Принцип работы аккумуляторной батареи автомобиля: устройство, виды и принцип работы АКБ, а также срок службы и характеристики батареи

Содержание

Автомобильный аккумулятор — устройство, схема, принцип работы и параметры АКБ

Аккумулятор или сокращённо (АКБ), очень важная деталь в любом автомобиле. Нет ни одной машины с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было.

Он отвечает за всё электрооборудование машины и без него она просто мертва. Далее рассмотрим, что же это такое и из чего он состоит.

Содержание статьи:

Что такое АКБ для автомобиля, предназначение

То, что аккумулятор отвечает за всё электрооборудование в машине, было указано выше, но тут не всё так просто и однозначно. Главная задача батареи обеспечить запуск силового агрегата.

Когда двигатель запущен вся бортовая сеть запитывается от генератора. В середине 20-го века и даже ближе к его концу были двигатели внутреннего сгорания без аккумуляторов, например, моторы мотоциклов. В них запуск осуществлялся за счёт мускульной силы, а дальше все системы работали уже от генератора.

Однако в последнее время, с насыщением автомобилей различными электроприборами, мультимедийными центрами или климатическими системами, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка идёт от АКБ.

Но вернёмся к основному предназначению батареи. Как бы там не было главная задача по-прежнему остаётся это обеспечение электроэнергией стартера двигателя.

Читайте также: Что делать если при зарядке аккумулятор начинает кипеть?

При запуске, особенно в холодное время года, батарея серьёзно разряжается. Однако генератор кроме питания электроэнергией бортовой сети машины ещё и обеспечивает зарядку батареи.

Поэтому если генератор вышел из строя, то АКБ очень быстро разряжается. Новой заряженной батареи хватает не более чем на 100 км пробега. Во всех остальных случаях машина с неисправным генератором пройдёт ещё меньше.

Из чего сделан и что внутри аккумулятора

Не смотря, на весь технический прогресс, до сих пор, в автомобилях, используются аккумуляторные батареи, изобретённые в середине 19-го века.

Изобретателем АКБ считается Гастон Планте, которые изобрёл его в 1860 году. Ну а современный вид батареи приобрели в 1878 году, после того как его усовершенствовал Камилл Фор.

С этого времени батареи принципиально не менялись, все изменения были только косметическими, касающиеся их внешнего вида и качества изготовления элементов конструкции.

Данные аккумуляторы называются свинцово-кислотными, и в названии заключается описание принципа действия этих устройств.

Рисунок 19 века, на котором показан один из первых аккумуляторов в разрезе.

Итак, аккумулятор состоит из следующих основных частей:

Корпуса;
Крышки;
Отрицательных электродов;
Положительных электродов;
Положительной клемы;
Отрицательной клемы;
Соединительных перемычек;
Заливных пробок;
Электролита

Далее рассмотрим каждый элемент конструкции.

Итак, корпус и крышка батареи состоит из нейтрального к кислоте пластика.

Отрицательные пластины, впрочем, как и положительные состоят из металлического свинца и выполнены в виде решётки.

В отрицательной пластине, промежутки свинцовой решётки заполнены металлическим свинцом, в виде спрессованного порошка. В положительной – спрессованным порошком диоксида свинца (PbO2).

В промежутке между пластинами располагаются сепараторы, которые представляют собой микропористые пластины, сделанные из эбонита или ревертекса. Оба материала можно считать неким вариантом резины, и делаются они из каучука.

Задача сепараторов заключается в том, чтобы разделять положительные и отрицательные электроды и препятствовать их короткому замыканию, которое может произойти в результате вибраций двигателя и всего автомобиля.

Обе клеммы сделаны из металлического свинца и через них происходит подсоединение батареи к бортовой сети машины.

Читайте также: Что делать если разрядился аккумулятор в машине — проверенные способы как вернуть жизнь АКБ

Соединительные перемычки, так же выполнены из свинца и служат для объединения разных банок в единую батарею.

Для чего нужна заливная пробка, легко догадаться из названия этой детали. Она служит для заливки электролита в банки АКБ.

Ну и последняя в списке, но при этом одна из самых главных деталей аккумулятора является электролит. Он состоит из 30 % раствора серной кислоты (h3SO4) и дистиллированной воды.

Принцип работы АКБ

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, при этом на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.

При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. При зарядке так же происходит обратный процесс.

Особенности конструкции современных АКБ

Не смотря на то что, принципиально, аккумуляторы, за более чем 150 лет, не изменились, современность внесла серьёзные изменения в технологию их изготовления и в материалы, из которых они делаются.

Рассмотрим их по отдельности:

Сегодня на наиболее качественных батареях небольшие изменения претерпел материал пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом появилась возможность снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше.

Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Замыкание происходит из-за того, что из пластин осыпается активная зона и внизу банок она замыкает. Во избежание этого сепараторы делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

В материал же самих сепараторов сегодня добавляется стекловолокно. Это так же позволяет делать их тоньше и прочнее.

Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, как известно вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но он всё равно заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

Гелевые электролиты

Аккумуляторы с гелиевыми электролитами можно считать вершиной эволюции кислотных батарей и именно поэтому для них, отведен отдельный раздел. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. Батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Читайте также: Как правильно менять Антифриз в машине

Правда цена по сравнению с аккумуляторами старого поколения возросла от 5 до 10 раз. Но это того стоит. И всё равно стоят они не запредельные деньги, где-то в пределах 100 – 200 условных единиц.

Параметры и характеристики аккумуляторной батареи

Параметры и характеристики аккумуляторов зашифрованы в их маркировке и сейчас мы разберём, что она обозначает.

Этот вопрос мы рассмотрим на примере самой распространённой АКБ 6СТ-55.

Итак, в названии аккумулятора, цифра 6 обозначает, что АКБ состоит из 6-и банок.

СТ – обозначает что батарея стартерная.
55 – обозначает ёмкость батареи, которая составляет 55 Ампер*час.

Для того что бы понимать какой аккумулятор вам нужен, необходимо знать два параметра:

Тип ДВС;
Объём двигателя вашей машины;

Далее рассмотрим для каких двигателей, какие аккумуляторы подходят. Это таблица для бензиновых моторов:

Двигатели объёмом до 1,6 литра. Для них подходят АКБ 6СТ-45;
Двигатели объёмом от 1,6 до 2,5 литров. Для них подходит 6СТ-55;
Двигатели объёмом от 2,5 до 3 литров. Для них подходит 6СТ-60;
Двигатели объёмом от 3 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-75;
Двигатели объёмом более 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90.

Для дизельных силовых агрегатов эти параметры несколько иные:

Двигатели объёмом до 1,5 литра. Для них подходит 6СТ-55;
Двигатели объёмом от 1,5 до 2,0 литров. Для них подходит 6СТ-60;
Двигатели объёмом от 2-х до 2,7 литров. Для них подходит 6СТ-75;
Двигатели объёмом от 2,7 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90;
Двигатели объёмом от 3,5 до 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-132;
Двигатели объёмом более 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-192 и больше.

Как можно увидеть, из-за разных принципов работы дизельных и бензиновых двигателей для них используются аккумуляторы разной ёмкости.

Для дизельных силовых агрегатов вам потребуются более ёмкие батареи.

Аккумуляторы будущего

Как уже упоминалось выше современные батареи по принципу действия точно такие же, как те, что были разработаны в середине 19-го века.

Однако технологии не стоят на месте и, судя по всему, в самое ближайшее время для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) появятся АКБ, созданные на новых принципах. Далее они будут бегло перечислены.

Гелевые аккумуляторы

Об этих батареях достаточно подробно было рассказано выше. Эти батареи уже продаются, и их любой может купить.

Гелевая АКБ

Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи широко известны по мобильным телефонам и иным гаджетам. Однако, сегодня, существуют разработки и для автомобилей. Но, не смотря на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

Во-первых, они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
Во-вторых, для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, что требует переделки электронной части генераторов.
Ну и самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Литий-ионная АКБ, чешской компании Варта

Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Эти аккумуляторы имеют поистине чудесные свойства. Они имеют ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом на много меньшую стоимость, так как в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Опытная графен-полимерная АКБ

Резюме: Выше перечислены только три самых раскрученных или правильней будет сказать, распиаренные технологии.

В мире ведутся работы над батареями, известно что в разработке более тридцати новых схем. Не исключено, что среди этих ещё испытывающихся аккумуляторов могут оказаться некоторые с ещё более интересными свойствами. Как говорится поживем — увидим.

Как устроен автомобильный аккумулятор — типы современных АКБ, принцип их работы, конструктивные особенности

Все статьи
Как устроен автомобильный аккумулятор — типы современных АКБ, принцип их работы, конструктивные особенности

Автомобильный аккумулятор выполняет три функции. Основанная функция АКБ – это запуск двигателя. Также, батарея питает бортовые электрические устройства – при неработающем двигателе. Вторая важная функция – возможность аварийного питания, источником которого аккумулятор выступает в случае поломки генератора. Третья функция – это достижение баланса напряжения, которое поступает от генератора. Эта функция характерна для инжекторных двигателей.

Устройство аккумулятора автомобиля существенно не меняется уже много десятилетий. Хотя развитие технологий и появление новых материалов более высокого качества способствует более надежной конструкции и работе АКБ.

Основу работы аккумулятора составляет принцип возникновения разности потенциалов – то есть, напряжения. Оно возникает между пластинами, которые погружены в раствор электролита.

АКБ – устройство, которое, в зависимости от типа и производителя, имеет определенные конструктивно-технологические различия. Но общий принцип – одинаков: все аккумуляторные батареи содержат электроды, разделенные сепараторами, и помещенные в пространство, заполненное электролитом.

Корпус

Корпус аккумулятора состоит из двух частей: основной глубокой емкости и закрывающей крышки. Она может быть оснащена горловинами с пробками или системой, при помощи которой стабилизируется давление внутри батареи, и отводится образующийся газ. Конструкция корпуса зависит от типа АКБ.

Сам корпус изготовлен из материала, к которому предъявляются большие требования прочности и безопасности. Он должен быть устойчив к воздействию агрессивных химических реагентов, переносить колебания температуры и сильную вибрацию. В большинстве современных аккумуляторов корпус сделан из полипропилена.

Внутренние отсеки

Стандартное устройство аккумуляторной батареи представляет собой контейнер, состоящий из шести секций (или, как их называют, «банок»). Каждая секция – это отдельный источник питания. Она вырабатывает порядка 2 – 2,1 В. Стандартная АКБ рассчитана на 12 В.

В каждой из ячеек находится набор (или пакет) из отдельных пластин с чередующейся полярностью. То есть, одна пластина положительная, другая отрицательная. Причем, пластины отделены друг от друга. Пластины сделаны из свинца и имеют решетчатую структуру в виде прямоугольных сот. Это облегчает нанесение них активной массы – основного рабочего реагента.

Пластины

Для увеличения прочности пластин в них добавляют сурьму. У этой технологии есть и свои недостатки: присутствие сурьмы способствует выкипанию воды из электролита. Это – основная причина, по которой практически во все типы АКБ необходимо доливать воду. Но технологии не стоят на месте. Устройство автомобильных аккумуляторов совершенствуется. Количество сурьмы в свинцовых пластинах значительно уменьшилось, благодаря чему появились малообслуживаемые и гибридные аккумуляторы.

На положительный электрод наносится двуокись свинца, на отрицательный – губчатый свинец. Внутрь заливается электролит, который является водным раствором серной кислоты.

Каждая чередующаяся пластина является электродом, имеющим противоположную полярность.

Таким образом, с целью предотвращения замыкания, между каждой парой пластин располагается сепаратор. Он изготовлен из пористого пластика и не создает препятствий для циркуляции электролита внутри ячейки.

Пластин с отрицательной полярностью больше на 1 единицу, так как каждая пластина с положительным зарядом помещена между двумя отрицательными (минусовыми).

Пакет с пластинами надежно фиксируется, чтобы предотвратить смещение и деформацию. Фиксация осуществляется при помощи специального бандажа. Токовыводы пластин (плюсовые и минусовые) объединены в пары. Концентрация энергии происходит при помощи токосборников – на выводные борны аккумулятора. К ним токоприемные клеммы.

Устройство АКБ обеспечивает максимальную надежность. Современные аккумуляторы – это качественные устройства, выступающие источниками питания даже для самых мощных автомобилей.

Виды современных аккумуляторов

Современные АКБ подразделяются на два основных вида: классические и необслуживаемые. Классические существуют уже больше ста лет и описаны выше. Необслуживаемые аккумуляторные батареи были созданы всего несколько десятилетий назад. Они эффективно работают в любом, даже перевернутом, положении. Вместо жидкого электролита в них применяется гелиевый, или адсорбированный сепараторами. Устройство автомобильного аккумулятора, который является необслуживаемым, подразумевает максимальную герметичность. Для отвода газов, которые выделяются при заряде и разряде, предусмотрен специальный клапан.

Главное различие необслуживаемых АКБ от классических – в более низких разрядных и зарядных токах. Причина – в конструкции необслуживаемых батарей. При больших токах классическая АКБ активно выделяет газ и «закипает». У необслуживаемых и герметизированных батарей этого нет.

Google

Устройство, принцип работы, функции и основные параметры аккумуляторной батареи

Для правильной эксплуатации автомобиля нужно также досконально знать устройство и принцип аккумуляторной батареи. В данной статье подробно описано, из каких деталей состоит батарея, а также ее виды.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Назначение батареи

Важно знать, что если у человека в теле одним из важных органов является сердце, то в автомобиле – аккумулятор. Он находится в бортовой сети – в связке с генератором и является ключом подачи тока.

Устройство автомобильного аккумулятора имеет следующие свойства:

дает заряд тока на стартер, таким образом запуская мотор;
позволяет работать другим элементам в машине, если мотор не работает;
позволяет получать энергию, если автомобиль перегружен.

Для легковых автомобилей и схожих машин значение потребления колеблется в следующих пределах:

емкость от 40 до 130;
пусковой ток имеет такие значения: от 300 до 1300 ампер.

Они имеют такие требования:

малогабаритный;
минимальное обслуживание;
низкий порог саморазряда;
высокий пусковой ток.

Аккумуляторная батарея Барс

Устройство АКБ

Как устроен автомобильный аккумулятор, можно узнать ниже.

Основные компоненты

Большинство современных легковых машин оснащено свинцово-кислотными устройствами на основе жидкого электролита. Они постоянно обновляются и совершенствуются, а также видоизменяются.

Конструкция аккумуляторной батареи состоит из следующих деталей:

клеммы;
выходное отверстие;
крышка;
шина;
корпус;
сепаратор;
электроды.

Схема работы аккумулятора

Для соединения клемм используются перемычки для аккумуляторных батарей. Они позволяют соединить несколько аккумуляторов в группу или подзарядить аккумулятор. Разнозаряженные электроды находятся в одном корпусе и погружены в электролит. Электролит, в который помещаются электроды, готовится из раствора воды и серной кислоты.

Качество этих компонентов имеет большое влияние на продолжительность существования аккумулятора. Электрод имеет вид решетки, которая отводит ток. Она изготавливается из свинцового сплава, в состав которого входят вещества, защищающие металл от разложения. Качество сплава и даже размер решетки – все влияет на работу батареи.

Сепаратор играет роль щита между двумя электродами, имеющими разный заряд. Каждый электрод помещен в сепаратор для защиты от замыкания. Он должен иметь две функции: изолировать электроды друг от друга, но в то же время давать доступ ионам электролита к электродам.

В устройствах, которые изобретены сейчас, электроды составлены из сплава свинца и калия. Благодаря этому саморазряд батареи снижается еще ниже, а также снижается потребление воды. В составе также должен находиться выключатель аккумуляторной батареи, он служит для того, чтобы функции батареи отключались при длительном бездействии машины. Хороший выключатель аккумуляторной батареи должен иметь маленькое сопротивление.

Гелевая батарея фирмы Delta

Особенности конструкции разных видов АКБ

Аккумуляторные батареи могут быть различными:

WET аккумулятор с жидким электролитом. Есть несколько разновидностей: электроды — состоят из сплава свинца с сурьмой, где названного элемента содержится до 6 %; необслуживаемые кальциевые, где в сплаве содержится кальций; смешанный – гибрид. В нем содержатся и кальций, и сурьма.
AGM аккумулятор, состоящий из стекловолокна, прилегающего к свинцовым пластинам.
GEL – в этой батарее электролиты находятся в газообразном виде, который возникает благодаря добавлению в конструкцию кислоту оксида кремния. Данный вид батареи очень редко, практически не применяется в легковых автомобилях, но его можно встретить в трейлерах, мотоциклах и скутерах, а также водных мотоциклах и прочей подобной технике.

Популярность аккумуляторных батарей из стекловолокна повышается благодаря машинам с системой рекуперации энергии торможения и систематикой старт-стоп. В зависимости от этого повышаются и требования.

WET аккумулятор с жидким электролитом

Теперь для автомобильного аккумулятора необходимо иметь:

ток прокрутки еще мощнее;
повышенную устойчивость к саморазряду;
более длительный срок эксплуатации.

Аккумуляторы этого типа пользуются популярностью у водителей машин со множеством электронной техники на борту. На рынках автомобилистов можно встретить аккумуляторы типа EFB, которые в некотором роде схожи с WET батареями. Они находятся на границе между WET и AGM и отличаются тем, что в батареях этого типа залит жидкий кислотный электролит, а электроды покрыты тончайшим микроволокном. Благодаря этому батарея гарантирует большую аккумуляцию энергии в автомобиле, больше держит заряд и имеет мощный токоотвод.

Батареи EFB часто используются в машинах на основе старт-стоп систем. Однако они не настолько популярны, как аккумуляторы WET, так как при покупке придется расщедриться.

При покупке устройства необходимо будет рассчитывать на то, что он будет выделять газы при зарядке. Конечно, современные устройства содержат специальный корпус, который помогает отвести газы.
Элементы, которые выделяются при заряде аккумулятора, связаны с выделением воды, а иногда выделяются в атмосферу, если заряд устройства превышает допустимый уровень.

Существуют аккумуляторы с пламегасителем. Это устройство предназначено для того, чтобы внутри аккумулятора погасить пламя, если газы внезапно загорятся. Ниже можно узнать принцип работы аккумулятора.

AGM аккумуляторная батарея

Принцип действия

Принцип действия заключается в следующем. Активные элементы устройства обладают способностями вступать в реакцию при инициировании нагрузки на клеммы аккумулятора. Работающий аккумулятор провоцирует таким образом появление тока, который вырабатывает сульфат свинца на отрицательной пластине.

Если ток идет извне, то есть от зарядки или генератора, тогда идет обратный процесс. В этот момент на отрицательных электродах возобновляются слои чистого свинца, а на положительных – регенерация диоксида свинца. В устройстве происходит метод двойной сульфации: повышение плотности электролита.

Принцип заряда аккумулятора

Крепление АКБ происходит при помощи положительных и отрицательных выводов из свинца. Они изготавливаются из различной толщины и соответственно маркируются, чтобы при подключении не возникли ошибки. Полярность аккумулятора может быть различной – это зависит от того, как расположены выводы.

Для правильного крепления можно использовать несколько вариантов:

Крепление скобой за выступ корпуса аккумулятора. Это практикуется для аккумуляторов европейского типоразмера.
Если типоразмер азиатский, тогда крепление происходит с помощью рамки.
Американский типоразмер осуществляет крепление при помощи специальных клемм.

Основные характеристики автомобильной батареи

Если говорить о стандартных характеристиках батареи, нужно осветить следующие из них:

емкость;
напряжение;
ток холодной прокрутки.

При приобретении устройства данные показатели можно обнаружить на этикетке аккумулятора или в интернете, на сайте производителя. Когда речь идет о емкости, говорится о полностью заряженном устройстве, которое отдает энергию в течение 20 часов в процессе разряда (автор видео — ChipiDip).

В таком случае размер проявляется в ампер-час. Для сравнения можно взять стандартный аккумулятор автомобиля величиной 55 Ач. Эта батарея при правильной работе должна в течении 20 часов выводить ток 2,75 ампера. Такой разряд в повседневной жизни не практикуется.

Емкость может быть резервной, эта величина обозначается в минутах. Резервная емкость аккумулятора в таком случае может подменить генератор. Величина напряжения на среднестатических легковых машинах устанавливается в размере 12 вольт, а величина тока холодной прокрутки говорит о том, сколько батарея отдает энергии за 10 секунд при температуре в -18 и ниже градусов. Напряжение в таком случае не должно падать ниже 7,5 вольта. Ток прокрутки указывает, сколько времени батарея может крутить стартер в мороз.

Для автомобильного аккумулятора часто используют пусковое устройство. При помощи этого средства можно продлить жизнь батареи, если она работает на износ.

Цена вопроса

Цена, как можно сделать вывод, будет исходить из вида аккумулятора и его составляющих.

Ниже предоставлены цены на батареи:

Видео

«Аккумуляторная батарея. Устройство, диагностика, эксплуатация»

Благодаря этому видео от автора AutoHandMade можно узнать больше об устройстве, принципах работы и правильной эксплуатации.

Загрузка …

что это, значение, принцип работы

В автомобилях и мотоциклах аккумулятор используется для запуска двигателя электростартером. Он служит вспомогательным источником электроэнергии при заглушенном двигателе или в случаях, когда генератор на малых оборотах не справляется с нагрузкой.

Что такое аккумуляторная батарея

Аккумулятор — это перезаряжаемый источник электроэнергии, используемый в машинах и мотоциклах. В автомобилях используются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Этот выбор обоснован тремя качествами:

доступная цена;
высокая удельная энергоемкость;
низкое внутреннее сопротивление (большой пусковой ток).

Принцип действия АКБ (автомобильной кислотной батареи) основан на реакции свинца и его диоксида. При разряде электроэнергия вырабатывается за счет взаимодействия свинца с серной кислотой (образование сульфата). Во время заряда окисляется свинец анода и восстанавливается диоксид свинца на катоде.

Устройства состоят из последовательно соединенных секций («банок») напряжением 2 вольта. Напряжение зависит от сферы применения:

6-вольтовые АКБ применяются на легкой моторной технике;
12-вольтовые — на большинстве мотоциклов, автомобилей, грузовиков и автобусов с бензиновыми моторами;
24-вольтовые — на тяжелых дизельных грузовиках и автобусах, на специальной и армейской технике.

Какие бывают аккумуляторы. Виды аккумуляторов

Аккумуляторные батареи делятся на два типа:

Пусковые, главное назначение первых — питание стартера двигателя. Они отличаются большим пусковым током, однако разрушаются при глубоком разряде и не могут долгое время выдавать большой ток. Такие АКБ устанавливаются на технику с двигателями внутреннего сгорания.
Тяговые, предназначенные для обеспечения ходовых двигателей электроэнергией. Они не могут выдать ток в сотни ампер, зато могут без вреда разряжаться «в ноль» — пластины не разрушаются при глубоком разряде. Более толстые прочные пластины кислотных тяговых АКБ увеличивают вес и стоимость устройств. Такие аккумы используются на электромобилях, погрузчиках и прочей технике с электродвигателями.

В зависимости от сплава состава пластин и электролита, автомобильные пусковые АКБ делятся на следующие типы:

Сурьмянистые. Самая старая разновидность «аккумов», отличающаяся высоким содержанием сурьмы в свинцовых электродах (более 5%). Сурьма увеличивает прочность пластин, однако усиливает процесс электролиза — вода разлагается на кислород и водород. Такие аккумуляторы требуют постоянного контроля уровня содержимого банок и доливки дистиллированной воды.
Малосурьмянистые. АКБ с небольшим содержанием сурьмы (до 5%) медленнее выкипают и не требуют частых проверок уровня электролита. Это позволило создать необслуживаемые батареи, которые практически не требуют вмешательства. В отличие от кальциевых и гелиевых батарей, малосурьмянистые менее требовательны к показателям напряжения бортовой сети. Если напряжение на генераторе превышает норму, АКБ не разрушаются и не теряет емкость.

Кальциевые. Более современные модели, в которых свинец пластин содержит кальций вместо сурьмы. Это позволило еще больше снизить интенсивность газовыделения и уменьшить саморазряд. Они хранятся дольше, однако теряют емкость при систематическом перезаряде и резких скачках напряжения бортовой сети. Поэтому для старых отечественных авто с ненадежным электрооборудованием актуальны малосурьмянистые аккумы.
Гибридные. Малосурьмянистые аноды и кальциевые катоды таких устройств позволяют совместить положительные качества двух типов батарей. Они имеют средние характеристики: расход воды ниже, чем у сурьмянистых, устойчивость к перезаряду выше, чем у кальциевых.
Гелевые и AGM. Электролит в них находится в связанном гелеобразном состоянии. Это исключает возможность утечки кислоты при повреждении или опрокидывании аккума. AGM-устройства заполнены пористым материалом, предотвращающим осыпание пластин. Высокая цена, резкое падение емкости при низкой температуре и уязвимость к большому току заряда делает их востребованными лишь на дорогих иномарках, оборудованных системами «стоп-старт».

Отдельно стоит отметить два вида батарей, используемых на технике с электроприводом:

Щелочные. Никель-железные и никель-кадмиевые аккумы со щелочью вместо кислоты отличаются устойчивостью к глубокому разряду и долговечностью. Однако они обладают высоким внутренним сопротивлением и не могут выдать ток, достаточный для работы стартера.
Литий-ионные. Изделия отличаются высокой энергоемкостью и быстрым зарядом. Однако они дорого стоят, чувствительны к температуре и быстро теряют емкость. Их используют на электромобилях типа Tesla, Nissan Leaf.

Щелочные и литиевые батареи не применяются в качестве пусковых.

Из чего состоит аккумулятор автомобиля (конструкция аккумулятора)

12-вольтовая аккумуляторная батарея состоит из корпуса с отделениями для 6 ячеек. В ячейки помещены сборки из положительных и отрицательных электродов, разделенных сепараторами. Перемычки обеспечивают электрический контакт между анодами и катодами соседних банок. К крайнему катоду и аноду подключена отрицательная и положительная клеммы. Банки заполнены электролитом — водным раствором серной кислоты. Для его заливки и контроля уровня в крышке корпуса имеются пробки.

Основные характеристики автомобильного аккумулятора

При выборе аккума для машины следует обратить внимание на такие показатели:

Емкость — количество электроэнергии, которую может отдать аккумулятор до момента полного разряда.
Напряжение, которое должно соответствовать напряжению бортовой сети.
Пусковой ток, определяющий эффективность работы аккумулятора.
Полярность — расположение положительной и отрицательной клеммы. Если расположить АКБ лицевой частью к себе (стороной с клеммами), при прямой полярности плюс находится слева, при обратной — справа. В отечественных авто и большинстве иномарок предусмотрены аккумы с прямой полярностью.
Габариты. Слишком большую или маленькую батарею не получится закрепить на штатном месте.

Следует учитывать тип АКБ. Для машин с системами «старт-стоп» нужно покупать гелевые и AGM-системы, а на более простые авто следует ставить кальциевые и гибридные.

Сколько служит автомобильный аккумулятор и что на это влияет

Одним из ключевых элементов в конструкции любого автомобиля — аккумулятор. На него воздействуют значительные нагрузки из различных систем – так как он отвечает за многие рабочие узлы. Чтобы повысить срок службы аккумулятора автомобиля, нужно понять принцип действия и какие факторы влияют на долговечность.

Длительность службы АКБ зависит от типа исполнения, производителя и внешних факторов, например, качества эксплуатации. О том, как повысить срок работы аккумулятора автомобиля и что на это влияет нужно разобрать подробно.

Плановый и реальный срок службы различных аккумуляторов

Годность этой детали автомобиля зависит как от заложенных производителем характеристик, так и от внешних факторов, основополагающие из которых тип батареи, и кто изготовил аккумулятор. Реальный срок жизни АКБ зависит от следующих аспектов:

Качество – крупнейшие мировые компании с серьезной репутацией не выпускают низкокачественных изделий, поэтому их устройства служат в разы дольше дешевых аналогов.
Температурные условия – в зависимости от того в каком климате эксплуатируется автомобиль, колеблется и срок службы АКБ.
Тип исполнения – считается, что необслуживаемые аккумуляторы служат дольше обслуживаемых, но если вовремя производится замена дистиллята, то жизнь АКБ увеличивается.
Работа системы зарядки – важно чтобы в цепи сохранялось необходимое напряжение, генератор и регулятор напряжения исправно работали, в противном случае АКБ прослужит на несколько лет меньше планового времени.
Крепления – АКБ важно надежно фиксировать, а клеммы стоять надежно, это будет гарантировать, что батарея не повредится во время поездок.

Плановое количество времени, которое прослужит АКБ зависит в первую очередь от разновидности батареи и марки.

Какая продолжительность работы у различных аккумуляторов разберем более подробно.

Важно: Гарантия распространяется только при условии соблюдения всех норм и требований к использованию изделий производителем. Гарантийный срок службы обычно короче планового, а плановый меньше чем реальный. Всё зависит напрямую от того, как владелец использует агрегат.

Тип исполнения

В автомобилях используются аккумуляторные батареи в различных исполнениях. Самыми распространенными на российском автомобильном рынке свинцово-кислотные, при этом дольше всех работают гелиевые АКБ. В зависимости от типа исполнения аккумуляторы имеют следующий плановый срок годности:

Кальциевый – работает от 4 до 7 лет, но боится глубокой разрядки, необслуживаемый;

2. Свинцово-кислотный – работает от 1 до 3 лет, не выдерживает глубокой разрядки и повышенного напряжения, дешевле аналогов, возможна модернизация.

3. Гибридный – работает от 5 до 7 лет, имеют высокую цену, много подделок на рынке.

4. Гелиевый – работает от 7 до 9 лет при условии, что заряжается согласно техническим требованиям: не переносит неисправные генераторы и ЗУ, не выдерживает мороз.

5. AGM – от 3 до 6 лет, электролит запечатан в стеклоткань, непереносимость перезаряда и полного разряда.

Влияние на срок эксплуатации аккумуляторов в автомобильных электросетях зависит от того, в каких условиях использовался АКБ, количество пробега и влияния различных факторов. Если правильно проводить техническое обслуживание, бережно относится к агрегату и исключить влияние внешних факторов, которые могут сократить службу – то срок годности автомобильного аккумулятора есть возможность увеличить в 2-3 раза.

Производитель

От того какая торговая марка произвела батарею, также зависит сколько она будет служить владельцу транспортного средства. Лучшими считаются аккумуляторы компании «Bosсh».

Чтобы самостоятельно определить какой срок службы у аккумулятора для автомобиля определенной торговой марки, нужно обратить внимание на гарантию, которую указывает изготовитель. В среднем это 24 месяца, но некоторые АКБ имеют гарантированный срок службы до 48 месяцев.

Среди российских владельцев автомобилей известны следующие производители: Varta, Rocket, Bosch, Аком, Тюмень, Зверь, Титан.

Согласно технической информации, лучшие батареи производят зарубежные производители Bosch и Varta. Устройства этих торговых марок имеют гарантию от 6 до 8 лет – в зависимости от типа исполнения. Единственные конкуренты у АКБ от Bosch и Varta — модели от компании Titan, которые имеют гарантию не менее 5 лет.

Факторы, сокращающие срок службы АКБ

Для того чтобы аккумулятор смог работать долгое время, важно обнаруживать и предотвращать влияние различных факторов на агрегат.

Короткие замыкания, коррозия, заряд и разряд аккумулятора – важно устранять все проблемы, тогда агрегат в автомобиле прослужит долго и не нужно будет менять АКБ через пару лет работы.

Короткое замыкание

При возникновении короткого замыкания в аккумуляторе, он становится непригодным для дальнейшего использования. Если проблемная ситуация возникла на новом АКБ, значит это производственный брак и батарея должна быть заменена по гарантийному талону.

Чтобы предотвратить это –аккуратно эксплуатируйте изделие в транспортном средстве, не совершайте езду по бездорожью и ямам, не повреждайте конструкцию.

Коррозия

Основной причиной окончания срока годности АКБ – коррозия внутренних элементов, которую невозможно избежать. Некоторые компании пытаются увеличить длительность службы батареи легированием пластин. Начало коррозии показывает себя в виде снижения заряда и длительности работы устройства.

Глубокий разряд АКБ

Влияние на длительность службы аккумулятора оказывает разряженное состояние АКБ. При глубоком разряде, начинает активизироваться процесс, при котором быстро проходит сульфатация пластин.

Менее критичен глубокий разряд для гибридных моделей, но также опасен для конструкции.

Чрезмерный заряд аккумулятора

При завышенном напряжении, подаваемом на выводы аккумуляторы при подзарядке, возникает чрезмерный заряд аккумулятора, который наносит ему ущерб. Возникает подобная ситуация по причине неисправной работы бортовой системы машины, чаще всего генератора.
Чтобы избежать возникновения этой ситуации – важно проводить техническое обслуживание автомобиля и регулярно проверять регулятор напряжения, генератор и другие бортовые системы.

Прочее

Качество и длительность работы батареи зависит от: тип дорог, температурный режим, качество езды и другие особенности эксплуатации авто. Например, устройство перестает нормально функционировать при постоянном использовании транспортного средства в условиях экстремально низких температур.

При минусовых значениях температуры, для продления реального срока службы аккумулятора, его лучше извлекать из автомобиля и заряжать в домашних условиях. Существуют и другие способы увеличить средний срок работы АКБ.

Важно: Если появилось окисление клейм, нужно обнаружить в чем причина. Клеммы периодически чистите, обрабатывайте специальными составами. Обновляйте детали и крепления на устройстве.

Как продлить срок службы автомобильного аккумулятора?

Чтобы увеличить срок годности аккумулятора легкового автомобиля необходимо принять во внимание советы профессиональных автолюбителей. Рекомендаций достаточно много и все они показывают свою эффективность – увеличивая продолжительность годности батареи в несколько раз. Известные способы продлять жизнь этого агрегата простые и по силу любому. При возникновении сложности в осуществлении проверок, обращайтесь на станцию технического обслуживания.

Делать это в условиях, когда двигатель функционирует, включены системы обогрева стекол, печка и радио. Нормативный уровень напряжения – от 13.4 до 14.5 В. Проверять нужно также количество тока утечки – необходимое значение от 75 до 200 мА.

Следите за состоянием транспортного средства, качеством работы зажигания и двигателя. Правильно работающий стартер заводит мотор с первой попытки. Следите за его работой, так как именно он сильно сажает батарею, чем сокращает ее жизнь. Контролировать нужно и другие системы автомобиля, с которыми взаимодействует аккумулятор.

Если автомобиль стоит без дела, то хранение батареи лучше производить отдельно. В условиях низких температур, отсоединять и хранить устройство рекомендуется исключительно в теплом помещении. При эксплуатации используйте специальный термокейс.

Главное, это относится к устройству бережно. Не допускайте падений, надежно крепите агрегат внутри транспортного средства. Нельзя хватать устройство мокрыми руками или обливать жидкостями.

Следите за плотностью и уровнем электролита, регулярно доливая дистиллированную воду. Если самостоятельно провести проверку всех электросистем сложно, то обратитесь в организацию по техническому осмотру машины.

Пренебрегая этими советами, есть вероятность быстро лишиться правильно работающего АКБ. Разобравшись в том, от каких факторов зависит срок службы автомобильного аккумулятора и как его увеличить, сэкономите в будущем. Приобретая устройство, интересуйтесь гарантией и типом исполнения. Покупайте модели от известных торговых марок, даже если они дороже аналогов.

Принцип работы аккумуляторной батареи (АКБ)

Назначение, устройство и принцип работы аккумулятора

Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией — обеспечением запуска двигателя — мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая — реже применяемая, но от того не менее значимая — использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора. Кроме того, на современных автомобилях с электроникой на борту аккумулятор выполняет роль сглаживателя пульсаций напряжения, выдаваемого генератором.

Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.

Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус — контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек — банок.

Каждая банка является законченным источником питания, напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток.

Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть не что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных — перекись свинца.

Вес залитой АКБ ёмкостью 55 Ач составляет около 18 кг. Эта цифра складывается из массы электролита — 5кг (что соответствует 5,5 л), массы свинца и всех его соединений — 11 кг, а также 1,5 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.

Долговечность работы АКБ.

Средний срок службы современных АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации составляет 4-5 лет.

Наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 — 1.15 г/см3, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов — сульфатации свинцовых пластин.

Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод — необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять плотность электролита. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах — явление нормальное и присутствует всегда.

Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей «подпитки», то падение плотности ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.

Опасен для батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает «кипеть» — происходит разложение воды на кислород и водород и понижение уровня электролита. Вот почему необходимо следить за зарядным напряжением. Естественно, это не составляет труда, если на панели приборов присутствует вольтметр. Если его нет?

В этом случае подключите тестер (в режиме вольтметра) между «+» и «массой» аккумуляторной батареи. Нормальный зарядный режим батареи обеспечивается в диапазоне 14,2±0.7В. В более древних авто напряжение в норме было порядка 14 В, в современных ближе к верхней границе 14,5…14,8 В. Если напряжение меньше, то стоит проверить натяжение ремня, надежность контактных соединений цепей системы электроснабжения. Если же это не помогает — неисправность нужно искать в регуляторе напряжения, а это уже другая история и не без участия электрика. Также вина ложится на регулятор, если напряжение превышает 14.6…15 В.

Рекомендации по эксплуатации

Оптимальным способом зарядки батареи, является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней).

При данном способе происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы. Однако было бы ошибочным полагать, что заряд батареи начинается сразу же после пуска двигателя и продолжается все время, пока двигатель в работе. Исследования показывают, что батарея принимает заряд в сильной зависимости от прогрева электролита.

Именно этим и опасен довольно распространенный способ эксплуатации транспортных средств. Холодный запуск зимой с получасовым движением до работы, и затем редкие непродолжительные поездки на протяжении рабочего дня не дают прогреться электролиту и, следовательно, зарядиться Вашей батарее. Тем самым разряженность АКБ увеличивается изо дня в день и в итоге может привести к печальному результату.

Физические процессы, происходящие при пуске двигателя, отличаются от процессов при разряде батареи потребителями. При пуске участвует не весь объем активной массы и электролита, а лишь та ее часть, которая находится на поверхности пластин и соприкасающийся с поверхностью пластин электролит. Поэтому, после неудачной попытки запустить двигатель, следует подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался, плотность его выровнялась, он проник в поры активной массы. Нормальный запуск двигателя при однократном вращении стартера в течении 10с забирает ёмкость 300А х 10с = 3000 Ас = 0.83 Ач, что составляет около 1.5% от ёмкости аккумулятора.

При медленном же разряде участвуют не только поверхностные слои активной массы, но и глубинные, потому и разряд происходит более глубокий. Однако это не означает, что стартерные режимы не так губительны для батареи — стартером точно также можно разрядить батарею до критической величины.

Каковы же признаки выхода из строя батареи? Батарея не заряжается, плотность низкая и не повышается в процессе заряда. Большой саморазряд — батарея зарядилась, но не держит заряд. Можно попытаться потренировать батарею, однако если произошло осыпание активной массы пластин, либо кристаллизация сульфата свинца, то это уже не исправить.

Вообще, освоить способ оценки степени возможной разрядки батареи от каких-либо действий (в том числе и осознанных) не составит большого труда. Необходимо усвоить несколько истин и запомнить несколько цифр.

1. Батарея начинает более-менее принимать заряд лишь только после прогрева электролита до положительной температуры (как вы понимаете, при температуре воздуха -20° С температура электролита в батарее хранящегося на свежем воздухе автомобиля будет примерно такой же).

2. Коэффициент полезного действия процесса зарядки составляет примерно 50%.

3. Каждый автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:

ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.

ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.

Для многих автомобилей эти цифры имеют следующие значения:

Таблица 1

Ток отдачи на холостом ходу	От 16 до 35 A
Ток отдачи на номинальных оборотах	От 42 до 85 А

Очень важна величина потребления энергии автомобильными приборами:

Таблица 2

Потребитель	Ток, А
Зажигание	2
Габариты	4
Ближний свет	9
Дальний свет	10
Обогрев заднего стекла	10-11
Вентилятор отопителя (печки): 1-я скорость 2-я скорость	5-7 10-11
Cтеклоочистители	3-5
Магнитола	5
Итого:	38-48

Таким образом, оставленные включенными габариты за три часа «съедят» 4А х 3ч= 12 Ач ёмкости батареи, что соответствует разряду приблизительно на 20%. Это не страшно для одного раза. Однако повторив это ещё раз, Вы уже рискуете не завести свою машину, особенно, если дело происходит зимой, т.к. разряд составит порядка 40% (тем более, что к тому же зимой батареи, как правило, эксплуатируются более разряженными).

Аналогично посчитаем, что Вы имеете при продолжительной работе двигателя на холостом ходу. Как уже показано выше, ток отдачи генератора автомобиля на холостом ходу, в среднем, составляет 24А. Вычитаем из этой величины 2А, необходимые для обслуживания системы зажигания. Остается 22А. Используя таблицу 2, нетрудно посчитать, чем стоит пожертвовать с тем, чтобы хоть немного осталось на зарядку АКБ.

Для владельцев иномарок с автоматической коробкой передач картина ещё более печальная. Обычно, стоя в пробке или на светофоре, мы не переключаемся на нейтральную передачу, а жмём ногой на тормоз. Это понижает обороты двигателя от стандартных 800-900 об./мин. до 600-700 об./мин., что, соответственно понизит ток генератора, а стоп-сигналы добавят ещё пару ампер потребления тока. Да и обогрев заднего стекла у немцев, например, существенно мощнее, чем у отечественных автомобилей.

Следует знать, что зимние условия эксплуатации автомобиля в принципе очень тяжелы для аккумуляторной батареи. Наверняка будут полезны следующие данные. Результаты исследований говорят о том, что при эксплуатации автомобиля в обычных и в то же время очень тяжелых, для АКБ, условиях (испытания в режиме эксплуатации «город-зима-ночь») аккумулятор получает порядка 1Ач в час. Следовательно, если, как в примере, приведенном выше, при запуске двигателя (зимой, при работе стартера 10 сек) расходуется 0,83 Ач энергии аккумулятора, то для восполнения этой энергии двигатель должен проработать, хотя бы 0,83*1=0,83 час=50 минут. Если же это время движения меньше, а плюс расход на дополнительные приборы отопления, обогрева, освещения и музыкального сопровождения, то получается, что Ваш АКБ хронически недозаряжается, чем неизбежно идёт к своей преждевременной кончине и обрекает Вас на риск остаться в одно прекрасное, морозное утро не у дел!!!

Терминология

Аккумуляторная батарея — один из основных элементов электрооборудования автомобиля, поскольку она накапливает и хранит электроэнергию, обеспечивает запуск двигателя в различных климатических условиях, а также питает электроприборы при неработающем двигателе.

Автомобильные свинцово-кислотные 12-вольтовые АКБ состоят из 6-ти последовательно соединенных элементов (банок), объединенных в общий корпус. Из каждой банки осуществляется газоотвод, конструкции могут существенно отличаться.

Электролит представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде (для средней полосы России плотностью 1.27-1.28 г/см3при t=+20°С). Кипение электролита — бурное выделение газа при электролитическом разложении воды с выделением кислорода и водорода. Это происходит во время заряда батареи.

Саморазряд — самопроизвольное снижение ёмкости АКБ при бездействии. Скорость саморазряда зависит от материала пластин, химических примесей в электролите, его плотности, от чистоты верхней части корпуса батареи и продолжительности ее эксплуатации.

Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС — электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 13,8-14,8 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В — к перезаряду, что пагубно сказывается на ее сроке службы.

Полярность аккумуляторной батареи — термин, определяющий расположение токосъемных выводов на ее корпусе. На зарубежных батареях полярность может быть прямой или обратной, т. е. ориентировка положительного и отрицательного выводов относительно корпуса может быть различной. По российскому стандарту (если смотреть со стороны выводов) отрицательный (-) должен располагаться справа, положительный (+) слева.

Емкость батареи — способность батареи принимать и отдавать энергию — измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.

Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.

Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) — Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре -18°С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.

Резервная ёмкость — время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.

Корпус современных АКБ — изготавливается из пластмассы, в большинстве случаев полупрозрачной, позволяющей контролировать уровень электролита. Необслуживаемые батареи.

Сразу следует оговориться, что этот термин не должен пониматься буквально и восприниматься как руководство к бездействию. Это название говорит об улучшенных потребительских свойствах батареи. Необслуживаемые АКБ требуют долива воды не чаще одного раза в год при условии использования их на автомобилях с исправным электрооборудованием и среднегодовым пробегом 15-20 тыс. км. Встречаются конструкции, исключающие всякое вмешательство на всем протяжении срока службы, но они особенно критичны к состоянию автомобильного электрооборудования.

Большинство необслуживаемых батарей выпускаются заводами-изготовителями, залитыми электролитом. Так как эти батареи имеют значительно меньший саморазряд, они могут храниться от 6 месяцев до 1 года без подзаряда. Саморазряд новых необслуживаемых батарей за 12 месяцев может составить до 50% от номинальной ёмкости.

Выбор и покупка АКБ

Убедитесь, что выбираемая батарея соответствует конструктивным особенностям вашего автомобиля (ёмкость, место установки, способ крепления, полярность, форма и размер токосъемных выводов). Специализированные торговые фирмы имеют каталоги всего ассортимента, в которых систематизирована информация о модификациях и технических характеристиках.

Нецелесообразно на автомобиль с устаревшей системой электрооборудования устанавливать батарею, исключающую долив воды. Это приведет к сокращению ее срока службы или отказу. Емкость батареи не должна существенно отличаться от указанной заводом-изготовителем автомобиля. Несоблюдение этого условия приводит к резкому сокращению службы как батареи так и стартера.

Очень неплохо знать рекомендуемую величину пускового тока стартера для Вашего автомобиля. На многих автомобилях устанавливаются стартеры с редуктором. Это позволяет существенно уменьшить величину пускового тока в первые моменты запуска, особенно в сильные морозы, а значит существенно продлить жизнь Вашего аккумулятора.

Внимательно изучите текст гарантийного талона. Обратите особое внимание на те разделы, где перечислены: случаи, исключающие гарантийное обслуживание; адреса гарантийных мастерских; условия эксплуатации.

Маркировка аккумулятора должна иметь ссылку на стандарт (DIN, SAE, En или другие). В маркировке по стандарту SAE не указывается значение ёмкости в ампер-часах (Ач). Указание ёмкости в Ач в стандарте SAE – косвенный признак подделки. Наиболее подвержены подделкам дорогие аккумуляторы известных фирм-изготовителей, поэтому приобретать их лучше в торговых фирмах, заслуживающих доверие.

Большинство фирм-изготовителей кодирует дату выпуска АКБ. Современные необслуживаемые батареи допускают достаточно длительное хранение без существенной потери своих потребительских свойств, поэтому дата изготовления менее актуальна. Предпочтительнее приобретать залитый качественным заводским электролитом аккумулятор. Он готов к работе, легко поддается проверке. Не залитый сухозаряженный аккумулятор требует дополнительного времени и затрат на подготовку к эксплуатации.

Не спешите отдать деньги! Вы вправе требовать проверки аккумулятора. Первым делом сдерите с него защитную упаковочную пленку, какой бы красивой она ни была, и убедитесь, что корпус не поврежден – такое случается довольно часто. Затем попросите продавца измерить плотность электролита – она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см3 и одинаковой во всех банках, что соответствует примерно 80-процентной заряженности батареи. Последнюю проверку следует провести с нагрузочной вилкой – ее вольтметр должен показать 12.5–12.9 В при отключенной нагрузке, а при включенной – не опускаться в течение 10 секунд ниже 11В.

В случае отклонения от этих значений, батарея может оказаться частично или полностью непригодной к эксплуатации. Если вам отказывают в проверке аккумулятора, не могут подтвердить качество товара сертификатом, гарантийным талоном, то лучше отказаться от покупки.

Установка АКБ

Перед установкой батареи обязательно полностью удалите с нее полиэтиленовую пленку. Газоотводные отверстия должны быть открытыми. Обратите внимание на правильность подключения. Клеммы АКБ рекомендуется зачистить и после закрепления смазать вазелином. Это делается для предохранения контактов от попадания влаги и окисления места контактов. Особенно это касается силовых проводов с медными (а не свинцовыми) наконечниками.

Очень важно уделить внимание проводам. Клеммы необходимо зачистить не только со стороны аккумулятора, но и с другой стороны. Место, куда крепится массовый провод (-) надо тоже тщательно зачистить от краски, масла и прочей грязи. Контакт затянуть туго. Это же касается клеммы на стартёре. Невнимание к проводам и контактам может очень сильно «выйти боком» зимой на морозе.

Обратите внимание, что на многих автомобилях батарея стоит довольно близко к выпускному коллектору. То есть летом ей будет довольно жарко, а это для батареи очень плохо! На «правильных» машинах предусмотрена термоизоляция АКБ от двигателя.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию

Условия эксплуатации оказывают существенное влияние на срок службы аккумуляторной батареи. Частые запуски двигателя и поездки на короткие расстояния, неисправности электрооборудования (стартер, генератор, реле-регулятор), дополнительные потребители электроэнергии, несвоевременное обслуживание способны сильно сократить срок ее службы.

При продолжительном движении по трассе батарея может перезаряжаться (кипеть) — в городе с малыми пробегами и «пробками» она, как правило, разряжается (см. выше).

Генератор (при холостых оборотах двигателя) зимой не обеспечивает работу большинства штатных потребителей, не говоря о дополнительных. К включенным габаритным огням, ближнему свету фар, стоп-сигналам, указателям поворота, аудиоаппаратуре добавляются обогрев заднего стекла и вентилятор отопителя. Ежедневный недозаряд батареи постепенно уменьшает ее ёмкость, что в итоге приводит к невозможности запуска двигателя стартером.

Отказ аккумуляторной батареи может быть вызван и током утечки в электрооборудовании автомобиля. Это происходит, когда при отключении всех потребителей один или часть из них остается включенным в электрическую цепь (неисправны выключатель или реле). Виновником может быть и сигнализация. После глубокого разряда АКБ может не восстановить свою первоначальную номинальную ёмкость. Батарея не сможет нормально работать, если для запуска двигателя требуется продолжительное включение стартера (неисправны системы питания, зажигания).

Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации сводится к проверке и приведению в соответствие с требованиями: уровня и плотности электролита; чистоты и надежности крепления электрических соединений батареи с корпусом автомобиля, параметров электрооборудования автомобиля. Необходимо также очищать и смазывать выводы и клеммы, содержать батарею в чистоте. Протирайте верхнюю поверхность водным раствором питьевой соды. Доведение плотности электролита до требуемой производится путем заряда батареи от стационарного зарядного устройства. Значение зарядного тока в амперах (А) не должно превышать 1/10 ёмкости батареи (упрощенно).

Продление жизни новой батарее

Коротко об этом сказать трудно. В первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см3, а если до -15°С — 1.24 г/см3 и т.д. Такая точность, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи.

На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%. справка:

Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10…12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2…2.5 раза.

Во-первых, отрегулируйте двигатель так, чтобы он легко заводился с пол оборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше.

Cправка:

Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза. Во-вторых, отрегулируйте при необходимости реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8…14.4В. Это одно из важнейших условий. В-третьих, никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого.

Cправка:

Падение (выкипание при высокой температуре воздуха) уровня дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%. Эти простые советы, продлят жизнь АКБ.

Особенности эксплуатации АКБ в зимний период

Первое! Проверить напряжение генератора при заведённом моторе, которое должно соответствовать 13.8…14.4В. Это питание АКБ, без которого ей не жить!!!

Второе! Обязательно провести ревизию всех силовых проводов, клемм и контактов. Клеммы зачистить мелкой шкуркой. Контакты на АКБ тоже зачистить и затянуть. Можно затем смазать литолом, чтобы к контактам не попадала влага.. С другой стороны силовых проводов так же провести ревизию контактов.

Третье! Замерим плотность электролита во всех банках без исключения. Норма 1.27-1.28 г/см3. У Вас далеко не так!? Значит, снимаем батарею и ставим на зарядку. Ни в коем случае не пытаемся повысить плотность электролита добавлением концентрированной кислоты, какая бы низкая не была его плотность. Желаемого же результата — повышения ёмкости батареи при этом не произойдет.

Прикуривание от другого автомобиля

Для российских автовладельцев нормальная ситуация, когда сосед просит «прикурить» его аккумулятор. Для этой нехитрой процедуры помимо автомобиля с заряженным аккумулятором, необходимы ещё и правильные провода. Те провода, что продаются на рынках имеют просто ужасное качество. Мало одного того, чтобы эти провода были медными и достаточно большого сечения. Необходимы очень качественные «крокодилы», обеспечивающие большую площадь контакта и большое усилие зажима, и необходим хороший контакт между проводом и «крокодилом». Не забываем, что по этим проводам у нас потечёт около 200 ампер!

Чтобы не навредить сложным электронным системам вашей собственной машины, эта, казалось бы, элементарная процедура требует соблюдения строгой последовательности действий.

Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.

Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на «севшем» аккумуляторе.

Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.

Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное — подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т.п., прикуриваемого авто. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре.

Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.

Запустите автомобиль с заряженным аккумулятором и дайте ему поработать не менее одной минуты.

Попробуйте запустить автомобиль с «севшим» аккумулятором. Если двигатель не заведется, подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, дайте ему поработать несколько минут в таком положении.

Выключите автомобиль с заряженным аккумулятором.

При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.

Совет от Eugenijus K.Eugenijus K. :

На машине, от которой прикуривают (источник) надо врубить печку (вентилятор) на полный ход — и зимой, и летом. Дело в том, что индуктивный (реактивный) характер сопротивления работающего электродвигателя практически полностью гасит тот самый бросок (фронт) напряжения, который на машинах с «звенящей» проводкой (Авдотья 100, Субару Легаси до 1996-го и многие другие) может убить бортовой компьютер.

Особенности эксплуатации АКБ в летний период

Не удивляйтесь, если однажды вам будет трудно или вообще не завести машину в жаркую погоду. Теплое время года — такое же испытание, как и холод. Тепло ускоряет химические процессы. Неисправности и дефекты электрической системы автомобиля или аккумулятора незамедлительно скажутся на состоянии батареи. Но, скорее всего, узнаете вы об этом в самый неподходящий момент. Например, ночью во время дождя, когда придется включить освещение, вентиляцию и стеклоочистители. Поэтому не расслабляйтесь. Лето — самый подходящий период для покупки нового аккумулятора.

Летом автомобилист не сразу заметит, что в аккумуляторе плотность электролита и его уровень в банках недостаточные. Но чем выше температура окружающей среды, тем активнее электрохимические процессы. В результате электролиза кислород вступает во взаимодействие с пластинами, а ставший свободным водород испаряется. Таким образом из электролита исчезает вода. Как только уровень раствора оказывается ниже уровня пластин, начинается сульфатация пластин (сульфат свинца растворяется в электролите, а затем оседает на поверхности пластин уже в виде крупных нерастворимых кристаллов и происходит изоляция пластин от электролита). Емкость батареи уменьшается. Электрохимические реакции останавливаются. Аккумулятор выходит из строя.

Имейте в виду, что во время длительного хранения аккумулятора происходит саморазряд (снижение ёмкости). Оставлять батарею в разряженном состоянии не рекомендуется: в этом случае вода испаряется и открываются пластины. А дальше все, как описано выше.

Саморазряд увеличивается от высокой температуры, грязи и электролита (воды) на крышке батареи. Еще одна причина возникновения паразитных токов — неодинаковая плотность электролита в разных банка

Принцип действия и устройство аккумуляторных батарей автомобиля

Категория:

Устройство автомобиля

Публикация:

Принцип действия и устройство аккумуляторных батарей автомобиля

Читать далее:

Принцип действия и устройство аккумуляторных батарей автомобиля

Аккумуляторная батарея предназначена для питания электрической энергией всех потребителей при неработающем двигателе и при работе его с малой частотой вращения коленчатого вала, а также для пуска двигателя стартером.

На автомобилях используют стартерные свинцово-кислот-ные аккумуляторные батареи. Такие батареи способны кратковременно отдавать ток большой величины, что необходимо при пуске двигателя стартером.

Аккумуляторная батарея состоит из трех, шести или двенадцати последовательно соединенных аккумуляторов напряжением 2В каждый. Аккумуляторные батареи выпускаются на 6, 12 и 24В. Простейший свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой пластмассовый сосуд, в который опущены две свинцовые пластины и залит электролит из химически чистой (аккумуляторной) серной кислоты и дистиллированной воды. Если через такой аккумулятор пропускать постоянный электрический ток, то в нем будет протекать химическая реакция с образованием на положительной пластине двуокиси свинца, а на отрицательной — чистого губчатого свинца (Рb). Плотность электролита по мере заряда аккумулятора будет повышаться за счет выделения серной кислоты и поглощения воды. Напряжение на клеммах аккумулятора также будет повышаться. Такой процесс называется зарядом аккумулятора. При включении заряженного аккумулятора во внешнюю цепь будет происходить обратная химическая реакция с отдачей электрической энергии на питание включенных потребителей. По мере разряда пластины аккумулятора будут покрываться сернокислым свинцом, плотность электролита и напряжение аккумулятора будут уменьшаться. Такой процесс называется разрядом аккумулятора. После разряда необходимо вновь зарядить аккумулятор от источника постоянного тока. Поскольку при заряде и разряде аккумулятора изменяется плотность электролита, то по плотности электролита определяют степень раз-ряженности (заряженности) аккумулятора.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Таким образом, действие аккумулятора основано на превращении электрической энергии в химическую при заряде и, наоборот, химической энергии в электрическую — при разряде.

Основными параметрами аккумулятора являются напряжение и емкость.

Напряжение на выводных штырях исправного и полностью заряженного аккумулятора около 2 В. Допускается в процессе эксплуатации разряжать аккумуляторы до 1,7 В.

Количество электричества в ампер-часах (А-ч), полученное от аккумулятора при его разряде до допустимого напряжения, называется емкостью, которую определяют как произведение силы разрядного тока в амперах на время разряда в часах. Емкость зависит от количества и размеров пластин аккумуляторов, силы разрядного тока, плотности и температуры электролита, а также степени заряженности, технического состояния и срока службы аккумулятора (батареи).

Номинальной емкостью аккумуляторной батареи называется наименьшее количество электричества в ампер-часах, которое должна отдать новая, полностью заряженная батарея при непрерывном разряде ее током, равным 0,05 номинальной емкости до напряжения 1,7 В при температуре электролита 25 °С. Номинальная емкость в основном зависит от размеров и количества пластин в аккумуляторе.

Каждый тип стартерной аккумуляторной батареи имеет свое условное обозначение, которое наносится на межэлементном соединении (перемычке) или на баке и означает:
— первое число (3, 6 или 12)—количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарее;
— СТ или ТСТ — назначение батареи: стартерная или стартерная для тяжелых условий эксплуатации, соответственно;
— число после букв — номинальную емкость батареи, выраженную в ампер-часах.

Остальные буквы означают:
— Э, П, Т — материал бака, соответственно: эбонит, пластмасса асфальтопековая, термопластмасса;
— М, МС, Р, PC — материал сепаратора, соответственно: мипласт, мипласт со стекловолокном, мипор, мипор со стекловолокном.

Например, условное обозначение батареи 6СТ-90ЭМС указывает, что батарея состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов, стартерная, номинальная емкость батареи 90 А-ч, бак эбонитовый, а сепараторы двойные — мипласт со стекловолокном.

На автомобилях ГАЗ-66 и ГАЗ-53А устанавливается аккумуляторная батарея 6СТ-75ЭМС. Батарея состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов, размещенных в шестикамерном эбонитовом баке. Каждый аккумулятор включает в себя пять положительных и шесть отрицательных пластин. Положительные и отрицательные пластины представляют собой свинцовые решетки, заполненные активной массой, которая и участвует в химических реакциях при зарядах и разрядах аккумулятора. После сложной технологической обработки пластин активная масса положительных пластин превращается в двуокись свинца (РЬОг) (темно-коричневого цвета), а отрицательных — в губчатый свинец (Рb) (серого цвета).

Однородные пластины аккумулятора соединяются между собой с помощью бареток 5 и образуют полублоки положительных и отрицательных пластин. Чтобы предотвратить соприкосновение разноименных пластин, между ними установлены прокладки — сепараторы. Ребристая сторона сепаратора всегда обращена к положительной пластине. При такой установке сепараторов обеспечивается лучший доступ электролита в поры активной массы положительных пластин, что повышает работоспособность аккумулятора.

Рис. 1. Аккумуляторная батарея:
1 — отрицательная пластина; 2 — сепаратор: 3 — положительная пластина; 4 — предохранительный щиток; 5 —баретка: 6 — штырь: 7 — плюсовая клемма; 8 — бак аккумуляторной батареи; 9 — уплотнительная мастика: 10 — пробка; 11 — крышка аккумулятора; 12 — межэлементное соединение; 13 — вентиляционное отверстие; 14 — минусовая клемма

Для защиты кромок сепараторов и пластин от .механических повреждений при замере плотности и уровня электролита сверху положен предохранительный щиток из кислотостойкого материала.

Сверху каждый аккумулятор закрывается крышкой II с двумя отверстиями для полюсных штырей от положительных и отрицательных пластин. В крышках также выполнены резьбовые отверстия под пробку для залива электролита и штуцеры с вентиляционными отверстиями для автоматической установки уровня электролита. На некоторых батареях 6СТ-75ЭМС штуцера может и не быть. У них вентиляционное отверстие выполнено в пробке. Стыки между крышкой и баком залиты мастикой.

На дне бака выполнены ребра, на которые опираются полублоки пластин. В пространстве между ребрами скапливается осыпающаяся со временем активная масса (шлам), что на гарантийный срок исключает за.мыкание разноименных пластин.

Аккумуляторы соединяют между собой с помощью межэлементных соединений, которые привариваются к штырям полублоков. Крайние штыри аккумуляторной батареи выполняют роль плюсовой и минусовой клемм.

Камеры аккумуляторов изолированы друг от друга. Через резьбовые отверстия крышек в аккумуляторы заливается электролит.

Плотность электролита должна соответствовать климатическому району, в котором эксплуатируется батарея.

Минусовая клемма батареи соединена с массой автомобиля через выключатель батареи, а плюсовая — с бортовой сетью. Для уменьшения падения напряжения на проводах и их нагрева батарея подсоединена к сети проводами большого сечения.

На автомобилях ЗИЛ-131 и ЗИЛ-130 используется батарея 6СТ-ЭМС. По устройству она аналогична батарее 6СТ-75ЭМС, но имеет в каждом аккумуляторе по шесть положительных и семь отрицательных пластин, что увеличивает ее емкость.

На автомобиле ЗИЛ-131 к батарее могут придаваться гидростатические пробки, которые исключают попадание воды в аккумуляторы при преодолении глубокого брода.

На автомобиле «Урал-375Д» устанавливается батарея типа 6СТЭН-140М. Ее особенностью является наличие деревянного ящика, в котором размещаются шесть эбонитовых баков. Клеммы выведены на панель ящика и защищены съемной коробкой. Емкость батареи повышена за счет увеличения количества и площади пластин.

Рекламные предложения:

Читать далее: Неисправности аккумуляторных батарей автомобиля

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Battery 101: как работает автомобильный аккумулятор?

Вашему автомобилю, как и пульту дистанционного управления от телевизора или необычной электрической зубной щетке, для работы необходим аккумулятор. Когда он умирает, ваша машина не заводится, в результате чего вы либо застрянете, либо застрянете дома. Вы знаете, что автомобильный аккумулятор важен, но действительно ли вы понимаете, как он питает ваш двигатель, фары и радио? Следуйте инструкциям, пока мы разберем сложности с аккумулятором и объясним, как работают автомобильные аккумуляторы! Если знания — это сила, вы будете в отличной форме.

Что такое аккумулятор?

Прежде чем углубляться в детали автомобильных аккумуляторов, давайте посмотрим, как аккумуляторы в целом работают. По словам сотрудников НАСА, аккумулятор — это «устройство, преобразующее химическую энергию в электричество». Батареи состоят из ячеек. Эти клетки и содержат настоящую энергию. Они накапливают химическую энергию и по команде преобразуют ее в электрическую. Это то, что питает ваши устройства, от пульта телевизора до электрической зубной щетки.

Как работают автомобильные аккумуляторы?

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. Узнайте больше о других типах автомобильных аккумуляторов.

Как работают автомобильные аккумуляторы

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 вызывает реакцию между двумя пластинами.С научной точки зрения кислота действует как катализатор.
Эта кислота вызовет реакцию на пластине диоксида свинца, в результате чего пластина будет производить 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!

Нужен ли мне новый автомобильный аккумулятор?

Вы могли бы! Несмотря на то, что свинцово-кислотные батареи чрезвычайно надежны, несмотря на перепады температуры, движение и стесненные условия под вашим капотом, типичный аккумулятор прослужит всего около трех-пяти лет.Воспользуйтесь нашим виртуальным тестером аккумулятора и посмотрите, сколько заряда осталось в аккумуляторе вашего автомобиля. Или зайдите в ближайший к вам сервисный центр Firestone Complete Auto Care, чтобы быстро и бесплатно проверить аккумулятор. Мы обеспечим бесперебойную работу вашего автомобиля и дольше с помощью простого профилактического осмотра.

Как работает автомобильный аккумулятор?

Аккумулятор является важным требованием для работы большинства электрических и электронных устройств, и автомобильная система не является исключением. Понимание химии того, как работает автомобильный аккумулятор — совсем другое дело.

Почти каждый знает что-то об автомобильном аккумуляторе, например, как его снимают, заряжают или хранят. Но сколько людей знают, как работает автомобильный аккумулятор? Думаю, очень мало. Что ж, вы собираетесь получить отличное представление о том, как работает автомобильный аккумулятор?

Как работает автомобильный аккумулятор

Когда зажигание автомобиля включается, внутри аккумулятора начинается последовательность реакций, в результате которых возникает электричество. Чтобы поддерживать эту последовательность, устройство, называемое генератором переменного тока, продолжает генерировать электроны, а также сохранять те, которые может.

Создает генерирующую часть с помощью ремня, который передает энергию аккумулятору. Боюсь, без этой последовательности реакций ваша машина не заведется.

Давайте покажем, как это работает изнутри

Стандартная батарея содержит 12 сеток на шести элементах батареи SLI, что означает две сетки на ячейку. Одна из решеток состоит из свинца как единого элемента, а вторая — из оксида свинца. В общей сложности батарея излучает мощность 12 вольт, при этом каждая ячейка излучает два вольта.

Обе аккумуляторные решетки погружаются в раствор серной кислоты, который активирует реакцию между ними. Но как работает батарея , так это то, что раствор кислоты катализирует реакцию выброса, которая производит ионы и сульфат свинца.

Ионы, образующиеся в результате первой реакции, реагируют со второй сеткой с выделением водорода и сульфата свинца.

Электроны, возникающие в результате этих реакций, производят необходимое электричество, питающее автомобиль. Этот поток электронов вокруг ячеек активирует клеммы аккумулятора, который передает их всему автомобилю через кабели.Теперь вы можете включить машину и стерео.

Существует вероятность реверсирования, если генератор не работает для зарядки аккумулятора. Чтобы избежать разряда аккумулятора, убедитесь, что он заряжается во время работы автомобиля.

Автомобильный аккумулятор не только излучает электроны, которые производят энергию, но также обеспечивает единообразную подачу электричества для поддержания работоспособности автомобиля. Он также может хранить заряды для будущего использования.

Структура автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор не похож на элементы, используемые в небольших электронных устройствах, таких как фен.У него есть шесть других малых ячеек, которые соединены последовательно. Это соединение заставляет энергию от каждой ячейки складываться, создавая 12 вольт.

На каждую ячейку поступает 12 вольт (по два вольта), хотя при правильном расчете это 12,6 вольт. Принцип излучения энергии остается прежним. Однако некоторые модели батарей могут отличаться по излучаемому напряжению.

Как работает автомобильный аккумулятор внутри?

Обычный метод работы батарей, когда они соединены с электрической цепью, — это испускание электронов.Проще говоря, электрон имеет отрицательный заряд (единственная отрицательная часть атома), и он играет важнейшую роль в обеспечении энергии.

При работе аккумулятора следует учитывать важные моменты. Во-первых, ячейка содержит два вывода, а именно катод (положительный) и анод (отрицательный). И эти клеммы глубоко погружаются в раствор серной кислоты, реагируя с анодом с испусканием электронов.

После этого катод отправляет эти электроны обратно в раствор для поддержания химического баланса.Этот перенос электрона представляет собой совершенно новую реакцию между катодом и кислотой, которая отличается от первой реакции. Если батарея разряжена, значит, одна из этих реакций была неполной.

Химические реакции в батарее

В типичном свинцово-кислотном элементе есть положительные и отрицательные клеммы. Положительный вывод — это оксид свинца (катод), а свинцовый элемент (анод) — отрицательный вывод. Катализатор, известный как кислотный раствор, представляет собой серную кислоту (h3SO4), которая образует сульфат свинца на клеммах при использовании аккумулятора.

Химическое определение формулы реакции

PbO2 + 4H + + SO2- + 2e- -> PbSO2 + 2h3O
Pb + SO2- -> PbSO4 + 2e-

В приведенном выше наборе реакций первая реакция поглощает электроны, в то время как реакция два испускает электроны. А электроны могут быть полезны только через клеммы, которые подключаются к проводам аккумулятора.

Как заряжается автомобильный аккумулятор?

Пользователям необходимо своевременно заряжать автомобильный аккумулятор, чтобы он не разрядился, поэтому необходим надежный метод зарядки.Без этого, когда аккумулятор обеспечивает энергию, необходимую для работы автомобиля, он обязательно умрет.

В обычном современном автомобиле генератор заряжает аккумулятор во время его использования. Но в старых моделях автомобилей функции зарядки выполняет динамо-машина. Оба зависят от системы с ременным приводом от двигателя, который вращает ротор в кабелях генератора.

Ротор получает электроны за счет намагничивания мелких частиц, когда медный углерод царапает железное зажимное кольцо на балке.Вращение электромагнита внутри катушки статора — это то, что производит внутри них электричество.

Поток электронов, производящий электричество, является переменным. Это означает, что он течет вперед и назад, в зависимости от направления ротора. Но для большей эффективности его нужно выпрямить, чтобы получить постоянный ток.

Динамо-машина работает с постоянным током, но не так эффективна, как частота вращения двигателя. Но одно можно сказать наверняка: он тяжелее генератора переменного тока.

Когда он не заряжается должным образом, приборная панель становится яркой, указывая на предупреждающий знак.Это происходит чаще всего, когда двигатель останавливается.

Как автомобильный аккумулятор накапливает энергию

Быстрый поток электронов от клемм попадает в двигатель автомобиля, в результате чего генератор начинает подавать электроны. Цинк-медно-солевой аккумулятор Volta не меняет реакцию электронов быстро, как свинцово-свинцовый оксид-h3SO4 в Plante.

Избыточное количество генерируемых электронов переходит в раствор, который отдает его терминалам для производства электроэнергии. Эти серии возвратно-поступательных реакций использовались с течением времени, и можно сказать, что они являются надежным источником энергии для автомобилей.Он настолько эффективен, что не было необходимости в лучшем методе.

Тем не менее, старайтесь не наносить вред окружающей среде, всегда утилизируя старые батареи.

Как автомобильный аккумулятор регулирует ток?

Генератор вырабатывает переменный ток, который преобразуется в постоянный (выпрямленный) диодами, которые пропускают поток электронов в одном направлении. Регулятор внутри генератора обеспечивает стабильную подачу напряжения. Оба устройства находятся внутри или снаружи генератора переменного тока.

Заключение

Если вы были с нами внимательно, то, должно быть, наконец поняли, как работает автомобильный аккумулятор? Батарея — это объект химических реакций, который помогает вырабатывать электричество, используемое в автомобиле. Он не только активирует и перерабатывает электроны, но и у клетки есть механизм, который обеспечивает ее перезарядку.

Что такое автомобильный аккумулятор и как он работает?

Автомобильный аккумулятор: что такое аккумулятор?

Электрооборудование автомобиля состоит из множества различных модулей.Однако автомобильный аккумулятор — это сердце бортовой сети автомобиля. Он подает начальный ток в системы запуска и зажигания. Когда генератор / генератор не заряжается (двигатель остановлен), аккумулятор постоянно подает ток на другие электрические устройства. Кроме того, он действует как вторичный источник электрического тока, когда транспортное средство не работает или частота вращения генератора / генератора недостаточна для удовлетворения требований.

Емкость аккумулятора:

С течением времени батарея обновлялась и обновлялась.Таким образом, он изменил свой внешний вид и вместимость. Однако основная функция аккумулятора в основном осталась неизменной. Батарея теперь должна быть значительно большей емкости. Это связано с тем, что также увеличилось количество компонентов, работающих от электроэнергии.

На самом деле емкость обычной батареи зависит от количества содержащегося в ней химического вещества. Таким образом, он также ограничивает количество подаваемого тока. Свинцово-кислотные, никель-щелочные и воздушно-цинковые батареи являются наиболее популярными типами батарей в транспортных средствах.

Функция автомобильного аккумулятора:

Основная функция автомобильного аккумулятора — накапливать и распределять электрический ток по различным системам в автомобиле. Современному транспортному средству требуется автомобильный аккумулятор для работы многих электрических компонентов / устройств, таких как электрические датчики, цифровые устройства, электрические стеклоподъемники, центральный замок, кондиционер и т.д. Компонент работает от электрического тока.

Кроме того, автомобильный аккумулятор действует не только как накопитель, но и как буфер для электрических компонентов в транспортных средствах. Таким образом, помимо предохранителя, он также помогает защитить компоненты от внезапного скачка тока в случае неисправности в генераторной системе.

В настоящее время многие компоненты работают электрически / электронно; отказавшись от чисто механической функции, которую использовали автомобили более раннего поколения. Сегодня есть полностью электрические автомобили, которые работают только на электрическом токе.Электромобили должны иметь больший запас хода, чтобы путешествовать беспрерывно. Итак, инженеры разработали усовершенствованный вариант аккумулятора с большей емкостью. Эта батарея известна как литий-ионная (Li-Ion) батарея. Он может хранить больше тока, что изменило способ работы автомобилей сегодня.

Типы АКБ по технологии:

Свинцово-кислотный аккумулятор
Щелочная батарея
Цинково-кислотный аккумулятор
Литий-ионный аккумулятор

Тем не менее, литий-ионные аккумуляторы являются последним и наиболее совершенным типом из всех.Производители используют литий-ионные батареи в основном в электромобилях. Его емкость для хранения электроэнергии выше, чем у других типов батарей.

Типы аккумуляторов по напряжению:

6 В — обычно используется в небольших велосипедах
12 В — Обычно используется в мотоциклах и автомобилях
24 В — Обычно используется в коммерческих автомобилях

Батарея основные компоненты:

Положительные пластины
Разделительные пластины
Положительная клемма
Отрицательная клемма
Внешний корпус / Контейнер

Сведения о конструкции свинцово-кислотной батареи:

Кроме того, свинцово-кислотная батарея состоит из цельного литого контейнера.Он изготовлен из твердой резины или битумного материала. Этот материал обладает высокими кислотостойкими и изоляционными свойствами, а также большей механической прочностью. Он разделен на ряд отсеков или ячеек номинальным напряжением 2 вольта. Обычно в 12-вольтовой батарее всего 6 ячеек по 2 В каждая. Свинцовые стержни соединяют эти ячейки последовательно. Кроме того, аккумулятор имеет два набора пластин или электродов. Их окунают в раствор разбавленной серной кислоты или электролита. В основном один электрод состоит из диоксида свинца, а другой — из губчатого свинца.

Когда элементы начинают функционировать, кислота вступает в реакцию с пластинами, преобразуя химическую энергию в электрическую. Отрицательный заряд накапливается на свинцовой пластине, а положительный заряд накапливается на пластине из пероксида свинца. Производители используют перемычки для упора пластин аккумулятора в нижней части каждого отсека. Таким образом, это помогает удерживать отложения между ребрами моста. Это также предотвращает перемычку и короткое замыкание пластин, собирая активный материал, падающий с пластин сетки в пустоты.Формованная крышка закрывает ячейку съемной пробкой для доливки и тестирования этой отдельной ячейки. производители предусматривают вентиляционные отверстия, позволяющие улетучиваться газам, выделяющимся во время процесса зарядки.

Следующие химические процессы, происходящие во время зарядки и разрядки аккумулятора:

Разряд

PbO2 + h3SO4 + Pb ↔ PbSO4 + 2 h3O + PbSO4

Заряд

(перекись свинца + серная кислота + губчатый свинец) ↔ (сульфат свинца + вода + электролит)

Bosch, Johnson Controls, Exide и Lucas — одни из ведущих производителей аккумуляторов в мире.

Посмотрите конструкцию автомобильного аккумулятора здесь:

О компании CarBikeTech

CarBikeTech — технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Как работают аккумуляторы для электромобилей?

Последнее обновление 15.11.2018

Система накопления энергии в электромобилях представляет собой аккумулятор.Тип аккумулятора может варьироваться в зависимости от того, является ли автомобиль полностью электрическим (AEV) или подключаемым гибридным электрическим (PHEV). Современная технология аккумуляторов рассчитана на увеличенный срок службы (обычно около 8 лет или 100 000 миль). Некоторые батареи могут работать от 12 до 15 лет в умеренном климате или от 8 до 12 лет в экстремальных климатических условиях. В электромобилях используются четыре основных типа аккумуляторов: литий-ионные, никель-металлогидридные, свинцово-кислотные и ультраконденсаторы.

Типы аккумуляторов электромобилей

Литий-ионные аккумуляторы

Наиболее распространенным типом аккумуляторов, используемых в электромобилях, является литий-ионный аккумулятор.Этот вид батареи может показаться знакомым — эти батареи также используются в большинстве портативных электронных устройств, включая сотовые телефоны и компьютеры. Литий-ионные батареи имеют высокое отношение мощности к весу, высокую энергоэффективность и хорошие характеристики при высоких температурах. На практике это означает, что батареи содержат много энергии для своего веса, что жизненно важно для электромобилей — меньший вес означает, что автомобиль может путешествовать дальше на одной зарядке. Литий-ионные батареи также имеют низкую скорость «саморазряда», что означает, что они лучше, чем другие батареи, сохраняют способность сохранять полный заряд с течением времени.

Кроме того, большинство деталей литий-ионных аккумуляторов подлежат переработке, что делает эти аккумуляторы хорошим выбором для тех, кто заботится об окружающей среде. Эта батарея используется как в AEV, так и в PHEV, хотя точный химический состав этих батарей отличается от тех, что используются в бытовой электронике.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи более широко используются в гибридных электромобилях, но также успешно используются в некоторых полностью электрических транспортных средствах. Гибридные электромобили не получают энергию от внешнего подключаемого источника и вместо этого полагаются на топливо для подзарядки батареи, что исключает их из определения электромобиля.

Никель-металлогидридные батареи имеют более длительный срок службы, чем литий-ионные или свинцово-кислотные батареи. Они также безопасны и терпимы к злоупотреблениям. Самая большая проблема с никель-металлогидридными батареями — их высокая стоимость, высокая скорость саморазряда и тот факт, что они выделяют значительное количество тепла при высоких температурах. Эти проблемы делают эти батареи менее эффективными для перезаряжаемых электромобилей, поэтому они в основном используются в гибридных электромобилях.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные батареи в настоящее время используются в электромобилях только для дополнения других аккумуляторных нагрузок.Эти батареи являются мощными, недорогими, безопасными и надежными, но их короткий календарный срок службы и плохие характеристики при низких температурах затрудняют их использование в электромобилях. В разработке находятся свинцово-кислотные аккумуляторные батареи большой мощности, но сейчас они используются только в коммерческих транспортных средствах в качестве вторичного накопителя.

ионисторы

Ультраконденсаторы — это не батареи в традиционном понимании. Вместо этого они хранят поляризованную жидкость между электродом и электролитом.По мере увеличения площади поверхности жидкости увеличивается и емкость для хранения энергии. Ультраконденсаторы, как свинцово-кислотные батареи, в первую очередь полезны в качестве вторичных запоминающих устройств в электромобилях, поскольку ультраконденсаторы помогают электрохимическим батареям выравнивать их нагрузку. Кроме того, ультраконденсаторы могут обеспечить электромобили дополнительной мощностью во время ускорения и рекуперативного торможения.

Как работают аккумуляторы электромобилей?

Полностью электрические транспортные средства имеют электрический тяговый двигатель вместо двигателя внутреннего сгорания, используемого в автомобилях с бензиновым двигателем.В AEV используется тяговый аккумулятор (обычно литий-ионный аккумулятор) для хранения электроэнергии, используемой двигателем для привода колес транспортного средства. Тяговая аккумуляторная батарея — это часть автомобиля, которую необходимо подключить и перезарядить, и ее эффективность помогает определить общий запас хода автомобиля.

В подключаемых к сети гибридных электромобилях тяговый электродвигатель питается от тягового аккумулятора, как и AEV. Основное отличие состоит в том, что аккумулятор также имеет двигатель внутреннего сгорания.PHEV работают на электроэнергии до тех пор, пока батарея не разрядится, а затем переключаются на топливо, которое питает двигатель внутреннего сгорания. Аккумулятор, обычно литий-ионный, можно заряжать, подключив его к электросети, с помощью рекуперативного торможения или используя двигатель внутреннего сгорания. Комбинация аккумулятора и топлива дает PHEV больший запас хода, чем их полностью электрические аналоги.

Способы зарядки аккумуляторных батарей электромобилей

	Электромобили	Подключаемые гибридные электромобили
Зарядные станции для электромобилей	✓	✓
Рекуперативное торможение	✓	✓
Двигатель внутреннего сгорания		✓

И для AEV, и для PHEV аккумулятор обычно заряжается через стандартный разъем и розетку, которая работает с любой вилкой уровня 1 (120 В переменного тока) или уровня 2 (240 В для жилого помещения / 208 В для коммерческого использования).Некоторые станции быстрой зарядки используют разные рецепторы (известные как рецепторы SAE или CHAdeMO), которые не стандартизированы. Тип приобретаемого вами автомобиля определяет, какую зарядную станцию вы можете использовать.

Аккумуляторы для электромобилей, солнечная энергия и вы

Зарядка вашего автомобиля электричеством дает вам возможность сократить выбросы парниковых газов за счет заправки вашего автомобиля возобновляемым источником, например солнечной энергией. В среднем 80 процентов зарядки электромобилей происходит дома, и солнечные батареи могут как компенсировать затраты на регулярную зарядку автомобиля, так и сократить использование невозобновляемых видов топлива в процессе подзарядки.Кроме того, многие общественные зарядные устройства используют солнечные батареи как способ сократить использование невозобновляемой энергии на протяжении всего процесса. Если вас интересует установка солнечных панелей и установка зарядной станции для электромобилей дома, просто присоединяйтесь к EnergySage Marketplace сегодня и укажите свой интерес к зарядке электромобилей при заполнении вопросов в профиле.

Как работают электромобили? | Объяснение электрических двигателей

Как работает двигатель электромобиля?

Электромобили работают, подключаясь к зарядной точке и получая электроэнергию из сети.Они хранят электричество в аккумуляторных батареях, которые приводят в действие электродвигатель, который вращает колеса. Электромобили ускоряются быстрее, чем автомобили с традиционными топливными двигателями, поэтому им легче управлять.

Как работает зарядка?

Вы можете зарядить электромобиль, подключив его к общественной зарядной станции или к домашнему зарядному устройству. В Великобритании есть множество зарядных станций, чтобы оставаться полностью заряженными, пока вы в пути. Но чтобы получить лучшее предложение для домашней зарядки, важно установить правильный тариф на электроэнергию для электромобилей, чтобы вы могли тратить меньше денег на зарядку и больше экономить на своих счетах.

электромобилей и их диапазон

Как далеко вы можете проехать с полной зарядкой, зависит от автомобиля. У каждой модели разный диапазон, размер батареи и эффективность. Идеальный электромобиль для вас — это тот, который вы можете использовать в обычных поездках, не останавливаясь и не заряжаясь на полпути. Изучите наши варианты лизинга электромобилей.

Какие типы электромобилей существуют?

Существует несколько различных типов электромобилей (EV). Некоторые работают исключительно на электричестве, это называется чистыми электромобилями.А некоторые также могут работать на бензине или дизельном топливе, это называется гибридными электромобилями.

Подключаемый к электросети — это означает, что автомобиль работает исключительно на электричестве и получает всю свою мощность, когда подключается к сети для зарядки. Этому типу не нужен бензин или дизельное топливо для работы, поэтому он не производит никаких выбросов, как традиционные автомобили.
Подключаемый гибрид — Эти автомобили в основном работают на электричестве, но также имеют традиционный топливный двигатель, поэтому вы также можете использовать бензин или дизельное топливо, если они разрядятся.Когда они работают на топливе, эти автомобили будут производить выбросы, но когда они работают на электричестве, они не будут. Подключаемые гибриды могут быть подключены к источнику электричества для подзарядки их батареи.
Гибрид-электрический — Они работают в основном на топливе, таком как бензин или дизельное топливо, но также имеют электрическую батарею, которая заряжается за счет рекуперативного торможения. Они позволяют переключаться между использованием топливного двигателя и режимом «EV» одним нажатием кнопки. Эти автомобили нельзя подключить к источнику электричества и использовать бензин или дизельное топливо для получения энергии.

Какие внутренние части у электромобиля?

на 90% меньше движущихся частей, чем у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Вот разбивка частей, которые обеспечивают движение электромобиля:

Электрический двигатель / Moto r — обеспечивает вращение колес. Это может быть тип DC / AC, однако чаще встречаются двигатели переменного тока.
Инвертор — преобразует электрический ток в форме постоянного тока (DC) в переменный ток (AC)
Трансмиссия — электромобили имеют односкоростную трансмиссию, которая передает мощность от двигателя на колеса.
Батареи — Накопите электроэнергию, необходимую для работы электромобиля. Чем выше мощность батареи, тем выше диапазон.
Зарядка — Подключите к розетке или зарядному устройству электромобиля для зарядки аккумулятора.

Аккумуляторы для электромобилей — объяснение емкости и кВтч

Киловатт (кВт) — это единица мощности (сколько энергии требуется устройству для работы). Киловатт-час (кВтч) — это единица энергии (показывает, сколько энергии было использовано), т.е.г. 100-ваттная лампочка потребляет 0,1 киловатта каждый час. В среднем дом потребляет 3 100 кВтч энергии в год. Электромобиль потребляет в среднем 2000 кВтч энергии в год.

Зарядка электромобиля

Как заряжать электромобиль?

Электромобиль можно зарядить, подключив его к розетке или подключив к зарядному устройству. В Великобритании есть множество зарядных станций, чтобы оставаться полностью заряженными, пока вы в пути. Есть три типа зарядных устройств:

Трехконтактный штекер

Socketed

На привязи

Сколько времени нужно для зарядки электромобиля?

Есть также три скорости зарядки электромобилей:

Медленная — обычно до 3 кВт. Часто используется для зарядки ночью или на рабочем месте. Время зарядки: 8-10 часов.
Fast — обычно номинальная мощность 7 кВт или 22 кВт. Обычно устанавливаются на автостоянках, в супермаркетах, развлекательных центрах и в домах с парковкой во дворе. Время зарядки: 3-4 часа.
Rapid — обычно от 43 кВт. Совместим только с электромобилями с возможностью быстрой зарядки. Время зарядки: 30-60 минут.

Зарядка в разные сезоны

Погода влияет на количество энергии, потребляемой вашим электромобилем.У вас есть больший диапазон летом и меньший диапазон зимой.

Зарядка в пути

Не забудьте загрузить приложение Zap-Map, чтобы найти ближайшую зарядную станцию, когда вы в пути.

Как далеко вы можете путешествовать на одной полной зарядке?

Диапазон электромобилей зависит от емкости аккумулятора (кВтч). Чем выше мощность аккумулятора электромобиля, больше мощности, тем дальше вы путешествуете. Вот примеры того, как далеко зайдет заряд некоторых электромобилей:

Как работают аккумуляторы электромобилей

Батарея — это устройство для хранения химической энергии и преобразования этой химической энергии в электричество.Батарея состоит из одного или нескольких электрохимических элементов , каждый из которых состоит из двух полуэлементов или электродов . Одна полуячейка, называемая отрицательным электродом , имеет избыток крошечных отрицательно заряженных субатомных частиц, называемых электронами . Другой, называемый положительным электродом , имеет дефицит электронов. Когда две половинки соединены проводом или электрическим кабелем, электроны будут течь от отрицательного электрода к положительному.Мы называем этот поток электронов электричеством. Энергию этих движущихся электронов можно использовать для работы — например, для запуска двигателя. Когда электроны переходят на положительную сторону, поток постепенно замедляется, и напряжение электричества, производимого батареей, падает. В конце концов, когда на положительной стороне столько же электронов, сколько на отрицательной, батарея считается «мертвой» и больше не способна производить электрический поток.

Электроны генерируются в результате химических реакций, и существует множество различных химических реакций, которые используются в имеющихся в продаже батареях. Например, знакомые щелочные батареи, обычно используемые в фонариках и пультах дистанционного управления телевизорами, вырабатывают электричество в результате химической реакции с участием цинка и оксида марганца. Большинство щелочных батареек считаются одноразовыми батареями . Когда они мертвы, они бесполезны и должны быть переработаны. С другой стороны, автомобильные аккумуляторы должны быть перезаряжаемыми, поэтому они не требуют постоянной замены.В перезаряжаемой батарее электрическая энергия используется для реверсирования отрицательной и положительной половин электрохимических ячеек, перезапуска электронного потока.

Производители автомобилей определили три типа аккумуляторных батарей, подходящих для использования в электромобилях. Это свинцово-кислотные батареи , , никель-металлогидридные (NiMH), , литий-ионные (литий-ионные), , литий-ионные (литий-ионные), .

Свинцово-кислотные батареи были изобретены в 1859 году и являются старейшей формой аккумуляторных батарей, которые все еще используются.Они использовались во всех типах автомобилей, включая электромобили, с 19 века. Свинцово-кислотные аккумуляторы представляют собой разновидность аккумуляторов с мокрыми элементами и обычно содержат слабый раствор серной кислоты в открытом контейнере. Название происходит от комбинации свинцовых электродов и кислоты, используемой для выработки электричества в этих батареях. Основное преимущество свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что после стольких лет использования они хорошо изучены и дешевы в производстве. Однако при использовании они выделяют опасные газы, и если аккумулятор перезарядится, существует риск взрыва.

Никель-металлогидридные батареи начали коммерческое использование в конце 1980-х годов. Они имеют высокую плотность энергии — то есть в относительно небольшую батарею можно уложить много энергии — и не содержат токсичных металлов, поэтому их легко утилизировать.

, которые начали коммерческое использование в начале 1990-х годов, имеют очень высокую плотность энергии и реже, чем большинство батарей, теряют заряд, когда они не используются — свойство, называемое саморазрядом .Из-за их небольшого веса и низких требований к обслуживанию литий-ионные батареи широко используются в электронных устройствах, таких как портативные компьютеры. Некоторые эксперты считают, что литий-ионные батареи настолько близки к тому, что наука еще не подошла к разработке идеальной перезаряжаемой батареи, и этот тип батареи является лучшим кандидатом для питания электромобилей ближайшего будущего. Вариант литий-ионных аккумуляторов, называемых литий-ионными полимерными аккумуляторами, также может оказаться ценным для будущего электромобилей.В конечном итоге такие батареи могут стоить меньше, чем литий-ионные; однако в настоящее время литий-ионные полимерные батареи чрезмерно дороги.

Возможно, самая большая проблема, связанная с аккумуляторами электромобилей, — это их подзарядка. Как заряжать аккумулятор электромобиля? Что еще более важно, где вы заряжаете аккумулятор электромобиля? Вы можете сделать это сами? Вы можете делать это дома? Прочтите следующую страницу, чтобы узнать.

Аккумулятор: определение, функции, составные части, схема, рабочий

Поскольку автомобильным двигателям требуется электроэнергия для вращения стартера, необходимо использовать аккумулятор.это перезаряжаемая батарея, которая используется для подачи электрического тока на электрические компоненты автомобиля. Помимо запуска двигателя, это один из основных компонентов автомобильной системы зарядки, который в настоящее время хранится для дальнейшего использования.

Автомобильные аккумуляторы бывают разных типов, но есть и обычные, используемые в транспортных средствах. Используется аккумулятор с влажными элементами. он содержит шесть ячеек, каждая из которых представляет собой свинцовое хранилище, состоящее из чередующихся пластин. Пластина изготовлена из свинцовой сетки, наполненной губчатым свинцом.

Современные автомобили, включая бензиновые и дизельные, хорошо используют аккумулятор. Их пусковая мощность потребляет не менее 3% заряда аккумулятора, поэтому автомобильный аккумулятор рассчитан на передачу максимального тока в течение короткого периода времени. Хотя электрические и гибридные автомобили также хорошо используют аккумулятор, но другого типа. Об этом будет рассказано ниже.

Сегодня мы рассмотрим определение, функции, характеристики, компоненты, схему, типы, спецификации, работу, техническое обслуживание, а также преимущества и недостатки автомобильных аккумуляторов.

Подробнее: понимание системы зарядки в автомобильном двигателе

Определение батареи

В общем, аккумулятор — это устройство, преобразующее химическую энергию в электричество. Автомобильный аккумулятор — это аккумулятор с жидким элементом, который содержит фактическую энергию, которая накапливает химическую энергию, а затем преобразует ее в электрическую энергию в приложениях.

Помимо батарей различной конструкции и технических характеристик, служат для тех же целей. в частности, в автомобильных батареях он состоит из шести ячеек со свинцовыми накопителями на каждой.Каждая ячейка заполнена раствором серной кислоты, который известен как электролит.

Функции батареи

Ниже приведены функции аккумулятора в автомобильных двигателях:

Основные функции аккумуляторной батареи в автомобильных двигателях — это питание стартера для запуска двигателя.
Все электрические компоненты автомобиля работают от аккумулятора.
В современных автомобилях, где большинство деталей, таких как система форсунок, свеча зажигания, датчики, также питаются от аккумулятора

Применение аккумуляторных батарей в бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания.Их категория аккумуляторов относится к батареям SLI, которые служат для запуска, освещения и зажигания транспортных средств. Во время запуска двигателя аккумуляторы SLI обеспечивают дополнительную мощность, необходимую, когда электрические части в автомобиле требуют избыточной мощности по сравнению с питанием системы зарядки. Эту особенность еще можно назвать стабилизатором.

Аккумуляторы специальных типов используются для питания электрических и гибридных автомобилей. в них используется высоковольтный аккумулятор электромобиля, но можно использовать и автомобильный аккумулятор.Это позволило использовать стандартные автомобильные электрические детали, рассчитанные на работу от 12 вольт. Эти типы батарей также называются вспомогательными батареями.

Электромобили (EV) не заряжают вспомогательные батареи, как обычные двигатели внутреннего сгорания, которые используют генератор для повышения заряда своих батарей во время работы. В электромобилях используется преобразователь постоянного тока в постоянный для регулирования напряжения до требуемого напряжения плавающего заряда.

Подробнее: Понимание двигателя стартера двигателя

Компоненты батареи

Ниже приведены основные компоненты аккумуляторных батарей, используемых в двигателях автомобильных двигателей.

Контейнер — это часть, сделанная из стальной банки, используемая для помещения веществ ячейки для образования катода, который является частью электрохимической реакции.
Катод — это диоксид марганца и катод. Это электрод, восстановленный в результате электрохимической реакции.
Сепараторы — это нетканое волокнистое полотно, разделяющее электроды.
Анод — аноды окисленные. Они сделаны из металлического цинка.
Электролит — это среда для движения иона внутри ячейки. Он проводит ионный ток внутри батареи. он сделан из раствора гидроксида калия в воде.
Коллектор — это латунный штифт в середине ячейки, проводящий электричество во внешнюю цепь.

Схема батареи:

Характеристика аккумулятора

Ниже приведены характеристики аккумулятора, используемого в автомобильном двигателе:

Доступны в различных размерах.
Умеренно хорошие характеристики при высоких и низких температурах.
Электрически эффективно
Хорошая работа поплавка.
Недорогая батарея, которую можно производить в любом месте на местном уровне.
Высокое напряжение холостого хода всех аккумуляторных систем с водным электролитом.
Хорошее удержание заряда для приложений с периодическим зарядом.
Элементы легко перерабатываются.

Подробнее: Понимание работы маховика

Типы батарей

Ниже приведены типы аккумуляторов, используемых в автомобилях, и другие компоненты:

Пусковые, осветительные и зажигательные батареи:

Эти типы аккумуляторов сокращенно называются SLI, они широко используются в автомобильной промышленности.Как следует из названия, он используется для запуска автомобиля, а также обеспечивает питание для зажигания. Аккумулятор также питает электрические компоненты, такие как радио, фары и т. Д. Автомобиля. У STL есть неглубокий круг зарядки, что означает время, необходимое для того, чтобы разрядиться и снова зарядиться.

Deep Circle Аккумуляторы:

Аккумулятор с глубоким кругом идеально подходит для морских транспортных средств, тележек для гольфа, небольших транспортных средств для отдыха и т. Д. Это потому, что они обеспечивают стабильную мощность в течение более длительного периода времени.

Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием:

Батареи этого типа предназначены для эксплуатации в минимальных условиях, поскольку они не требуют регулярного добавления воды в элемент батареи. Из-за этого аккумулятор герметичен, не оставляя никаких шансов на обслуживание или ремонт. Если он испорчен, его следует заменить.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с клапанами бывают двух типов; Абсорбирующий стеклянный мат (AGM) и гелевые батареи. AGM обеспечивает высокую мощность за короткий промежуток времени по сравнению с другими герметичными версиями.Это происходит из-за быстрой реакции между электролитом и тонкой поверхностью из стекловолокна.

С другой стороны, гелевые батареи известны своим электролитом на основе диоксида кремния. Они также хорошо работают в приложениях с глубоким кругом, таких как тележки для гольфа и морские транспортные средства. Однако они менее эффективны при высоких или низких температурах.

Влажные (или заливные) батареи:

Батареи с жидкостными элементами дешевле, чем другие типы, но требуют регулярного обслуживания.Он назван мокрым элементом, потому что он содержит жидкое вещество, часто представляющее собой комбинацию свинца, серной кислоты и воды. Это помогает создать необходимый электролит, который может теряться со временем использования.

Литий-ионные (Li-Ion) батареи:

В современных автомобилях, таких как электромобили и гибридные автомобили, используется литий-ионный аккумулятор. Батарея способна накапливать значительно больше энергии и имеет меньший вес по сравнению с традиционными свинцовыми батареями. Однако литий-ионные аккумуляторы обычно имеют небольшой срок службы, что является одним из основных недостатков, максимум три года независимо от использования.

Характеристики аккумуляторов

Ниже приведены характеристики, которые можно увидеть на различных типах аккумуляторов:

Физическая конструкция — аккумуляторы определяются своими размерами, типами и расположением клемм, а также стилем установки.
Ампер-часы (Ач) — ампер-час — это единица измерения, относящаяся к емкости аккумулятора.
Cranking Amperages — это величина тока, которую аккумулятор может выдавать при холодном пуске в амперах, составляющих 0 градусов по Фаренгейту (- 18 градусов по Цельсию).Ампер запуска — это количество тока, которое батарея может обеспечить при 32 градусах по Фаренгейту, что составляет 0 градусов по Цельсию.
Минуты резервной емкости (RCM) — это способность батареи выдерживать минимальную заявленную электрическую нагрузку.
Group Size — это физический размер, такой как вес, высота, длина и ширина батареи. об этом часто заявляют производители.
Коды данных — код данных помогает покупателям узнать, является ли батарея, которую они покупают, недавно выпущенной версией.

Подробнее: Что нужно знать об генераторе переменного тока

Принцип работы

работа автомобильных аккумуляторов менее сложна и интересна. Большинство из них основано на свинцово-кислотной химической реакции для питания электрических компонентов. SLI — это упомянутый тип, он обеспечивает короткие всплески энергии для питания аксессуаров и, что важно, стартера двигателя. Он запускает аккумулятор, и как только двигатели начинают работать, генератор возвращает заряд аккумулятору.

Представьте себе аккумулятор как электростанцию, преобразующую химическую реакцию в электрическую энергию.

Обычно батареи SLI имеют шесть ячеек, по две пластины на каждой. Одна из пластин сделана из свинца, а другая — из диоксида свинца. Каждая ячейка может производить около 2 вольт энергии. Пластины погружены в серную кислоту, которая позволяет двум пластинам реагировать. Эта кислота вызовет реакцию на пластине диоксида свинца, в результате чего образуются ионы и сульфат свинца.

Утюг, образованный пластиной из диоксида свинца, реагирует с другой пластиной с образованием сульфата свинца и водорода.Это приводит к химической реакции, которая производит электроны, электроны движутся по пластинам и генерируют электричество. Электричество течет через клеммы для запуска автомобиля и питания других электрических компонентов автомобиля.

Аккумулятор может дать толчок, потому что процесс химической реакции полностью обратим. Вот почему генератор двигателя может продолжать заряжать двигатель в течение всего срока его службы.

Работа автомобильного аккумулятора в видео:

Подробнее: Свеча зажигания

Обслуживание батарей

Правильный уход за аккумулятором продлит срок его службы.Ниже приведены советы по уходу за автомобильными аккумуляторами:

Уровень заряда аккумулятора следует регулярно проверять. На верхней части батареи есть точка, которая показывает и указывает на состояние батареи. но идеальный способ проверить состояние батареи — использовать вольтметр, чтобы узнать стабилизированное напряжение. Если вентиляционная крышка аккумулятора подвижна, для определения удельного веса (SG) используется ареометр. Ожидается, что активно заряженный аккумулятор будет иметь стабилизированное напряжение выше 12.5 вольт и показание SG выше 1,240.

Верх аккумуляторной батареи должен быть чистым, сухим, очищенным от грязи и сажи.

Кабели, клеммы, винты следует регулярно проверять, чтобы убедиться в отсутствии ослабленных, обрывов или поврежденных соединений. На них также не должно быть грязи и коррозии.

На поверхности соединений и стоек следует нанести тонкий слой высокотемпературной смазки. Это добавлено для защиты.

Батарейный отсек следует осмотреть на предмет явных признаков физического повреждения или деформации.Если такое происходит, это свидетельствует о перегреве или перезарядке аккумулятора.

Необходимо проверить, достаточно ли в аккумуляторе электролита, покрывающего пластины аккумулятора. Если этого недостаточно, обеспечьте доливку и не допускайте переполнения, так как уровень жидкости поднимется, когда аккумулятор полностью заряжен, и может вылиться через край.

Для доливки электролита используйте дистиллированную или деминерализованную воду. Серную кислоту использовать нельзя.

Основной причиной выхода из строя аккумуляторной батареи может быть перегрев.Электролит испаряется из-за высоких температур, которые уменьшают эффективную площадь поверхности пластин, контактирующих с электролитом.