Bateria într-o mașină - ce este?

Unele sisteme de vehicule necesită tensiune pentru a funcționa. Unii folosesc doar o mică parte din energie, de exemplu, exclusiv pentru funcționarea unui senzor. Alte sisteme sunt complexe și nu pot funcționa fără electricitate.

De exemplu, pentru a porni motorul înainte, șoferii au folosit un buton special. A fost introdus în orificiul destinat acestuia și, cu ajutorul forței fizice, arborele cotit al motorului a fost rotit. Nu puteți utiliza acest sistem în mașinile moderne. În locul acestei metode, un dispozitiv de pornire este conectat la volant. Acest element folosește curentul pentru a roti volanta.

Pentru a furniza electricitate tuturor sistemelor auto, producătorii au asigurat utilizarea bateriei. Ne-am gândit deja cum să avem grijă de acest element. într-una din recenziile anterioare... Acum să vorbim despre tipurile de baterii reîncărcabile.

Ce este bateria

Să înțelegem mai întâi terminologia. O baterie auto este o sursă de curent constantă pentru rețeaua electrică a unei mașini. Este capabil să stocheze energia electrică în timp ce motorul funcționează (pentru acest proces se folosește un generator).

Este un dispozitiv reîncărcabil. Dacă este descărcat într-o asemenea măsură încât mașina nu poate fi pornită, bateria este scoasă și conectată la un încărcător care funcționează cu o sursă de alimentare de uz casnic. Sunt descrise alte modalități de pornire a motorului atunci când bateria este plantată aici.

În funcție de modelul vehiculului, bateria poate fi instalată în compartimentul motorului, sub podea, într-o nișă separată în afara mașinii sau în portbagaj.

Dispozitiv baterie

O baterie reîncărcabilă este formată din mai multe celule (numite bancă de baterii). Fiecare celulă are plăci. Fiecare platină poartă o sarcină pozitivă sau negativă. Există un separator special între ele. Previne scurtcircuitele între plăci.

Pentru a mări aria de contact a electrolitului, fiecare placă are forma unei rețele. Este făcut din plumb. O substanță activă este presată în rețea, care are o structură poroasă (aceasta mărește zona de contact a plăcii).

Placa pozitivă este compusă din plumb și acid sulfuric. Sulfatul de bariu este inclus în structura plăcii negative. În timpul procesului de încărcare, substanța plăcii polului pozitiv își schimbă compoziția chimică și devine dioxid de plumb. Placa polară negativă devine o placă obișnuită de plumb. Când încărcătorul este deconectat, structura plăcii revine la poziția inițială și compoziția chimică a acestora se schimbă.

Un electrolit este turnat în fiecare borcan. Este o substanță lichidă care conține acid și apă. Lichidul provoacă o reacție chimică între plăci, din care este generat un curent.

Toate celulele bateriei sunt adăpostite într-o carcasă. Este fabricat dintr-un tip special de plastic rezistent la expunerea constantă la un mediu acid activ.

Principiul de funcționare a bateriei de stocare (acumulator)

O baterie auto utilizează mișcarea particulelor încărcate pentru a genera electricitate. Două procese diferite au loc în baterie, datorită cărora sursa de alimentare poate fi utilizată mult timp:

• Baterie descarcata. În acest moment, substanța activă oxidează placa (anodul), ceea ce duce la eliberarea de electroni. Aceste particule sunt direcționate către a doua placă - catodul. Ca urmare a unei reacții chimice, se eliberează electricitate;
• Încărcare baterie. În această etapă, are loc procesul opus - electronii sunt transformați în protoni și substanța îi transferă înapoi - de la catod la anod. Ca urmare, plăcile sunt restaurate, astfel încât procesul de descărcare ulterioară este posibil.

Tipuri și tipuri de baterii

În zilele noastre există o mare varietate de baterii. Ele diferă între ele prin materialul plăcilor și compoziția electrolitului. Tipurile tradiționale de acid de plumb sunt utilizate în mașini, dar există deja cazuri frecvente de aplicare a tehnologiilor avansate. Iată câteva dintre caracteristicile acestei și a altor tipuri de baterii.

Tradițional („antimoniu”)

Baterie plumb-acid, ale cărei plăci conțin 5% sau mai mult antimoniu. Această substanță a fost adăugată la compoziția electrozilor pentru a le crește rezistența. Electroliza în astfel de surse de alimentare este cea mai timpurie. În același timp, o cantitate suficientă de energie este eliberată, dar plăcile sunt distruse rapid (procesul începe deja la 12 V).

Principalul dezavantaj al acestor baterii este eliberarea mare de oxigen și hidrogen (bule de aer), care determină evaporarea apei din cutii. Din acest motiv, toate bateriile de antimoniu pot fi întreținute - cel puțin o dată pe lună, trebuie să verificați nivelul și densitatea electrolitului. Întreținerea include adăugarea de apă distilată, dacă este necesar, astfel încât plăcile să nu fie expuse.

Astfel de baterii nu mai sunt folosite în mașini pentru a facilita șoferului întreținerea mașinii. Analogii cu antimoniu scăzut au înlocuit astfel de baterii.

Antimoniu scăzut

Cantitatea de antimoniu din compoziția plăcilor este minimizată pentru a încetini procesul de evaporare a apei. Un alt punct pozitiv este că bateria nu se descarcă atât de repede ca urmare a stocării. Astfel de modificări sunt clasificate ca tipuri de întreținere redusă sau fără întreținere.

Aceasta înseamnă că proprietarul mașinii nu trebuie să verifice în fiecare lună densitatea electrolitului și volumul acestuia. Deși nu pot fi numite complet fără întreținere, deoarece apa din ele încă fierbe, iar volumul trebuie completat.

Avantajul unor astfel de baterii este nepretențiunea lor față de consumul de energie. În rețeaua auto, pot apărea supratensiuni și scăderi de tensiune, dar acest lucru nu afectează negativ sursa de alimentare, așa cum este cazul unui analog de calciu sau gel.

Din acest motiv, aceste baterii sunt cele mai potrivite pentru mașinile de uz casnic care nu se pot lăuda cu echipamente cu un consum stabil de energie. Sunt potrivite și pentru șoferii cu un venit material mediu.

Calciu

Aceasta este o modificare a unei baterii cu antimoniu redus. Doar în loc să conțină antimoniu, calciul se adaugă pe plăci. Mai mult, acest material face parte din electrozii ambilor poli. Ca / Ca este indicat pe eticheta unei astfel de baterii. Pentru a reduce rezistența internă, suprafața plăcilor active este uneori acoperită cu argint (o fracțiune extrem de mică din conținut).

Adăugarea de calciu a redus și mai mult gazarea în timpul funcționării bateriei. Densitatea și volumul electrolitului în astfel de modificări pentru întreaga perioadă de funcționare nu trebuie deloc verificate, prin urmare sunt denumite fără întreținere.

Acest tip de sursă de alimentare este cu 70 la sută mai puțin (comparativ cu modificarea anterioară) supus auto-descărcării. Datorită acestui fapt, pot fi depozitate mult timp, de exemplu, în timpul depozitării echipamentelor de iarnă.

Un alt avantaj este că nu le este atât de frică de supraîncărcare, deoarece electroliza din ele nu mai începe la 12, ci la 16 V.

În ciuda multor aspecte pozitive, bateriile de calciu au câteva dezavantaje semnificative:

• Consumul de energie scade dacă este complet descărcat de câteva ori și apoi reîncărcat de la zero. Mai mult, acest parametru scade atât de mult încât bateria necesită înlocuire, deoarece capacitatea sa nu este suficientă pentru funcționarea normală a echipamentelor conectate la rețeaua auto;
• Calitatea sporită a produsului necesită o taxă mai mare, ceea ce îl face inaccesibil utilizatorilor cu un venit material mediu;
• Domeniul principal de aplicare este mașinile străine, deoarece echipamentele lor sunt mai stabile în ceea ce privește consumul de energie (de exemplu, luminile laterale se sting automat în multe cazuri, chiar dacă șoferul a uitat accidental să le oprească, ceea ce duce adesea la o descărcare completă a bateriei);
• Funcționarea bateriei necesită mai multă atenție, dar cu o îngrijire adecvată a vehiculului (utilizarea echipamentelor de înaltă calitate și atenție la descărcarea completă), această baterie va dura mult mai mult decât omologul său cu antimoniu scăzut.

hibrid

Aceste baterii sunt etichetate Ca +. Plăcile sunt hibride în această modificare. Pozitivul poate include antimoniu, iar negativul poate include calciu. În ceea ce privește eficiența, astfel de baterii sunt inferioare celor de calciu, dar apa fierbe în ele mult mai puțin decât în ​​cele cu antimoniu scăzut.

Astfel de baterii nu suferă atât de mult din cauza descărcării complete și nu se tem de supraîncărcare. O opțiune excelentă dacă opțiunea bugetară nu este satisfăcătoare din punct de vedere tehnic și nu există suficienți bani pentru un analog de calciu.

Gel, AGM

Aceste baterii folosesc un electrolit cu gel. Motivul creării unor astfel de baterii a fost doi factori:

• Electrolitul lichid al bateriilor convenționale se va scurge rapid atunci când carcasa este depresurizată. Acest lucru este plin nu numai de daune materiale (caroseria mașinii se va deteriora rapid), dar poate provoca și daune grave sănătății umane în timp ce șoferul încearcă să facă ceva;
• După un timp, plăcile, datorită unei funcționări neglijent, sunt capabile să se prăbușească (să se vărseze).

Aceste probleme au fost eliminate prin utilizarea unui electrolit gelificat.

În modificările AGM, un dispozitiv poros este adăugat la dispozitiv, care ține gelul lângă plăci, prevenind formarea de bule mici în imediata lor vecinătate.

Avantajele acestor baterii sunt:

• Nu se tem de înclinări - pentru modelele cu electrolit lichid acest lucru nu se poate realiza, deoarece în timpul funcționării lor, încă se formează aer în cutie, care, când este răsturnat, expune plăcile;
• Este permisă stocarea pe termen lung a unei baterii încărcate, deoarece acestea au cel mai mic prag de auto-descărcare;
• De-a lungul întregului ciclu dintre sarcini, produce un curent stabil;
• Nu se tem de descărcare completă - capacitatea bateriei nu se pierde în același timp;
• Viața profesională a acestor elemente ajunge la zece ani.

În plus față de avantaje, astfel de baterii auto prezintă o serie de mari dezavantaje care descurcă majoritatea utilizatorilor care doresc să le instaleze în mașina lor:

• Foarte capricios de încărcat - acest lucru necesită utilizarea unor încărcătoare speciale care asigură un curent de încărcare stabil și redus;
• Nu este permisă încărcarea rapidă;
• Pe vreme rece, eficiența bateriei scade brusc, deoarece gelul își scade proprietățile conductorului la răcire;
• Mașina trebuie să aibă un generator stabil, astfel încât astfel de modificări sunt utilizate la mașinile de lux;
• Preț foarte mare.

alcalin

Bateriile auto pot fi umplute nu numai cu electroliți acizi, ci și alcalini. În loc de plumb, plăcile în astfel de modificări sunt realizate din nichel și cadmiu sau nichel și fier. Hidroxidul de potasiu este utilizat ca conductor activ.

Electrolitul din astfel de baterii nu trebuie completat, deoarece nu fierbe în timpul funcționării. Comparativ cu omologii acizi, aceste tipuri de baterii au următoarele avantaje:

• Nu-mi este frică de supra-descărcare;
• Bateria poate fi stocată într-o stare descărcată și nu își va pierde proprietățile;
• Reîncărcarea nu este critică pentru ei;
• Mai stabil la temperaturi scăzute;
• Mai puțin susceptibil la auto-descărcare;
• Nu emit vapori nocivi corozivi, ceea ce le permite să fie încărcați într-o zonă rezidențială;
• Ele stochează mai multă energie.

Înainte de a cumpăra o astfel de modificare, proprietarul mașinii trebuie să stabilească dacă este gata să facă astfel de compromisuri:

• O baterie alcalină produce mai puțină tensiune, deci sunt necesare mai multe cutii decât un omolog acid. Bineînțeles, acest lucru va afecta dimensiunile bateriei, care ar furniza energia necesară unei anumite rețele de la bord;
• Preț mare;
• Mai potrivit pentru tracțiune decât funcțiile de pornire.

Li-ion

Cele mai progresive în acest moment sunt opțiunile litiu-ion. Până la final, această tehnologie nu a fost încă finalizată - compoziția plăcilor active se schimbă constant, dar substanța cu care se efectuează experimentele sunt ionii de litiu.

Motivele acestor modificări sunt siguranța operațională sporită (de exemplu, litiul metalic sa dovedit a fi exploziv), precum și o scădere a toxicității (modificările cu reacția manganului și oxidului de litiu au avut un grad ridicat de toxicitate, motiv pentru care vehiculele electrice pe astfel de elemente nu ar putea fi numite „verzi”) transport).

Aceste baterii sunt proiectate pentru a fi cât mai stabile și sigure pentru eliminare. Avantajele acestei inovații includ:

• Cea mai mare capacitate în comparație cu bateriile de dimensiuni identice;
• Cea mai mare tensiune (o bancă poate furniza 4 V, care este de două ori mai mare decât cea a analogului „clasic”);
• Mai puțin susceptibil de auto-descărcare.

În ciuda acestor avantaje, astfel de baterii nu sunt încă capabile să concureze cu alți analogi. Există mai multe motive pentru aceasta:

• Lucrează prost la frig (la temperaturi negative se descarcă foarte repede);
• Foarte puține cicluri de încărcare / descărcare (până la cinci sute);
• Depozitarea bateriei duce la pierderea capacității - în doi ani va scădea cu 20%;
• Se tem de descărcare completă;
• Oferă o putere slabă, astfel încât să poată fi folosit ca element de pornire - echipamentul va funcționa mult timp, dar nu există suficientă energie pentru a porni motorul.

Există o altă dezvoltare pe care vor să o implementeze în vehiculele electrice - un supercondensator. Apropo, au fost deja create mașini care funcționează pe acest tip de baterie, totuși, au și multe dezavantaje care îi împiedică să concureze cu baterii mai dăunătoare și periculoase. Este descrisă o astfel de dezvoltare și un vehicul electric alimentat de această sursă de energie într-o altă recenzie.

Durata de viata a bateriei

Deși astăzi sunt în curs cercetări pentru a îmbunătăți eficiența și siguranța bateriilor pentru rețeaua de la bordul unei mașini, până acum cele mai populare sunt opțiunile acide.

Următorii factori afectează durata de viață a bateriei:

• Temperatura la care funcționează sursa de alimentare;
• Dispozitiv baterie;
• Eficiența și performanța generatorului;
• Fixarea bateriei;
• Mod de călărie;
• Consum de energie când echipamentul este oprit.

Depozitarea corectă a unei baterii care nu este utilizată este descrisă în aici.

Majoritatea bateriilor acide au o durată de viață redusă - cele de cea mai înaltă calitate, chiar dacă sunt respectate toate regulile de funcționare, vor funcționa de la cinci la șapte ani. Cel mai adesea acestea sunt modele nesupravegheate. Sunt recunoscuți de numele mărcii - producătorii cunoscuți nu își strică reputația cu produse de calitate scăzută. De asemenea, un astfel de produs va avea o perioadă lungă de garanție - cel puțin doi ani.

Opțiunea bugetară va dura trei ani, iar garanția pentru acestea nu va depăși 12 luni. Nu trebuie să vă grăbiți la această opțiune, deoarece este imposibil să creați condiții ideale pentru funcționarea bateriei.

Deși este imposibil să se determine resursa de lucru de ani de zile, aceasta este aceeași ca și în cazul anvelopelor auto, care este descrisă într-un alt articol... O baterie medie trebuie să reziste la 4 de cicluri de încărcare / descărcare.

Mai multe detalii despre durata de viață a bateriei sunt descrise în acest videoclip:

Cât durează bateria unei mașini?

Întrebări și răspunsuri:

Ce înseamnă baterie? Acumulator - acumulator de stocare. Acesta este un dispozitiv care generează independent electricitatea necesară pentru funcționarea autonomă a aparatelor electrice dintr-o mașină.

Ce face bateria? Când este încărcată, electricitatea începe un proces chimic. Când bateria nu este încărcată, se declanșează un proces chimic pentru a genera electricitate.