Из чего состоит аккумулятор автомобиля: Из чего состоит аккумулятор

Из чего состоит автомобильный аккумулятор

В наши дни сложно найти человека, который бы не знал, что такое аккумуляторная батарея. Они используются в разных сферах нашей жизни – бытовой технике, легковых автомобилях, грузовиках, специальной технике, самолетах и многих других.

Состоит любой источник питания из аккумуляторных пластин, сделанных из сплава свинца с разными добавками. Корпус заполнен электролитом, который взаимодействуя со свинцом, способствует выработке электричества.

По такому принципу построены любые аккумуляторные батареи, так как только в таком варианте можно получить ток. Изменения могут касаться состава сплава электродов и электролита. В автомобильных используется свинец с разными добавками, а электролит представляет из себя водный раствор серной кислоты.

Именно потому, что внутри находится кислота, с аккумуляторными батареями всегда нужно обращаться очень аккуратно. Следите за тем, чтобы излишки кислотного раствора не попали на корпус. Все потеки необходимо своевременно удалять. Если вы будете поддерживать батарею в чистоте, то она будет работать дольше и намного эффективнее.

Не стоит забывать и о чистоте контактов. На клеммах в процессе эксплуатации аккумулятора образуется налет окислов, снижающий электропроводимость. Зачистить контакты можно с помощью обычной наждачной бумаги, тогда соединение будет надежным и прочным, а ток будет беспрепятственно переходить от батареи к электросистеме вашего автомобиля.

При покупке аккумулятора вы можете выбрать тип батареи, которая по своим рабочим показателям будет оптимально подходить для вашей машины. В частности вы можете выбирать не только по емкости или силе стартового тока, но и по технологии производства аккумулятора. Сейчас в магазинах можно найти АКБ нескольких разновидностей.

— Кислотные с жидким электролитом пластины в них могут быть свинцовые или кальциевые.

— Необслуживаемые гелевые. В них используется загущенный электролит.

— AGM батареи с абсорбированным электролитом, который пропитывает специальное волокно. Это также разновидность необслуживаемых авто аккумуляторов.

Как устроен аккумулятор автомобиля и как его заряжать

Теория вождения не подразумевает просвещение в части технического оснащения автомобиля. Поэтому в этой статье мы расскажем вам о сердце авто.

Самым важнейшим элементом питания в автомобиле является аккумулятор, из которого исходит ток, который питает машину. Функций у него много, например: подача питания стартеру для запуска двигателя, либо же подача питания на неактивный двигатель. И в этой статье мы как раз обсудим устройство аккумулятора автомобиля.

На вопрос: «Сколько аккумуляторов в автомобиле ?» — ответом будет — 1. Но возможны случаи добавления дополнительной батареи.

Устройство автомобильного аккумулятора

Батарея машины состоит из 9 различных частей, объединённых одной конструкцией: основной корпус и его крышка, полюсные выводы, сама батарея аккумулятора, токоотводящие борны, разделяющие перегородки, полюсные мосты, блок электродов и сепаратор.

Основной корпус и крышка. Материал изготовления — это эбонит или же пластик, наделенный устойчивостью к кислотам. Вверху, на крышке, находятся каналы, в которые заливаются электролит и дистиллированная вода. Закрываются эти каналы с помощью определенных затычек, имеющих вентиляционные отверстия для выхода газов и паров во время активного периода использования.

Полюсные выводы. Делятся на два типа: положительные и отрицательные. Для исключения путаницы между ними, сделали специальное отличие: положительный вывод имеет больший размер относительного отрицательного. Помимо прочего, присутствует гравировка со знаком плюса и минуса для исключения ситуации перепутывания выводов.

Батарея аккумулятора состоит из 6 раздельных меньших аккумуляторов, либо же «банок». Они помещены в специальный раствор, который на 35% состоит из серной кислоты и на 65% из дистиллированной воды. Называется — электролит, и требуется для непосредственной выработке тока при взаимодействии химических элементов электролита.

Токоотводящие борны. Они прикрепляются к отрицательным и положительным полюсам выводов, для того, чтобы выводить ток наружу.

Разделяющие перегородки. Они просто служат для разграничения всех аккумуляторов, с целью ограничения их взаимодействия.

Полюсные мосты. Главная их задача заключается в герметизации соединения всех блоков аккумуляторной батареи через перегородку основания, корпуса.

Сами «банки» аккумулятора автомобиля состоят также из нескольких частей:

Блок. Он состоит из :

• положительных электродов, которые, в свою очередь, созданы из свинцовых пластин в виде решетки, они покрыты специальной массой, состоящей из диоксидов свинца, также, все электроды подсоединены к самому полюсному мосту через специальное отверстие;
• отрицательных электродов, состоящих также из свинцовых пластин в виде решетки, но они уже пропитаны специальной массой, которая состоит из мелкопористого свинца. Также, через специальное отверстие все электроды проведены к полюсному мосту.

Важное уточнение: то самое количество специального реагента, которое нанесено на решетчатые платины этих электродов (положительных и отрицательных) определяет одну из важнейших характеристик автомобильного аккумулятора — ёмкость, а величина площади этих самих пластин определяют количество пускового тока.

Сепаратор. По стандарту он является неким конвертом, который состоит либо из полиэтилена, либо мипласта, либо же мипора. Его главной задачей является отделение реагентов, которые взаимодействуют друг с другом в электрохимических процессах, еще, помимо всего прочего, он даёт возможность совершения диффузии электролита от первого электрода ко второму.

Важно: амперы аккумулятора автомобиля определяют его возможность и количество отдаваемого тока в течение часа, усредненный показатель — это 50-65 Ампер/час.

Виды аккумуляторов

Теперь стоит обсудить какие аккумуляторы для автомобиля бывают:

Стандартный

Этот вид является самым старым среди всех аналогов, встретить где-либо его в настоящее время будет затруднительно. Он прославился своим параметром саморазрядки и возможностью потери электролитов, вследствие чего будет нуждаться в постоянном контроле, но плюсом выделяют возможность восстановления при полном разряде.

Кальциевые

Этот тип батарей является одним из самых знаменитых и использующихся на данный период времени. В отличие от первого представителя, у этого уровень саморазрядки очень низок, а потери электролитов сведены практически к нулю, что позволяет забыть об обслуживании данной батареи до самого конца ее эксплуатации, контроль также не требуется. Но этот тип нельзя разряжать до нуля.

Гибридные

Следуя из названия можно понять, что это объединение двух вышеперечисленных видов. Следовательно: этот аккумулятор обладает свойствами и стандартной, и кальциевой батареи, что позволяет ему пережить полный разряд, но это не позволяет иметь ему высокие характеристики.

EFB

Эта батарея является кислотной и имеет высокую степень устойчивости к саморазрядке и быструю зарядку. Главным минусом выступает дорогая цена на рынке.

Определять, какие аккумуляторы лучше для автомобиля является личной задачей, так как это гибкое дело, какой-то тип подходит под определенную деятельность лучше другого.

Зарядка, способы, условия

Важно знать, как проверить аккумулятор автомобиля. Есть определенные параметры, по которым можно определить уровень заряда аккумулятора: 12.7 Ватт — 100%, 12.2 Ватт — 50%, 11.7 — 0%.

Теперь стоит обсудить, как заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством. Если смотреть на зарядку батареи аккумулятора со стороны качества, то рекомендуется зарядить аккумулятор автомобиля с помощью зарядного устройства, так как им можно зарядить до 100% и настраивать определенные параметры. Но этот процесс достаточно трудоёмкий и щепетильный, поэтому многие предпочитают генераторы, ввиду автоматизации всего процесса. Вид зарядки батареи влияет на то, сколько заряжать аккумулятор автомобиля, примерное время — 9 часов.

Для зарядки стоит установить значения на устройстве в районе от 14.3 до 14.6, затем подключить и ждать конца процесса.

Правильным решением будет заряжать батарею только в тёплом помещении или среде, так как на морозе электролит может частично замерзнуть, что по препятствует зарядке аккумулятора, а если электролит полностью замерзнет, то это приведет к ухудшению его ёмкости.

Если зима относительно тёплая, и температура не падает ниже -15 градусов, тогда можно просто отсоединить минусовую клемму от батареи, тем самым замедлив процесс ее саморазрядки. Если же температура уходит в сильный минус, тогда стоит разместить аккумулятор в помещении, желательно в тёмном уголку, без попадания прямых солнечных лучшей. Температура в этом месте не должна падать ниже минус 3-5 градусов, желательно выше. Влажность воздуха помещения должна быть на среднем уровне, ни в ком случае не на высоком, также рекомендуется регулярное проветривание.

Так же важно знать, как завести автомобиль, если сел аккумулятор. Выжимаем сцепление, переключившись на 3 передачу, когда вы наберете скорость примерно 15км/ч стоит медленно отпустить педаль.

Обслуживание

• Среди всех видов обслуживания аккумуляторных батарей выделяют несколько процедур:
• Проверка качества, состояния и уровня электролита батареи (как в вытянутом состоянии, так и в самом автомобиле)
• Осмотр внешней оболочки, выявление внешних повреждений
• Проверка напряжённости выводов аккумулятора автомобиля в отключённом от машины состоянии
• Проверка напряжения аккумулятора автомобиля при присоединённом и активированном состоянии

Аккумулятор автомобиля — важная часть во всём сложном механизме под названием «автомобиль». Без него не функционируют стандартные и необходимые для эксплуатации машины функции. И для того, чтобы продлить срок службы этой детали, соблюдайте требования, являющиеся обязательными к исполнению для нормальной жизнедеятельности.

Если вы запланировали обучение в автошколе, то данная статья вам будет полезна, так как основы устройства автомобиля необходимо знать каждому водителю.

Из чего состоит корпус аккумулятора. Что внутри банок?

Корпус большинства аккумуляторов состоит из ударопрочного полипропилена. Этот материал выбран не случайно. Он легкий, а так же не вступает в химическую реакцию с агрессивным электролитом АКБ. Полипропилен довольно стоек к перепадам температур, которые порой достигают диапазона от -30̊ С до +60 ̊С под капотом Вашего автомобиля.

Давайте разберем из каких элементов состоит сам корпус аккумуляторной батареи.

Итак, большинство АКБ имеют такие элементы:

— ручка, которая используется для удобства переноса батареи человеком, что бы он не уронил случайно источник питания, который довольно прилично весит.

— пробки, 6 штук. Пробки позволяют проникнуть внутрь каждой секции (банки) аккумулятора. Когда мы открутим пробки, то сможем проверить уровень электролита, цвет его, плотность и определить в каком состоянии находится батарея.

— индикатор заряда или ещё часто называют «глазок». Он устанавливается на какую-то конкретную секцию батареи. Может быть на крайней банке АКБ или посередине, зависит от производителя и не имеет особого значения. Этот индикатор показывает уровень заряда батареи. Хочется обратить Ваше внимание, что «глазок» стоит только на одной банке, поэтому если соседняя секция замкнула, то Ваш индикатор может показывать что АКБ полностью исправен, а на самом деле это будет не так.

Поэтому, желательно проводить диагностику всех секций (банок) аккумулятора, нежели ориентироваться только на «глазок». Это даст более точную картину состояния аккумуляторной батареи.

— Также, на верхней поверхности любого аккумулятора есть клеммы. Через которые он и подключается к электросети автомобиля. Клеммы, в основном, стандартного размера, но плюсовой вывод всегда больше минусового по диаметру. Это сделано для того, что бы невнимательный водитель не перепутал полярность при установке АКБ на авто.

Корпус необслуживаемой АКБ

Давайте отметим, что много производителей аккумуляторных батарей делают необслуживаемые корпуса. К ним относятся такие «гиганты» как Varta, Bosch, Rocket, Mutlu и многие другие. В чём отличия обслуживаемых от необслуживаемых АКБ? Если есть пробки, которые откручиваются, то батарея подлежит обслуживанию. То есть, производитель рекомендует доливать дистилированую воду, когда она выкипит в процессе эксплуатации.

Завод-производитель необслуживаемых АКБ, вроде как, предусмотрел этот процесс. Вместо пробок они сделали систему клапанов. Эти клапаны не дают испарениям выйти из корпуса батареи, а они стекают обратно в банки. Обслуживания как такового не требуется, а только приодическая зарядка.

Что же под верхней крышкой?

Далее, если мы снимем верхнюю крышку АКБ, то мы увидим шесть секций. В каждой из этих банок находятся как положительные, так и отрицательные пластины. Каждая из этих пластин упакована в сепаратор. Сепаратор – это такой конверт, который предотвращает замыкание между пластинами.

В зависимости от того, сколько пластин положительных и отрицательных сложено в каждую секцию и соответственно мы получаем большую либо меньшую рабочую поверхность. И из этого складывается ёмкость самого аккумулятора. Соответственно, чем больше пластин тем больше ёмкость. Поэтому корпуса разные по размеру, в зависимости от ёмкости.

Каждая заряженая секция (банка) аккумулятора имеет напряжение 2,13 В. Так как автомобильный АКБ 12-ти вольтовый, мы имеем 6 таких секций и полностью заряженный источник питания имеет напряжения около12,78 В.

Электролит

Электролит — химический элемент, который служит проводником электрического тока. Он состоит из двух компонентов это серная кислота и вода. Оптимальное соотношение электролита, которое необходимо для нормального функционирования аккумуляторной батареи 1,27 грамма кислоты на см3 воды.

Электролит различают трех видов:

1.    Жидкий электролит;

2.    В виде геля;

3.    Абсорберы или связанный электролит.

Давайте разберем более подробно каждый из видов.

Жидкий электролит

Это обычный раствор кислоты и воды, который находится в жидком состоянии в АКБ. Такие батареи у большинства автовладельцев.

Гелевый электролит

Как Вы уже догадались у самого слова «гелевый», означает что он находится в загущенном состоянии, в виде геля. Какие преимущества этих аккумуляторов? Преимущества их в том что, как правило, они имеют герметичный корпус, то есть, полностью запаянный, доступа к банкам или к секциям аккумулятора у них нет. И за счет того, что электролит находится в густом состоянии, он не вытекает.    То есть, при кипении аккумулятора, допустим генератор подаёт большое напряжения, он перезаряжается. Начинают накапливаться газы и происходить перезаряд, то обычный электролит начинает обильно кипеть. В результате кипения испаряется вода. И из-за перезаряда (неисправного генератора) аккумулятор выходит из строя.  В гелевых батареях это происходит не таким образом. Аккумулятор имеет более густой электролит, не так подвержен кипению, корпус герметичный и все процессы циркулируют внутри самого корпуса. И нет выкипания воды из геля. Даже если в корпусе образовалось какое-то отверстие, батарея не теряет свою работоспособность. Он может потерять только ёмкость, если мы механически повредили секции внутри.

Плюс еще в том, что в загущеном состоянии проводимость тока у него улучшается. В таком электролите более быстро происходят химические реакции. АКБ быстрее отдает ток, который необходим и так же быстрее его восстанавливает. Гелевые аккумуляторы, как правило, заряжаются во много раз чем обычный кислотный.

Также, к достоинствам нужно отнести, что они не боятся глубокого разряда. У них не происходит, в таких случаях сульфатация пластин. И имеют высокий пусковой ток.

Технология  AGM

Так называемые абсорберы или связанный электролит. В чем их отличия? Сепаратор или «конверт» в который укладывается пластина, состоит из микроволокна, похожего на стекловату. Если мы на стекловату добавим какую-то жидкость, то капельки будут находится на маленьких ворсинках из которых состоит структура самого сепаратора. Получается что электролит не в жидком состоянии бультыхается как вода, а держится на ворсинках материала. Он вроде как жидкий, но в то же время не вытекает.

Преимущества схожи с гелевыми АКБ. Они тоже не так боятся повреждения корпуса батареи, меньше подвержены сульфатации пластин. Выкипания воды практически нет.

Также на эту тему:

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

Мы вспоминаем об аккумуляторе тогда, когда он сам напоминает о себе низким зарядом или неисправностью. Но посмотрите на этот тяжелый параллелепипед — что происходит за его пластмассовыми стенками? Откуда вообще в АКБ берется электричество? Понять это не сложно.

Полтора века истории

Трудно поверить, но свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен свыше полутора века назад — это произошло во Франции в 1859-1860 годах. Создателем первого аккумулятора стал Гастон Планте, который занимался поиском надежных источников тока для физических опытов.

Свинцово-кислотный аккумулятор появился на свет после долгих раздумий и сотен экспериментов, а первый работоспособный образец был невероятно простым по сути и конструкции. Это была банка, наполненная разбавленной серной кислотой, в которую опущен «рулет» из двух сложенных свинцовых полос, разделенных куском сукна.

Аккумулятор показал очень хорошие результаты, хотя, конечно, и имел некоторые недостатки, главный из которых — низкая емкость. Решить эту проблему смог Камилл Фор — в 1878 году ученый покрыл пластины свинцовым суриком, и с тех пор свинцово-кислотный аккумулятор, в общем, приобрел современные черты.

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

Принцип запасания и извлечения электрической энергии, открытый Планте, используется и сейчас. Так что за прошедшие полтора столетия свинцово-кислотный аккумулятор изменился только технологически — стал более емким, простым в эксплуатации и надежным. А в сущности это все те же свинцовые пластины, опущенные в слабую серную кислоту.

Устроен аккумулятор довольно-таки просто. Основу всего составляет прочный корпус, выполненный из кислотоупорной пластмассы — моноблок. Внутри корпус разделен перегородками на шесть банок. Собственно, каждая банка — это и есть аккумулятор, а АКБ — это батарея аккумуляторов. Зачем так сделано? Не проще ли было сделать один большой аккумулятор?

Нет, не проще. Независимо от конструкции, размеров и принципа работы, все типы аккумуляторов дают напряжение около 2 вольт, в случае со свинцово-кислотными аккумуляторами напряжение составляет около 2,1 В. Понятно, что 12 В можно получить, если последовательно соединить сразу шесть таких аккумуляторов — это и делается в АКБ.

В нижней части каждой банки есть опорные призмы высотой несколько миллиметров, на которые опираются самые главные элементы АКБ — электродные блоки. Каждый блок состоит из ряда свинцовых пластин, разделенных тонкими прочными пластмассовыми пластинками — сепараторами.

Блок содержит четное количество пластин, одна их половина — отрицательные, другая — положительные. Пластины соединены друг с другом в своей верхней части прочной толстой перемычкой, которая также служит для выдержки определенного расстояния между пластинами.

Положительные и отрицательные пластины хотя и находятся рядом, но несколько отличаются друг от друга. В основе обеих пластин — свинцовая решетка, но ячейки положительных пластин заполнены двуокисью свинца (имеет темно-коричневый цвет), а ячейки отрицательных — губчатым свинцом (имеет серый цвет).

Электродные блоки жестко устанавливаются в банках, а банки, в свою очередь, закрываются герметичными крышками, в которые впаяны выводы электродов, и выполнены пробки для контроля электролита. Банки соединяются друг с другом посредством массивных свинцовых перемычек — борнов, расположенных на верхней крышке АКБ.

Сверху же монтируются и полюсные клеммы, к которым, собственно, и подключается бортовая электросеть автомобиля.

Так устроены аккумуляторы классической конструкции, а многие виды современных АКБ имеют несколько иные решения. В частности, распространены батареи с общей крышкой моноблока, обладающие меньшей габаритной высотой и лучшим соотношением массы к емкости.

Как аккумулятор запасает энергию

В корне неверно утверждение, что аккумулятор вырабатывает электричество — он его запасает во время заряда, и отдает во время разряда. А достигается эта цель с помощью ряда электрохимических реакций.

Наиболее просто описать процессы, происходящие внутри свинцово-кислотного аккумулятора, можно одной формулой:

Pb + PbO₂ + H₂SO₄ ↔ PbSO₄ + H₂O

Эта реакция, как можно увидеть, обратимая, и во время разряда она протекает справа налево, а в время заряда — слева направо.

То есть, полностью заряженный аккумулятор представляет собой набор трех химических элементов — свинца, двуокиси свинца и серной кислоты (вода, которой разбавлена кислота, в реакции не принимает участия). При разряде и пористый свинец на отрицательных пластинах, и двуокись свинца на положительных реагирует с кислотой — в результате образуется сульфат свинца, который осаждается на отрицательных пластинах. Нетрудно понять, что во время разряда плотность электролита падает, ведь количество кислоты уменьшается, а количество воды — растет!

Во время заряда реакция протекает в обратном направлении: из сульфата восстанавливается металлический свинец, а сернокислый остаток вступает в реакцию с водой, образуя серную кислоту. Так что при заряде кислоты становится больше, воды — меньше, а все это ведет к увеличению плотности электролита.

А чтобы эти реакции протекали с наибольшей интенсивностью, в конструкции АКБ имеется ряд особенностей. Главная из них — использование губчатого свинца — он пронизан тончайшими порами, и действительно похож на губку. Поры в десятки раз повышают площадь поверхности отрицательных электродов, что увеличивает интенсивность и эффективность течения реакций.

«Болезни» АКБ и попытки их «лечения»

В аккумуляторах используется свинец, но сам по себе этот металл обладает малой прочностью, поэтому на практике применяется легированный свинец повышенной прочности. Традиционно в качестве легирующей добавки выступает сурьма — ее содержание не превышает 5 — 7%. Однако применение сурьмы имеет не только положительный, но и отрицательный эффект.

Сурьма служит катализатором электрохимического разложения воды, и этот процесс запускается при меньшем напряжении, чем в отсутствии сурьмы. Ситуация усугубляется тем, что со временем сурьма осаждается на отрицательных электродах, и в какой-то момент из-за разложения воды электролит начинает «кипеть» не при полном заряде, а при гораздо более низких напряжениях. От такого АКБ уже не приходится ожидать нормальной работы. Кроме того, обильно выделяющийся газ делает батарею просто небезопасной в пожарном отношении — имели место случаи не просто пожаров, а взрывов таких аккумуляторов.

Данную проблему решают необслуживаемые аккумуляторы, в составе электродов которых нет или очень мало сурьмы (она заменена на другие металлы, в основном — на кальций). В этих АКБ электролит «закипает» только при полном заряде, и за короткое время не успевает выделиться большого количества газа. Нет электрохимического разложения воды — нет и истощения электролита, и именно это является главным преимуществом необслуживаемых АКБ.

В данном виде аккумуляторов не предусмотрены пробки для контроля электролита — в них просто нет необходимости! Зачем следить за электролитом, если он не «кипит», и его плотность со временем остается постоянной? В остальном необслуживаемые АКБ устроены точно так же, как и АКБ классической конструкции.

Как видите, автомобильный аккумулятор устроен не слишком сложно, но это лишний раз подтверждает, что все гениальное — просто.

Полезная информация по автомобильным аккумуляторам

Главная

Аккумуляторы

Полезная информация

Основные причины быстрого разряда АКБ

Современные автомобили постоянно используют электрическую энергию, даже когда машина стоит в гараже или на стоянке. Дело в том, что в энергии нуждается электроника, которой «напичканы» все выпускаемые ныне транспортные средства. Соответственно, чем больше на вашем авто имеется подобных устройств, тем быстрее будет садиться аккумулятор. Далее

Советы по уходу за автомобильной аккумуляторной батареей

Как увеличить срок эксплуатации аккумуляторной батареи? Автомобильная АКБ, согласно заявленным характеристикам, должна работать в течение пяти, шести лет. Однако на практике до столь солидного возраста «доживают» лишь очень редкие экземпляры. Зачастую в этом виноваты сами автолюбители. Ведь если должным образом обращаться с АКБ и обеспечить ей достойный уход, то срок ее эксплуатации может увеличиться в несколько раз. Далее

Правила выбора автомобильного аккумулятора

Одним из основных элементов любого автомобиля (к какому бы типу он не принадлежал и в какой стране он бы не выпускался) является аккумуляторная батарея. Функциональная задача АКБ – холодный запуск мотора машины. Соответственно, батарея должна иметь достаточную для этого мощность. Далее

Устройство аккумулятора

То, что аккумуляторы являются одной из основных деталей для многих устройств – это уже ни для кого не секрет, но вот какие лучше и как их использовать правильно, это до сих пор является предметом для дискуссий. Но для начала все-таки надо представить, а что это за зверь такой – аккумулятор. Далее

Типы кислотных батарей

С первого взгляда казалось бы всё просто – свинец, да и свинец, чего тут особенного, но это не так. Сам по себе свинец в чистом виде применить нельзя, т.к. при такой толщине пластин он достаточно хрупок и будет крошиться. Поэтому применяют легирующие добавки. И до недавнего времени применяли натуральный яд – сурьму. Конечно, технология совершенствовалась, и количество сурьмы уменьшалось, но это полностью не избавило АБ от недостатков этого метода. далее

Что делать со старым аккумулятором?

Считается, что три года – это нормальный срок службы обычного кислотного аккумулятора. Некоторые АКБ «выхаживают» по четыре-пять лет. Но это уже, скорее, исключение из правил. После этого он приходит в полную негодность и, зачастую, оказывается на свалке или возле мусорного бака. Далее

Подготовка аккумулятора к зиме

Работа аккумулятора (АКБ) вашего автомобиля во многом зависит от температуры окружающей среды. А точнее от температуры самого аккумулятора и электролита в нем. В зимнее время двигатели автомобилей запускаются с «проблемами». Холодное масло в картере двигателя «загустевает», становиться более вязким. Далее

Что означает маркировка аккумулятора?

Чтобы правильно подобрать аккумуляторную батарею (АКБ) для своего автомобиля или мотоцикла, нужно знать, что обозначают цифры и буквы в ее маркировке. На всех АКБ производства России и большинства стран СНГ маркировка, в соответствии с ГОСТ 959-91, состоит из четырех групп символов. Далее

Новыя технология Power Frame

Революционная конструкция решетки аккумулятора BOSCH — это гарантия надежности, безопасности и высокой мощности аккумуляторов при любых условиях эксплуатации. Далее

Задать вопрос специалисту

Обслуживаемые аккумуляторы

      Когда возникает необходимость купить новую аккумуляторную батарею (АКБ) на автомобиль встает вопрос, какой именно выбрать. Аккумуляторы на рынке представлены трех основных типов: Обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые.

Обслуживаемые аккумуляторные батареи:

     Обслуживаемый аккумулятор состоит из свинцовых пластин с добавлением сурьмы и соляной кислоты в качестве электролита. Такой тип батарей еще называют сурьмянистые. Пластины покрыты активной массой и имеют плюсовой и минусовой заряд. Полный доступ к банкам позволяет контролировать состояние и вовремя устранять неполадки в работе такой АКБ.

      Плюсы такой конструкции батареи в полном контроле состояния, вышедшие из строя банки легко заменяются, уровень электролита и его затемнение можно заметить на ранней стадии и быстро устранить.

Такие батареи меньше подвержены старению от глубоких разрядов (сульфатация) нежели малообслуживаемые и теряют в емкости до 5% в отличии от последних (потеря до 20 %) Опытный автовладелец легко продлит службу такого аккумулятора на несколько лет. Заряжает обслуживаемую батарею любое зарядное устройство.

     

Минусы обслуживаемой АКБ в том что электролиз начинается уже после 12 вольт и электролит быстро испаряется. На открытых участках быстрее проходит сульфитация пластин, электролит густеет и ёмкость батареи падает. На клемах быстро образуется налет который может привести к замыканию. Чтобы обслуживать такой аккумулятор автолюбитель должен иметь хотя бы базовые навыки ремонта и хорошо разбираться в устройстве АКБ. Впрочем на сегодняшний день эти акб устарели и как правило не используются в авто.

Прежде чем решить какой тип аккумуляторной батареи купить на ваш автомобиль, ознакомьтесь с параметрами и характеристиками вашего авто и подбирайте под эти данные. Если сомневаетесь какой больше подойдет обязательно перед покупкой посоветуйтесь с автоэлектриком.

Как соединены пластины в аккумуляторе. Из чего состоит аккумулятор. Что же под верхней крышкой

Аккумулятор — это важнейшая деталь машины, поэтому поддержание батареи в исправном состоянии будет являться залогом эффективного запуска двигателя, а также бесперебойной работы бортовых потребителей электричества. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ необходимо ознакомиться с основными принципами работы этого устройства. В этой статье будут подробно рассказано, как устроен автомобильный аккумулятор.

Содрежание

Из чего состоит аккумулятор

Автомобильный элемент питания собирается на заводе из многих элементов, поэтому для понимания принципа работы источника электрического тока необходимо знать назначение каждого компонента. Аккумуляторная батарея состоит из следующих частей.

Корпус. Современная АКБ изготавливается из ударопрочного полипропилена. Этот материал хорошо переносит не только повышенные механические нагрузки и вибрации, но и устойчив к воздействую кислоты, которая в виде раствора заполняет внутренние полости батареи. Кроме этого полипропилен устойчив к большим перепадам температуры. Корпус АКБ разделён на 6 герметически отделённых между собой секций, в которые, в процессе изготовления батареи, устанавливаются свинцовые электроды и сепараторы.

Сепараторы. Сепараторы устанавливаются между электродами и служат диэлектриками, которые надёжно предохраняет элементы батареи от короткого замыкания. Эти элементы также изготавливаются из кислотоустойчивого полимера, который не разрушается при воздействии агрессивной среды в течение всего времени эксплуатации АКБ.

Электроды. В большинстве выпускаемых аккумуляторных батарей используются свинцовые пластины с различными примесями, в ячейках которых находится масса, состоящая из свинцового порошка и серной кислоты. Пластины современных аккумуляторов могут быть изготовлены из свинца легированного кальцием, что позволяет значительно увеличить ресурс батареи.

Электролит. Электролит представляет собой раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Эта жидкость необходима для того, чтобы электрический ток свободно протекал от отрицательных электродов к положительным. В дорогих батареях вместо жидкого электролита он может быть запечатанным использован гель. Благодаря этим качествам гелевые аккумуляторы выпускаются в виде полностью необслуживаемых изделий.

Клеммы. У всех батарей имеются клеммы, они могут быть разных типов стандартные (европейские), ASIA (тонкие конусы для азиатских автомобилей) и винтовые (для американских автомобилей). Изредка можно встреть батареи с четырьмя клеммами на корпусе.

Дополнительный функционал:

• У необслуживаемых батарей вместо стандартных шести пробок по бокам имеются 2 клапана сброса давления (в случае закипания электролита через них будет сбрасываться газ).
• Некоторые аккумуляторы оснащены «глазком», с помощью которого можно легко определить степень заряженности и уровень электролита.

Как устроен аккумулятор

Аккумуляторная батарея устроена таким образом, чтобы в результате подачи на её клеммы постоянного тока происходило эффективное накапливание электрической энергии. Автомобильная АКБ состоит из 6 изолированных друг от друга ёмкостей, в которых находятся отрицательные и положительные пластины, отделённые между собой сепараторами.

Каждая такая банка позволяет аккумулировать электрический ток напряжением до 2,1 В. Для получения стандартного напряжения бортовой сети автомобиля, применяется схема последовательного подключения таких электрических элементов. Немаловажной особенностью современных кислотных аккумуляторов является полная герметизация корпуса изделия. Несмотря на невозможность обслуживания устройств накопления электроэнергии этого типа, их функциональность и безопасность использования находится на более высоком уровне по сравнению с изделиями с пробками.

Принцип работы аккумулятора

Автомобильный свинцовый аккумулятор представляет собой восстанавливаемый химический элемент питания, в котором образование электричества происходит в результате реакции между двуокисью свинца, губчатым свинцом и раствором серной кислоты.

При подаче постоянного тока на клеммы аккумулятора на отрицательных пластинах образуется чистый свинец, а на положительных – диоксид свинца. При подключении батареи к различным устройствам и агрегатам, потребляющим электроэнергию, происходит обратный процесс, при котором на отрицательных электродах образуется сульфат свинца, а из электролита высвобождается чистая вода.

В зависимости от типа аккумуляторной батареи такая последовательность может повторяться тысячи раз, прежде чем произойдёт сульфатация или разрушение пластин.

Особенности конструкций

Аккумуляторные батареи могут существенно отличаться друг от друга. К особенностям конструкции АКБ можно отнести:

1. Размер аккумулятора.
2. Состав металлического сплава пластин.
3. Вид электролита.
4. Расположение электрических выводов на корпусе.

От размера пластин и количества электролита в каждой банке будет зависеть ёмкость АКБ, поэтому изделия, устанавливаемые для запуска дизельных установок грузовых автомобилей, могут в несколько раз превышать по массе и объёму батареи для легковых авто.

От вида свинцового сплава будет зависеть внутреннее электрическое сопротивление батареи и устойчивость элемента к воздействию агрессивной среды. Также состав металла будет влиять на интенсивность испарения влаги, поэтому для необслуживаемых моделей пластины изготавливаются из легированного кальцием свинца.

От вида электролита, применяемого в банках аккумулятора, также зависит большое количество параметров батареи. Жидкий раствор замерзает при низких температурах воздуха, а при кипении приводит к испарению воды, поэтому замена его на гель позволяет существенно увеличить ресурс изделий. Гелевые аккумуляторы значительно лучше переносят глубокий разряд, что позволяет использовать их не только в качестве пусковых устройств, но и для питания силовых электрических установок.

Аккумуляторы могут отличаться и по расположению клемм на корпусе. Этот параметр следует обязательно учитывать при подборе новой АКБ, иначе потребуется удлинять плюсовой провод автомобиля, подключаемый к источнику питания.

Знание — сила, особенно, когда дело доходит до аккумулятора Вашего автомобиля и его (автомобиля) электрической системы. На самом деле, если двигатель — сердце нашего автомобиля, то — это его центральная нервная система (а, может быть, даже и душа) — он хранит и производит электроэнергию, а также контролирует силу тока электросети. Последнее, что Вы хотели бы — это остаться на пустынной трассе с умершим аккумулятором. Чем больше Вы знаете об аккумуляторе и электрической системе в целом, тем меньше вероятности попасть в такую ситуацию.

Как работает автомобильный аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор обеспечивает всю электросистему машины необходимым количеством электроэнергии для питания всех электрических компонентов в Вашем автомобиле. И речь здесь идёт о довольно огромной ответственности. Без аккумулятора автомобиль, как Вы, наверное, уже поняли, никуда не поедет. Давайте взглянем на то, как работает этот мощный маленький ящик!

Химическая реакция — это главный принцип работы аккумулятора: он попросту преобразует химическую энергию в электрическую, необходимую для питания Вашего автомобиля, обеспечения напряжением стартера и множества других электрических узлов машины, а также электрическую — обратно в химическую. Ещё одна важная функция аккумулятора — он обеспечивает постоянство силы тока — он также стабилизирует напряжение для того, чтобы двигатель работал.

По-простому принцип работы аккумулятора можно охарактеризовать так: химические процессы в нём приводят в появлению электрического тока, которым питается автомобиль — особенно полезен такой ток, и больше всего его потребляется, когда Вы стартером раскручиваете двигатель, заводя его; когда же автомобиль заведён, то двигатель крутит генератор — и здесь мы видим процесс превращения механической энергии (кручение генератора) в электрическую — в свою очередь генератор передаёт произведённый им ток аккумулятору, и тот превращает уже электроэнергию в химическую — аккумулирует её, сохраняет, чтобы затем опять «накормить» ей тот стартер или любые иные электрические системы автомобиля, когда генератор не работает или же когда электроэнергии, производимой генератором недостаточно для обеспечения всех систем автомобиля.

Автомобильный аккумулятор имеет два полюса: один положительный и второй — отрицательный, и Вы, наверное, уже знаете это, если хотя бы раз видели или отсоединяли/крепили клеммы аккумулятора. Эти полюсы подключаются к машине и отвечают за питание ряда очень важных механизмов автомобиля, в том числе:

• Запуск двигателя
• Воспроизведение аудиосистемы
• Все световые механизмы (фары, задние фонари, разного рода подсветки и т.п.)
• Стеклоочистители
• Многое-многое другое.

В подавляющем большинстве случаев аккумулятор состоит из шести ячеек. В каждую ячейку помещаются два электрода, представляющих собой и изготовленных из восьми перекрывающихся металлических пластин. Эти восемь перекрывающихся металлических пластин образуют то, что известно как «гальванический элемент». Таким образом, в общей сложности каждая ячейка включает 2 электрода и 16 пластин. Именно через эти пластина производится питание электричеством автомобиля. Но как это работает?

На самом деле, всё достаточно просто — давайте резюмируем вышеописанное:

• Батарея состоит из шести ячеек
• Каждая ячейка состоит из двух наборов пластин
• Каждый набор пластин включает в себя восемь перекрывающихся металлических пластин

А теперь немного химии…

Первый набор пластин в ячейке является положительным, а второй — отрицательным. Положительное сетка покрыта оксидом свинца и приносит электроны в ячейку. Отрицательный набор покрыт непосредственно свинцом, и он, наоборот, освобождает электроны. Металлические пластины — помните, восемь из них в каждой сетке, 16 в каждой ячейке — находятся в смеси воды и серной кислоты (на самом деле в этой концентрации только около 35 процентов серной кислоты, но этого более чем достаточно, чтобы, например, прожечь одежду и сильно обжечь кожу. Эта смесь действует как электролит — вещество, которое хорошо проводит электричество.

Когда аккумулятор заряжается (от генератора или другими способами), то происходит химическая реакция окисления свинца на положительном заряде, в результате чего электролит насыщается серной кислотой и удельный вес электролита повышается. Когда же аккумулятор, наоборот, разряжается, питая какие-либо электросистемы автомобиля (мы помним, что основной потребитель — это стартер), то за счёт восстановления свинца на другом — отрицательном наборе пластин, в результате которого образуется больше воды, и, следовательно, удельный вес электролита уменьшается. При этом, химический процесс в каждой из пластин настолько ничтожен, что выделяется очень мало энергии, но на выходе из аккумулятора легкового автомобиля, когда все эти реакции проходят по всем 6 ячейкам, мы и получаем уже сокровенные 12 Вольт.

Возможные неполадки аккумулятора

Аккумулятор со временем приходит в негодность — это естественный его износ и, кроме того, разного рода вредные процессы в нём и воздействия на него могут значительно укоротить срок его жизни. И первыми симптомами того, что в аккумуляторе есть неполадки, являются неспособность завести автомобиль (особенно, в морозную погоду).

Итак, какие же могут быть проблемы с аккумулятором?

• Низкий уровень жидкости в аккумуляторе: автомобильные аккумуляторы обычно имеют небольшую часть корпуса в виде полупрозрачной полосы — чтобы Вы всегда могли следить за уровнем жидкости Вашего аккумулятора. Если уровень жидкости ниже свинцовых пластин (проводник электричества) внутри аккумулятора, то это самое время, чтобы либо долить её, либо заменить аккумулятор .
• «Отёк» аккумулятора — это когда корпус Вашего аккумулятора выглядит так, как-будто он съел очень много и вздулся. Это может указывать на срочную замену аккумулятора. Можно обвинить избыточное количества тепла в качестве причины вздутия аккумулятор и, как следствие, уменьшения срока службы аккумулятора.
• Запах тухлых яиц от аккумулятора: Вы можете заметить острый запах тухлого яйца (на самом деле, это запах серы) вокруг своей батареи. Причина: протечка аккумулятора. Протечка эта, кроме запаха, также вызывает коррозию вокруг клемм.

В широком смысле слова в технике под термином «Аккумулятор» понимается устройство, которое позволяет при одних условиях эксплуатации накапливать определенный вид энергии, а при других — расходовать ее для нужд человека.

Их применяют там, где необходимо собрать энергию за определенное время, а затем использовать ее для совершения больших трудоемких процессов. Например, гидравлические аккумуляторы, используемые в шлюзах, позволяют поднимать корабли на новый уровень русла реки.

Электрические аккумуляторы работают с электроэнергией по этому же принципу: вначале накапливают (аккумулируют) электричество от внешнего источника заряда, а затем отдают его подключенным потребителям для совершения работы. По своей природе они относятся к химическим источникам тока, способным совершать много раз периодические циклы разряда и заряда.

Во время работы постоянно происходят химические реакции между компонентами электродных пластин с заполняющим их веществом — электролитом.

Принципиальную схему устройства аккумулятора можно представить рисунком упрощенного вида, когда в корпус сосуда вставлены две пластины из разнородных металлов с выводами для обеспечения электрических контактов. Между пластинами залит электролит.

Работа аккумулятора при разряде

Когда к электродам подключена нагрузка, например, лампочка, то создается замкнутая электрическая цепь, через которую протекает ток разряда. Он формируется движением электронов в металлических частях и анионов с катионами в электролите.

Этот процесс условно показан на схеме с никель-кадмиевой конструкцией электродов.

Здесь в качестве материала положительного электрода используют окислы никеля с добавками графита, которые повышают электрическую проводимость. Металлом отрицательного электрода работает губчатый кадмий.

Во время разряда частицы активного кислорода из окислов никеля выделяются в электролит и направляются на отрицательные пластины, где окисляют кадмий.

Работа аккумулятора при заряде

При отключенной нагрузке на клеммы пластин подается постоянное (в определенных ситуациях пульсирующее) напряжение большей величины, чем у заряжаемого аккумулятора с той же полярностью, когда плюсовые и минусовые клеммы источника и потребителя совпадают.

Зарядное устройство всегда обладает большей мощностью, которая «подавляет» оставшуюся в аккумуляторе энергию и создает электрический ток с направлением, противоположным разряду. В результате внутренние химические процессы между электродами и электролитом изменяются. Например, на банке с никель кадмиевыми пластинами положительный электрод обогащается кислородом, а отрицательный — восстанавливается до состояния чистого кадмия.

При разряде и заряде аккумулятора происходит изменение химического состава материала пластин (электродов), а электролита не меняется.

Способы соединения аккумуляторов

Параллельное соединение

Величина тока разряда, которую может выдержать одна банка, зависит от многих факторов, но в первую очередь от конструкции, примененных материалов и их габаритов. Чем значительнее площадь пластин у электродов, тем больший ток они могут выдерживать.

Этот принцип используется для параллельного подключения однотипных банок у аккумуляторов при необходимости увеличения тока на нагрузку. Но для заряда такой конструкции потребуется поднимать мощность источника. Этот способ используется редко для готовых конструкций, ведь сейчас намного проще сразу приобрести необходимый аккумулятор. Но им пользуются производители кислотных АКБ, соединяя различные пластины в единые блоки.

Последовательное соединение

В зависимости от применяемых материалов, между двумя электродными пластинами распространенных в быту аккумуляторов может быть выработано напряжение 1,2/1,5 или 2,0 вольта. (На самом деле этот диапазон значительно шире.) Для многих электрических приборов его явно недостаточно. Поэтому однотипные аккумуляторы подключают последовательно, причем это часто делают в едином корпусе.

Примером подобной конструкции служит широко распространенная автомобильная разработка на основе серной кислоты и свинцовых пластин-электродов.

Обычно в народе, особенно среди водителей транспорта, принято называть аккумулятором любое устройство, независимо от количества его составных элементов — банок. Однако, это не совсем правильно. Собранная из нескольких последовательно подключенных банок конструкция является уже батареей, за которой закрепилось сокращенное название «АКБ» . Ее внутреннее устройство показано на рисунке.

Любая из банок состоит из двух блоков с набором пластин для положительного и отрицательного электродов. Блоки входят друг в друга без металлического контакта с возможностью надежной гальванической связи через электролит.

При этом контактные пластины имеют дополнительную решетку и отдалены между собой разделительной пластиной — сепаратором.

Соединение пластин в блоки увеличивает их рабочую площадь, снижает общее удельное сопротивление всей конструкции, позволяет повышать мощность подключаемой нагрузки.

С внешней стороны корпуса такая АКБ имеет элементы, показанные на рисунке ниже.

Из него видно, что прочный пластмассовый корпус закрыт герметично крышкой и сверху оборудован двумя клеммами (обычно конусной формы) для подключения к электрической схеме автомобиля. На их выводах выбита маркировка полярности: «+» и «-». Как правило, для блокировки ошибок при подключении диаметр положительной клеммы немного больше, чем у отрицательной.

У обслуживаемых аккумуляторных батарей сверху каждой банки размещена заливная горловина для контроля уровня электролита или доливки дистиллированной воды при эксплуатации. В нее вворачиваются пробка, которая предохраняет внутренние полости банки от попадания загрязнений и одновременно не дает выливаться электролиту при наклонах АКБ.

Поскольку при мощном заряде возможно бурное выделение газов из электролита (а этот процесс возможен при интенсивной езде), то в пробках делаются отверстия для предотвращения повышения давления внутри банки. Через них выходят кислород и водород, а также пары электролита. Подобные ситуации, связанные с чрезмерными токами заряда, желательно избегать.

На этом же рисунке показано соединение элементов между банками и расположение пластин-электродов.

Стартерные автомобильные АКБ (свинцово-кислотные) работают по принципу двойной сульфатации. На них во время разряда/заряда происходит электрохимический процесс, сопровождающийся изменением химического состава активной массы электродов с выделением/поглощением в электролит (серную кислоту) воды.

Этим объясняется повышение удельной плотности электролита при заряде и снижение при разряде батареи. Другими словами, величина плотности позволяет оценивать электрическое состояние АКБ. Для ее замера используют специальный прибор — автомобильный ареометр.

Входящая в состав электролита кислотных батарей дистиллированная вода при отрицательной температуре переходит в твердое состояние — лед. Поэтому, чтобы автомобильные аккумуляторы не замерзали в холодное время, необходимо применять специальные меры, предусмотренные правилами эксплуатации.

Какие существуют типы аккумуляторов

Современное производство для различных целей выпускает более трех десятков разнообразных по составу электродов и электролиту изделий. Только на основе лития работает 12 известных моделей.

В качестве металла электродов могут встретиться:

Они влияют на электрические выходные характеристики, а, следовательно, на область применения.

Способность выдерживать кратковременно большие нагрузки, возникающие при раскрутке коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания электродвигателями-стартерами, характерна для свинцово-кислотных АКБ. Они широко используются в транспорте, источниках бесперебойного питания и системах аварийного электроснабжения.

Стандартные (простые батарейки) обычно заменяют никель кадмиевыми, никель-цинковыми и никель-металлгидридными аккумуляторами.

А вот литий-ионные или литий-полимерные конструкции надежно работают в мобильных и компьютерных устройствах, строительном инструменте и даже электромобилях.

По виду применяемого электролита аккумуляторы бывают:

кислотными;

щелочными.

Существует классификация аккумуляторов по назначению. Например, в современных условиях появились устройства, используемые для передачи энергии — подзаряда других источников. Так называемый внешний аккумулятор выручает владельцев многих мобильных устройств в условиях отсутствия переменной электрической сети. Он способен многократно заряжать планшет, смартфон, мобильник.

Все эти аккумуляторы имеют однотипный принцип работы и подобное устройство. Например, пальчиковая литий-ионная модель, представленная на рисунке ниже, повторяет во многом конструкцию рассмотренных ранее кислотных АКБ.

Здесь мы видим те же электроды-контакты, пластины, сепаратор и корпус. Только выполнены они с учетом других условий работы.

Основные электрические характеристики аккумулятора

На эксплуатацию устройства влияют параметры:

емкость;

плотность энергии;

саморазряд;

температурный режим.

Емкостью называют максимальный заряд у аккумулятора, который он способен отдать во время разряда до наименьшего напряжения. Ее выражают в кулонах (система СИ) и ампер часах (внесистемная единица).

Как разновидность емкости существует «энергетическая емкость», определяющая энергию, отдаваемую при разряде до минимально допустимого напряжения. Она измеряется джоулями (система СИ) и ватт-часами (внесистемная единица).

Плотность энергии выражается соотношением количества энергии к весу или объему аккумулятора.

Саморазрядом считают потери емкости после заряда при отсутствии нагрузки на клеммах. Он зависит от конструкции и усиливается при нарушениях изоляции между электродами по многочисленным причинам.

Температурный режим эксплуатации влияет на электрические свойства и при серьезных отклонениях от указанной производителем нормы может вывести аккумулятор из строя. Жара и холод недопустимы, они влияют на протекание химических реакций и давление среды внутри банки.

АКБ окружают людей в их повседневной жизни буквально повсюду – в мелкой и крупной домашней технике, средствах связи, любимом автомобиле. Несмотря на это, многие не знают, каков принцип работы аккумулятора, и посему не умеют с ним обращаться. На самом деле есть один генеральный принцип, которому подчинена работа батарей всех видов. Это обратимые химические реакции, происходящие циклично. Во время разряда аккумуляторной батареи происходит превращение энергии химической в электрическую, что обеспечивает работу технического устройства, к которому подключен АКБ. Когда запас этой энергии будет исчерпан на определенный процент, производят зарядку аккумулятора. Во время нее также идут химические превращения, но уже с обратным эффектом. То есть поступление электрического тока вызывает накопление запасов химической энергии.

Отличают разные аккумуляторы между собой два аспекта – тип электролита и материал, из которого выполнены электроды. Основой для электролита выступают кислоты или щелочи, которые после разбавления водой или другими добавками приобретают вид готовой гомогенной смеси различной консистенции (жидкой либо гелевой). Вещество, выступающее электродом, способно изменять свойства готового изделия. Самыми распространенными являются литиевые, свинцовые и никель-кадмиевые батареи.

Об автомобильных аккумуляторах

Принцип работы стандартного автомобильного аккумулятора опирается на его конструкцию и не зависит от того, залит в него кислотный или щелочной электролит.

Внутри диэлектрического и нерастворимого серной корпуса из специального пластика помещаются шесть банок-батареек, последовательно прикрепленных друг к другу. В каждой из этих банок есть по несколько электродов с зарядами «плюс» и «минус», которые выглядят как отводящая ток решетка, смазанная специальной химически активной массой.

Чтобы решетки с разными знаками случайно не соприкоснулись и не закоротили, каждая из них погружена в разделитель из полиэтилена. Сами электроды сделаны обычно из свинца с разнообразными примесями.

Если быть точным, то таких свинцовых решеток бывает три вида:

• Малосурьмянистые . И аноды, и катоды сделаны из сплава свинец+сурьма и требуют мало обслуживающих процедур.
• Кальциевые . Здесь примесь, соответственно, кальций. Такие электроды вообще не нужно обслуживать.
• Гибридные . Один электрод, с минусом, делается из кальциевого сплава, а положительный содержит сурьму.

Можно с уверенностью утверждать, что свинцово-кислотный — самый востребованный и распространенный для авто. Принцип работы свинцового аккумулятора основывается на активном взаимодействии серной кислоты с диоксидом свинца.

Когда батарея эксплуатируется, то есть нужна электрическая энергия, на катоде свинец окисляется, а его диоксид на аноде, напротив, участвует в восстановительной реакции. При зарядке, как нетрудно догадаться, взаимодействия идут в обратную сторону.

Это все происходит за счет кислоты в электролите, часть ее распадается, соответственно, концентрация падает. Именно этим обусловлена необходимость периодически обновлять жидкость в батарее.

С гелевыми аккумуляторами такого не случается. Состояние электролита в них не позволяет ему испаряться, если, конечно, не перегреть АКБ во время подзарядки.

Именно благодаря отсутствию необходимости периодически восполнять запасы активного вещества батареи с желеобразным электролитом относят к категории . Еще одно их преимущество в том, что гель не отсоединяется от электрических контактов, а значит, невозможны внезапные сбои и замыкания.

Как устроен литий-ионный аккумулятор?

Его конструкция не отличается сложностью: анод из пористого углерода, литиевый катод, пластина-сепаратор между ними и проводник тока – вещество-электролит. Во время разрядки ионы отделяются от анода и движутся на литий по электролиту, минуя сепаратор. Во время питания батареи все происходит с точностью до наоборот – литий отдает ионы, углерод принимает. Так и происходит процесс ионного круговорота между разнозарядными электродами литий-ионной батареи.

Точный состав катода может отличаться в конкретной модели или у определенного производителя АКБ. Дело в том, что многие фирмы тестируют разнообразные типы литиевых соединений для того чтобы изменять показатели устройств по своему усмотрению.

Впрочем, очевидно – улучшая одни характеристики, неизбежно приходится жертвовать другими. Чаще всего с повышенной емкостью, заботой об эксплуатирующих его людях и природной среде оказываются чрезмерно дорогостоящими или требуют слишком много внимания.

Но чего не отнять у батарей с литием, что составляет их принципиальную разницу с другими типами аккумуляторов, так это низкий уровень саморазряда.

Li-Pol аккумуляторные батареи

Литий-полимерные — это следующий этап развития литий-ионных АКБ. Принципиальная разница понятна из названия — в качестве электролита начинает использоваться полимерное соединение. Из-за прочности существующих в нем химических связей такой аккумулятор становится максимально безопасным, неправильная эксплуатация может сломать его самого, но не нанести вред владельцу, как это бывало с литиевыми АКБ с жидким наполнителем. Полимерный неопасно перегревать или протыкать острым предметом, в то время как жидкостной элемент уже давно бы взорвался.

Еще один огромный плюс Li-Pol батарей — их огромная проводимость. Из-за того, что в процессе реакций на анодах и катодах батарея приобретает свойства хорошего полупроводника, она способна передавать ток, в разы превышающий ее собственную электроемкость.

Щелочные батареи

Методика функционирования щелочного аккумулятора основывается на химических превращениях в щелочной среде. Именно поэтому для электродов таких АКБ применяют соединения металлов, которые активно взаимодействуют именно со щелочами.

Гидроокись никеля на электроде с положительным зарядом превращается в гидрат его закиси из-за череды реакций со свободными ионами в электролите. На катоде в это же время идут похожие взаимодействия, но только с образованием гидрата окиси железа. Между только что создавшимися веществами образуется разница в потенциалах, за счет которой и выделяется электроэнергия. В процессе подзарядки реакции те же самые, только в обратном порядке, вещества восстанавливаются до исходных.

Ni-Cd аккумулятор

Обычно применяют для некрупной техники, например, для шуруповерта. Принцип их устройства и работы схож с автомобильным АКБ, только в гораздо меньших масштабах – те же последовательно соединенные несколько маленьких батареек, совместно вырабатывающих нужные электрические показатели, а внутри них – уже знакомые аноды, катоды, пластины сепараторов и жидкий электролит.

Специфические характеристики, присущие только этому типу аккумуляторов, обеспечивают именно химические свойства никеля и кадмия. Они же накладывают и обязательство быть осторожным, особенно при . Это вызвано тем, что кадмий – довольно токсичный элемент.

При аккуратной же эксплуатации шуруповертов с такими АКБ приборы гарантированно будут работать долгое время на высокой мощности, в любых погодных и температурных условиях. К тому же их можно очень быстро заряжать.

Ni-MH аккумулятор

По своему устройству и механизму работы никель-металл-гидридные батареи очень похожи на кадмиевые и были изобретены практически сразу после них. Основное отличие состоит в материале, из которого изготовлен отрицательный электрод.

В аккумуляторах типа он состоит из особого справа металлов, которые абсорбируют водород. Часть из них реагируют с ионами электролита с выделением тепловой энергии, другая часть – с ее поглощением, в результате чего возможно безопасное и экологически безвредное использование такого устройства.

Как работает зарядное устройство для АКБ?

ЗУ для аккумулятора обычно состоит из выпрямителя и трансформатора и создает ток с постоянным напряжением около 14 вольт. Также хорошие приборы содержат элементы, которые следят за напряжением на питаемом аккумуляторе и в нужный момент выключают зарядку.

По ходу процесса работы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора или для любого другого подаваемый им ток сам собой падает. Вызвано это тем, что в заряжающемся АКБ увеличивается сопротивление, и он больше не пропускает ток с большим напряжением. Если в зарядке есть измеритель, то он фиксирует тот момент, когда в батарее достигнуто напряжение в 12В, после чего ее можно отключать от сети.

АКБ – вещь не такая сложная, как может показаться. Ее устройство легко понять, к тому же, принцип работы одинаков для разных видов. Знать его владельцу аккумулятора хоть в машине, хоть в настенных часах, очень полезно – это поможет поступать правильно на всех этапах – выбора, обслуживания и утилизации батарейки.

Автономные источники электроэнергии являются одними из самых полезных изобретений человечества. Что такое телефон или радио, в которых не установлены Устройство многих приспособлений, а также условия их использования не всегда предусматривают наличие постоянного сетевого электропитания, поэтому такие источники электроэнергии позволяют с комфортом осуществлять свою деятельность практически в любой точке мира. После небольшого предисловия давайте приступим к статье.

Что такое аккумуляторная батарея?

В широком смысле под этим понятием подразумевают устройство, что при одних условиях использования может накапливать какой-либо вид энергии, а при других — расходовать, чтобы удовлетворить нужды человека.

Аккумуляторы аккумулируют электричество от внешнего источника питания, а потом отдают её подключенным потребителям, чтобы они смогли делать свою работу. Так, когда устройства работают, постоянно протекают химические реакции между электролитом и электродными пластинами. Кстати, подобная конструкция размещена в банках, из которых и формируются аккумуляторные батареи. Устройство данных конструкций предусматривает создание напряжения, как правило, 1,2-2 В, что весьма мало. Поэтому для увеличения показателей источников питания и применяются разные типы соединения.

Как работают при

Устройство данных источников питания предусматривает подключение к плюсу и минусу. Функционируют они следующим образом: когда к электродам подключается нагрузка (в качестве примера можно рассмотреть лампочку), то возникает замкнутая электрическая цепь. По ней начинает протекать ток разряда. Формируется он благодаря движению электронов, анионов и катионов. Более детальную информацию о том, что и как протекает, можно рассказать только на конкретном примере.

Допустим, что у нас есть аккумулятор, где положительный электрод — это окись никеля, в который был добавлен графит для повышения проводимости. Для отрицательной пластины применяли губчатый кадмий. Так вот, когда идёт разряд, то частицы активного кислорода выделяются и попадают в электролит. При этом от них отделяются части, которые идут как электричество (те же электроны). Затем частицы активного кислорода направляются в сторону отрицательных пластин, где они окисляют кадмий.

Функционирование аккумулятора при заряде

Необходимо отключить нагрузку на клеммах пластин. На них же подаётся, как правило, постоянное напряжение (но может быть и пульсирующее, зависит от случая), которое больше, чем величина батареи, что заряжается. Причем полярность должна быть одинаковой. То есть минусовые и плюсовые клеммы потребителя и источника обязаны совпадать. Учтите, что обязательно должно обладать большей мощностью, чем есть в аккумуляторе, чтобы подавлять остатки энергии в нем и создавать электрический ток, направление которого будет противоположным разряду. В результате меняются и химические процессы, которые протекают в аккумуляторной батарее.

Давайте рассмотрим пример из предыдущего подпункта статьи. Здесь уже положительный электрод будет обогащаться кислородом, а на отрицательном восстановится чистый кадмий. Подводя итог, можно сказать, что во время заряда и разряда меняется только химический состав электродов. Это не относится к электролиту. Но он может испаряться, что негативно будет сказываться на времени работы батареи.

Итак, мы рассмотрели принцип работы любого аккумулятора. Теперь давайте узнаем, как во время эксплуатации можно улучшить их характеристики.

Параллельное соединение

Величина тока зависит от значительного количества факторов. В первую очередь под этим понимают конструкцию, применяемые материалы и их габариты. Чем большую площадь имеют электроды, тем большие показатели тока они смогут выдержать. Этот принцип используется для параллельного соединения однотипных банок в аккумуляторах. Такое делается, если необходимо увеличить значение тока, что идёт на нагрузку. Но вместе с этим приходится и поднимать мощность источника энергии.

Последовательное соединение

Если рассматривать банки, из которых состоят аккумуляторные батареи, то необходимо сказать, что они находятся, как правило, в одном корпусе. Подобный тип соединения используется, чтобы получить большие показатели напряжения с меньшими потерями.

Увидеть применение этой конструкции можно, разобрав автомобильные батареи, которые являются свинцово-кислотными. Стоит сказать, что этот тип применяется не только в устройстве автомобильного аккумулятора, это просто самый вероятный способ разобрать, как же работает подобный тип соединения. В таком случае необходимо позаботится о том, чтобы не было металлического контакта, а существовала надежная гальваническая связь через электролит. Но это только нужно понимать в отношении данного типа. В других случаях по-другому будет реализовываться поставленная задача соединения.

Типы аккумуляторных батарей

Они разнятся из-за своего предназначения, возможностей, реализации и материала. На данный момент современным производством освоен выпуск больше трех десятков типов, которые отличаются своим составом электродов, а также применяемым электролитом. Так, например, li-ion аккумуляторы могут похвастаться семейством из 12 известных моделей. Условно можно выделить следующие типы:

1. Свинцово-кислотные.
2. Литиевые.
3. Никель-кадмиевые.

Это самые популярные представители. Но для понимания возможностей предлагаем ознакомиться со списком материалов, которые могут выступать в качестве электродов:

• железо;
• свинец;
• титан;
• литий;
• кадмий;
• кобальт;
• никель;
• цинк;
• ванадий;
• серебро;
• алюминий;
• ряд других элементов, которые, впрочем, встречаются очень редко.

Использование разных материалов влияет на получаемые выходные характеристики и, следовательно, на сферу применения. Так, к примеру, li-ion аккумуляторы применяются в компьютерных и мобильных устройствах. Тогда как никель-кадмиевые используются в качестве замены стандартных гальванических элементов. Теоретически все типы аккумуляторных батарей могут работать с любой нагрузкой. Вопрос только в том, насколько оправданным является такое применение.

Основные характеристики

Мы уже рассмотрели, что такое аккумуляторные батареи, устройство этих конструкций, из чего их делают. Теперь давайте сосредоточимся на том, что влияет на их эксплуатацию. Важными для нас характеристиками являются:

1. Плотностью называют характеристику соотношения количества энергии к объему или весу аккумулятора.
2. Емкостью именуют значение максимального заряда аккумулятора, которое он может отдать во время процесса разряда, пока не будет достигнуто наименьшее напряжение. Данный показатель выражается в ампер-часах или кулонах. Также может указываться энергетическая емкость. Она измеряется в ватт-часах или джоулях. Задача такой емкости — сообщать о количестве энергии, что отдаётся во время разряда до достижения минимального допустимого напряжения.
3. Температурный режим оказывает влияние на электрические свойства аккумуляторной батареи. Когда есть серьезные отклонения от рекомендованного производителем диапазона эксплуатации, то существует высокая вероятность выхода источника питания из строя. Это объясняется тем, что холод и жара влияют на интенсивность протекания химических реакций, а также на внутреннее давление.
4. Саморазрядом именуют потери емкости, которые происходят после заряда батареи, когда отсутствует нагрузка на клеммах. Во многом этот показатель зависит от конструктивного исполнения и может увеличиваться, если нарушилась изоляция.

Вот такие характеристики аккумуляторных батарей и предоставляют для нас наибольший интерес. Конечно, если придётся делать что-то новое и эксклюзивное, ранее невиданное, то может понадобиться и что-то ещё. Но это весьма маловероятно.

Устройство электродов

В качестве примера мы возьмём свинцовые пластины. Хотя таковыми они были раньше. Современные пластины изготавливаются из свинцово-кальциевого сплава. Благодаря этому достигается низкий уровень саморазряда батареи (50% емкости теряется за 18 месяцев). Также это позволяет экономно расходовать воду (всего 1 грамм на ампер-час).

Можно встретить и гибридную конструкцию, где, кроме свинца, в положительный электрод добавляется сурьма, а в отрицательный — кальций. Правда, в таких случаях имеется повышенный расход воды. Чтобы повысить стойкость к коррозийным процессам, добавляют олово или серебро.

Электроды изготавливаются с решетчатой структурой, их покрывают слоем активной массы. Принцип работы аккумуляторной батареи в немалой степени зависит от того, какой материал используется для пластин. Мы рассматриваем свинцовые, которые просты для изучения, но ориентироваться на них всегда не рекомендуем.

Электролит

Рассматриваем все те же свинцово-кислотные батареи. В качестве электролита, в который они помещаются, чаще всего выступает серная кислота. Она обладает определённой плотностью, которая может меняться в зависимости от В данном случае действует принцип: чем больше, тем выше. Со временем электролит улетучивается, и емкость аккумуляторной батареи падает. На сроке службы сказываются особенности эксплуатации (соблюдение техники безопасности). В батареях электролит может быть двух типов:

• жидким;
• в виде пропитанного специального материала.

На данный момент наиболее распространён первый тип.

Эксплуатация аккумуляторных батарей

Использование аккумуляторов можно наблюдать практически везде. Вспомните свои мобильные телефоны или источники для компьютеров. В качестве примера можно привести и обычный фонарик (современные образцы всё чаще изготавливаются со встроенным аккумулятором и не рассчитаны на гальванические элементы). А автомобили? Системы «стоп-старт» и рекуперативного торможения работают от аккумуляторов, причем они выдвигают высокие требования к пусковому току, глубокому разряду и долговечности. Как видите, без этих источников питания сложно обойтись в современной жизни любому человеку.

Схема построения аккумуляторной батареи

Мы рассмотрели основную информацию о данных устройствах. Давайте ещё уделим внимание такому понятию, как схема аккумуляторной батареи. Ведь в рамках статьи по нему прошлись только вскользь. Аккумулятор современной схемы, согласно истории, был впервые создан французским физиком Гастоном Плантом. Площадь его творения превышала 10 квадратных метров! Современные батареи, по сути, являются просто значительно уменьшенными и немного доработанными копиями его аккумулятора. Видимым для человека элементом является только корпус. Он обеспечивает общность и целостность конструкции.

Анатомия и принцип работы

Поскольку автомобильный аккумулятор — это электрическое сердце транспортного средства, знания — это сила, когда дело касается автомобильного аккумулятора и электрической системы. Меньше всего вам хочется остаться с разряженной батареей. Чем больше вы знаете о своей батарее и электрической системе, тем меньше вероятность того, что вы застрянете. В RECOR Batteries мы здесь, чтобы помочь вам понять, что происходит с аккумулятором и электрической системой вашего автомобиля.

Давайте посмотрим на анатомию автомобильного аккумулятора:

• Батарейный отсек : Корпус из полипропиленовой смолы, который удерживает батарейные пластины, литые ремни и электролит.Он разработан для минимизации воздействия вибрации и увеличения срока службы батареи.
• Батарейные пластины : Элемент состоит из уложенных друг на друга чередующихся положительных и отрицательных пластин. Пластины соединяются вверху при помощи наливной ленты, которая приваривается к пластинам. Элементы помещаются в отдельные ячейки каждой батареи.
• Battery Paste : паста представляет собой смесь оксида свинца, которая образует как диоксид свинца, так и губчатый свинец. Он прилегает к положительной и отрицательной сетке аккумулятора.
• Клемма аккумулятора / втулка : Клеммы подключаются к положительной и отрицательной клеммам концевых элементов и являются точкой сопряжения между аккумуляторной батареей и электрической системой автомобиля.
• Battery Acid : Кислота представляет собой раствор серной кислоты и воды высокой чистоты.
• Литая лента для аккумуляторов : Литая лента приварена к верхней части каждого элемента, чтобы обеспечить электрическое соединение с клеммами.
• Отрицательная пластина батареи : Отрицательная пластина содержит металлическую сетку с губчатым свинцовым активным материалом.
• Разделитель батарей : Разделитель представляет собой полиэтиленовый материал, который отделяет положительные пластины от отрицательных пластин для обеспечения эффективного прохождения электрического тока.
• Положительная пластина батареи : Положительная пластина содержит металлическую сетку с активным материалом из диоксида свинца.
• Крышка аккумулятора : Крышка изготовлена ​​из полипропиленовой смолы и плотно прилегает к корпусу аккумулятора.

Но как именно работает автомобильный аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор обеспечивает заряд электричества, необходимый для питания всех электрических компонентов вашего автомобиля. Поговорим о довольно большой ответственности. Без аккумулятора ваша машина, как вы, наверное, заметили, не заводится.

Большинство автомобильных аккумуляторов основываются на свинцово-кислотной химической реакции, которая приводит в движение и прорезание канавок. Эти батареи относятся к категории «SLI». SLI означает «запуск, освещение и зажигание.«Этот тип батареи обеспечивает короткие всплески энергии для питания ваших фонарей, аксессуаров и двигателя. Как только аккумулятор пробуждает двигатель к жизни, питание для автомобиля подается от генератора. Большинство автомобилей поставляются с заводской стандартной батареей SLI.

Типичная батарея SLI состоит из шести ячеек. Каждая ячейка имеет две пластины или решетки: одна сделана из свинца, другая — из диоксида свинца. Каждая ячейка способна производить около 2 вольт энергии. В большинстве автомобильных аккумуляторов есть шесть ячеек и, следовательно, 12-вольтовая батарея.

Пластины погружены в серную кислоту, которая запускает реакцию между двумя пластинами. С научной точки зрения кислота действует как катализатор.

Эта кислота вызывает реакцию на пластине диоксида свинца, в результате чего пластина производит два вещества: ионы и сульфат свинца.

Ионы, производимые пластиной из диоксида свинца, реагируют с соседней пластиной с образованием водорода и сульфата свинца.

Результат — химическая реакция, в которой образуются электроны. Электроны бегают по пластинам и вырабатывают электричество.Электричество вытекает из клемм аккумулятора, чтобы запустить двигатель, включить фары и включить радио.

Эта химическая реакция полностью обратима, поэтому вы можете быстро запустить аккумулятор и продолжать заряжать его на протяжении всего срока службы. При подаче тока на батарею с правильным напряжением на пластинах образуются свинец и диоксид свинца, и вы можете повторно использовать батарею снова и снова!

Готовы найти лучшую замену аккумулятора для ваших нужд? Ознакомьтесь с линейкой автомобильных аккумуляторов RECOR и различными функциями, которые предлагает каждый вариант.Неважно, является ли ваш приоритет мощностью, надежностью или ценностью — у нас есть аккумулятор для вас.

Полевое руководство по химическим веществам в автомобильном аккумуляторе

Автомобильные аккумуляторы используют химические реакции для образования электрического тока. Типичный автомобильный аккумулятор намного сложнее, чем вы думаете, он состоит из нескольких различных химических соединений и электрических цепей. Какие химические вещества отвечают за преобразование своей энергии в электрические заряды, заставляющие автомобиль работать?

Традиционные свинцово-кислотные батареи
Газовые автомобили чаще всего оснащаются так называемыми «свинцово-кислотными» аккумуляторами.Эти батареи экономичны и имеют относительно высокое отношение мощности к весу, что делает их идеальными для серийно выпускаемых автомобилей.

Свинцово-кислотные батареи

состоят (как минимум) из двух пластин , свинцовых , разделенных химическим раствором, обычно состоящим из 30-50% серной кислоты , также известной как «аккумуляторная кислота». При полной зарядке отрицательная пластина батареи сплошная свинцовая, электролит — концентрированная серная кислота, а положительная пластина — из диоксида свинца .

Когда батарея разряжена, электроны перемещаются через раствор от отрицательно заряженной пластины к положительно заряженной. Если аккумулятор полностью разряжен («мертв»), то обе пластины станут сульфатом свинца , разделенными раствором воды .

Батареи для электромобилей
Батареи для электромобилей гораздо более разнообразны, чем батареи, используемые в традиционных транспортных средствах, работающих на топливе. Хотя некоторые электромобили по-прежнему работают на свинцово-кислотных аккумуляторах, усовершенствование процесса производства альтернатив делает их более жизнеспособной альтернативой.

Литий-ионные аккумуляторы

, пожалуй, самые перспективные. Эти батареи состоят из катода из оксида лития-кобальта и анода из графита . Было показано, что добавление химических веществ, таких как фосфатов и титанатов , увеличивает срок службы литий-ионных батарей; аналогично, химические вещества, такие как оксид лития-ванадия и кремний , постоянно проходят испытания на предмет их использования для повышения плотности энергии.

Батареи Zebra относительно новы на рынке и в качестве электролита используют хлоралюминат натрия . Хотя они действительно могут похвастаться высокой плотностью энергии, они имеют относительно низкую удельную мощность и для зарядки их необходимо нагревать.

Никель-металлогидридные батареи — это отработанная технология. У них очень высокая плотность энергии. Металлическая часть электрода может состоять из многих веществ, от неодима до лантана до церия .Другие часто используемые металлы включают никель (отсюда и название), кобальт , алюминий и марганец . Электролит, используемый в таких батареях, является щелочным, обычно гидроксид калия .

Химия аккумуляторов увлекательна, и ее изучение имеет огромное и серьезное влияние на наш мир. Noah Technologies поставляет химические вещества производителям батарей и исследователям по всей стране; когда чистота важна, химики компании Noah Tech всегда готовы помочь.

Хотите узнать больше? Свяжитесь с нашей командой здесь.

Все, что нужно знать об автомобильных аккумуляторах

Двигатель внутреннего сгорания существует уже более века, первые двигатели начали использовать в конце 1860-х годов, но запустить их было не так просто, как повернуть ключ зажигания или нажать кнопку запуска и остановки. В те дни запуск производился с помощью рукоятки, которая давала двигателю достаточную компрессию, чтобы запустить цилиндр.Маховик может перенести его на следующий запуск, а может и не перенести его, при этом оператору придется снова провернуть двигатель.

Однако первые водители не запускали свои двигатели надолго, поскольку автомобильные аккумуляторы и электрические стартеры были доступны еще в 1911 году. Первые самолеты, что довольно опасно, запускались вручную до 1930 года, когда требовалось, чтобы кто-то проверял винт. Внедрение электростартера позволило запускать все более крупные и мощные двигатели, которые невозможно было бы запустить вручную, но без автомобильных аккумуляторов даже электростартеры не смогли бы запитать.

Сегодня все поршневые двигатели внутреннего сгорания комплектуются автомобильными аккумуляторами и электростартерами. Автомобильный аккумулятор рассчитан только на короткую вспышку большой мощности, достаточную для того, чтобы двигатель разогнался до пары сотен оборотов в минуту. Как только двигатель запускается, электрический стартер отключается, из-за чего уровень заряда автомобильного аккумулятора снижается на несколько процентов.

Электроэнергия требуется всем бортовым системам, включая зажигание и топливную систему, органы управления двигателем и трансмиссией, аудиосистему и климат-контроль, и это лишь некоторые из них, но автомобильный аккумулятор не предназначен для длительного питания этих систем.Фактически, это может длиться всего несколько минут и в то же время разрушиться. При работающем двигателе генератор, также называемый генератором переменного тока, вырабатывает электроэнергию для остальной части транспортного средства, обычно между 13,5 В и 14,5 В. Этой мощности достаточно для запуска транспортного средства и поддержания заряда аккумулятора.

Как производятся автомобильные аккумуляторы

Национальный институт стандартов и технологий / Wikimedia Commons / Public Domain

Автомобильные аккумуляторы — это устройства хранения энергии, хранящие свою энергию в химической форме.Самая распространенная, довольно пуленепробиваемая технология — а не на самом деле пуленепробиваемая — это заливная свинцово-кислотная батарея. Чередующиеся пластины из свинца, анода, и оксида свинца, катода, погружают в ванну с сернокислотным электролитом, или «аккумуляторной кислотой». Каждая ячейка имеет напряжение 2,1 В, а автомобильные аккумуляторы состоят из шести элементов, поэтому типичный автомобильный аккумулятор «12 В» выдерживает 12,6 В при полном напряжении заряда. Менее распространенные автомобильные аккумуляторы AGM (абсорбированный стекломат) также используют шесть свинцово-кислотных элементов, а не жидкий электролит , а гелевый электролит , заключенный в стекловолоконные маты.

С появлением гибридных и электромобилей меняются автомобильные аккумуляторы. Аккумуляторы для гибридных автомобилей и электромобилей не похожи на аккумуляторы на 12 В и, вероятно, даже не видны и недоступны для обычного водителя или домашнего мастера. Эти автомобильные аккумуляторы с напряжением более 300 В могут убить незащищенного человека. К счастью, эти батареи хорошо защищены и хорошо спрятаны от неподготовленных рук.

Гибридные автомобили могут по-прежнему использовать небольшую 12-вольтовую аккумуляторную батарею для работы электрических систем транспортного средства, но мощность для запуска и работы двигателя обеспечивается основной аккумуляторной батареей и преобразователями напряжения.Гибридные автомобильные аккумуляторы обычно бывают NiMH или литий-ионными (никель-металлогидридными или литий-ионными).

Аккумуляторы для электромобилей почти всегда являются литий-ионными, которые более энергоемкие, чем никель-металлгидридные, что важно с точки зрения пространства, веса и дальности действия, но все же могут использовать небольшую 12-вольтовую батарею для электроники, когда автомобиль не «работает». Во время работы преобразователи напряжения приводят в действие электронику автомобиля и заряжают аккумулятор на 12 В.

Текущие исследования автомобильных аккумуляторов коснулись и других областей химии, таких как LiFePO4 и LisO2 (фосфат лития-железа и диоксид лития-серы) или технологии суперконденсаторов, которые заряжаются и разряжаются почти мгновенно.

Срок службы батареи

Ален Ног / Getty Images

Срок службы современных автомобильных аккумуляторов обычно составляет от 4 до 7 лет, в зависимости от климата, условий эксплуатации и ухода. Сегодняшние методы тестирования аккумуляторов значительно улучшились, но неисправный автомобильный аккумулятор будет давать вам предупреждающие знаки, такие как тусклые фары, странные звуки компрессора кондиционера или медленный запуск двигателя. Регулярно проверяйте автомобильный аккумулятор, особенно перед зимой, так как это может убить слабый аккумулятор.

Замена автомобильных аккумуляторов — простая работа, для которой требуется всего пара основных ручных инструментов.Начните с отсоединения отрицательной клеммы аккумулятора, обычно отмеченной черным или знаком (-). Затем отсоедините положительный полюс аккумулятора, обычно отмеченный красным или знаком (+). Снимите аккумуляторный прижим и аккумулятор. Очистите кабели аккумулятора от коррозии, затем установите аккумулятор в порядке, обратном снятию.

После того, как вы удалили старый автомобильный аккумулятор, отнесите его на станцию ​​утилизации или перегрузочную станцию ​​- магазин автозапчастей обычно забирает его обратно, когда вы покупаете новый аккумулятор.Утилизация автомобильных аккумуляторов предотвращает попадание опасных химикатов и элементов в окружающую среду. Использованные свинцовые пластины перерабатываются в десятки других продуктов, как и сернокислый электролит и даже пластиковые корпуса, часто обратно в новые автомобильные аккумуляторы.

Автомобильные аккумуляторы запускают наши автомобили и грузовики в любое время года и при любой погоде, и забота о них позволяет нам оставаться в движении на долгие годы.

Как работает автомобильный аккумулятор?

02 окт. Как работает автомобильный аккумулятор?

Отправлено в 00:00 в блогах по Шубхам

Автомобильные аккумуляторы отвечают за питание всего автомобиля.Если аккумулятор не работает, то и остальная часть автомобиля тоже. Так как же получается, что одна маленькая батарея обеспечивает достаточно энергии, чтобы запустить целую машину и поддерживать ее в рабочем состоянии?

Автомобильные аккумуляторы работают на химической и электрической энергии. К внешней стороне батареи подключена электрическая цепь, которая заряжает батарею и позволяет электронам течь. В батарее также есть химические вещества, которые вступают в химические реакции друг с другом и с электронами. Электроны действуют как субатомная частица, которая активирует аккумулятор, позволяя ему приводить в действие двигатель автомобиля.

Если вам всегда было интересно, как работает автомобильный аккумулятор, эта статья для вас. Продолжайте читать, чтобы узнать все, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.

Как работает автомобильный аккумулятор

В батарее есть три компонента, а именно два соединителя, известные как анод и катод, а затем химический раствор, в котором находятся соединители. Электрический заряд извне батареи заряжает ее и активирует химическую реакцию внутри батареи.

Химическая энергия преобразуется в электрическую; таким образом, аккумулятор заряжается.

Анод — это положительно заряженный электрод внутри батареи, который позволяет электронам перемещаться за пределы батареи, а катод — это противоположный отрицательно заряженный электрод, через который электроны снова входят.

Каждая химическая реакция между химическим раствором в батарее, анодом и катодом позволяет происходить движению электронов.Электроды участвуют в химических реакциях, происходящих между раствором и разъемами.

Физика работы автомобильного аккумулятора

С точки зрения физики, батарея состоит из трех основных типов компонентов:

• Сепаратор
• Электролит
• Два электрода

Два электрода конкретно называются анодом и катодом, и оба состоят из проводящих материалов, которые позволяют электрическому току проходить через них.Два электрода выполняют разные функции в батарее.

Катод присоединяется к положительному полюсу батареи. Положительный конец — это также место, где ток выходит из батареи. Это происходит, когда внутри него разряжается энергия или когда используется энергия от батареи.

Пока батарея разряжается, электрический ток поступает в батарею на противоположном конце, отрицательном конце. Эта сторона называется анодом.

Не следует путать электрический ток с электронами, главным образом потому, что они более подробно рассматриваются в следующих подзаголовках.Когда электрический ток проходит через анод, электроны выходят через него. Следовательно, они движутся в противоположных направлениях.

Между электродами внутри батареи, а также внутри них (поскольку оба электрода являются губками, которые также впитывают смесь электролита) находится электролит.

Эти частицы, также известные как ионы, объединяются и вступают в реакцию с материалом, из которого сделан каждый из электродов, в результате чего происходит химическая реакция. Химическая реакция позволяет батарее генерировать электрический ток, питающий все, что к ней подключено.

Аккумулятор получает электрический заряд от автомобильного генератора. Генератор переменного тока представляет собой компонент, состоящий из магнитной катушки и стержня внутри двигателя автомобиля, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Электроэнергия вырабатывается через аккумулятор, давая ему заряд. Затем аккумулятор может, в свою очередь, питать электрические компоненты двигателя автомобиля, в первую очередь стартер, без которого невозможно запустить автомобиль.

Химия работы автомобильного аккумулятора

Чтобы понять химический состав автомобильного аккумулятора, мы должны сначала понять химические вещества, присутствующие в каждом из компонентов аккумулятора.Все химические вещества, обнаруженные внутри батареи, содержат некоторую комбинацию водорода, кислорода, серы и свинца.

• Химический раствор — Серная кислота в виде h3SO4 (представляет собой соединение водорода, серы и кислорода)
• Катод — диоксид свинца, обозначенный химической аннотацией PbO2 (соединение свинца и кислорода)
• Анод — Свинец, обозначенный химической аннотацией Pb

Аккумулятор накапливает энергию в химической форме и преобразует химическую энергию в электрическую.Реакция компенсируется внешним подключением электрического кабеля, который передает электрический заряд через батарею.

Катод, губка, состоящая из диоксида свинца и химического раствора серной кислоты внутри батареи, в которой находятся два разъема, взаимодействуют вместе с образованием сульфата свинца

Вот уравнение, показывающее, как это происходит:

Что мы видим из этой формулы, если разложить ее на простые термины, так это то, что когда электроны от электрического заряда, проходящего через клемму батареи, взаимодействуют с диоксидом свинца катода и серной кислотой химического раствора, сульфат свинца и тяжелая вода являются побочными продуктами.

Со стороны анода свинец в аноде реагирует с серной кислотой в химическом уравнении. Взаимодействие двух химических веществ создает сульфид свинца и электроны.

Электроны играют важную роль в химической реакции, происходящей на катодной стороне; однако электроны не могут пройти через химическую формулу к катоду. Вместо этого они должны пройти через внешнюю электрическую цепь и вернуться в катод.

Уравнение дает эту химическую реакцию:

Эти две химические реакции протекают по замкнутому кругу, одна питает другую и наоборот, питая аккумулятор и позволяя ему заряжать двигатель автомобиля.

Как долго работает автомобильный аккумулятор?

Средний срок службы аккумулятора автомобиля — три года. Однако на этот период влияет множество факторов, которые также необходимо учитывать.

Поскольку большая часть работы батареи связана с химическими агентами внутри нее, факторы окружающей среды, которые обычно влияют на эти химические агенты, также являются факторами окружающей среды, которые могут повлиять на батарею. Прекрасный пример этого — температура.

В холодную погоду машину нужно завести и дать немного поработать, чтобы холод не перегрузил аккумулятор. Такая нагрузка на аккумулятор может ослабить аккумулятор и сократить срок его службы, чем предполагалось изначально. И потенциально может привести к поломке вашего автомобиля на обочине дороги.

С другой стороны, тепло имеет тенденцию значительно снижать производительность и запас заряда батареи. Жаркая погода может вызвать испарение жидкости внутри батареи, а также вызвать дополнительные внутренние повреждения.

Как только тепло ослабит аккумулятор, он более уязвим для разрушения при низких температурах, потому что он не имеет сопротивления, чтобы справиться с резкими перепадами температуры.

Еще одна вещь, которая может убить аккумулятор вашего автомобиля, — это оставить его бездействующим на долгое время. Это приведет к тому, что аккумулятор полностью разрядится до следующего запуска автомобиля. Чтобы решить эту проблему, вам необходимо перезарядить разряженный аккумулятор, вынув аккумулятор и зарядив его, а затем заменив его на месте перед повторным запуском автомобиля.

Как работает зарядка автомобильного аккумулятора?

Как упоминалось выше, во время движения автомобиля аккумулятор заряжается с помощью другого компонента двигателя, который называется генератором переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую, которая поступает через аккумулятор. Поэтому обычно аккумулятор специально заряжать не нужно.

Аккумулятор сам по себе разряжает электрическую энергию в остальную часть автомобиля, поэтому ему нужен источник электричества, чтобы поддерживать напряжение на определенном уровне, чтобы автомобиль продолжал работать.

Напряжение батареи — это количество электроэнергии, производимой батареей. Большинство автомобильных аккумуляторов работают при напряжении 12. Но в большинстве автомобилей аккумулятор должен иметь напряжение выше 10,5 В, чтобы он мог питать двигатель автомобиля.

У батареи есть так называемая зарезервированная емкость. Зарезервированная емкость определяет, как долго батарея может разряжаться со скоростью около 25 ампер в случае неисправности соединения между генератором переменного тока и батареей из-за разрыва браслета.

Это показатель того, как долго аккумулятор может работать, если он не может постоянно получать новый заряд от генератора переменного тока во время движения автомобиля. Однако, как только напряжение упадет ниже отметки 10,5, аккумулятор необходимо перезарядить.

Таким образом, в ситуации, когда аккумулятор не получает заряд от генератора переменного тока, из-за проблемы в соединении между двумя частями необходимо использовать внешний источник для зарядки аккумулятора. Это неустойчиво: одно без другого не работает очень долго.

Необходимо заменить генератор и осмотреть весь двигатель, чтобы убедиться, что проблема не является более серьезной. Если проблема заключается в ремне, который соединяет две части, инженер может заменить ремень и исправить соединение.

Кроме того, аккумулятор можно заряжать одним из двух способов. Вы можете подключить два кабеля напрямую к аккумулятору, так называемые «соединительные кабели», чтобы подключить аккумулятор, или вы можете отсоединить аккумулятор от автомобиля и подключить его к зарядному устройству.

Если вы хотите прыгнуть или зарядить аккумулятор, вы должны сначала выключить все фонари и компоненты, обычно подключенные к аккумулятору, и провести на нем некоторое обслуживание.Сначала отсоедините отрицательный кабель или заземляющий кабель. Это всегда черный кабель, если только он не менялся годами.

Даже если кабель был заменен, вы можете идентифицировать его как кабель с маркировкой отрицательного заряда. Затем удалите кабель с пометкой для положительного заряда.

Если какая-либо аккумуляторная кислота вылилась наружу аккумуляторной батареи, очистите клемму щеткой для очистки клемм и смесью воды и пищевой соды для нейтрализации кислоты.

Используйте средства защиты глаз, носа и рта.Если аккумулятор имеет съемные крышки, осторожно подденьте их, чтобы проверить уровень воды. Если уровень воды низкий, доливайте дистиллированную воду только до полной отметки. Обратите внимание, что это требуется не для всех батарей, поэтому, если крышки нет, пропустите этот шаг.

Чтобы запрыгнуть в машину, соединительные кабели подключатся к разряженной батарее и к исправной, которая будет использоваться для зарядки. Подсоедините положительный кабель, красный цвет, к обеим батареям, начиная с разряженной, а затем к положительной стороне батареи.Затем в том же порядке подключите черный провод (отрицательный заряд). Начните с самого низкого уровня заряда и постепенно увеличивайте его до максимального уровня.

Точно так же, если вы планируете зарядить аккумулятор, выньте его из машины и поместите в прочное и безопасное место. Подключите зарядное устройство сначала к красному проводу, затем к черному.

Начните с минимальной скорости зарядки и продолжайте работать до идеальной. Если вам нужна помощь, проверьте стоимость быстрого старта и обратитесь к профессионалу, который поможет вам зарядить автомобиль в их магазине, если вы боитесь ошибок.Включите зарядное устройство и установите таймер на полную зарядку.

Если вы хотите узнать больше о функциях автомобильного аккумулятора, ознакомьтесь с этой статьей!

Заключение

В заключение, автомобильные аккумуляторы получают электрическую энергию, преобразуют ее в химическую энергию, а затем обратно в электрическую энергию, используемую для запуска стартера автомобиля и других электрических компонентов. Если вам нужна дополнительная помощь с автомобильным аккумулятором, поищите «мобильного механика рядом со мной», который поможет вам.

Кроме того, если вы когда-нибудь окажетесь в ситуации, когда вы не знаете, как зарядить разряженный аккумулятор вашего автомобиля, и вам понадобится дополнительная помощь, Mach 1 здесь, чтобы помочь!

Источники

batteryworld.varta-automotive.com

www.manbat.co.uk.

www.cars.com.

www.science.org.au

Physics.aps.org

Physics.stackexchange.com

https://www.youtube.com/watch?v=–DIXM2_OB4

www.livescience.com

ресурс-центр.meineke.com

О батареях> Что такое свинцовая батарея?

Первоначальный процесс начинается с изготовления сеток из сплава свинца, смешанного с небольшим процентным содержанием других металлов. Решетки проводят ток и создают структуру для прилипания активного материала.

Затем на сетки наносится пастообразная смесь оксида свинца — порошка свинца и других материалов — серной кислоты и воды. В пасту добавляется расширительный материал из порошкообразных сульфатов для изготовления отрицательных пластин.

Оттуда приклеенную пластину нужно будет закрепить. Отверждение обычно происходит в контролируемой среде с температурой от высокой до высокой и изменяющейся влажностью в течение двух-четырех непрерывных дней. Во время этого процесса происходит рост кристаллизации, который связывает пасту с сетками. После отверждения пластины должны полностью остыть и высохнуть.

Когда тарелки будут готовы, их нужно будет в качестве альтернативы уложить друг на друга с кусочком разделителя между ними. Разделители представляют собой листы пористого материала, которые предотвращают короткие замыкания, но позволяют электрическому току течь между пластинами.После соответствующего объединения все плюсы соединяются вместе, а по отдельности все негативы соединяются вместе. Эта комбинация положительных, отрицательных и разделительных элементов называется элементом. Затем элементы должным образом сориентируются, вставляются в аккумуляторный отсек и свариваются. Элементы обычно расположены последовательно, чтобы двухвольтовый элемент достиг шести, 12 или любого другого предполагаемого напряжения конечной батареи.

Затем к верхней части корпуса приваривается крышка, которая содержит соединенные элементы, а клеммы формируются снаружи, создавая кислотостойкое уплотнение.

Поскольку конструкция батареи завершена, ее можно заполнить серной кислотой или электролитом и поместить на пластовый заряд. Во время формирования заряда аккумулятор подключается к источнику электроэнергии и заряжается в течение многих часов. Наконец, после того, как батарея полностью сформирована, она будет проходить различные проверки качества, очищаться и маркироваться перед тем, как попасть на место продажи.

Обслуживание автомобильных аккумуляторов

Понимание функции автомобильного аккумулятора — важная часть обучения водителей-подростков.

Автомобильный аккумулятор выполняет множество функций в любой поездке, какой бы короткой она ни была. Без заряженной и правильно установленной батареи вы никуда не денетесь.

Аккумулятор в вашем автомобиле работает так же, как и любой другой аккумулятор; он питает ваш стартер и всю электронику вашего автомобиля. Батареи могут работать долго, но проверяйте их раз в месяц.

Очистка

Первое и самое простое, что нужно сделать, — это содержать корпус в чистоте.Остатки масла и грязь могут накапливаться и вызывать проблемы в работе, преждевременно разряжая аккумулятор или скрывая трещины или вздутия. Чтобы очистить его, просто протрите бумажным полотенцем, смоченным в мягком моющем средстве.

После того, как аккумулятор станет чистым и сухим, осмотрите корпус в течение нескольких минут. Внимательно посмотрите на любые признаки трещин или вздутия, так как они могут указывать на другие проблемы, такие как замерзание или нехватка жидкости.

Проверка электролитов

Жидкость, которая плавает внутри аккумулятора, представляет собой воду и серную кислоту.Если у вашей батареи есть съемные вентиляционные колпачки, вы можете проверить уровень в каждой ячейке — он должен быть НАД над пластинами батареи. Если он низкий, вы можете добавить ДИСТИЛЛИРОВАННУЮ воду, при условии, что клетки не переполнены.

НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОДУ — В НУМЕ СОДЕРЖАТСЯ МИНЕРАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ, КОТОРЫЕ ПРИВЕДЕНЫ ВРЕДА ВАШЕМУ АККУМУЛЯТОРУ

Проверка клемм

Проверьте все полюса батареи, клеммы и оборудование. Вы ищете любые признаки коррозии — белые или голубоватые пятна вокруг клемм.Если вы видите их, приготовьте смесь пищевой соды и воды в соотношении 50/50 и потрите жесткой щеткой. После очистки промойте чистой водой.

Любые другие проблемы с аккумулятором, вероятно, лучше всего подходят для механика, а не для нового водителя.

Запуск автомобильного аккумулятора от прыжка

Если ваш автомобиль не перевернется из-за того, что аккумулятор разряжен, его можно поднять с помощью «запуска от внешнего источника». Это относительно простая процедура, но она может быть очень опасной, если вы не соблюдаете меры предосторожности.Внимательно прочтите передовые методы запуска автомобиля от внешнего источника.

Не рискуйте

Прежде чем что-либо делать, осмотрите аккумулятор:

• Проверьте уровень электролита в аккумуляторной батарее. Если корпус треснул и электролиты вытекли, необходимо заменить батарею.
• Если аккумулятор замерз, корпус может вздуться или на элементах может образоваться лед. В этом случае вам может потребоваться переместить аккумулятор в теплое место и дать ему оттаять, прежде чем продолжить.

Если в аккумуляторе низкий уровень электролита или он замерз, его прыжок может привести к его разрыву или взрыву.

Настройка прыжка

Прежде всего: это общий список шагов, которые необходимо предпринять. Вам всегда нужно обращаться к руководству пользователя, прежде чем продолжить, на случай, если есть какие-либо меры предосторожности или процедуры для конкретного автомобиля.

Вам понадобится:

• Другой автомобиль, желательно с полностью заряженным аккумулятором
• Комплект соединительных кабелей

Расположите заряженный автомобиль так, чтобы аккумулятор находился рядом с аккумулятором на мертвом автомобиле, но не настолько близко, чтобы они соприкасались.

Меры безопасности

• Выньте ключи из каждой машины. Если есть система зажигания без ключа, убедитесь, что брелок находится на расстоянии не менее 10 футов от автомобиля.
• Убедитесь, что стояночный тормоз включен (оба автомобиля)
• Выключить / отключить все электрические системы

Прыжки из машины

• Найдите положительную и отрицательную клеммы на обеих батареях (в большинстве случаев красный = положительный, черный = отрицательный)
• Подключайте кабели в следующем порядке:
  • ПЕРВЫЙ: положительный при разряженной батарее
  • ВТОРОЙ: плюс на заряженном аккумуляторе
  • ТРЕТИЙ: отрицательный результат на заряженной батарее
  • ЧЕТВЕРТАЯ: отрицательный результат на точке заземления, которая находится вдали от батареи.

НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ К РАЗРЕШЕННОЙ БАТАРЕИ

• Включите зажигание в разряженном аккумуляторе автомобиля.
• Если двигатель не запускается, выньте ключ. Заведите машину с заряженным аккумулятором и попробуйте еще раз.
• Как только автомобиль заведется, включите фары и обогреватель, чтобы при любых скачках напряжения пропадал электрический путь.
• Подождите минуту и ​​снимите соединительные кабели В ОБРАТНОМ ПОРЯДКЕ УСТАНОВКИ

Часы тикают на аккумуляторах электромобилей

Шасси нового экологичного автомобиля Chevrolet Volt electric plus gas от General Motors.AFP … [+] ФОТО / Фредерик Дж. Браун (фото следует читать: ФРЕДЕРИК Дж. Браун / AFP / Getty Images)

AFP / Getty Images

Вы должны где-то провести черту, поэтому я выберу 2012 год. Именно тогда Tesla всерьез начала выпускать Model S и большие аккумуляторные батареи, которые питают ее. Конечно, до Model S были электромобили, но их было немного, и я не могу вспомнить ни одного, в котором использовались бы такие большие или сложные пакеты, как P85 и его товарищи по конюшне. Итак, 2012 год.

Семь лет спустя, как держатся эти большие батареи? Что владельцы электромобилей могут ожидать от них в ближайшие годы? А что произойдет, когда срок их службы истечет?

Плюс еще больший вопрос: что будет дальше с аккумуляторными технологиями?

Состояние заряда

Недавно на Reddit появилась ветка, в которой пользователь написал, что батарея его Tesla показала лишь крошечную степень деградации после многих лет службы и 72000 миль.Он был одним из первых покупателей тогда еще малоизвестной Model S (которая вышла в 2012 году), и он утверждает, что с тех пор, как он купил машину в том же году, он потерял всего около двух процентов мощности, что привело к потере всего лишь несколько миль диапазона. За ними следуют сотни комментариев, рассказывающих как похожие, так и разрозненные истории, но, похоже, все сходятся во мнении, что владельцы Tesla не обнаруживают, что их батареи испортились на 50% за пять лет, как утверждали некоторые скептики. В общем, все было наоборот; Большинство комментаторов заявили, что их батареи потеряли лишь несколько процентных пунктов емкости с момента появления новых, а некоторые говорят, что потеряно более 10%.В оригинальном плакате говорилось, что его единственное реальное руководство по «уходу за батареями» — это зарядка до 90%, а не до 100%, что Tesla и другие автопроизводители электромобилей не рекомендуют делать, если только максимальная дальность не требуется для длительной поездки.

Но действительно ли производительность батареи, указанная в сообщении Reddit, хотя и не подтверждена, применима к каждой Tesla или ко всем электромобилям? Аккумулятор — один из самых дорогих компонентов электрифицированного автомобиля, так как долго владельцы могут рассчитывать на то, что он прослужит? Пока кажется, что они держатся, иначе у Tesla будет пиар-катастрофа.Но время идет: Tesla дает гарантию на батарею и трансмиссию в течение восьми лет, а это означает, что у некоторых первых пользователей истекает гарантийный срок. Будет интересно посмотреть, как будут жить эти Tesla и другие владельцы электромобилей по мере того, как накапливаются годы и мили.

Аккумулятор 101

Любая «батарея» — это, конечно, накопитель энергии. Он не генерирует энергию, он просто сохраняет энергию для дальнейшего использования. Современные батареи прошли долгий путь за короткое время. Переход от 160-летних свинцово-кислотных аккумуляторов, подобных тем, которые до сих пор используются под капотом большинства автомобилей с бензиновым двигателем, на литий-ионные элементы, которыми сегодня питается практически все, — это инновация 1990-х годов.

Мы пользуемся популярностью сотовых телефонов и портативных компьютеров, в значительной степени благодаря их быстрому развитию литий-ионных аккумуляторов. Без разработки литий-ионной формулы большая часть технологий, которыми мы сейчас пользуемся, от электромобилей и смартфонов до зеркальных фотокамер и электронных ручек (и многое другое), не существовала бы, или, по крайней мере, не такими удобными способами, которыми мы стали. привыкли и полагаться на. Представьте, что в вашем смартфоне работает полдюжины щелочей AAA. Наверное, часа не хватит, а форм-фактор? Нет, спасибо.

В электромобиле «батарея» на самом деле состоит из сотен или тысяч батареек меньшего размера, обычно цилиндрического типа, которые выглядят как увеличенные элементы AA, иногда называемые 18650 элементами. Они обладают большой мощностью и в совокупности могут толкать двухтонный автомобиль по дороге на сотни миль на скоростях шоссе. Довольно внушительный.

Но аккумуляторные батареи любого типа по-прежнему борются с общими проблемами: деградация с течением времени, которая влияет на способность удерживать заряд, длительное время зарядки и бесчисленные «передовые методы», которым необходимо следовать, чтобы продлить срок службы батареи, даже если эти методы сохраняются. аккумулятор от работы в полную силу.Вы знаете, что они из себя представляют: не загоняйте их полностью. Не делайте их слишком горячими. Не протыкайте их !! Используйте только одобренное зарядное устройство / кабель / штуковину и, как правило, не пытайтесь заменить их самостоятельно.

Что касается электромобилей, то контрольный список также включает в себя отказ от привычки постоянно полностью заряжать до 100% (обычно рекомендуется 80%) и не доводить их до нуля во избежание падения напряжения до такой степени, что аккумулятор может быть поврежден или «Безвозвратно». Причина в том, что такие методы могут ускорить медленный процесс деградации, который ограничивает количество энергии, которое может удерживать батарея, или даже блокировать батарею с точки зрения низкого напряжения.И со временем емкость накопителя только уменьшается и (пока) не восстанавливается, наряду с уменьшением того, сколько энергии батарея может выдать за один раз, что влияет на пиковую мощность двигателя и ускорение. Пока в какой-то момент он не станет настолько плохим, что его придется заменить. Тогда что?

Переработка и повторное использование

В настоящее время не существует стандартизированной организации по переработке использованных аккумуляторов электромобилей. Однако некоторые страны, особенно Китай, видят в этом не проблему, а возможность.К счастью, литий-ионные аккумуляторы подходят для вторичной переработки, и их можно превратить в … большее количество аккумуляторов. Ранние признаки указывают на то, что «выбрасывать» использованные батареи электромобилей, которые часто не «израсходованы» изначально, может оказаться более дорогостоящим (и экологически опасным).

Когда износ аккумулятора достигает 70 процентов, большинство людей выбирают замену аккумулятора или замену автомобиля. В любом случае, когда 70% батареи все еще работает, ее переработка имеет гораздо больший смысл, чем просто бросить ее где-нибудь в яму, особенно с учетом стоимости используемых материалов.

Аккумуляторы

, учитывая их технологическую родословную, вероятно, будут следовать общей дуге большинства технических продуктов: со временем они станут и лучше, и дешевле. А переработка и утилизация отходов, вероятно, станет крупным бизнесом, так же как переработка металлов сегодня является огромной отраслью. Это не значит, что все эти вещи будут происходить автоматически, но поскольку в аккумуляторах используются довольно дорогие материалы, те, кто стремится восстановить материалы для прибыльной перепродажи, будут продолжать совершенствовать свои методы, повышая эффективность, возможно, до такой степени, что возникнет проблема утилизации блоков питания. становится основным соображением в их первоначальном дизайне.В этот момент батареи для электромобилей могут приблизиться к достижению производственного цикла «замкнутого цикла», который требует минимум нового материала для изготовления новой батареи.

Что дальше (возможно)

На прошлой неделе Wired отметила, что Tesla подала патенты на новый тип литий-ионных аккумуляторов, срок службы которых в их автомобилях составляет миллион миль. Ключ, похоже, заключается в изменении рецептуры литий-ионных аккумуляторов. По сути, это эволюция технологии аккумуляторов, которая у нас есть сейчас, а не совершенно новая идея.Это случится? Если патенты будут предоставлены, это может означать новую эру в области питания от батарей. Как вы можете себе представить, с ростом популярности электромобилей и потребностью во все большем количестве аккумуляторов для наших технических игрушек, гонка продолжается, чтобы найти новые составы аккумуляторов, чтобы заменить надежные, но в конечном итоге ограниченные возможности литий-ионных аккумуляторов. Уже есть некоторые альтернативы, но многие производители электромобилей и разработчики аккумуляторов считают твердотельную батарею святым Граалем аккумуляторных технологий.

Что в этом такого хорошего? Твердотельный аккумулятор может в значительной степени решить все известные проблемы с аккумулятором: по задумке, он будет иметь огромную емкость, позволяющую легко проехать более 1000 миль для автомобилей. Время зарядки могло быть таким же, как и время остановки газа. Благодаря экономии на масштабе их производство может быть недорогим — и со временем они станут дешевле. Они могут оказаться очень легкими по весу и очень безопасными благодаря своей «прочной» конструкции.

Проблема в том, что никто не совсем уверен, как сделать тот, который работает как существующие литий-ионные элементы, хотя есть много игроков, которые хотят решить эту проблему.Поиск ответа может вызвать полное переосмысление того, как мы питаем практически все, что требует батареи или жидкого топлива. Таковы перспективы твердотельной батареи. Многие компании вкладывают огромные деньги в исследования и разработки твердотельных батарей, поскольку создание надежного продукта может произвести революцию в мире во многом так же, как лампочка.

.