Baterija automobilyje - kas tai?

Kai kurioms transporto priemonių sistemoms veikti reikalinga įtampa. Kai kurie sunaudoja tik nedidelę energijos dalį, pavyzdžiui, tik vieno jutiklio veikimui. Kitos sistemos yra sudėtingos ir negali veikti be elektros.

Pavyzdžiui, norėdami užvesti variklį anksčiau, vairuotojai naudojo specialią rankenėlę. Jis buvo įkištas į jam skirtą skylę ir, pasitelkus fizinę jėgą, buvo pasuktas variklio alkūninis velenas. Negalite naudoti tokios sistemos šiuolaikiniuose automobiliuose. Vietoj šio metodo starteris yra prijungtas prie smagračio. Šis elementas naudoja srovę smagračiui pasukti.

Kad visos automobilio sistemos būtų aprūpintos elektra, gamintojai numatė naudoti baterijas. Mes jau svarstėme, kaip rūpintis šiuo elementu. vienoje iš ankstesnių apžvalgų... Dabar pakalbėkime apie įkraunamų baterijų tipus.

Kas yra baterija

Pirmiausia supraskime terminologiją. Automobilio akumuliatorius yra pastovus automobilio elektros tinklo srovės šaltinis. Jis sugeba kaupti elektrą, kol veikia variklis (šiam procesui naudojamas generatorius).

Tai yra įkraunamas prietaisas. Jei jis išsikrovęs tiek, kad negalima užvesti automobilio, akumuliatorius išimamas ir prijungiamas prie įkroviklio, kuris veikia iš namų maitinimo šaltinio. Aprašomi kiti variklio užvedimo būdai, kai įdėta baterija čia.

Priklausomai nuo transporto priemonės modelio, akumuliatorių galima montuoti variklio skyriuje, po grindimis, atskiroje nišoje už automobilio ribų arba bagažinėje.

Baterijos įtaisas

Įkraunama baterija susideda iš kelių elementų (vadinamų baterijų banku). Kiekvienoje ląstelėje yra plokštelės. Kiekviena platina turi teigiamą arba neigiamą krūvį. Tarp jų yra specialus separatorius. Tai apsaugo nuo trumpųjų jungimų tarp plokščių.

Norint padidinti elektrolito kontaktinį plotą, kiekviena plokštė yra tinklelio formos. Jis pagamintas iš švino. Veiklioji medžiaga yra įspausta į grotelę, kurios struktūra yra poringa (tai padidina plokštelės kontaktinį plotą).

Teigiamą plokštelę sudaro švinas ir sieros rūgštis. Bario sulfatas yra įtrauktas į neigiamos plokštelės struktūrą. Įkraunant teigiamo poliaus plokštės medžiaga keičia savo cheminę sudėtį ir tampa švino dioksidu. Neigiama poliaus plokštė tampa įprasta švino plokšte. Atjungus įkroviklį, plokštelės struktūra grįžta į pradinę padėtį ir keičiasi jų cheminė sudėtis.

Į kiekvieną stiklainį pilamas elektrolitas. Tai skysta medžiaga, kurioje yra rūgšties ir vandens. Skystis sukelia plokščių cheminę reakciją, iš kurios susidaro srovė.

Visi akumuliatoriaus elementai yra laikomi korpuse. Jis pagamintas iš specialios rūšies plastiko, atsparus nuolatiniam aktyvios rūgštinės aplinkos poveikiui.

Akumuliatoriaus (akumuliatoriaus) veikimo principas

Automobilio akumuliatorius naudoja įkrautų dalelių judėjimą elektros energijai gaminti. Akumuliatoriuje vyksta du skirtingi procesai, dėl kurių maitinimo šaltinį galima naudoti ilgą laiką:

• Mažai akumuliatoriaus. Šiuo metu veiklioji medžiaga oksiduoja plokštelę (anodą), o tai lemia elektronų išsiskyrimą. Šios dalelės nukreipiamos į antrąją plokštelę - katodą. Dėl cheminės reakcijos išsiskiria elektra;
• Baterijos įkrovimas. Šiame etape vyksta priešingas procesas - elektronai paverčiami protonais ir medžiaga juos perkelia atgal - iš katodo į anodą. Dėl to plokštės atkuriamos, o tai leidžia vėlesnį išleidimo procesą.

Baterijų tipai ir tipai

Šiais laikais yra labai įvairių baterijų. Jie skiriasi vienas nuo kito plokščių medžiaga ir elektrolito sudėtimi. Automobiliuose naudojami tradiciniai švino rūgšties tipai, tačiau jau dabar dažnai pasitaiko pažangių technologijų. Štai keletas šio ir kitų tipų akumuliatorių funkcijų.

Tradicinis („stibis“)

Švino rūgštinė baterija, kurios plokštėse yra 5 proc. Ar daugiau stibio. Ši medžiaga buvo įtraukta į elektrodų sudėtį, siekiant padidinti jų stiprumą. Ankstyviausia elektrolizė tokiuose maitinimo šaltiniuose. Tuo pačiu metu išsiskiria pakankamas energijos kiekis, tačiau plokštės greitai sunaikinamos (procesas prasideda jau esant 12 V įtampai).

Pagrindinis tokių baterijų trūkumas yra didelis deguonies ir vandenilio (oro burbuliukų) išsiskyrimas, dėl kurio vanduo iš skardinių išgaruoja. Dėl šios priežasties visos stibio baterijos yra tinkamos naudoti - bent kartą per mėnesį turite patikrinti elektrolito lygį ir tankį. Priežiūrai prireikus pridedama distiliuoto vandens, kad plokštės nebūtų apnuogintos.

Tokios baterijos nebenaudojamos automobiliuose, kad vairuotojui būtų kuo lengviau prižiūrėti automobilį. Mažai stibio analogai pakeitė tokias baterijas.

Mažas stibis

Stibio kiekis plokščių sudėtyje yra kuo mažesnis, kad būtų sulėtintas vandens garavimo procesas. Dar vienas teigiamas dalykas yra tai, kad akumuliatorius ne taip greitai išsikrauna dėl laikymo. Tokie pakeitimai klasifikuojami kaip mažai priežiūros reikalaujantys arba neprižiūrimi tipai.

Tai reiškia, kad automobilio savininkui nereikia kiekvieną mėnesį tikrinti elektrolito tankio ir tūrio. Nors jų negalima vadinti visiškai nereikalaujančiais priežiūros, nes vanduo vis tiek išverda, todėl tūrį reikia papildyti.

Tokių baterijų privalumas yra jų nepretenzybiškumas vartojant energiją. Automobilių tinkle gali atsirasti įtampos šuoliai ir kritimai, tačiau tai neturi neigiamos įtakos maitinimo šaltiniui, kaip yra kalcio ar gelio analogo atveju.

Dėl šios priežasties šios baterijos labiausiai tinka buitiniams automobiliams, kurie negali pasigirti turintys stabiliai sunaudojančią įrangą. Jie taip pat tinka vidutines pajamas gaunantiems vairuotojams.

Kalcis

Tai yra mažo stibio baterijos modifikacija. Tik vietoj stibio, į plokštes dedama kalcio. Be to, ši medžiaga yra abiejų polių elektrodų dalis. Ca / Ca yra nurodytas ant tokios baterijos etiketės. Siekiant sumažinti vidinį pasipriešinimą, aktyviųjų plokščių paviršius kartais padengiamas sidabru (itin maža turinio dalis).

Pridėjus kalcio, baterijos veikimas dar labiau sumažino dujų išsiskyrimą. Elektrolito tankio ir tūrio tokiose modifikacijose per visą veikimo laiką apskritai nereikia tikrinti, todėl jie taip pat vadinami nereikalaujančiais priežiūros.

Šio tipo maitinimas yra 70 procentų mažesnis (palyginti su ankstesne modifikacija), kuriam savaime išsikrauna. Dėl to juos galima ilgai laikyti, pavyzdžiui, žiemą sandėliuojant įrangą.

Kitas privalumas yra tas, kad jie ne taip bijo perkrovos, nes elektrolizė juose prasideda nebe 12, o 16 V.

Nepaisant daugelio teigiamų aspektų, kalcio baterijos turi keletą reikšmingų trūkumų:

• Energijos suvartojimas sumažėja, jei jis yra visiškai iškraunamas porą kartų, o vėliau įkraunamas nuo nulio. Be to, šis parametras sumažėja tiek, kad akumuliatorių reikia pakeisti, nes jo pajėgumų nepakanka normaliam prie automobilio tinklo prijungtos įrangos veikimui;
• Dėl padidėjusios produkto kokybės reikia didesnio mokesčio, todėl vartotojams, turintiems vidutines materialines pajamas, jo negalima pasiekti;
• Pagrindinė taikymo sritis yra užsienietiški automobiliai, nes jų įranga yra stabilesnė energijos vartojimo prasme (pavyzdžiui, šoniniai žibintai daugeliu atvejų išsijungia automatiškai, net jei vairuotojas netyčia pamiršo juos išjungti, o tai dažnai lemia visišką akumuliatoriaus išsikrovimą);
• Akumuliatoriaus veikimui reikia skirti daugiau dėmesio, tačiau tinkamai prižiūrint transporto priemonę (naudojant aukštos kokybės įrangą ir atkreipiant dėmesį į visišką išsikrovimą), šis akumuliatorius tarnaus kur kas ilgiau nei jo kolonas, turintis mažai stibio.

Hibridas

Šios baterijos yra paženklintos Ca +. Plokštės šioje modifikacijoje yra hibridinės. Teigiamas gali būti stibis, o neigiamas - kalcis. Pagal efektyvumą tokios baterijos yra prastesnės nei kalcio, tačiau jose esantis vanduo užverda daug mažiau nei mažai stibio turinčių.

Tokios baterijos taip nepatiria pilno iškrovimo ir nebijo per daug įkrauti. Puikus pasirinkimas, jei biudžeto pasirinkimas nėra techniškai patenkinamas ir nėra pakankamai pinigų kalcio analogui.

Gelis, visuotinis akcininkų susirinkimas

Šiose baterijose naudojamas gelio elektrolitas. Tokių baterijų sukūrimo priežastis buvo du veiksniai:

• Skystas įprastų baterijų elektrolitas greitai ištekės, kai korpuse nebus slėgio. Tai kelia ne tik turto sugadinimą (automobilio kėbulas greitai suprastės), bet ir gali padaryti didelę žalą žmogaus sveikatai, kol vairuotojas bando ką nors padaryti;
• Po kurio laiko plokštės dėl neatsargaus veikimo sugeba subyrėti (išsilieti).

Šios problemos buvo pašalintos naudojant gelinį elektrolitą.

Atliekant AGM modifikacijas, į prietaisą pridedama akyta medžiaga, kuri gelį laiko šalia plokščių, neleisdama susidaryti mažiems burbulams jų artimoje aplinkoje.

Tokių baterijų privalumai yra šie:

• Jie nebijo pasvirimo - modeliams, turintiems skystą elektrolitą, to pasiekti negalima, nes juos eksploatuojant, korpuse vis tiek susidaro oras, kurį apvertus plokštės atsiskleidžia;
• Leidžiama ilgai laikyti įkrautą akumuliatorių, nes jie turi mažiausią savaiminio išsikrovimo slenkstį;
• Per visą ciklą tarp įkrovimų jis sukuria stabilią srovę;
• Jie nebijo pilno išsikrovimo - tuo pačiu metu neprarandama akumuliatoriaus talpa;
• Tokių elementų darbo laikas siekia dešimt metų.

Be privalumų, tokios automobilio baterijos turi daugybę didelių trūkumų, kurie glumina daugumą vartotojų, norinčių juos įdėti į savo automobilį:

• Labai kaprizingas krautis - tam reikia naudoti specialius įkroviklius, kurie užtikrina stabilią ir mažą įkrovimo srovę;
• Greitas įkrovimas neleidžiamas;
• Šaltu oru akumuliatoriaus efektyvumas smarkiai sumažėja, nes atvėsęs gelis sumažina laidininko savybes;
• Automobilis turi turėti stabilų generatorių, todėl tokios modifikacijos naudojamos prabangiuose automobiliuose;
• Labai didelė kaina.

Šarminis

Automobilio akumuliatorius galima užpildyti ne tik rūgštiniu, bet ir šarminiu elektrolitu. Vietoj švino tokios modifikacijos plokštės yra pagamintos iš nikelio ir kadmio arba nikelio ir geležies. Kalio hidroksidas naudojamas kaip aktyvus laidininkas.

Tokių baterijų elektrolito papildyti nereikia, nes veikiant jis neišvirsta. Šių baterijų tipai, palyginti su rūgščių analogais, turi šiuos privalumus:

• Nebijo per didelio biudžeto įvykdymo;
• Bateriją galima laikyti iškrautą ir ji nepraras savo savybių;
• Įkrauti jiems nėra svarbu;
• Stabilesnis esant žemai temperatūrai;
• Mažiau jautrūs savaiminiam išsiskyrimui;
• Jie neišskiria ėsdinančių kenksmingų garų, todėl juos galima įkrauti gyvenamajame rajone;
• Jie kaupia daugiau energijos.

Prieš įsigydamas tokią modifikaciją, automobilio savininkas turi nustatyti, ar jis pasirengęs daryti tokius kompromisus:

• Šarminė baterija sukuria mažiau įtampos, todėl reikia daugiau skardinių nei rūgšties atitikmens. Natūralu, kad tai paveiks akumuliatoriaus matmenis, kurie suteiktų reikiamą energiją konkrečiam borto tinklui;
• Auksta kaina;
• Labiau tinka traukai nei starterio funkcijoms.

Ličio jonų

Pažangiausi šiuo metu yra ličio jonų variantai. Iki pabaigos ši technologija dar nėra baigta - aktyviųjų plokščių sudėtis nuolat keičiasi, tačiau medžiaga, su kuria atliekami eksperimentai, yra ličio jonai.

Šių pokyčių priežastys yra padidėjusi eksploatavimo sauga (pavyzdžiui, ličio metalas pasirodė sprogus), taip pat sumažėjęs toksiškumas (modifikacijos reaguojant mangano ir ličio oksidui turėjo didelį toksiškumą, todėl elektrinių transporto priemonių ant tokių elementų negalima vadinti „žaliomis“). transportas).

Šios baterijos sukurtos taip, kad būtų kuo stabilesnės ir saugesnės, kad jas būtų galima išmesti. Šios naujovės privalumai:

• Didžiausia talpa, palyginti su vienodo dydžio baterijomis;
• Aukščiausia įtampa (vienas bankas gali tiekti 4 V, tai yra dvigubai daugiau nei „klasikiniame“ analoge);
• Mažiau jautrūs savaiminiam išsiskyrimui.

Nepaisant šių pranašumų, tokios baterijos dar negali konkuruoti su kitais analogais. Tam yra kelios priežastys:

• Jie blogai dirba šaltyje (esant neigiamai temperatūrai jis išsiskiria labai greitai);
• Labai nedaug įkrovimo / iškrovimo ciklų (iki penkių šimtų);
• Laikant akumuliatorių prarandama talpa - per dvejus metus jis sumažės 20 procentų;
• Bijo visiško išsikrovimo;
• Jis suteikia silpną galią, kad būtų galima naudoti kaip starterio elementą - įranga veiks ilgą laiką, tačiau nepakanka energijos varikliui paleisti.

Yra dar viena plėtra, kurią jie nori įgyvendinti elektrinėse transporto priemonėse - superkondensatorius. Beje, jau yra sukurti automobiliai, kurie dirba su tokio tipo akumuliatoriais, tačiau jie taip pat turi daug trūkumų, kurie neleidžia jiems konkuruoti su kenksmingesniais ir pavojingesniais akumuliatoriais. Apibūdinta tokia plėtra ir elektrinė transporto priemonė, varoma šio maitinimo šaltinio kitoje apžvalgoje.

Baterijos veikimo laikas

Nors šiandien vyksta tyrimai siekiant pagerinti automobilio borto tinklo akumuliatorių efektyvumą ir saugumą, kol kas populiariausios yra rūgštinės reakcijos.

Šie veiksniai turi įtakos akumuliatoriaus veikimo trukmei:

• Temperatūra, kurioje veikia maitinimo šaltinis;
• Baterijos įtaisas;
• Generatoriaus efektyvumas ir našumas;
• Baterijos fiksavimas;
• Jojimo režimas;
• Energijos suvartojimas, kai įranga yra išjungta.

Tinkamas nenaudojamos baterijos laikymas aprašytas čia.

Daugelio rūgščių baterijų tarnavimo laikas yra mažas - aukščiausios kokybės, net jei laikomasi visų eksploatavimo taisyklių, veiks nuo penkerių iki septynerių metų. Dažniausiai tai yra neprižiūrimi modeliai. Jie yra atpažįstami pagal prekės ženklą - žinomi gamintojai savo reputacijos negadina nekokybiškais produktais. Taip pat tokiam gaminiui bus suteiktas ilgas garantinis laikotarpis - mažiausiai dveji metai.

Biudžeto pasirinkimas truks trejus metus, o garantija jiems nebus ilgesnė nei 12 mėnesių. Jūs neturėtumėte skubėti pasirinkti šią parinktį, nes neįmanoma sukurti idealių sąlygų akumuliatoriui veikti.

Nors metų metus neįmanoma nustatyti darbo išteklių, tai yra tas pats, kas aprašyta automobilių padangų atveju kitame straipsnyje... Vidutinė baterija turi atlaikyti 4 įkrovimo / iškrovimo ciklų.

Daugiau informacijos apie baterijos veikimo laiką aprašyta šiame vaizdo įraše:

Kiek laiko tarnauja automobilio akumuliatorius?

Klausimai ir atsakymai:

Ką reiškia baterija? Akumuliatoriaus baterija - akumuliatoriaus baterija. Tai įrenginys, kuris savarankiškai gamina elektros energiją, reikalingą autonominiam elektros prietaisų veikimui automobilyje.

Ką veikia baterija? Kai jis įkraunamas, elektra pradeda cheminį procesą. Kai akumuliatorius neįkraunamas, pradedamas cheminis procesas, generuojantis elektrą.