Baterija u automobilu - što je to?

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

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

Kako bi svim sustavima automobila osigurali električnu energiju, proizvođači su osigurali uporabu baterija. Već smo razmotrili kako se brinuti za ovaj element. u jednoj od prethodnih kritika... Sada razgovarajmo o vrstama punjivih baterija.

Što je baterija

Prvo shvatimo terminologiju. Akumulator za automobil stalni je izvor struje za električnu mrežu automobila. Sposoban je pohraniti električnu energiju dok motor radi (za ovaj postupak koristi se 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 kućno napajanje. Opisani su drugi načini pokretanja motora kada je baterija postavljena здесь.

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

Uređaj za bateriju

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

Da bi se povećala kontaktna površina elektrolita, svaka je ploča oblikovana poput rešetke. Izrađen je od olova. U rešetku je utisnuta aktivna tvar koja ima poroznu strukturu (to povećava površinu dodira ploče).

Pozitivna ploča sastoji se od olova i sumporne kiseline. Barijev sulfat uključen je u strukturu negativne ploče. Tijekom postupka 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 staklenku ulije se elektrolit. To je tekuća tvar koja sadrži kiselinu i vodu. Tekućina uzrokuje kemijsku reakciju između ploča iz kojih se stvara struja.

Sve ćelije baterije smještene su u kućište. Izrađena je od posebne vrste plastike koja je otporna na stalno izlaganje aktivnom kiselom okolišu.

Načelo rada akumulatorske baterije (akumulatora)

Akumulator automobila koristi kretanje nabijenih čestica za stvaranje električne energije. U bateriji se odvijaju dva različita procesa, zbog kojih se izvor energije može koristiti dulje vrijeme:

• Slaba baterija. U ovom trenutku aktivna tvar oksidira ploču (anodu), što dovodi do oslobađanja elektrona. Te su čestice usmjerene na drugu ploču - katodu. Kao rezultat kemijske reakcije oslobađa se električna energija;
• Punjenje baterije. U ovoj se fazi odvija suprotan proces - elektroni se pretvaraju u protone i tvar ih vraća natrag - s katode na anodu. Kao rezultat, ploče se obnavljaju, tako da je moguć naknadni postupak pražnjenja.

Vrste i vrste baterija

Danas postoji širok izbor 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 značajki ove i drugih vrsta baterija.

Tradicionalni ("antimon")

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

Glavni nedostatak takvih baterija je veliko oslobađanje kisika i vodika (mjehurići zraka), zbog čega voda isparava iz limenki. Iz tog razloga sve antimonske baterije mogu se popraviti - najmanje jednom mjesečno morate provjeriti razinu i gustoću 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 pohrane. Takve su preinake klasificirane kao vrste s niskim održavanjem ili one koje se ne održavaju.

To znači da vlasnik automobila ne treba svaki mjesec provjeravati gustoću i količinu elektrolita. Iako se ne mogu nazvati potpuno bez održavanja, jer voda u njima ionako proključa 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 s analogom kalcija ili gela.

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

Kalcij

Ovo je modifikacija slabe antimonske baterije. Samo umjesto da sadrži antimon, na ploče se dodaje kalcij. Štoviše, ovaj je materijal dio elektroda oba pola. Ca / Ca je naznačen na naljepnici takve baterije. Da bi se smanjio unutarnji otpor, površina aktivnih ploča ponekad je presvučena srebrom (izuzetno mali udio sadržaja).

Dodatak kalcija dodatno je smanjio stvaranje plina tijekom rada baterije. Gustoću i volumen elektrolita u takvim modifikacijama za cijelo razdoblje rada uopće nije potrebno provjeravati, stoga se nazivaju ne-održavanjem.

Ova vrsta napajanja je 70 posto manja (u usporedbi s prethodnom modifikacijom) podložna samopražnjenju. Zahvaljujući tome, mogu se dugo skladištiti, na primjer, tijekom zimskog skladištenja opreme.

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

Unatoč mnogim pozitivnim aspektima, kalcijeve baterije imaju nekoliko značajnih nedostataka:

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

Hibrid

Te su baterije označene sa Ca +. Ploče su hibridne u ovoj modifikaciji. Pozitivno može uključivati ​​antimon, a negativno - kalcij. Što se tiče učinkovitosti, takve su baterije inferiorne od kalcijevih, ali voda u njima ključa puno manje nego u onima s niskim antimonom.

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 kalcija.

Gel, AGM

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

• 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 neopreznog rada, mogu se urušiti (izliti).

Ti su problemi otklonjeni geliranim elektrolitom.

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 tekućim elektrolitom to se ne može postići, jer tijekom njihova rada u kućištu i dalje nastaje zrak koji, kad se prevrne, izlaže ploče;
• Dugotrajno skladištenje napunjene baterije dopušteno je jer imaju najniži prag samopražnjenja;
• Tijekom cijelog ciklusa između naboja proizvodi stabilnu struju;
• Ne boje se potpunog pražnjenja - kapacitet baterije se istodobno ne gubi;
• Radni vijek takvih elemenata doseže deset godina.

Pored prednosti, takve automobilske baterije imaju 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;
• Nije dopušteno brzo punjenje;
• U hladnom vremenu učinkovitost baterije naglo pada, jer gel smanjuje svojstva vodiča kada se hladi;
• Automobil mora imati stabilni generator, pa se takve preinake koriste u luksuznim automobilima;
• Vrlo visoka cijena.

alkalni

Akumulatori za automobile mogu se puniti ne samo kiselim već i alkalnim elektrolitom. Umjesto olova, ploče u takvim izvedbama izrađene su od nikla i kadmija ili od nikla i željeza. Kalijev hidroksid koristi se kao aktivni vodič.

Elektrolit u takvim baterijama ne treba dopunjavati, jer tijekom rada ne ključa. U usporedbi s 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 osjetljiv na samopražnjenje;
• Ne emitiraju korozivne štetne pare, što im omogućuje punjenje u stambenom području;
• Oni spremaju više energije.

Prije kupnje takve preinake, vlasnik automobila mora utvrditi je li 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 bi pružila potrebnu energiju određenoj brodskoj mreži;
• Visoka cijena;
• Prikladnije za vuču od startera.

Li-ion

Trenutno najnaprednije su litij-ionske opcije. Do kraja ova tehnologija još nije dovršena - sastav aktivnih ploča neprestano se mijenja, ali tvar s kojom se provode pokusi su litijevi ioni.

Razlozi tih promjena su povećana operativna sigurnost (na primjer, metal litij se pokazao eksplozivnim), kao i smanjenje toksičnosti (modifikacije reakcijom mangana i litijevog oksida imale su visok stupanj toksičnosti, zbog čega električna vozila na takvim elementima ne bismo mogli nazvati "zelenim" prijevoz).

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

• Najveći kapacitet u usporedbi s baterijama identične veličine;
• Najviši napon (jedna banka može napajati 4 V, što je dvostruko više od napona "klasičnog" analoga);
• Manje osjetljiv na samopražnjenje.

Unatoč tim prednostima, takve baterije još nisu u stanju konkurirati drugim analogama. Nekoliko je razloga za to:

• Loše rade na mrazu (pri negativnim temperaturama se vrlo brzo isprazni);
• Vrlo malo ciklusa punjenja / pražnjenja (do petsto);
• Pohrana baterije dovodi do gubitka 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 im onemogućuju da se natječu s štetnijim i opasnijim baterijama. Opisan je takav razvoj i električno vozilo koje pokreće ovaj izvor energije u drugoj recenziji.

Život baterije

Iako su do danas u tijeku istraživanja za poboljšanje učinkovitosti i sigurnosti baterija za brodsku mrežu automobila, zasad su najpopularnije kiselinske opcije.

Sljedeći čimbenici utječu na vijek trajanja baterije:

• Temperatura na kojoj se napaja napajanjem;
• Baterijski uređaj;
• Učinkovitost i performanse generatora;
• Fiksiranje baterije;
• Način vožnje;
• Potrošnja energije kada je oprema isključena.

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

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 nazivu marke - poznati proizvođači ne kvare im reputaciju nekvalitetnim proizvodima. Također, takav će proizvod imati dugo jamstveno razdoblje - najmanje dvije godine.

Opcija proračuna trajat će tri godine, a jamstvo 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 videozapisu:

Koliko traje akumulator automobila?

Pitanja i odgovori:

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

Što radi baterija? Kad se napuni, električna energija pokreće kemijski proces. Kada se baterija ne puni, pokreće se kemijski proces za proizvodnju električne energije.