Акб в автомобиле что это: Что такое АКБ в машине? Расшифровка термина, устройство и обслуживание аккумуляторов

устройство, виды и принцип работы АКБ, а также срок службы и характеристики батареи

Электрические аккумуляторные батареи применяются в любом автомобиле и представляют собой автономный источник питания. АКБ накапливает энергию, которая затем питает бортовую сеть, когда это необходимо, и подает ток на стартер для запуска двигателя.

Назначение аккумулятора в автомобиле

Автомобильный аккумулятор принято обозначать аббревиатурой АКБ, что значит аккумуляторная кислотная батарея. Не все батареи относятся к этому типу, но в автомобилях наиболее распространены именно они.

Автомобильный аккумулятор

Аккумулятор является важным компонентом в работе любого транспортного средства. Он выполняет следующие основные функции:

1. Подача электроэнергии на стартер для запуска двигателя. Аккумулятор способен в течение 30 секунд подавать пусковой ток или ток холодной прокрутки на стартер, который, в свою очередь, запускает двигатель.
2. Питание бортовой сети в случае недостаточной мощности (производительности) генератора.
3. Автономное питание бортовой сети автомобиля.

Каждый аккумулятор имеет определенную емкость и заряд. При работе двигателя всю нагрузку на электропитание берет на себя генератор. Он же заряжает аккумулятор во время движения. Если мощности не хватает, подключается батарея. Определенное время АКБ может обеспечить автономное питание.

Генератор выходит на оптимальный режим производительности при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала 1600-1800 об/мин и более.

Располагается АКБ, как правило, в подкапотном пространстве автомобиля или закреплен на раме в случае крупного грузового транспорта. Это связано с тем, что кислота, находящаяся внутри, очень агрессивна и опасна для здоровья. Она может просочиться через корпус или выделиться в виде газа. С аккумулятором следует обращаться осторожно.

Более безопасны необслуживаемые АКБ, внутри которых нет жидкого электролита. Такие батареи практически не выделяют вредных паров и их можно использовать где угодно. Среди альтернативных мест размещения аккумулятора можно выделить багажное отделение и под сиденьем водителя.

Параметры АКБ

Обычная автомобильная батарея выдает напряжение в 12В. Этого хватает для питания бортовой сети. Для большегрузных автомобилей используются батареи с напряжением в 24В. По сути, это две обычные батареи, которые последовательно соединены. Емкость АКБ измеряется в Ампер-часах (А*ч). Для легкового транспорта емкость батареи находится в пределах 40-130 А*ч. Емкость показывает, какое время аккумулятор сможет давать энергию при нагрузке. Но эти величины измеряются при определенной нагрузке и при определенной температуре – 20°C. При других условиях параметры могут меняться.

Также важным показателем является ток холодной прокрутки или пусковой ток. Разные модели способны выдавать от 250А до 1300А. Ток холодной прокрутки – это то напряжение, которое способен отдать АКБ в течение 30 секунд при температуре 18°C. В иных условиях данный параметр может поменяться, например, зимой.

Устройство аккумулятора

На самом деле, стандартный аккумулятор – это шесть маленьких аккумуляторов, заключенных в один корпус. Шесть отсеков объединены в едином корпусе. Часто их называют банками. Каждая банка дает напряжение в 2,1В – 2,2В. Шесть банок соединены последовательно толстыми свинцовыми перемычками, что в итоге дает напр

Автомобильный аккумулятор. Основные сведения про АКБ

Автомобильный аккумулятор – это ключевой источник энергии автомобиля, без которого невозможен последующий запуск двигателя. Эта деталь также известна под сокращенной аббревиатурой АКБ – аккумуляторная батарея или как его еще называют «аккум».

Ключевые компоненты

Внутри пластмассового корпуса аккумулятора находятся 6 небольших энерговырабатывающих, по 2 вольта электричества, блоков, состоящих их свинцовых пластин, которые покрыты кислотным веществом активного действия. И в каждом элементе по два набора электродов состоящие из 8-ми перекрывающихся пластин. Все вместе 16 пластинок формируют компактную сетку. Каждая пластина имеет определенную полярность: положительная покрыта двуокисью свинца, отрицательная – мелкопористыми молекулами свинца. Эти пластины залиты специальным электролитом — 65% воды и 35% серной кислоты.

Основные параметры автомобильных аккумуляторов

Маркировка

Емкость аккумулятора является ключевым показателям этой детали. Она измеряется в Ампер-часах. На корпусе АКБ, его емкость указывать индексом Ah. Например, в автомобиле стоит аккумулятор, емкостью 60 Ah, это значит, что он способен генерировать ток, мощностью в 1 Ампер на протяжении 60-ти часов. Не стоит полагать, что емкость устройства напрямую зависит от размеров АКБ. Некоторые аккумуляторы небольшого размера способны генерировать большую емкость.

Таблица соответствия емкости АКБ к объёму двигателя

Тем, кто задавался вопросом, какой аккумулятор выбрать для своего автомобиля, можно увидеть на иллюстрации соответствие номинальной емкости АКБ к объему двигателя.

---

Местонахождение детали

В большинстве случаев АКБ установлен под капотом автомобиля, возле его двигателя. В некоторых автомобилях, например, у VW Touareg, аккумулятор размещен под передним пассажирским креслом. Бывают случаи, когда АКБ устанавливается в багажнике. Это связанно с тем, что на износ аккумулятора негативно влияют как высокие, так и низкие температуры, а размещение детали в салоне авто уменьшает это влияние.

Аккумуляторная батарея работает в паре со стартером и генератором автомобиля. После запуска двигателя, вся автомобильная электроника работает от генератора, который также подзаряжает аккумулятор.

1 – аккумуляторная батарея; 2 – генератор; 3 – блок предохранителей и реле; 4 – зажигание; 5 – значок АКБ на панели приборов

---

Причины и признаки поломок

Неправильный уход и сервисное обслуживание могут стать причиной неисправности аккумулятора. Наиболее частые причины неисправностей, а также методы их устранения выглядят так:

1. Сульфатация

В начале зарядки наблюдается повышенное напряжение на АКБ. Уже к концу зарядки электролит имеет низкую плотность и недостаточную емкость. Аккумулятор не получает ток в результате крупного кристаллического налета на пластинах.

Проверка напряжения аккумулятора должна производится хотя бы раз в полгода. Заряженная аккумуляторная батарея должна иметь напряжение не менее 12,5 Вольт.

Причины:

• Во время эксплуатации АКБ получает нестабильную или недостаточную зарядку.
• АКБ простаивает в разряженном состоянии.
• Аккумулятор эксплуатируется с недостаточным уровнем электролита.
• Вместо дистиллированной жидкости в АКБ был долит электролит.
• АКБ постоянно эксплуатируется в неблагоприятных условиях – при высоких температурах.

Что делать?

С помощью 1-5 выравнивающих зарядов можно устранить незначительную сульфатацию. Если такие действия не дают нужного эффекта, то необходимо выполнить более трудоемкий ремонт, который детально описан в паспорте АКБ.

К сожалению, сульфатация является необратимым процессом, поэтому это только временные решения проблемы.

2. Сильное окисление полюсных клемм

Стартер не крутиться и не запускает двигателя, но напряжение на выводах АКБ есть. Постоянно греются клеммы, что прекращает подачу тока или же поднимает сопротивления во всей цепи. Такая неисправность может даже статьи причиной неисправности всей электрики в автомобиле.

Каждые полгода очищайте клеммы аккумуляторной батареи проволочной щеткой.

Причины:

• Причина очень банальная – давно не проводилась очистка клемм.

Что делать?

Прежде всего, нужно снять и почистить клеммы. Не забывайте про выводные штыри АКБ – их также необходимо очистить. После чистки – поставьте обратно клеммы и проследите, чтобы клемма крепко зашла на штыри и не двигалась. Чтобы в дальнейшем не допустить подобной проблемы, можно смазать клеммы специальным вазелином или соответствующим заменителем.

3. Короткое замыкание в аккумуляторе

Во время зарядки не увеличивается плотность электролита в АКБ. Наблюдается сильное выделение газов и повышенная температура электролита. Периодически снижается плотность электролита.

Причины:

• Такой процесс вызван коротким замыканием, которое произошло в самом АКБ. Оно стает причиной осыпания активной массы и дальнейшего разрушения свинцовых пластин.

Что делать?

Этот дефект невозможно устранить. Необходимо менять АКБ.

4. Повышенная саморазрядка

Каждые 2-3 месяца проверяйте уровень электролита в аккумуляторе.

АКБ не держит заряда и быстро разряжается.

Причины:

• Очень часто такое случается при загрязненных свинцовых пластинах или же при загрязненном электролите.

Что делать?

Прежде всего, необходимо тщательно протереть контакты АКБ и проверить состояние электролита. Если в этой жидкости будет грязь – обязательно залить новый электролит.

---

Когда нужно менять аккумулятор?

Не стоит торопиться менять эту важную деталь. Периодичность замены АКБ варьируется сроком от 3 до 5 лет. Это плановая замена, которая необходима для большинства аккумуляторов. Перед заменой этой детали, следует внимательно прочесть сервисную книжку на автомобиль, именно там должны быть указаны рабочие параметры АКБ для вашей машины.

Когда аккумулятор вашего авто слишком быстро садится, то это не всегда указывает что его строк службы подходит к концу, в таком случае сначала нужно проверить ток утечки — не более 10 мА считается нормой.

---

Как проверить аккумулятор

Проверка аккумуляторов

Измерив плотность электролита, и токовую нагрузку можно делать выводы о потребности в дополнительной зарядке АКБ.

Если аккумулятора заряжен полностью — плотность электролита по показаниям ареометра должно составлять 1,28 г/куб. см.; при половинной разрядке около 1,20 г/куб. см.; если полностью сел, то плотность просядет до 1,10 г/куб. см. Причем разность по показаниях в каждой банке аккумулятора не должен быть выше ±0,01 г/куб. см.

Ток нагрузки измеряется мультиметром используя нагрузочную вилку. Чтобы снять показания о состоянии автомобильного аккумулятора нужно включить дальний свет и померить напряжение. Полностью заряженный аккумулятор будет показывать около 11,2 В. А при запуске двигателя оно не должно просаживаться меньше чем 9,5 В. Когда оно ниже указанного — это свидетельствует либо о частичном разряде, либо о неисправностях стартера.

Восстановление АКБ

---

Как восстановить автомобильный аккумулятор?

Чтобы попытаться самостоятельно восстановить работоспособность аккумулятора автомобиля воспользуйтесь рекомендациями приведенных у видео ролике:

---

Как правильно заряжать аккумулятор

Проверив АКБ таким образом можно приступать к зарядке. А чтобы сделать это правильно рекомендуется придерживаться таких рекомендаций:

Правильная зарядка АКБ

1. Аккумулятор должен быть чистым, поэтому если есть грязь — очищаем.
2. Осматриваем на наличие механических повреждений.
3. Открываем пробки аккумуляторной батареи, чтобы оценить уровень электролита в каждой из них. Если его уровень, ниже положенного, следует долить дистиллированной водой.
4. При проверке перед зарядкой обращайте внимание на цвет электролита. Он должен быть полностью прозрачным. Когда в электролита имеется оттенок или осадок, то его следует полностью заменить, такой электролит не пригоден к зарядке.

При подключении зарядного устройства стоит сначала подсоединить клеммы зарядки к аккумулятору, и затем включать зарядное устройство в сеть.

Существует 3 метода зарядки:

1. Зарядка постоянным напряжением. Такой метод является наиболее безопасным и щадящим к батарее.

Чтобы обеспечить 100% зарядку батареи, зарядное устройство должно выдавать 16,0 — 16,5В на выходе.

2. Применение постоянного тока. Использование этого способа требует постоянного контроля. Поскольку очень важно контролировать силу тока, чтобы она была 1/10 от емкости аккумулятора. Время которое он должен заряжаться рассчитывают по формуле: емкость/на значение тока заряда * на 1.2 = времени зарядки.

Следует быть предельно осторожным, поскольку заключительный этап сопровождается «кипением» электролита в банках АКБ и обильным выделением из него газа.

3. Комбинированным методом. Наиболее популярный. Он подразумевает, что аккум сразу заряжается постоянным током, а в конце постоянным напряжением. Так как весь процесс происходит автоматически, такой метод не требует контроля. Устройство самостоятельно отключается после полного заряда.

При зарядке аккумулятора автомобиля рекомендуется отдавать предпочтение полной и тщательной зарядке аккумулятора, это сохранит функционал и продлит строк службы.

---

Время зарядки АКБ

При зарядке аккумулятора автомобиля нужно ориентироваться на амперметр или индикатор зарядного устройства, поскольку время продолжительности зарядки зависит от состояния батареи, метода заряда и качества зарядного устройства.

Напряжение на клеммах заряженного аккумулятора должно составлять 14,4В. Спустя нескольких часов после зарядки, 100 процентно заряженный аккум, будет показывать 12,6.

---

Правильная эксплуатация АКБ

Обслуживание и уход за аккумулятором

• Проводите регулярный внешний осмотр. Это позволить вовремя обнаруживать появившиеся изъяны в следствие эксплуатации (особенно в зимнее и летнее время).
• Серьезно относитесь к мерам безопасности при «прикуривании». Подключайте провода к клеммам в строго определенной последовательности: cразу «минуc», потом «плюс», а снимать стоит в обратном порядке. Так же оставлять включенное зажигание на «доноре» не рекомендуется, ведь такая ошибка может повлечь за собой выход из строя электрики.
• Нужно следить за состоянием электрооборудования. Какая либо неисправность генератора, реле или других узлов, стоящих в цепи с аккумулятором, может приводить к разряду.
• Критическое просаживание АКБ сокращает строк службы. Старайтесь не оставлять на длительное время свет в салоне, включенные фары или пользоваться другим электрооборудованием при не работающем двигателе!
• Хорошо закрепляйте батарею, чтобы вовремя движения по неровностям дорожного покрытия тряска не повредила аккумулятор.
• Клеммы АКБ и корпус должны быть всегда чистыми. С особым вниманием отнеситесь к появлению окиси. Онa поможет свидетельствовать o недостаточно хорошем контакте клемм.
• При запуске двигателя не крутите стартером белее 20-30 ceк. за раз.
• Периодически производите зарядку устройством, даже если видимы причин на то нет. Поскольку как правило, в городском режиме, автомобилем пользуются на коротких дистанциях, и малых оборотов, при таких кратких поездках, недостаточно чтобы восстановить емкость АКБ от генератора.

Часто задаваемые вопросы

• Причины и признаки поломок АКБ?

  Всего может быть 4 основные причины выхода из строя автомобильного аккумулятора и все они связаны с плохим обслуживанием самим автовладельцем (не соблюдаются правила зарядки, осмотра и контроля). По признакам сбоев в работе можно приблизительно определить из-за чего это произошло.

  — Понять что в аккумуляторной батарее происходит сульфатация можно по показаниям мультиметра во время зарядки. Сначала у АКБ будет повышенное напряжение, а потом измерения покажут малую плотность электролита и недостаточную емкость. А также симптомом такого процесса является чрезмерное выделения газов и повышение температуры во время зарядки. Происходит это когда АКБ регулярно перезаряжается, недостаточно заряжается или долго простаивает разряженным.

  — Во время зарядки не повышается плотность электролита или он вообще не греется во время зарядки, значит внутри случилось короткое замыкание пластин.

  — Постоянная быстрая разрядка АКБ говорит о нескольких причинах: внутри аккумулятора много осадка, который там появляется при разрушении пластин, произошла сульфатация, происходит утечка тока (в том числе по корпусу батареи когда она грязная).

  — Сбои в работе генератора (слабый ремень, поврежденное реле-регулятор либо проблема с диодным мостом) приводят к недозаряду либо перезаряду аккумулятора, а соответственно сокращению его ресурса.

• Как правильно пользоваться АКБ?

  Регулярно осматривайте АКБ на предмет повреждений, вздутий, чистоты корпуса и клемм. Очищайте корпус АКБ, а также его клеммы содовым раствором. Не забывайте следить за электрооборудованием своей машины. Неисправные агрегаты могут “красть” заряд. Проверяйте силу затяжки и надежно затягивайте все крепления. Тряска может ему навредить. Регулярно подзаряжайте от стационарного устройства. Не оставляйте надолго включенное электрооборудование или свет без заведенного двигателя.

• Когда нужно менять аккумулятор?

  АКБ меняется по мере того, как перестает выполнять свои функции. Чаще всего это происходит зимой, когда морозы и более частое использование добивают “умирающий” АКБ. Средний срок службы батарей — 3-5 лет. Если осенью заметили быстрый разряд батареи, то рекомендуется ее менять, чтобы в мороз вы смогли без проблем запустить двигатель.

• org/Question»>

  Как расшифровать цифры на аккумуляторе?

  Основные цифры на аккумуляторе идут вместе с буквенными обозначениями Ah (Ампер-часы) и А (Ампер). Цифры 65 Ah означают, что емкость АКБ составляет 65 Ампер-часов. Это основная характеристика при подборе аккумулятора. Цифры 550 А означают, что эта батарея при температуре -18°С за 10 секунд может отдать 550 Ампер тока. Подробная расшифровка обозначений на АКБ будут зависеть от производителя и стандарта маркировки.

Связанные термины

что такое аккумулятор и для чего он нужен

Чтобы пользоваться автомобилем, конечно, не обязательно разбираться в том, что же такое АКБ, для чего она нужна и как функционирует, но весьма желательно. Недорогие аккумуляторы в Тамбове ежегодно покупают десятки тысяч автолюбителей. Большинство из них – люди осведомленные по части конструкции и назначения АКБ. Наша статья — для тех, кто недавно сел за руль собственного авто и у кого еще руки не дошли разобраться в сути источника электрического питания машины.

Назначение автоаккумулятора:

1. Служить источником пускового тока для запуска двигателя. От цены модели функции автомобильных аккумуляторов не зависят, изменяется только качество и технические характеристики батарей.
2. Служить источником электричества для питания электроприборов бортовой сети при выключенном моторе. В зависимости от марки и модели автомобиля потребителями электроэнергии являются:

• автоматическая коробка передач с электронным управлением двигателем, бортовой компьютер,
• стартер, система зажигания, электроусилитель руля,
• ABS — антиблокировочная система колёс, SRS — система безопасности автомобиля: подушки безопасности, ременные натяжители и проч.,
• наружное (фары дальнего и ближнего света, габаритные огни, указатели поворота) и внутреннее (лампы в салоне, под капотом, в багажном отсеке, перчаточном ящичке, подсветка приборной панели) освещение,
• магнитола, двигатели вентиляторов, приводов стеклоочистителей, электростеклоподъёмников, обогрев стекол и сидений,
• прикуриватель, GPS, сигнализация и проч. системы и приборы, которые не могут функционировать без недорогих аккумуляторов на европейские, азиатские, американские, отечественные авто. В продаже в Тамбове они всегда имеются.

Служить стабилизатором напряжения бортовой электрической сети.

Для запуска автомобиля требуется прокрутка двигателя. Ее обеспечивает стартер. В свою очередь, стартер получает электроэнергию от аккумуляторной батареи. В момент запуска мотора стартер потребляет большой (пусковой) ток в несколько сот А, тем самым разряжая АКБ. Как только машина завелась, электроэнергию для бортовой сети вырабатывает генератор. Схема сети продумана таким образом, что во время движения авто происходит восполнение отданного АКБ для запуска мотора заряда аккумулятора.

Купить недорогой автомобильный аккумулятор для своего «немца», «француза», «азиата» в Тамбове – не проблема. Нужно только знать технические параметры батареи, которые будут полностью отвечать потребностям Вашей машины.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Аккумуляторная батарея (АКБ)  –  составной элемент электрооборудования транспортного средства. Автомобильная аккумуляторная батарея позволяет осуществить пуск двигателя, а также обеспечивает подачу электричества в бортовую сеть.

Единая цепь электрических аккумуляторов представляет собой аккумуляторную батарею. АКБ состоит из нескольких таких блоков аккумуляторов. Аккумулятор — химический источник электрического тока. Особенностью данного источника является его многоразовое действие, что позволяет активно эксплуатировать батарею для запусков ДВС.

Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него. Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора. АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля.

Аккумуляторная батарея имеет корпус. В данном корпусе расположены перегородки, разделяющие батарею на ячейки (банки). Аккумулятор на 12 вольт, который чаще всего устанавливается на легковых автомобилях, включает в себя 6 ячеек. В каждой банке имеются небольшие блоки, которые соединены друг с другом.

В отдельном блоке имеются положительные и отрицательные электроды. Указанные электроды представляют собой пластины (решетки), которые изготовлены из свинца (на примере свинцового аккумулятора). Данные пластины покрыты особым активным составом. Между пластинами с положительными и отрицательными полюсами также находится разделитель (сепаратор). Сепараторы изготовлены из материалов, которые не пропускают электрический ток.

Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды. Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита. Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.

Автомобильный аккумулятор зачастую представляет собой свинцово-кислотную АКБ. Работает такая батарея на основе электрохимических реакций свинца и диоксида свинца, которые помещены в смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Также встречаются гелевые, щелочные и гибридные автомобильные аккумуляторы, которые дополнительно делятся на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые.

Читайте также

Аккумуляторы автомобильные – технические нюансы, которые нужно знать

Для АКБ существует своя классификация, причём достаточно разветвлённая. Батареи делятся по внутреннему устройству, расположению клемм, мощности и пусковому току, ёмкости. Некоторые изделия выделяются в плане экологической безопасности. Также сегодня реализуют обслуживаемые и необслуживаемые автомобильные аккумуляторы.

Типы АКБ для автомобилей, какие они бывают?

Батарея состоит из кислотоупорного корпуса, пластин-электродов, находящихся в химическом растворе – электролите, клемм на верхней части АКБ. Основной материал, из которого делают электроды аккумулятора для автомобиля, – свинец, точнее его сплавы. От добавленного элемента зависит тип батарей:

1. Сурьмянистые (наиболее распространённые). Это классические изделия, где в состав электродов входит 5 % сурьмы. Её добавляют ради увеличения прочности и ускорения химических процессов. При зарядке начинает испаряться вода, что приводит к оголению верхней части электродов. Это явление начинается, когда U = 12 В. Поэтому в дальнейшем приходится доливать дистиллят. В этом и заключается обслуживание аккумулятора данного типа.
2. Малосурьмянистые автоаккумуляторы. Малое количество этого химического элемента в электродах (до 5 %) позволяет минимизировать выкипание воды. Плюс уменьшается саморазряд при хранении. В итоге АКБ считается
   малообслуживаемой.
3. Кальциевые аккумуляторы на авто. Изделия, в электроды которых входит этот элемент, имеют на этикетке маркировку Ca/Ca. То есть это свидетельствует о том, что плюсовые и минусовые электроды имеют кальций. Его использование ещё больше уменьшило испарение раствора и саморазряд, что вывело батареи этого типа в более качественный сегмент изделий по сравнению с двумя предыдущими разновидностями. Иногда в состав кальциевых электродов добавляют Ag. Это уменьшает внутреннее сопротивление батареи, что положительно отражается на её
   производительности (отдаче энергии).
4. Гибридные аккумуляторы для авто. Имеют маркировку Ca+. Здесь технология изготовления пластин смешанная: например, плюсовый электрод может быть малосурьмянистым, а минусовый – кальциевым. Основное достоинство таких АКБ – невысокая чувствительность к перезарядке и меньшая стоимость, если сравнивать с предыдущим типом батареи.
5. Гелевые, или AGM аккумуляторы для автомобилей. Их характерный признак – присутствие внутри корпуса не жидкого, а гелеобразного электролита. Это даёт сразу несколько преимуществ. Во-первых, изделия можно наклонять, не боясь, что жидкий раствор прольётся. В итоге батареи оказываются очень устойчивыми к вибрации, что весьма актуально при их эксплуатации в авто. Во-вторых, у AGM очень медленный саморазряд, что гарантирует сохранение работоспособности в течение длительного срока. В-третьих, объём подаваемой энергии не уменьшается вплоть до полного разряда. И, в-четвёртых, такие автомобильные АКБ не боятся перезаряда. Однако имеются и отрицательные моменты. Гелевые батареи нужно заряжать только малым током: для этого продаются специальные ЗУ. Ещё один
   минус – плохая переносимость чрезвычайно низкой температуры. Если же она находится в пределах, обозначенных в инструкции, изделие может прослужить и 10 лет.
6. Щелочные аккумуляторы автомобиля. Есть два варианта таких АКБ: никель-железные и никель-кадмиевые (этими составами покрывают снаружи электроды). В качестве наливаемого химического раствора используют едкий калий.
7. Литий-ионные. Как утверждают многие специалисты, это аккумуляторы, за которыми будущее. Особенность таких АКБ – присутствие ионов лития в электролите. Что касается материала изготовления электродов, здесь пока ещё нет
   однозначного ответа. Последнее время в их состав входит оксид лития с кобальтом (плюсовые пластины) и графит. Впрочем, ведутся эксперименты по использованию ферро-фосфатных электродов: они будут безопаснее в экологическом смысле и дешевле.

Технические нюансы, особенности и отличия

К основным параметрам аккумуляторов относятся такие характеристики, как напряжение, ёмкость, пусковой ток, плотность электролита, границы рабочей температуры, габариты. Основные из них рассмотрены ниже.

Напряжение

Нормальная величина этого параметра соответствует 12,5–12,7 В. Чтобы измерить с наибольшей точностью напряжение на аккумуляторе, его нужно отключить от энергопотребителей авто (снять провод с минусовой клеммы АКБ) и выдержать в течение нескольких часов (например, оставить машину в ночь). Окружающая температура при измерении должна быть от +18 до +20° С. Если у вас гелевая батарея, нормальным будет считаться напряжение в 13 В.

Пусковой ток

Этот параметр, выражаемый в амперах, ещё называют током холодной прокрутки. Характеристика показывает максимальную энергию, которую способна отдать батарея за 0,5 минуты. Чем больше этот параметр, тем большего литража двигатель сможет завести аккумулятор. Маркировка выглядит так: 600 А (DIN), либо, например, 300 А (EN). Буквы в скобках говорят о методе тестирования для получения данных.

Рассказывая о пусковом токе, нельзя не отметить важный нюанс: этот параметр при одной и той же ёмкости АКБ может различаться на 20 %. Что это значит? Например, АКБ в 55 А/ч могут выдавать напряжение для питания электропотребителей (габаритных огней, магнитолы, телевизора, планшета и т. п.) в течение одного и того же времени. Но любому автовладельцу гораздо интереснее способность батареи запустить мотор, в т. ч. и в экстремальной ситуации, например, в сильный мороз. И вот здесь важен пусковой ток: изделие, где этот параметр больше, лучше справится с такой задачей. Однако не стоит торопиться с покупкой батареи, где пусковой ток увеличенный: ведь она стоит дороже. А если в вашем регионе градусник не опускается ниже -15° С, вполне хватит АКБ с параметром до 500 А.

Чем отличаются европейские и азиатские типы аккумуляторов?

Что касается различий в электрических параметрах, то их нет. Всё дело в стандартах по габаритам и клеммам. Тем не менее, в некоторых исключительных случаях всё же можно установить азиатский аккумулятор на европейскую машину и наоборот. Есть 3 отличия:

1. Габариты. Азиатские автомобили отличаются чрезмерно компактным размещением узлов, агрегатов, деталей в подкапотном пространстве. Поэтому у них аккумуляторы уже и выше. При этом внутри не так много пластика, как у
   европейских собратьев: например, нет рёбер жёсткости. Только в редких случаях размеры «европейца» и «азиата» совпадают.
2. Клеммы. Здесь тоже отличие серьёзное. В странах ЕС на аккумуляторах устанавливают пару конусообразных контактов, где (+) имеет диаметр 19,5 мм, (-) 17,9 мм. На батареях азиатского производства клеммы по форме такие же, но меньшего диаметра: 12,7 и 11,1 мм соответственно. Более того, контакты вообще могут быть плоскими, с резьбой или без. Если ставить азиатский аккумулятор на машину производства ЕС, придётся использовать переходники или сильно зажимать контакты, что нежелательно.
3. Корпус и расположение клемм. В европейских изделиях контакты находятся в своеобразных нишах или ниже выступа корпуса, где находятся входные отверстия банок. Это защищает клеммы от возможного замыкания, даже если они будут открыты. В азиатских батареях контакты находятся на ровной плоскости корпуса, возвышаясь над ним. Если капот достаточно близко, это чревато замыканием, способным вызвать пожар. Ещё стоит упомянуть о прямой и обратной полярности: здесь и европейские и азиатские батареи одинаковы: (+) и (-) могут располагаться слева или справа.

Как подобрать аккумулятор для автомобиля, на что обратить внимание?

Учитывается несколько характеристик изделия, но если не принять во внимание габариты, остальные параметры уже не имеют значения. Поэтому стоит вооружиться рулеткой и тщательно измерить свой аккумулятор. Также обратите внимание на крепление для аккумулятора автомобиля: некоторые модели фиксируются снизу посредством специального порожка. Если его нет, АКБ будет испытывать вибрации, что сократит срок её службы.

Следующий момент: полярность, которая может быть прямой и обратной. Поверните АКБ этикеткой к себе: справа будет плюс (первый вариант), если минус, перед вами второй вариант размещения полюсов. Обратите внимание на диаметр клемм: европейский или азиатский тип (см. выше).

Ёмкость. Лучше выбирать аккумулятор с тем параметром, что рекомендует автопроизводитель. Можно купить и с большей ёмкостью (если одной и той же фирмы, обойдётся дороже), но тут опять-таки не забывайте про габариты. Ещё один параметр – пусковой ток, о нём рассказывалось выше. Посмотрите на бренд и дату изготовления. Если АКБ выпустили более года назад, от приобретения лучше воздержаться.

Правила эксплуатации и обслуживания АКБ

Здесь не так много пунктов. Первое требование, относящееся к батареям любого ценового сегмента, – регулярная очистка от грязи, пыли. Именно они могут быть причиной пусть и небольшого, но замыкания клемм, что вызывает постепенный саморазряд батареи. 

Если АКБ относится к бюджетному классу, рекомендуется хотя бы раз в 2–3 недели проверять напряжение под нагрузкой и без неё, а также уровень электролита, его плотность. Тестирование особенно актуально для изделий, стаж которых превышает 2,5–3 года. На необслуживаемых АКБ на корпусе есть метки min и max, указывающие уровень раствора. 

Ещё правильная эксплуатация аккумулятора автомобиля заключается в недопущении длительной работы энергопотребителей авто при заглушённом моторе. Это может привести к глубокому разряду АКБ, что для некоторых её типов недопустимо. И последнее: при наступлении мороза держите батарею в машине (если она на улице) полностью заряженной. В противном случае возможно замерзание электролита.

Какие существуют виды аккумуляторов для автомобилей?

Автомобильный аккумулятор был изобретён более ста лет тому назад. И практически всё это время существовала только одна его разновидность, а именно свинцово-кислотная. Но в конце прошлого века начался настоящий технологический бум, который коснулся и аккумуляторных батарей. За неполных тридцать лет появилось как минимум шесть новых типов АКБ для авто, большинство из которых продолжают видоизменяться и совершенствоваться до сих пор.

Невольно возникает вопрос: «Как при достаточно простой конструкции автомобильного аккумулятора может быть столько его модификаций?». Стоит отметить, что вопрос достаточно справедливый. Ведь аккумуляторная батарея состоит всего из двух компонентов: свинцовые пластины и электролит. И все типы батарей основаны именно на различии одного из этих элементов. Хотя давайте обо всём по порядку.

Наш обзор того, какие бывают типы аккумуляторов для автомобилей, мы построим по принципу от старого к новому, и поэтому открывает его тот самый сурьмянистый свинцово-кислотный аккумулятор, который сошёл с конвейера в далёком 1890 году.

Сурьмянистые аккумуляторы

Эти модели ещё принято называть традиционными. Их устройство простое и надёжное, как автомат Калашникова. В шесть изолированных банок наливается электролит (раствор из дистиллированной воды и серной кислоты) и помещаются попеременно «плюсовые» и «минусовые» свинцовые пластины. В качестве легирующей присадки для свинца используется сурьма, отсюда и название.

Сурьмянистые аккумуляторы имеют самую невысокую из всех аналогов цену и при этом сравнительно неплохо работают. Этим можно объяснить их лидирующее положение на рынке вот уже более 100 лет.

К основным их достоинствам можно отнести высокую устойчивость к глубокому разряду, нетребовательность к стабильности автомобильной электросети и достаточно продолжительный (при соблюдении правил эксплуатации) срок службы. Недостатками же являются предрасположенность к сульфатации, невысокие показатели стартового тока и возможные проблемы при запуске двигателя на морозе.

Отличительной особенностью сурьмянистых аккумуляторов является тот факт, что во время работы электролит выделяет пузырьки или, как говорят в народе, кипит. Это, естественно, приводит к постепенному уменьшению уровня жидкости, так что периодически электролит приходится добавлять. Именно поэтому большинство сурьмянистых аккумуляторов относится к так называемым обслуживаемым батареям.

Малосурьмянистые аккумуляторы

Конструкторы постоянно пытались улучшить свойства аккумуляторов и свести их недостатки к минимуму. И первой такой попыткой было существенное сокращение количества сурьмы (всего до 5 %) в составе свинцовых пластин АКБ. Стоит сказать, что новый вид автомобильного аккумулятора получился удачным. За счёт уменьшения количества сурьмы испарение электролита также заметно уменьшилось, батареи стали показывать более низкий уровень саморазряда и при этом сохранили свою невысокую стоимость.

И хотя такие проблемы, как сульфатация и достаточно слабый пусковой ток, так и не были решены, но малосурьмянистые АКБ и сегодня пользуются заслуженной популярностью. Одной из её главных причин является устойчивость к перепадам напряжения как при зарядке, так и в электросети автомобиля. Причём батареи с содержанием сурьмы до сих пор являются однозначными лидерами в этом вопросе, даже если речь заходит о самых новых и высокотехнологичных аккумуляторах.

Кальциевые аккумуляторы

Как оказалось, даже существенное уменьшение количества сурьмы в аккумуляторных пластинах не позволило достичь желаемого снижения электролизных процессов. И тогда было принято решение отказаться от сурьмы полностью и найти другую легирующую добавку. Новым металлом, который добавляли в свинцовые пластины, стал кальций.

Кальциевые аккумуляторы практически не выкипали, что позволяло держать электролит на достаточном уровне весь срок эксплуатации батареи. Именно с таких моделей началась история так называемых необслуживаемых АКБ. Кстати, когда возникает вопрос «как определить тип аккумулятора автомобиля», достаточно просто посмотреть на его верхнюю крышку. Если она гладкая, без пробок, закрывающих банки, то смело можно утверждать, что перед нами аккумулятор необслуживаемый. Плюс технология, по которой производились кальциевые пластины, позволила существенно снизить их вес и, следовательно, вес всей батареи.

Ещё одним несомненным достоинством кальциевых аккумуляторов является их низкий уровень саморазряда. Даже малосурьмянистые батареи проигрывали кальциевым в этом вопросе более чем на 70 %.

Но решение одних проблем повлекло за собой возникновение других. Как оказалось, кальциевые АКБ очень плохо переносят глубокий разряд. Стоило буквально три-четыре раза посадить батарею в ноль, и она становилась непригодной для дальнейшего использования. Кроме этого такие аккумуляторы были чрезвычайно капризными к уровню напряжения и тока, так что любые скачки во время зарядки и эксплуатации также крайне негативно на них сказывались. Да и стоимость новых батарей была чуть ли не в четыре раза выше сурьмянистых аналогов.

Гибридные аккумуляторы

Эх, вот бы взять достоинства сурьмянистых и кальциевых аккумуляторов и соединить их в одной батарее! Думаем, именно такая мысль пришла в голову конструктору, создавшему первым гибридный аккумулятор. Действительно, решение оказалось лежащим на поверхности. Раз оба вида пластин имеют свои плюсы, то почему бы при создании аккумулятора не использовать и те и другие. Так и сделали: в гибридных аккумуляторах положительные пластины были малосурьмянистыми, а отрицательные – кальциевыми.

Эксперимент оправдал все ожидания. Новые батареи превосходили практически все прошлые типы автомобильных аккумуляторов. Они не боялись глубоких разрядов и перепадов напряжения, при этом обладали отличными показателями силы тока, практически не теряли уровень электролита во время эксплуатации и длительное время сохраняли свой заряд.

Пожалуй, единственная проблема, которую не удалось решить с помощью комбинирования пластин, это всё ещё высокая стоимость АКБ. По сравнению с традиционными батареями гибридные модели обладают просто заоблачной ценой.

Гелевые аккумуляторы

Найдя практически идеальное решение по составу пластин аккумулятора, конструкторы батарей не собирались на этом останавливаться. Правда, теперь предметом их изысканий стал электролит – второй составляющий компонент любой аккумуляторной батареи. В новых АКБ жидкий электролит решено было заменить на гелеобразную массу. И результат не заставил себя ждать.

Во-первых, была практически полностью решена проблема текучести такой достаточно агрессивной жидкости, как электролит.

Во-вторых, плотная гелеобразная структура наполнителя препятствовала осыпанию пластин, что увеличивало срок их службы и, как следствие, время жизни всего аккумулятора.

И, в-третьих, гелевые батареи имели практически нулевой уровень саморазряда, что позволяло существенно увеличить срок их хранения без потери рабочих качеств.

Но на этом достоинства гелевых АКБ не заканчиваются. Одним из главных плюсов таких аккумуляторов стал высокий показатель пускового тока. Причём гелевые батареи могли выдавать его практически на любой стадии использования – даже будучи практически полностью разряженными. Кстати, для зарядки им требовалось куда меньше времени, чем «жидким» аналогам. Совокупность этих качеств сделала гелевые АКБ просто незаменимыми в ситуациях, когда автомобиль нужно было завести на морозе. Высокий пусковой ток позволял «раскрутить» двигатель даже с изрядно подмёрзшим маслом.

Правда, стоит сказать, что совсем уж экстремальный холод всё же негативно сказывался на свойствах геля. При температурах ниже -35 градусов он ещё больше густел, и этот фактор существенно снижал практически все показатели АКБ.

Боязнь низких температур открывает список недостатков гелевых аккумуляторов, которые, к сожалению, тоже имеют место быть. Также стоит упомянуть о том, что и очень высоких температур они тоже не любят. Значительный перегрев может привести к взрыву.

Ещё одним недостатком является чувствительность гелевых батарей к повышенному напряжению. Зарядка выше 14 вольт может полностью вывести АКБ из строя. То же можно сказать и о коротком замыкании – даже если аккумулятор с гелевым электролитом «закоротит» на одну-две секунды, можно считать, что дни его сочтены.

И, наконец, если до появления гелевых аккумуляторов самыми дорогими считались гибридные модели, то новые АКБ успешно сместили их с пьедестала. Высокая стоимость гелевых аккумуляторов позволяет использовать их только на автомобилях премиум-класса, а также внедорожниках и спецтехнике, которой приходится передвигаться по пересечённой местности. В последнем случае главную роль играет низкая текучесть геля и тот факт, что он не прольётся при любых наклонах автомобиля.

AGM аккумуляторы

Несмотря на то, что батареи, произведённые по технологии AGM, по сути своей являются аккумуляторами гелевыми, мы выделили их в отдельную категорию. Дело в том, что кроме геля аккумуляторы AGM содержат внутри и особый пористый материал, который ещё больше препятствует осыпанию пластин и вытеканию гелевого электролита.

Наличие абсорбирующего материала позволило также снизить чувствительность батареи к высокому напряжению, повысило её устойчивость к коротким замыканиям и, что самое главное, к низким температурам. На сегодняшний день батареи AGM однозначные лидеры в вопросе «холодного старта». Что самое удивительное, наличие дополнительного компонента позволило не увеличить, а наоборот, снизить стоимость аккумулятора, что тоже можно отнести к явным плюсам.

Однако будет нечестным умолчать о недостатках батарей AGM. И первым из них можно назвать меньшую почти в два раза по сравнению с гелевыми моделями долговечность. Кроме этого у AGM аккумуляторов более высокий уровень саморазряда, и они куда чувствительней к глубокой разрядке, чем их гелевые сородичи.

Но количество плюсов, самым главным из которых, как нам кажется, является сравнительно невысокая цена, перевесило имеющиеся недостатки, и на сегодняшний день аккумуляторы AGM стремительными темпами набирают популярность.

Щелочные аккумуляторы

Наш обзор будет неполным, если мы не скажем о том, что существуют и специфические виды аккумуляторов для автомобилей.

Вернёмся немного назад во времени, а именно в тот момент, когда конструкторы экспериментировали с составами электролита. Уже тогда было известно, что в качестве «жидкой» составляющей АКБ может выступать не только смесь воды и кислоты, но и щелочной раствор. Правда, в таком варианте свинцовые пластины тоже требовали определённой модернизации – они покрывались в зависимости от модификации растворами никеля, кадмия и железа.

Однако, несмотря на наличие явно положительных качеств, таких как полное отсутствие электролиза, устойчивость к глубокой разрядке и повышенному напряжению, неплохая энергоёмкость и высокий пусковой ток, щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в автомобилестроении. И дело даже не в их высокой стоимости, которая, кстати, существенно выше даже самых дорогих кислотных аналогов.

Причиной, которая буквально перечеркнула все достоинства щелочных батарей, стал так называемый «эффект памяти». Дело в том, что, если начать заряжать не полностью разряженный щелочной аккумулятор, он «запомнит» количество свободного для заряда места и при следующей зарядке возьмёт ровно столько энергии и ни на один милливатт больше. И что самое печальное, то же повторится и при следующем неполном заряде.

Таким образом, буквально за 2–3 неудачных заряда можно свести ёмкость батареи к нулю. Согласитесь, что такая перспектива не стоит даже самых распрекрасных показателей силы тока и энергоёмкости.

Хотя сказать, что щелочные аккумуляторы совсем не используются на транспорте, будет не совсем верным. Их довольно успешно применяют на «тяговой» технике, такой как электропогрузчики, электрокары и так далее.

Литий-ионные аккумуляторы

И вот, наконец, мы добрались до настоящего и даже немного будущего автомобильных аккумуляторов. Дело в том, что литий-ионные батареи, которые нам хорошо знакомы благодаря смартфонам и планшетам, постепенно перекочёвывают и в автомобильную промышленность.

Самым ярким примером их использования являются ставшие хоть и противоречивой, но, тем не менее, живой легендой автомобили Тесла. В них литий-ионные батареи не только выполняют стартовую роль, но и обеспечивают энергией двигатель на протяжении всей поездки. И стоит сказать, что автомобили Тесла едут. Да ещё как едут!

Ведётся работа и по адаптации литий-ионных батарей к более привычным нам автомобилям. Ведь по некоторым показателям, таким как удельная ёмкость и выдаваемое напряжение, они существенно превосходят все существующие аналоги.

К тому же литий-ионные батареи не нужно обслуживать. То есть вообще. Так что плюсов у этого типа аккумуляторов хоть отбавляй.

Осталось только разобраться с их чувствительностью к низким температурам и повышенному напряжению при зарядке. Но нам кажется, что в тот самый момент, когда вы читаете эти строчки, лучшие умы уже бьются над решением данных проблем.

На этом обзор того, какие бывают аккумуляторы для автомобиля, можно считать оконченным. Хотя, конечно, совершенствование батарей не заканчивается. Уже сейчас существуют экспериментальные образцы, с ещё более улучшенными свойствами и практически лишённые недостатков. Так что осталось подождать совсем немного и идеальный аккумулятор будет готов!

Могут ли ультраконденсаторы заменить батареи в электромобилях будущего?

Суперконденсаторы — это круто. Но смогут ли они заменить батареи в электромобилях будущего?

Ультраконденсаторы имеют значительные преимущества перед батареями, в конце концов, они намного легче, быстрее заряжаются, безопаснее и нетоксичны. Однако есть места, где батарейки вытирают ими пол. По крайней мере на данный момент.

СВЯЗАННЫЙ: TESLA ПРИСОЕДИНЯЕТСЯ К «ПРОРЫВНЫМ» ИННОВАЦИЯМ В БАТАРЕЯХ

С недавним приобретением таких производителей ультраконденсаторов, как Tesla, ультраконденсаторы могут оказаться на грани вытеснения аккумуляторов в качестве источника энергии для электромобилей.

Что такое ультраконденсатор?

Ультраконденсаторы, также называемые суперконденсаторами, двухслойными конденсаторами или электрохимическими конденсаторами, представляют собой тип системы накопления энергии, который набирает популярность в последние годы. Их можно рассматривать как нечто среднее между обычным конденсатором и батареей, но они отличаются от обоих.

Ультраконденсаторы имеют очень высокую емкость по сравнению с их традиционными альтернативами — отсюда и название. Как и в батареях, у ультраконденсаторных элементов положительный и отрицательный электроды разделены электролитом.Но, в отличие от батарей, ультраконденсаторы накапливают энергию электростатически (так же, как конденсатор), а не химически, как батарея.

Ультраконденсаторы также имеют диэлектрический разделитель, разделяющий электролит, как и конденсатор. Эта внутренняя структура ячеек позволяет ультраконденсаторам иметь очень высокую плотность хранения энергии, особенно по сравнению с обычным конденсатором.

Ультраконденсаторы действительно потребляют меньше энергии, чем батареи аналогичного размера. Но они могут высвобождать свою энергию намного быстрее, поскольку разряд не зависит от протекающей химической реакции.

Еще одним большим преимуществом ультраконденсаторов является то, что их можно перезаряжать огромное количество раз с незначительной деградацией или без нее (более 1 миллион циклов зарядки / разрядки не редкость). Это связано с тем, что при перезарядке не происходит никаких физических или химических изменений.

По этой причине суперконденсаторы часто используются в приложениях, требующих множества быстрых циклов заряда / разряда, а не в долговременных компактных накопителях энергии, таких как автомобильные бустеры и блоки питания.

Источник: stantontcady / Flickr

Наиболее часто используемым электродным материалом для ультраконденсаторов является углерод в различных формах, таких как активированный уголь, углеродное волокно-ткань, углерод, полученный из карбида, углеродный аэрогель, графит (графен) и углеродные нанотрубки ( УНТ).

Как заряжать ультраконденсатор?

Когда на положительную и отрицательную обкладки конденсатора подается разность напряжений, он начинает заряжаться. По данным Battery University, «Это похоже на накопление электрического заряда при ходьбе по ковру.Прикосновение к объекту высвобождает энергию через палец ».

Некоторые из самых первых примеров этой технологии были разработаны в конце 1950-х годов в General Electric, но в то время не было жизнеспособных коммерческих приложений. На это потребовалось до 1990-х годов. за достижения в области материаловедения и производства для улучшения характеристик ультраконденсаторов и снижения их стоимости, чтобы сделать их коммерчески жизнеспособными.

Как работают ультраконденсаторы?

Как упоминалось выше, ультраконденсаторы работают, доставляя быстрые всплески энергии в периоды пиковой нагрузки. потребляемая мощность, а затем улавливает и быстро сохраняет избыточную энергию, которая в противном случае может быть потеряна.

Источник: Electronics Tutorials

По этой причине они являются отличным дополнением для первичных источников энергии, так как они заряжаются и разряжаются очень быстро и эффективно.

Несмотря на то, что аккумуляторы могут выдерживать большое количество энергии, для их перезарядки требуется несколько часов. Напротив, конденсаторы, и особенно ультраконденсаторы, заряжаются почти мгновенно, но они могут хранить только небольшое количество энергии.

По этой причине ультраконденсаторы являются идеальным решением, когда системе требуется быстрая зарядка и не нужно хранить электричество в течение длительного периода времени. Они также весят меньше, чем батареи, стоят меньше и, как правило, не содержат токсичных металлов или вредных материалов.

Могут ли ультраконденсаторы заменять батареи?

Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, для чего они будут использоваться. У каждого есть свои преимущества и недостатки. Как упоминалось ранее, батареи имеют гораздо более высокую плотность энергии , чем ультраконденсаторы.

Это означает, что они больше подходят для приложений с более высокой плотностью энергии или когда устройству необходимо работать в течение длительного времени от одной зарядки.У суперконденсаторов power и плотность намного выше, чем у батарей. Это делает их идеальными для приложений с высоким энергопотреблением, таких как привод электромобилей.

Как упоминалось выше, ультраконденсаторы имеют гораздо больший срок службы, чем батареи. Обычная батарея может выдержать около 2000-3000 циклов зарядки и разрядки, в то время как ультраконденсаторы обычно могут выдерживать более 1000000 . Это может дать огромную экономию материалов и затрат.

Извлечено из: skeletontech

Ультраконденсаторы также намного безопаснее и значительно менее токсичны.Они не содержат вредных химикатов или тяжелых металлов и с гораздо меньшей вероятностью взорвутся, чем батареи.

Кроме того, ультраконденсаторы имеют гораздо больший рабочий диапазон, чем батареи. Фактически, в этой области они опережают батареи, поскольку они могут работать в диапазоне от -40 до +65 градусов по Цельсию.

Ультраконденсаторы также могут заряжаться и разряжаться намного быстрее, чем батареи, обычно в течение нескольких секунд, и они намного эффективнее саморазряда, чем батареи.

Многие ультраконденсаторы имеют гораздо более длительный срок хранения, чем батареи. Некоторые из них, такие как ячейки SkelCap, могут храниться до 15 лет одновременно с незначительным снижением емкости или без него.

Источник: Windell Oskay / Flickr

Как и в случае с большинством технологий, основным фактором, способствующим применению ультраконденсаторов, является их соотношение цены и качества. Ультраконденсаторы, как правило, являются более экономичным выбором в долгосрочной перспективе для приложений, требующих коротких всплесков энергии.

Батареи, однако, являются гораздо лучшим выбором для приложений, требующих постоянного низкого тока с течением времени.

Могут ли ультраконденсаторы заменить батареи в электромобилях будущего?

Как мы видели, ультраконденсаторы лучше всего подходят для ситуаций, когда требуется много энергии за короткий промежуток времени. Что касается электромобилей, это будет означать, что они будут иметь преимущества перед батареями, когда транспортному средству нужны всплески энергии — например, при ускорении.

Фактически, это именно то, что Toyota сделала с концептуальным автомобилем Yaris Hybrid-R, который использует суперконденсатор для использования во время ускорения.

PSA Peugeot Citroen также начала использовать ультраконденсаторы как часть своих систем экономии топлива start-stop. Это позволяет значительно ускорить начальное ускорение.

Система Mazda i-ELOOP также использует ультраконденсаторы для хранения энергии во время замедления. Сохраненная мощность затем используется для систем запуска и остановки двигателя.

Суперконденсаторы также используются для быстрой зарядки источников питания в гибридных автобусах при их движении от остановки к остановке.

Когда гибридная энергия используется исключительно для повышения производительности, такие вопросы, как дальность действия и способность удерживать заряд, не так важны — и поэтому некоторые производители высокого класса, такие как Lamborghini, также начинают включать в двигатель электронные двигатели с питанием от суперконденсаторов. их гибриды.

Однако ультраконденсаторы пока не заменяют батареи в большинстве электромобилей. Литий-ионные аккумуляторы, вероятно, станут основным источником питания для электромобилей в ближайшем или отдаленном будущем.

Многие полагают, что более вероятно, что ультраконденсаторы станут более обычным явлением в качестве систем рекуперации энергии во время замедления. Эту накопленную мощность можно затем повторно использовать во время периодов ускорения, а не напрямую заменять батареи.

Источник: Mic / Flickr

Однако, согласно этому исследованию, они могут также применяться в гибридных транспортных средствах вместо батарей, когда «потребляемая мощность меньше мощности электродвигателя; когда потребляемая мощность транспортного средства превышает мощность электродвигателя, двигатель работает, чтобы удовлетворить потребность транспортного средства в мощности, а также обеспечить мощность для перезарядки блока суперконденсатора.«

Недавние исследования суперконденсаторов на основе графена могут также привести к прогрессу в использовании суперконденсаторов в электромобилях. Одно исследование, проведенное учеными из Университета Райса и Технологического университета Квинсленда, привело к появлению двух статей, опубликованных в журнале Journal of Power Sources и Nanotechnology .

Они предложили решение, состоящее из двух слоев графена со слоем электролита между ними. Пленка получается прочной, тонкой и способной выделять большое количество энергии за короткое время.

Эти факторы даны как данность — в конце концов, это суперконденсатор. Отличие этого исследования заключается в том, что исследователи предполагают, что новые, более тонкие ультраконденсаторы могут заменить более громоздкие батареи в электромобилях будущего.

Это также может включать в себя интеграцию ультраконденсаторов, например, в панели кузова, обшивку крыши, полы и даже двери. Теоретически это могло бы обеспечить транспортное средство всей необходимой энергией и сделать его значительно легче, чем электромобили с батарейным питанием.

Источник: Depositphotos

Такой электромобиль будет заряжаться значительно быстрее, чем современные автомобили с батарейным питанием. Но, как и все ультраконденсаторы, это решение по-прежнему не может удерживать столько энергии, сколько стандартные батареи.

«В будущем есть надежда, что суперконденсатор будет разработан для хранения большего количества энергии, чем литий-ионный аккумулятор, сохраняя при этом способность выделять свою энергию в 10 раз быстрее, что означает, что автомобиль может полностью питаться от — суперконденсаторы в его корпусных панелях », — сказал соавтор исследования Цзиньчжан Лю.

«После одной полной зарядки этот автомобиль должен иметь возможность проехать до 500 км ( 310 миль ) — аналогично автомобилю с бензиновым двигателем и более чем в два раза превышает ограничение по току электромобиля».

Кажется, впереди интересное время. Смотрите это пространство.

Понимание срока службы литий-ионных батарей в электромобилях Прототип литий-ионного полимерного аккумулятора НАСА.

Сегодня ученые ответили на вопрос, который беспокоит миллионы владельцев и потенциальных владельцев электрических и гибридных транспортных средств, использующих литий-ионные батареи: сколько осталось времени до того, как аккумуляторная батарея умрет, оставив счет-наклейку на новую упаковку или автомобиль, готовый к утилизации куча? Их ответ, представленный здесь на 245-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS), может удивить скептиков.

«Аккумулятор можно использовать в течение достаточно разумного периода времени, от 5 до 20 лет в зависимости от многих факторов», — сказал Микаэль Г. Кугнет, доктор философии, который говорил по этой теме. «Это хорошая новость, если учесть, что по некоторым оценкам средняя продолжительность жизни нового автомобиля составляет около восьми лет.

Cugnet объяснил, что срок службы в основном зависит от температуры аккумулятора, состояния заряда и протокола зарядки.Производительность батареи начинает ухудшаться, как только температура поднимается выше 86 градусов по Фаренгейту. «Чем выше температура, тем меньше срок службы батареи», — сказал он. «Температура выше 86 градусов по Фаренгейту влияет на производительность аккумуляторной батареи мгновенно и даже навсегда, если она прослужит много месяцев, как в странах Ближнего Востока».

Cugnet также рекомендовала владельцам электромобилей обращать внимание на уровень заряда их батареи, что является еще одним фактором, влияющим на долговечность батареи. Он сообщил, что полностью заряженная батарея более уязвима к потере мощности при температуре выше 86 градусов F.

Чтобы проверить пределы литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, команда Кугнет воссоздала опыт типичной батареи для электромобилей в лаборатории. Используя данные, полученные из реальной пятимильной поездки на электромобиле, они провели моделирование срока службы аккумуляторных батарей и элементов электромобиля с циклами разряда и подзарядки. Исследователи посчитали, что срок службы батареи истек, когда она потеряла 20 процентов своей полной мощности.

Вопрос о долговечности имеет значение как для владельцев, так и для производителей электромобилей.Стоимость литий-ионных батарей, которыми питаются эти автомобили, остается высокой, а электромобиль может стоить вдвое дороже, чем его бензиновый или дизельный эквивалент. Клиенты хотят быть уверены, что они окупают свои деньги, а производители стремятся продемонстрировать экономичность электромобилей.

Одним из очевидных способов экономии является стоимость топлива в течение всего срока службы автомобиля, но производители электромобилей также продвигают так называемое использование аккумуляторов «второй жизни», которое может сделать их ценными даже после того, как они потеряли слишком много энергии, чтобы быть полезными в автомобилях. Эти приложения могут включать в себя резервное питание компьютеров и медицинского оборудования или хранилище электрических сетей, которые будут идти рука об руку с возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер или солнечная энергия, для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии даже в неблагоприятных условиях окружающей среды. Другой вариант — переработать компоненты батареи для изготовления новых батарей.

---

Аккумулятор Toshiba SCiB выбран для новых электромобилей

---

Дополнительная информация: Абстрактные

Рынок литий-ионных аккумуляторов быстро растет, в основном за счет возрождения электромобилей.Однако ожидаемый спрос на электромобили намного ниже, чем было заявлено изначально, поскольку они могут стоить вдвое дороже, чем аналогичные газовые автомобили. К сожалению, затраты на аккумуляторные батареи будут оставаться высокими до тех пор, пока их нельзя будет производить в больших объемах. Среди различных способов снижения их цены — возможность второго срока службы батареи в других приложениях, менее требовательных к мощности, например, в хранилищах. Это означает, что аккумуляторные батареи должны работать не только в течение всего срока службы автомобиля, но и в течение долгого времени.Следовательно, существует необходимость исследовать, как они разлагаются в состоянии покоя (календарный срок) и эксплуатации (цикл) в зависимости от характеристик транспортного средства. Это поможет улучшить конструкцию батареи, систему управления батареей и, следовательно, конкурентоспособность электромобиля.

Предоставлено Американское химическое общество

Ссылка : Понимание срока службы литий-ионных батарей в электромобилях (2013, 10 апреля) получено 20 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2013-04-life-lithium-ion-battery-electric.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

3 способа испортить аккумулятор Tesla, плюс сколько стоит его замена

Пора заменить батарею Tesla из-за неправильного выбора? Насколько это обернется для вас и как этого избежать?

Наш хороший друг Шон Митчелл (дядя Шон) купил подержанную Tesla Model S с аккумуляторной батареей на 60 кВтч около трех лет назад. Он проехал 16 000 миль, и с тех пор он проехал еще ~ 130 000 миль. Излишне говорить, что Шон получает массу удовольствия от машины. Однако недавно он узнал, что ему придется заменить батарею. Что заставило его потерпеть неудачу? Сколько будет стоить новый аккумулятор Tesla?

Поскольку работа Шона в качестве агента по недвижимости требует много времени на вождение, а батарея на 60 кВтч не обеспечивает большой запас хода, ему приходится часто заряжать. Иногда он проезжает 150-200 миль вверх.К сожалению, долгое время Шон каждый раз заряжался до 100 процентов. В напряженный день он начинал с полной зарядкой, и ему все равно приходилось заряжать снова, прежде чем день подходит к концу. Излишне говорить, что две зарядки до 100 процентов в день не помогли его батарее, которая разрядилась больше, чем обычно.

Кроме того, дядя Шон указывает, что разряжать аккумулятор до низкого уровня — вредно. Хотя он не говорит в этом видео, что это то, что он делал регулярно, очевидно, что он это делал. Он говорит, что ему приходится останавливаться на Supercharger почти каждый день, так как у него заканчивается запас хода. В другом видео (ниже) Шон доводит машину до крайнего предела и говорит, что в других случаях он продвигал ее дальше.

Наконец, Митчелл указывает, что высокая температура убивает батарею. Поскольку он использует нагнетатели несколько раз в день, высокое напряжение разряжало его батарею быстрее. Он также говорит о том, что выяснить, насколько сильно разряжается ваша батарея, — не самая простая задача, и что Тесла мало что дает.Шон показывает, как получить представление о состоянии вашей батареи, но добавляет, что было бы замечательно, если бы Tesla предоставила владельцам больше подобной информации.

Mitchell предлагает обширную информацию обо всей ситуации, включая стоимость замены батареи Tesla из кармана. Посмотрите видео для более подробной информации.

Описание видео через Шон Митчелл на YouTube:

3 способа испортить аккумулятор Tesla и сколько стоит новый

Тесланомика при деградации батареи: https: // youtu.