Baterai di dalam mobil - apa itu?

Beberapa sistem kendaraan membutuhkan voltase untuk beroperasi. Beberapa menggunakan hanya sebagian kecil dari energi, misalnya, secara eksklusif untuk pengoperasian satu sensor. Sistem lain rumit dan tidak dapat berfungsi tanpa listrik.

Misalnya, untuk menghidupkan mesin lebih awal, pengemudi menggunakan kenop khusus. Itu dimasukkan ke dalam lubang yang dimaksudkan untuk itu dan, dengan bantuan kekuatan fisik, poros engkol mesin diputar. Anda tidak dapat menggunakan sistem ini pada mesin modern. Alih-alih metode ini, sebuah starter dihubungkan ke flywheel. Elemen ini menggunakan arus untuk memutar roda gila.

Untuk menyediakan semua sistem mobil dengan listrik, pabrikan menyediakan penggunaan baterai. Kami telah mempertimbangkan cara merawat elemen ini. di salah satu ulasan sebelumnya... Sekarang mari kita bicara tentang jenis baterai yang dapat diisi ulang.

Apa itu baterai

Mari kita mulai dengan terminologi. Aki mobil adalah sumber arus konstan untuk jaringan kelistrikan mobil. Ini mampu menyimpan listrik saat mesin sedang berjalan (generator digunakan untuk proses ini).

Ini adalah perangkat yang dapat diisi ulang. Jika dibuang sedemikian rupa sehingga mobil tidak dapat dihidupkan, baterai akan dilepas dan dihubungkan ke pengisi daya, yang beroperasi pada catu daya rumah. Cara lain untuk menghidupkan mesin saat baterai ditanam dijelaskan di sini.

Tergantung pada model kendaraannya, baterai dapat dipasang di kompartemen mesin, di bawah lantai, di ceruk terpisah di luar mobil atau di bagasi.

Perangkat baterai

Baterai yang dapat diisi ulang terdiri dari beberapa sel (disebut bank baterai). Setiap sel memiliki pelat. Setiap platina membawa muatan positif atau negatif. Ada pemisah khusus di antara keduanya. Ini mencegah korsleting antara pelat.

Untuk menambah luas kontak elektrolit, setiap pelat dibentuk seperti kisi-kisi. Itu terbuat dari timah. Zat aktif ditekan ke dalam kisi, yang memiliki struktur berpori (ini meningkatkan bidang kontak pelat).

Pelat positif terdiri dari timbal dan asam sulfat. Barium sulfat termasuk dalam struktur pelat negatif. Selama proses pengisian, substansi pelat kutub positif berubah komposisi kimianya, dan menjadi timbal dioksida. Pelat kutub negatif menjadi pelat timah biasa. Saat pengisi daya dilepas, struktur pelat kembali ke posisi semula dan komposisi kimianya berubah.

Elektrolit dituangkan ke dalam setiap toples. Ini adalah zat cair yang mengandung asam dan air. Cairan tersebut menyebabkan reaksi kimia antara pelat, dari mana arus dihasilkan.

Semua sel baterai ditempatkan di sebuah rumah. Itu terbuat dari jenis plastik khusus yang tahan terhadap paparan konstan ke lingkungan asam aktif.

Prinsip pengoperasian baterai penyimpanan (akumulator)

Aki mobil menggunakan pergerakan partikel bermuatan untuk menghasilkan listrik. Dua proses berbeda terjadi pada baterai, yang karenanya sumber daya dapat digunakan untuk waktu yang lama:

• Baterai lemah. Pada titik ini, zat aktif mengoksidasi pelat (anoda), yang mengarah pada pelepasan elektron. Partikel-partikel ini diarahkan ke pelat kedua - katoda. Sebagai hasil dari reaksi kimia, listrik dilepaskan;
• Pengisian baterai. Pada tahap ini, proses sebaliknya terjadi - elektron diubah menjadi proton dan zat mentransfernya kembali - dari katoda ke anoda. Akibatnya, pelat dipulihkan, sehingga proses pelepasan selanjutnya dimungkinkan.

Jenis dan tipe baterai

Ada banyak jenis baterai saat ini. Mereka berbeda satu sama lain dalam bahan pelat dan komposisi elektrolit. Jenis asam timbal tradisional digunakan di mobil, tetapi sudah sering ada kasus penerapan teknologi canggih. Berikut adalah beberapa fitur dari baterai ini dan jenis baterai lainnya.

Tradisional ("antimony")

Baterai timbal-asam, yang pelatnya 5 persen atau lebih antimon. Zat ini ditambahkan ke komposisi elektroda untuk meningkatkan kekuatannya. Elektrolisis pada catu daya semacam itu adalah yang paling awal. Pada saat yang sama, sejumlah energi yang cukup dilepaskan, tetapi pelat dengan cepat hancur (prosesnya sudah dimulai pada 12 V).

Kerugian utama dari baterai semacam itu adalah pelepasan oksigen dan hidrogen yang besar (gelembung udara), yang menyebabkan air menguap dari kaleng. Untuk alasan ini, semua baterai antimon dapat diservis - setidaknya sebulan sekali, Anda perlu memeriksa level dan kepadatan elektrolit. Pemeliharaannya meliputi penambahan aquades, bila perlu agar pelat tidak terkena.

Baterai semacam itu tidak lagi digunakan di mobil untuk memudahkan pengemudi dalam merawat mobil. Analog antimon rendah telah menggantikan baterai semacam itu.

Antimon rendah

Jumlah antimon dalam komposisi pelat diminimalkan untuk memperlambat proses penguapan air. Poin positif lainnya adalah baterai tidak cepat habis sebagai akibat dari penyimpanan. Modifikasi tersebut diklasifikasikan sebagai jenis perawatan rendah atau non-perawatan.

Artinya, pemilik mobil tidak perlu mengecek densitas elektrolit dan volumenya setiap bulan. Meskipun tidak dapat disebut sepenuhnya bebas perawatan, karena air di dalamnya tetap mendidih, dan volumenya harus diisi ulang.

Keuntungan dari baterai semacam itu adalah kesederhanaannya terhadap konsumsi energi. Dalam jaringan otomatis, lonjakan dan penurunan tegangan dapat terjadi, tetapi ini tidak mempengaruhi sumber daya secara negatif, seperti halnya dengan analog kalsium atau gel.

Untuk alasan ini, baterai ini paling cocok untuk mobil domestik yang tidak bisa membanggakan peralatan dengan konsumsi energi yang stabil. Mereka juga cocok untuk pengendara dengan pendapatan rata-rata.

Kalsium

Ini adalah modifikasi dari baterai antimon rendah. Hanya alih-alih mengandung antimon, kalsium ditambahkan ke piring. Apalagi bahan ini merupakan bagian dari elektroda kedua kutub. Ca / Ca ditunjukkan pada label baterai semacam itu. Untuk mengurangi hambatan internal, permukaan pelat aktif kadang-kadang dilapisi dengan perak (sebagian kecil dari kandungannya).

Penambahan kalsium semakin mengurangi gas selama pengoperasian baterai. Massa jenis dan volume elektrolit dalam modifikasi semacam itu untuk seluruh periode operasi tidak perlu diperiksa sama sekali, oleh karena itu disebut juga bebas perawatan.

Jenis catu daya ini 70 persen lebih sedikit (dibandingkan dengan modifikasi sebelumnya) yang dapat dilepas sendiri. Berkat ini, mereka dapat disimpan untuk waktu yang lama, misalnya, selama penyimpanan peralatan musim dingin.

Keuntungan lain adalah bahwa mereka tidak terlalu takut pengisian yang berlebihan, karena elektrolisis di dalamnya dimulai tidak lagi pada 12, tetapi pada 16 V.

Terlepas dari banyak aspek positif, baterai kalsium memiliki beberapa kelemahan signifikan:

• Konsumsi energi turun jika benar-benar habis beberapa kali dan kemudian diisi ulang dari awal. Selain itu, parameter ini menurun begitu banyak sehingga baterai perlu diganti, karena kapasitasnya tidak cukup untuk fungsi normal peralatan yang terhubung ke jaringan mobil;
• Kualitas produk yang meningkat membutuhkan biaya yang lebih tinggi, yang membuatnya tidak dapat diakses oleh pengguna dengan pendapatan material rata-rata;
• Bidang aplikasi utama adalah mobil asing, karena peralatan mereka lebih stabil dalam hal konsumsi energi (misalnya, lampu samping dalam banyak kasus mati secara otomatis, bahkan jika pengemudi secara tidak sengaja lupa mematikannya, yang sering menyebabkan habisnya baterai);
• Pengoperasian baterai membutuhkan lebih banyak perhatian, tetapi dengan perawatan kendaraan yang tepat (penggunaan peralatan berkualitas tinggi dan perhatian pada pengosongan penuh), baterai ini akan bertahan lebih lama daripada baterai antimon rendahnya.

Hibrida

Baterai ini diberi label Ca +. Pelat adalah hybrid dalam modifikasi ini. Yang positif dapat mencakup antimon, dan negatif - kalsium. Dalam hal efisiensi, baterai semacam itu lebih rendah daripada baterai kalsium, tetapi air di dalamnya mendidih jauh lebih sedikit daripada baterai antimon rendah.

Baterai semacam itu tidak terlalu menderita karena pengosongan penuh, dan tidak takut pengisian berlebihan. Pilihan yang sangat baik jika pilihan anggaran tidak memuaskan secara teknis, dan tidak ada cukup uang untuk analog kalsium.

Gel, RUPST

Baterai ini menggunakan elektrolit gel. Alasan pembuatan baterai semacam itu adalah dua faktor:

• Elektrolit cairan baterai konvensional akan cepat bocor saat casingnya diturunkan tekanannya. Hal ini tidak hanya menimbulkan kerusakan harta benda (badan mobil akan cepat rusak), tetapi juga dapat menyebabkan bahaya serius bagi kesehatan manusia saat pengemudi sedang mencoba melakukan sesuatu;
• Setelah beberapa saat, pelat, karena operasi yang ceroboh, mampu runtuh (tumpah).

Masalah ini diatasi dengan menggunakan elektrolit gel.

Dalam modifikasi RUPS, bahan berpori ditambahkan ke perangkat, yang menahan gel di dekat pelat, mencegah pembentukan gelembung kecil di sekitarnya.

Kelebihan baterai tersebut adalah:

• Mereka tidak takut miring - ini tidak dapat dicapai untuk model dengan elektrolit cair, karena dalam proses operasinya, udara masih terbentuk dalam kasing, yang, ketika dibalik, memperlihatkan pelat;
• Penyimpanan jangka panjang dari baterai yang terisi diperbolehkan, karena memiliki ambang pelepasan otomatis terendah;
• Sepanjang seluruh siklus antar muatan, ini menghasilkan arus yang stabil;
• Mereka tidak takut kehabisan total - kapasitas baterai tidak hilang pada saat bersamaan;
• Kehidupan kerja elemen tersebut mencapai sepuluh tahun.

Selain kelebihannya, aki mobil semacam itu memiliki sejumlah kelemahan besar yang membingungkan sebagian besar pengguna yang ingin memasangnya di mobil mereka:

• Sangat aneh untuk mengisi daya - ini membutuhkan penggunaan pengisi daya khusus yang memberikan arus muatan yang stabil dan rendah;
• Pengisian cepat tidak diperbolehkan;
• Dalam cuaca dingin, efisiensi baterai turun tajam, karena gel menurunkan sifat konduktornya saat didinginkan;
• Mobil harus memiliki generator yang stabil, jadi modifikasi seperti itu digunakan pada mobil mewah;
• Harga yang sangat tinggi.

Alkaline

Aki mobil tidak hanya dapat diisi dengan elektrolit asam tetapi juga alkali. Alih-alih timbal, pelat dalam modifikasi ini terbuat dari nikel dan kadmium atau nikel dan besi. Kalium hidroksida digunakan sebagai konduktor aktif.

Elektrolit dalam baterai semacam itu tidak perlu diisi ulang, karena tidak mendidih selama pengoperasian. Dibandingkan dengan baterai asam, jenis baterai ini memiliki keunggulan sebagai berikut:

• Tidak takut kelebihan muatan;
• Baterai dapat disimpan dalam kondisi kosong, dan tidak akan kehilangan propertinya;
• Isi ulang tidak penting bagi mereka;
• Lebih stabil pada suhu rendah;
• Kurang rentan terhadap self-discharge;
• Mereka tidak mengeluarkan uap berbahaya yang korosif, yang memungkinkan mereka untuk diisi di area pemukiman;
• Mereka menyimpan lebih banyak energi.

Sebelum membeli modifikasi seperti itu, pemilik mobil harus menentukan apakah dia siap melakukan kompromi seperti itu:

• Baterai alkaline menghasilkan voltase lebih sedikit, sehingga dibutuhkan lebih banyak kaleng daripada baterai asam. Secara alami, ini akan memengaruhi dimensi baterai, yang akan menyediakan energi yang diperlukan untuk jaringan on-board tertentu;
• Harga tinggi;
• Lebih cocok untuk traksi daripada fungsi starter.

Li-ion

Yang paling progresif saat ini adalah opsi lithium-ion. Hingga akhirnya, teknologi ini belum selesai - komposisi pelat aktif terus berubah, tetapi substansi yang digunakan untuk eksperimen adalah ion litium.

Alasan untuk perubahan tersebut adalah peningkatan keselamatan operasional (misalnya, logam lithium ternyata dapat meledak), serta penurunan toksisitas (modifikasi dengan reaksi mangan dan lithium oksida memiliki tingkat toksisitas yang tinggi, itulah mengapa mobil listrik dengan elemen tersebut tidak dapat disebut "hijau" mengangkut).

Baterai ini dirancang agar stabil dan seaman mungkin untuk dibuang. Keunggulan dari inovasi ini antara lain:

• Kapasitas tertinggi dibandingkan dengan baterai berukuran identik;
• Tegangan tertinggi (satu bank dapat menyuplai 4 V, yang dua kali lebih banyak dari analog "klasik");
• Kurang rentan terhadap self-discharge.

Terlepas dari kelebihan ini, baterai semacam itu belum mampu bersaing dengan analog lainnya. Ada beberapa alasan untuk ini:

• Mereka bekerja dengan buruk dalam cuaca beku (pada suhu negatif, pelepasannya sangat cepat);
• Sangat sedikit siklus pengisian / pengosongan (hingga lima ratus);
• Penyimpanan baterai menyebabkan hilangnya kapasitas - dalam dua tahun akan berkurang 20 persen;
• Takut debit penuh;
• Ini memberikan daya yang lemah sehingga dapat digunakan sebagai elemen starter - peralatan akan bekerja untuk waktu yang lama, tetapi tidak ada cukup energi untuk menghidupkan motor.

Ada perkembangan lain yang ingin mereka terapkan pada kendaraan listrik - superkapasitor. Ngomong-ngomong, mobil telah dibuat dengan menggunakan jenis baterai ini, namun, mereka juga memiliki banyak kekurangan yang mencegah mereka bersaing dengan baterai yang lebih berbahaya dan berbahaya. Perkembangan seperti itu dan kendaraan listrik yang ditenagai oleh sumber tenaga ini dijelaskan di review lain.

Daya tahan baterai

Meskipun saat ini penelitian sedang dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dan keamanan baterai untuk jaringan on-board mobil, sejauh ini yang paling populer adalah opsi asam.

Faktor-faktor berikut mempengaruhi masa pakai baterai:

• Suhu saat catu daya dioperasikan;
• Perangkat baterai;
• Efisiensi dan kinerja generator;
• Fiksasi baterai;
• Mode berkendara;
• Konsumsi daya saat peralatan dimatikan.

Penyimpanan yang benar untuk baterai yang tidak digunakan dijelaskan di di sini.

Sebagian besar baterai asam memiliki masa kerja yang kecil - baterai dengan kualitas terbaik, meskipun semua aturan pengoperasian dipatuhi, akan berfungsi dari lima hingga tujuh tahun. Paling sering ini adalah model tanpa pengawasan. Mereka dikenali dengan nama mereknya - pabrikan terkenal tidak merusak reputasi mereka dengan produk berkualitas rendah. Selain itu, produk semacam itu akan memiliki masa garansi yang lama - setidaknya dua tahun.

Opsi anggaran akan bertahan selama tiga tahun, dan garansi untuk mereka tidak akan melebihi 12 bulan. Anda tidak boleh terburu-buru ke opsi ini, karena tidak mungkin menciptakan kondisi ideal untuk pengoperasian baterai.

Meskipun tidak mungkin untuk menentukan sumber daya kerja selama bertahun-tahun, ini sama dengan kasus ban mobil, yang dijelaskan di artikel lain... Baterai rata-rata harus tahan terhadap 4 siklus pengisian / pengosongan.

Informasi lebih lanjut tentang masa pakai baterai dijelaskan dalam video ini:

Berapa lama baterai mobil dapat bertahan?

Pertanyaan dan Jawaban:

Apa yang dimaksud dengan baterai? Baterai akumulator - baterai penyimpanan. Ini adalah perangkat yang secara mandiri menghasilkan listrik yang diperlukan untuk pengoperasian otomatis peralatan listrik di dalam mobil.

Apa yang dilakukan baterai? Ketika diisi, listrik memulai proses kimia. Ketika baterai tidak diisi, proses kimia dipicu untuk menghasilkan listrik.