن الکترون می شود. این ذرات به صفحه دوم - کاتد هدایت می شوند. در نتیجه یک واکنش شیمیایی ، الکتریسیته آزاد می شود.
- شارژ باتری در این مرحله ، روند مخالف رخ می دهد - الکترون ها به پروتون تبدیل می شوند و مواد آنها را به عقب منتقل می کند - از کاتد به آند. در نتیجه ، صفحات بازیابی می شوند ، که روند تخلیه بعدی را امکان پذیر می کند.
انواع و انواع باتری ها
این روزها طیف گسترده ای از باتری ها وجود دارد. آنها از نظر مواد صفحات و ترکیب الکترولیت با یکدیگر تفاوت دارند. انواع سنتی اسید سرب در اتومبیل ها استفاده می شود ، اما در حال حاضر موارد مکرر استفاده از فن آوری های پیشرفته وجود دارد. در اینجا برخی از ویژگی های این و انواع دیگر باتری وجود دارد.
سنتی ("آنتیموان")
باتری اسید سرب که صفحات آن 5 درصد یا بیشتر از آنتیموان هستند. این ماده برای افزایش مقاومت آنها به ترکیب الکترودها اضافه شد. الکترولیز در چنین منبع تغذیه اولیه ترین است. در همان زمان ، مقدار کافی انرژی آزاد می شود ، اما صفحات به سرعت از بین می روند (روند از 12 ولت شروع می شود).
مهمترین عیب این نوع باتری ها انتشار زیاد اکسیژن و هیدروژن (حباب هوا) است که باعث تبخیر آب قوطی ها می شود. به همین دلیل ، همه باتری های آنتیموان قابل سرویس هستند - حداقل یک بار در ماه ، باید سطح و چگالی الکترولیت را بررسی کنید. در صورت لزوم ، نگهداری شامل افزودن آب مقطر می باشد تا صفحات در معرض آن قرار نگیرند.
از چنین باتری هایی دیگر در اتومبیل ها استفاده نمی شود تا نگهداری اتومبیل را تا حد ممکن برای راننده آسان کند. آنالوگهای کم آنتیموان جایگزین چنین باتریهایی شده اند.
آنتیموان کم
مقدار آنتیموان در ترکیب صفحات به حداقل می رسد تا روند تبخیر آب کاهش یابد. نکته مثبت دیگر این است که باتری در نتیجه ذخیره سازی به این سرعت تخلیه نمی شود. اینگونه اصلاحات در انواع کم تعمیر و نگهداری طبقه بندی می شوند.
این بدان معناست که مالک خودرو نیازی نیست هر ماه چگالی الکترولیت و حجم آن را بررسی کند. اگرچه نمی توان آنها را کاملاً بدون نگهداری نامید ، اما آب موجود در آنها همچنان می جوشد و باید حجم آن دوباره پر شود.
مزیت این نوع باتری ها بی تکلف بودن آنها در مصرف انرژی است. در شبکه اتومبیل ممکن است ولتاژ و افت ولتاژ ایجاد شود ، اما این امر مانند منبع آنالوگ کلسیم یا ژل بر منبع تغذیه تأثیر منفی نمی گذارد.
به همین دلیل ، این باتری ها مناسب ترین خودروهای داخلی هستند که نمی توانند به داشتن تجهیزات با مصرف انرژی پایدار مباهات کنند. همچنین برای رانندگان با درآمد متوسط مناسب هستند.
کلسیم
این اصلاح باتری آنتیموان کم است. فقط به جای آنتیموان ، کلسیم به صفحات اضافه می شود. علاوه بر این ، این ماده بخشی از الکترودهای هر دو قطب است. Ca / Ca روی برچسب چنین باتری مشخص شده است. برای کاهش مقاومت داخلی ، سطح صفحات فعال گاهی با نقره پوشانده می شود (بخش بسیار کمی از محتوای آن).
افزودن کلسیم باعث کاهش بیشتر گاز در هنگام کار باتری می شود. چگالی و حجم الکترولیت در چنین تغییراتی برای کل دوره عملکرد اصلاً نیازی به بررسی ندارد ، بنابراین به آنها بدون تعمیر و نگهداری نیز گفته می شود.
این نوع منبع تغذیه 70 درصد کمتر (در مقایسه با اصلاح قبلی) تحت خود تخلیه است. با تشکر از این ، می توان آنها را برای مدت زمان طولانی ذخیره کرد ، به عنوان مثال ، در زمستان ذخیره سازی تجهیزات.
مزیت دیگر این است که آنها از شارژ بیش از حد نمی ترسند ، زیرا الکترولیز در آنها دیگر از 12 شروع نمی شود ، بلکه از 16 ولت شروع می شود.
با وجود بسیاری از جنبه های مثبت ، باتری های کلسیم چندین معایب قابل توجه دارند:
- اگر دو بار کاملاً تخلیه شود و سپس از ابتدا شارژ شود ، مصرف انرژی کاهش می یابد. علاوه بر این ، این پارامتر به حدی کاهش می یابد که باتری نیاز به تعویض دارد ، زیرا ظرفیت آن برای عملکرد طبیعی تجهیزات متصل به شبکه اتومبیل کافی نیست.
- افزایش کیفیت محصول نیاز به هزینه بالاتری دارد که باعث می شود آن برای کاربران با درآمد متوسط مواد غیرقابل دسترسی باشد.
- زمینه اصلی کاربرد اتومبیل های خارجی است ، زیرا تجهیزات آنها از نظر مصرف انرژی پایدارتر هستند (به عنوان مثال ، چراغ های جانبی در بسیاری از موارد به طور خودکار خاموش می شوند ، حتی اگر راننده به طور تصادفی خاموش کردن آنها را فراموش کند ، که اغلب منجر به تخلیه کامل باتری می شود) ؛
- عملکرد باتری نیاز به توجه بیشتری دارد ، اما با مراقبت مناسب از خودرو (استفاده از تجهیزات با کیفیت بالا و توجه به تخلیه کامل) ، این باتری بسیار بیشتر از همتای کم آنتیموان خود دوام خواهد آورد.
ترکیبی
این باتری ها دارای مارک Ca + هستند. صفحات در این اصلاح ترکیبی هستند. مثبت ممکن است شامل آنتیموان و منفی آن کلسیم باشد. از نظر کارایی ، چنین باتری هایی از کلسیم پایین ترند ، اما آب در آنها بسیار کمتر از باتری های آنتیموان کم می جوشد.
چنین باتری ها از تخلیه کامل خیلی رنج نمی برند و از شارژ بیش از حد نمی ترسند. اگر گزینه بودجه از نظر فنی رضایت بخشی نداشته باشد و پول کافی برای آنالوگ کلسیم وجود نداشته باشد ، یک گزینه عالی است.
ژل ، AGM
این باتری ها از الکترولیت ژل استفاده می کنند. دلیل ایجاد چنین باتری هایی دو عامل بود:
- الکترولیت مایع باتری های معمولی در هنگام کم شدن کیس به سرعت نشت می کند. این امر نه تنها با خسارت به اموال همراه است (بدنه خودرو به سرعت خراب می شود) ، بلکه می تواند آسیب جدی به سلامتی انسان وارد کند در حالی که راننده سعی در انجام کاری دارد.
- پس از مدتی ، صفحات ، به دلیل بی احتیاطی ، قادر به ریزش (ریختن) هستند.
با استفاده از الکترولیت ژل شده این مشکلات برطرف شد.
در اصلاحات AGM ، یک ماده متخلخل به دستگاه اضافه می شود ، که ژل را در نزدیکی صفحات نگه می دارد و از تشکیل حباب های کوچک در مجاورت آنها جلوگیری می کند.
مزایای این نوع باتری ها عبارتند از:
- آنها از کج شدن نمی ترسند - برای مدلهایی که دارای الکترولیت مایع هستند ، این امر قابل دستیابی نیست ، زیرا در حین کار آنها ، هوا هنوز در محفظه تشکیل می شود ، که اگر روشن شود ، صفحات را نشان می دهد.
- ذخیره طولانی مدت یک باتری شارژ شده مجاز است ، زیرا آنها کمترین آستانه تخلیه خود را دارند.
- در کل چرخه بین بارها ، جریان پایداری ایجاد می کند.
- آنها از تخلیه کامل نمی ترسند - ظرفیت باتری همزمان از بین نمی رود.
- عمر کاری این عناصر به ده سال می رسد.
علاوه بر مزایا ، چنین باتری های اتومبیل دارای یک عیب بزرگ است که اکثر کاربرانی که می خواهند آنها را در ماشین خود نصب کنند گیج کننده است:
- شارژ بسیار عجیب است - این نیاز به استفاده از شارژرهای ویژه ای دارد که جریان شارژ کم و پایداری را فراهم می کنند.
- شارژ سریع مجاز نیست
- در هوای سرد ، کارایی باتری به شدت کاهش می یابد ، زیرا ژل هنگام سرد شدن باعث کاهش خواص هادی آن می شود.
- ماشین باید دارای ژنراتور پایدار باشد ، بنابراین چنین تغییراتی در اتومبیل های لوکس استفاده می شود.
- قیمت بسیار بالا
قلیایی
باتری های ماشین را می توان نه تنها با الکترولیت اسیدی بلکه قلیایی نیز پر کرد. به جای سرب ، صفحات در چنین تغییراتی از نیکل و کادمیوم یا نیکل و آهن ساخته می شوند. هیدروکسید پتاسیم به عنوان رسانای فعال استفاده می شود.
الکترولیت در چنین باتری ها نیازی به دوباره پر کردن ندارد ، زیرا در حین کار جوش نمی خورد. در مقایسه با نمونه های اسیدی ، این نوع باتری ها دارای مزایای زیر هستند:
- ترس از تخلیه بیش از حد
- باتری را می توان در حالت تخلیه ذخیره کرد ، و ویژگی های خود را از دست نمی دهد.
- شارژ مجدد برای آنها حیاتی نیست.
- در دمای پایین پایدارتر است.
- کمتر مستعد تخلیه خود است.
- آنها بخارات مضر خورنده منتشر نمی کنند ، که به آنها امکان می دهد در یک منطقه مسکونی شارژ شوند.
- آنها انرژی بیشتری ذخیره می کنند.
قبل از خرید چنین تغییری ، مالک خودرو باید تعیین کند که آیا آماده انجام چنین مصالحی است:
- یک باتری قلیایی ولتاژ کمتری تولید می کند ، بنابراین قوطی های بیشتری نسبت به یک نوع اسید مورد نیاز است. به طور طبیعی ، این بر روی ابعاد باتری تأثیر می گذارد ، که انرژی لازم را برای یک شبکه داخلی خاص فراهم می کند.
- قیمت بالا
- برای کشش مناسب تر از توابع استارتر است.
یون لیتیوم
پیشرفته ترین در حال حاضر گزینه های یون لیتیوم هستند. تا پایان ، این فناوری هنوز تکمیل نشده است - ترکیب صفحات فعال دائماً در حال تغییر است ، اما ماده ای که آزمایشات با آن انجام می شود یون های لیتیوم است.
دلایل این تغییرات افزایش ایمنی عملیاتی (به عنوان مثال ، فلز لیتیوم معلوم شد که منفجره است) ، و همچنین کاهش سمیت (اصلاحات با واکنش منگنز و اکسید لیتیوم دارای سمیت بالایی است ، به همین دلیل است که نمی توان به وسایل نقلیه الکتریکی بر روی این عناصر "سبز" گفت حمل و نقل)
این باتری ها به گونه ای طراحی شده اند که برای دفع تا حد ممکن پایدار و ایمن هستند. از مزایای این نوآوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بیشترین ظرفیت در مقایسه با باتری های یکسان
- بالاترین ولتاژ (یک بانک می تواند 4 ولت تأمین کند ، که دو برابر آنالوگ "کلاسیک" است) ؛
- کمتر مستعد تخلیه خود است.
با وجود این مزایا ، چنین باتری هایی هنوز توانایی رقابت با سایر نمونه ها را ندارند. دلایل مختلفی برای این وجود دارد:
- در سرما ضعیف کار می کنند (در دمای منفی خیلی زود تخلیه می شود).
- چرخه شارژ / تخلیه بسیار کمی (تا پانصد)
- ذخیره باتری منجر به از دست رفتن ظرفیت می شود - طی دو سال 20 درصد کاهش می یابد.
- از ترشح کامل می ترسند.
- این قدرت ضعیف را می دهد تا بتوان از آن به عنوان یک عنصر استارتر استفاده کرد - تجهیزات برای مدت طولانی کار می کنند ، اما انرژی کافی برای راه اندازی موتور وجود ندارد.
تحول دیگری وجود دارد که آنها می خواهند در وسایل نقلیه الکتریکی پیاده کنند - یک ابرخازن. به هر حال ، اتومبیل هایی از قبل ساخته شده اند که با این نوع باتری کار می کنند ، با این حال ، آنها همچنین دارای اشکالات بسیاری هستند که مانع از رقابت آنها با باتری های مضر و خطرناک تر می شود. چنین تحولی و یک وسیله نقلیه الکتریکی که توسط این منبع نیرو تأمین می شود ، توصیف شده است در یک بررسی دیگر.
عمر باتری
اگرچه امروزه تحقیقاتی در زمینه بهبود کارایی و ایمنی باتری ها برای شبکه داخل اتومبیل در حال انجام است ، اما تاکنون محبوب ترین گزینه های اسیدی هستند.
عوامل زیر بر عمر باتری تأثیر می گذارد:
- دمایی که منبع تغذیه کار می کند ؛
- دستگاه باتری
- کارایی و عملکرد ژنراتور ؛
- تثبیت باتری
- حالت سواری
- مصرف برق هنگام خاموش شدن تجهیزات.
ذخیره مناسب باتری که از آن استفاده نمی شود در شرح داده شده است اینجا.
بیشتر باتری های اسیدی عمر کمی دارند - با کیفیت ترین ها ، حتی اگر همه قوانین کار نیز رعایت شوند ، از پنج تا هفت سال کار می کنند. غالباً اینها مدلهای مراقبتی نیستند. آنها با نام تجاری شناخته می شوند - تولید کنندگان مشهور اعتبار محصولات خود را با محصولات بی کیفیت از بین نمی برند. همچنین ، چنین محصولی دارای مدت ضمانت طولانی - حداقل دو سال خواهد بود.
گزینه بودجه سه سال به طول خواهد انجامید و ضمانت آنها بیش از 12 ماه نخواهد بود. شما به این گزینه عجله نکنید ، زیرا ایجاد شرایط ایده آل برای عملکرد باتری غیرممکن است.
اگرچه تعیین منبع کار برای سالها غیرممکن است ، اما این همان موردی است که در مورد تایرهای اتومبیل توصیف می شود در مقاله دیگری... یک باتری متوسط باید 4 دوره شارژ / دشارژ را تحمل کند.
جزئیات بیشتر در مورد عمر باتری در این ویدئو شرح داده شده است:
سوالات و پاسخ ها:
باتری یعنی چی؟ باتری اکومولاتور - باتری ذخیره سازی. این وسیله ای است که به طور مستقل الکتریسیته لازم برای عملکرد مستقل وسایل الکتریکی در یک ماشین را تولید می کند.
باتری چه کار می کند؟ هنگامی که آن شارژ می شود، الکتریسیته یک فرآیند شیمیایی را آغاز می کند. هنگامی که باتری شارژ نمی شود، یک فرآیند شیمیایی برای تولید برق آغاز می شود.
