Как работает аккумулятор автомобиля: Как работает аккумулятор автомобиля. Кратко об устройстве + видео

Автомобильные аккумуляторы — как устроены, как работают, советы по эксплуатации и зарядке

Для потенциального владельца, а также людей, которые интересуются тенденциями развития экологичного транспорта первым пунктом вызывающим интерес, являются аккумуляторные батареи электрокара. Поскольку этот элемент в традиционном понимании автомобиля олицетворяет топливный бак, следовательно, возникает множество аналогий и вопросов.

Какие существуют аккумуляторные батареи? Сколько они заряжаются? Какова длительность эксплуатации? Как их обслуживать? Сколько стоят и какие производители лучше? Что делать с подержанными АКБ далее?
Для полноты восприятия механизма работы аккумуляторных батарей их различий, достоинств и недостатков, в данной статье попробуем рассмотреть все основные характеристики.

Аккумуляторная батарея Chevrolet Bolt EV © media.gm.com

Типы аккумуляторных батарей для электромобилей

В современном производстве электромобилей, чаще всего используют литий-ионные батареи. Средний период эксплуатации таких аккумуляторов составляет порядка 8 лет, что подтверждают сами производители АКБ.

Определяющей характеристикой для литий-ионных батарей, является возраст и число циклов зарядов батареи, то есть сколько раз данную батарею можно заряжать в период эксплуатации.

Среднее число полных «зарядок» современных аккумуляторных батарей для электромобилей составляет несколько тысяч циклов.

Кроме этого важную роль играет корректная эксплуатация АКБ, которая включает:

• правильную зарядку и разрядку батареи;
• разумную эксплуатацию в зимний период;
• грамотный расчет производительности;
• температурный режим использования;
• использование ПО для определения состояния батарей, к примеру Leaf Spy Pro, которая показывает, какие ячейки аккумуляторов Nissan Leaf битые, а какие живые.

Большинство литий-ионных аккумуляторов работает на графитных электродах кобальтатов лития с напряжением в 36В и продуцируемой мощностью 15 кВт. Также существуют литиевые источники питания, которые различаются по внутренним компонентам на такие типы:

1. Никель-кобальт-марганцевые. Использование кобальта, который немного дороже марганца увеличивает термин эксплуатации батареи. Небольшим недостатком батарей, считается их чувствительность к высоким температурам.
2. Никель-кобальт-алюминиевые. По своим параметрам схожи с п.1, но дешевле благодаря замене дорого марганца, алюминием.
3. На основе сплава фосфат железа. Надежные и стабильные в эксплуатации, однако аккумуляторов такого типа требуется больше, поскольку они функционируют на пониженном напряжении.

Отметим, что предпочтение отдается литий-ионным источникам питания, ввиду их большей емкости и отдачи энергии. Именно они позиционируются, как главный тип аккумуляторных батарей для электромобилей.

Обслуживание и замена аккумуляторных батарей электромобиля

Разумеется, заменить аккумуляторную батарею можно на любом электромобиле. Однако, это далеко не так просто, как сменить батарейки в пульте ДУ.

Замена аккумуляторной батареи в электрокаре скорее напоминает установку компьютерного оборудования, когда кроме подключения «девайса» по разъемам и шлейфам, необходимо установить еще и различные драйвера.

Тоже происходит и здесь, после установки аккумуляторной батареи она должна пройти согласование и регистрацию с помощью программы бортового компьютера. Поэтому быстро снять аккумулятор с одного авто и установить на другой не выйдет.

Процедура требует определенного обслуживания.
Замена аккумулятора электрокара производится в случае падения его емкости, из-за чего существенно сокращается запас хода и как результат эффективность использования электромобиля.

Аккумуляторная батарея самого популярного электромобиля в Украине Nissan Leaf © newsroom.nissan-europe.com

Механические повреждения АКБ электромобилей, если не учитывать ДТП, довольно редкое явление, которое требует индивидуального решения от замены аккумулятора до полной реорганизации системы.

Отдельно стоит отметить, что современные АКБ электромобилей можно менять блоками, то есть только «битые» ячейки, которые перестали работать. Это существенно удешевляет эксплуатацию электромобилей и упрощает ремонт системы.

Что касается расчета емкости аккумуляторных батарей, то серьезно задумываться над их заменой нужно только после 8 лет эксплуатации, когда запас хода начинает уменьшаться на 20-30% ежегодно.

До этого процесс «старения» и уменьшения емкости батарей меняется в зависимости от индивидуальных особенностей модели, а также придерживания правил корректной эксплуатации.

Таким образом, даже с б/у аккумулятором, самый популярный в Украине электрокар Nissan Leaf способен проезжать 100-120 километров от начальных 160.

Ячейки аккумуляторных батарей BMW © press.bmwgroup.com

Как падает емкость аккумулятора электромобиля спустя несколько лет?

В большинстве своем в батареях используется литий-марганцевый катод, который собственно и обеспечивает весь функционал батареи, однако он является чувствительным к теплу и отличается ускоренным разрушением и потерей мощности при увеличивающейся температуре.

Существует два источника потери емкости аккумулятора: календарная и эксплуатационная.

Календарная потеря емкости — это потеря с течением времени, а эксплуатационная связана с зарядкой и разрядкой аккумулятора

.

Эксплуатационные потери зависят от максимального уровня заряда и от глубины разряда, разница между которыми представляет собой процент от общего диапазона мощности, который используется во время цикла.

Технически срок службы батареи состоит их четырех переменных:

• средняя температура;
• стандартное отклонение температуры;
• среднее состояние заряда;
• стандартное отклонение заряда.

Согласно этим критериям кривая потери емкости аккумуляторных батарей с течением времени выглядит следующим образом:

Кривая потери емкости аккумуляторных батарей с течением времени © electricvehiclewiki.com

Если объяснять более доступным языком на конкретном примере, то наиболее оптимальным режимом зарядки батареи Nissan Leaf, в соответствии указанных переменных будет: первые 150 циклов — 6 кВт, последующие циклы 10-12 кВт. Это лучший из вариантов, который минимизирует прежде всего эксплуатационные потери мощности.

Время и способ зарядки аккумуляторных батарей электромобилей

Зарядка электромобиля

На сегодняшний день существует 4 способа зарядки электрокаров:

1. Использование бытовых электросетей в 220 В. Самый популярный способ зарядки, который согласно статистике использует 90% владельцев электромобилей.
2. Зарядка с использованием переменного тока с защитой внутри кабеля для подзарядки, входящего в комплектацию автомобиля.
3. Зарядка от однофазной или трехфазной электросети АЗС с применением специального разъема кабеля.
4. Зарядка электромобиля от специальных электрических заправочных станций быстрым током.

Несмотря на то, что большинство владельцев электромобилей в Украине хотели бы иметь собственный гараж и зарядную станцию, электрокары это преимущественно городские авто чьи владельцы зачастую ограничены лишь парковочным местом на стоянке или во дворе. Это не слишком большой недостаток, поскольку крупные города уже обладают достаточно разветвленной инфраструктурой электрических АЗС, тем не менее, на зарядку АКБ до 80% показателей, придется потратить от 30 минут до одного часа.

Стоимость аккумуляторных батарей для электромобилей, производители и перспективы рынка

На текущий момент, если ориентироваться на самый доступный электрокар Украины Nissan Leaf и на главный эталон отрасли Tesla Model S, то первый оснащается батареями собственного производства, а основным поставщиком аккумуляторных батарей для Tesla является компания Panasonic, также стоит отметить батареи производства LG, которыми оснащается популярный Chevrolet Bolt.

Работают над улучшением аккумуляторов и другие автопроизводители, к примеру, недавно новую твердотельную батарею с запасом хода 800 км разработала компания Fisker, а корейский концерн Samsung представил на Франкфуртском автосалоне свои многофункциональные аккумуляторные батареи.

В число других востребованных производителей аккумуляторных батарей для электромобилей входят швейцарская компания MES DEA, Beta Research&Development Ltd из Британии, греческая фирма Sunlight, немецкая VARTA.

Особого внимания заслуживает анонсированный на 2018 год запуск крупнейшего в мире завода по производству аккумуляторных батарей от компании TESLA.

Также, пока еще на уровне стартапов существует несколько компаний, которые работают над усовершенствованием АКБ для электромобилей. Серьезные успехи в этом направлении демонстрируют:

• британская компания SuperCapacitor Materials — занятая разработкой конденсаторов способных заменить традиционные аккумуляторы;
• компания Phinergy — разрабатывающая прототип металло-воздушного аккумулятора;
• стартап из Австрии Kreisel Electric — занятый оптимизацией и улучшением эргономики АКБ.

Так что в ближайшем будущем мы можем вполне можем рассчитывать на кардинальное изменение аккумуляторных систем электромобилей и их способа подзарядки.

Что делать с использованным аккумулятором?

Видятся разные перспективы, одна из которых утилизация АКБ. Но тут возникает вопрос: утилизация — это фактическое уничтожение дорогостоящего комплектующего, которое уже не годится для электромобиля, но еще вполне подлежит использованию в менее требовательной сфере, как же можно еще использовать оставшийся ресурс батарей?

Ведущие производители электрокаров предлагают первоначальную альтернативу утилизации: использование подержанных АКБ в бытовых системах накопления энергии от альтернативных источников.

То есть использовать бывшие батареи электромобилей в качестве аккумуляторов для накопления энергии, вырабатываемой солнечными батареями и ветряными генераторами.

К слову, идея не нова, ведь Tesla давно производит комплексы АКБ никак не связанные с электрокарами, а выпускаемые для альтернативной энергии солнечных панелей.

Если применить этот опыт в Украине, можно рассчитывать на то, что продажа б/у электромобильных батарей в Украине способна превратиться в бизнес.

Альтернативная энергетика в Украине развивается и если эффективность подобного использования батарей будет доказана или реализована отдельными «энтузиастами», то владельцы электромобилей смогут продавать подержанные батареи пользователям «зеленого тарифа» за вполне приемлемые деньги.

Хранение бывших в употреблении аккумуляторов BMW i3 © press.bmwgroup.com

Еще одним вариантом, который уже начали воплощать некоторые компании — это строительство заводов для хранения, переработки и ремонта бывших в употреблении аккумуляторов, пока такой проект реализован концерном BMW, но в скором времени ожидается открытие подобного предприятия компании Renault.

hevcars.com.ua

Kreisel Electric, LG Chem, Аккумуляторные батареи, Аккумуляторные батареи Panasonic, Литий-ионный аккумулятор, Обслуживание аккумуляторных батарей, Подержанные батареи электрокаров, Производство аккумуляторных батарей, Ресурс аккумулятора электромобиля, Система хранения аккумуляторных батарей, Энергоэффективность батарей Tesla

HEVCARS ???? Автор

Читайте самые интересные новости и статьи о электрокарах

Автомобильный аккумулятор — в ИБП!

• 25 июня 2019 г. в 11:16
• 8736

Представляем вашему вниманию статью Александра Ткачева из Риги, который в соавторстве с Александром Ярошенко (SamElectric.ru) расскажет о том, как можно использовать обычный автомобильный аккумулятор для резервного питания важного оборудования.

Источник бесперебойного питания (ИБП) является не просто защитником электропотребителей от скачков и перепадов питающего напряжения, но и полноценным источником накопленной энергии.

С постоянным совершенствованием электронных компонентов снижается и их стоимость. Если 10–15 лет назад ИБП мощностью 1000 ВА был достаточно дорогим прибором, то сейчас такой ИБП можно приобрести по доступной цене.

В современных ИБП используются дорогие необслуживаемые свинцовые аккумуляторные батареи, произведенные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Суть технологии — использование вместо жидкого электролита токонепроводящего пористого материала с жидким электролитом в порах.

Такой аккумулятор безопасен с точки зрения использования (может использоваться в положении «на боку» или «вниз головой») и не требует обслуживания, но имеет один существенный минус: высокая цена.

Обычная автомобильная стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) имеет жидкий электролит и стоит в 2–3 раза дешевле при такой же емкости, но накладывает на использование в ИБП некоторые ограничения. Поэтому производители ИБП предпочитают ставить в свои изделия именно AGM батареи.

Применение обычных АКБ существенно снизит стоимость, увеличит емкость накопленной энергии и продолжительность работы ИБП

Далее мы рассмотрим обслуживаемые кислотно-свинцовые АКБ, используемые в автомобилях, и покажем, как «обмануть систему» и применить АКБ в обычных ИБП.

Теоретическая часть

АКБ имеет два крайних рабочих состояния — полностью разряжена и полностью заряжена:

Внимательный читатель, а особенно автоэлектрик возразит: «Напряжение на заряженной АКБ не будет выше 13 вольт!» И будет прав! Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75–12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/см3 и при температуре 25°С. И называется оно напряжение покоя АКБ.

Напряжение покоя измеряется только после отключения АКБ от потребителей или зарядных устройств через как минимум 24 часа. Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией.

Если АКБ отключить от нагрузки, ее напряжение начнет подниматься. А при зарядке, если отключить АКБ от зарядного устройства, напряжение будет снижаться

Во время зарядки АКБ набирает электрическую емкость. Это один из самых главных показателей АКБ. Электроемкость АКБ — это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

За час АКБ электроемкостью 60 А·ч может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до ее полной разрядки. Практически это выглядит так: если АКБ нагружать током 60 ампер один час, ее напряжение снизится с 12,75–12,80 вольт до 12,00 вольт.

Но откуда же 14,4 вольта? Далее мы детально рассмотрим процесс заряда АКБ и откуда берется это напряжение.

Принцип заряда АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

• Зарядка постоянным током используется чаще всего. В начале заряда АКБ заряжается током, равным 1/10 от емкости АКБ, и напряжением, близким к номинальному напряжению заряда или чуть выше (обычно 14,50–14,80 вольт) до начала кипения электролита. Потом ток понижается до 1/20 от емкости АКБ и опять заряжается до начала кипения электролита. После этого процесс зарядки прекращается. Кипение электролита — это процесс выделения из него под воздействием электролиза паров водорода.

Зарядить АКБ до значения, близкого к 100% ее емкости, зарядкой постоянным током можно только постоянно понижая ток заряда.

Сначала до 1/40, довести до кипения, потом до 1/80 довести до кипения, потом до 1/160 и так до 1/2000. Причем нужно следить, чтобы процесс кипения электролита не начинался, а только подходил к нему.

Это достаточно кропотливая и нудная задача — нужно постоянно следить за процессом зарядки.

• Зарядка постоянным напряжением подразумевает зарядку АКБ точным номинальным напряжением заряда (с точностью до сотых долей вольта) и плавным понижением тока зарядки без кипения электролита. Такие зарядные устройства достаточно сложны и дороги, но позволяют использовать ресурс АКБ по максимуму.

Рассмотрим второй способ заряда АКБ (постоянным напряжением), так как он обычно используется в ИБП при заряде АКБ. Такой способ не допускает кипения электролита и заряжает АКБ до реальных 100% емкости. Процесс зарядки АКБ логарифмичен (нелинеен), поэтому зарядить АКБ полностью на 100% — задача достаточно сложная.

Если на начальных этапах зарядки для типичной АКБ емкостью 70 А·ч ток заряда 1/1 0 от емкости (7 А), то на конечных этапах зарядки (90–98%) ток равен 1/400 от емкости (175 миллиампер). И на этапах зарядки (от 98–100%) ток заряда должен быть чуть больше тока саморазряда АКБ.

А это менее 1/2000 от емкости АКБ (менее 35 миллиампер).

Номинальное напряжение заряда для каждой АКБ индивидуально (производитель, материалы, технологии и даже смена, в которую АКБ изготавливался на заводе) и может колебаться в пределах от 14,35 до 14,45 вольт.

При выкипании водорода из электролита происходит увеличение его плотности. Поэтому в элек-тролит в таком случае нужно добавлять дистиллированную воду для компенсации его плотности до 1,26 г/ см3.

На практике технологии производства стартерных АКБ за более чем 100-летний период производства отточены до совершенства и выпускаются с учетом номинального напряжения заря-да, близкого к 14,40 вольтам.

Полностью зарядить АКБ (на все 100% ее электрической емкости) без выкипания электролита можно только напряжением 14,40 вольт!

Теперь рассмотрим практическую часть зарядки постоянным напряжением на конкретных примерах.

Так как АКБ набирает емкость заряда нелинейно, при подключении АКБ к зарядному устройству без ограничения тока заряда АКБ в течение первых секунд может потреблять ток заряда, равный своей емкости.

Например, для АКБ емкостью 70 А·ч первые секунды ток заряда будет 70 А. Потом ток заряда плавно понижается с повышением внутреннего сопротивления АКБ.

20–30% своей емкости АКБ может набрать за 15–20 минут зарядки током 1/10 от своей емкости (в нашем примере 7 А).

Автомобилисты знают, что «прикуривать» от соседского автомобиля подсевшую АКБ достаточно минут 5–10, чтобы крутануть стартер, а если АКБ села «в ноль», времени понадобится немного больше — здесь мы и наблюдаем логарифмичность процесса зарядки.

Чтобы зарядить АКБ на 50% емкости, понадобится уже пару часов, а никак не 30–40 минут, так как ток заряда все время уменьшается. А вот чтобы зарядить АКБ на 80%, понадобится как минимум 6–7 часов. 80–85% емкости АКБ достигается, когда напряжение заряда поднялось до 13,60–13,80 вольт.

Ток заряда на этом этапе будет меньше одного ампера, и продолжит понижаться. А при 14,20 вольтах АКБ заряжена до 90–95%. Фактически на этапе зарядки около 97–99% происходит прецизионная зарядка.

При превышении напряжения зарядки даже на 0,01 вольт или тока зарядки на 10 миллиампер мы получим начало закипания электролита.

Практическая часть

Производители (в меньшей мере) и продавцы (в большей мере) ИБП очень часто критически относятся к использованию дешевых стартерных АКБ в ИБП.

Потому что с AGM аккумуляторами меньше хлопот с пользователями, которые не представляют, как работает ИБП и как устроена АКБ. Хотя использовать стартерные АКБ в ИБП в большинстве случаев можно.

А если использовать внешнюю схему зарядки АКБ — это отличное дешевое решение для любого ИБП. Поясним некоторые нюансы по-своему 15-летнему опыту использования АКБ с ИБП от APC Back UPS 600I.

Три наиболее частые ошибки при подключении внешних АКБ к ИБП заключаются в следующем:

• малая площадь сечения проводов, которыми подключается АКБ к ИБП;
• длина проводов от АКБ к ИБП;
• нагрузка, которую хотят получить от ИБП при подключении внешней АКБ.

Разберем первый и второй пункт более подробно. Падение напряжения на проводах при передаче постоянного электрического тока в 12 вольт очень сильно зависит как от длины, так и от площади сечения этих проводов, а также от силы тока, протекающего по этим проводам. Наш ИБП при питании от АКБ на полной нагрузке в 600 ВА забирает с нее ток около 35 ампер.

Если суммарная длина проводов (плюсового и минусового) от АКБ к ИБП не превышает 50–60 см, достаточно площади сечения под ток в 35 ампер около 16 мм2. А вот если АКБ находится на удалении 5 метров от ИБП (это общая длина проводов 10 метров), падение напряжения будет очень большим — 0,3 вольта. Электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена на половину.

При падении напряжения на АКБ по мере ее разрядки сила тока по закону Ома будет возрастать. При напряжении 9 вольт сила тока будет более 50 ампер. Соответственно будет возрастать и падение напряжения в проводах — до 0,5 вольта. ИБП будет отключаться гораздо раньше, чем если бы АКБ стояла в корпусе ИБП.

Стандартные провода в ИБП, которыми штатная батарея подключена в схему, имеют сечение около 8 мм2 и длину около 30 см. Если подключить АКБ проводом такого же сечения, но длиной 10 метров, электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена полностью.

Поэтому подключать АКБ к ИБП нужно как можно более толстыми и как можно более короткими проводами.

Теперь третий пункт. В обычные офисные ИБП ставятся АКБ емкостью 7–9 А·ч. При полной нагрузке на ИБП он проработает 1–3 минуты (зависит от производителя и модели). При подключении стартерной АКБ время работы возрастет в разы и может достигнуть одного часа. Но при этом внутренние силовые компоненты схемы могут выйти из строя от перегрева, поскольку они не рассчитаны на долговременную работу.

Поэтому, если использовать АКБ, ИБП должен работать не более чем на 50–60% его полной расчетной мощности. Либо потребуется принудительное охлаждение компонентов.

Пример переделки ИБП под стартерную АКБ

На основе АКБ и Back UPS 600I была собрана и более 10 лет эксплуатируется ИБП собственной конструкции:

На передней панели мы видим цифровой вольтметр, который показывает напряжение заряда или разряда, и амперметр, который показывает электрический ток в двух направлениях — заряд и разряд.

ИБП — всегда стационарные устройства и, как правило, в месте их установки имеется достаточно пространства, чтобы установить АКБ

При подключении нагрузки видно, как проседает напряжение и как амперметр показывает разрядку АКБ с отрицательным значением тока.

ИБП настраивался исходя из того, что забираемый от АКБ ток будет не более 20 ампер. Фактически данный ИБП питает два сервера, рутер и свитч.

Гарантированно это все может работать без электричества около 7–8 часов (в зависимости от нагрузки на сервера).

Схема подключения позволяет использовать две АКБ и независимо заряжать одну из батарей во время эксплуатации другой. Раз в полгода можно переключаться между батареями, чтобы сравнять процесс старения обоих АКБ.

О таблице

На передней панели ИБП приведена таблица, которая характеризует степень заряда и разряда АКБ. Как видно, АКБ разряжена в ноль, когда напряжение на ней падает до восьми вольт. Поясним термин «глубокий разряд», используемый далее по тексту. АКБ переходит в состояние глубокого разряда, когда напряжение покоя у нее ниже 11,35–11,40 вольт.

Это верхний предел глубокого разряда. Как говорилось выше, после отключения нагрузки напряжение на АКБ начинает повышаться. Если в течение 2–6 часов, в зависимости от емкости АКБ, это напряжение поднялось до 11,90–12,00 вольт, АКБ не ушла в глубокий разряд.

Но как следует из опыта, даже если АКБ кратковременно разрядится до 11,90–11,8 вольт, ничего страшного не будет, если ее сразу поставить на зарядку.

Производители АКБ указывают кратковременный пусковой ток рядом с емкостью. Такой ток возникает при запуске стартера, уводя АКБ в глубокий разряд с просадкой напряжения на АКБ до 9 вольт, но АКБ это выдерживает и служит в автомобиле 5–6 лет.

Нижний порог отключения производитель ИБП выставляет при полной нагрузке на АКБ. В нашем случае он около 7,55 вольт при нагрузке около 30–35 ампер. 8 вольт в таблице указано на полную нагрузку. Это «памятка для себя».

Но лучше не доводить разрядку АКБ до падения напряжения на такой низкий уровень. АКБ «проседает» по напряжению больше под полной нагрузкой, чем под нагрузкой в 50% или 30%.

Как только нагрузка пропадает полностью, напряжение на АКБ скачком поднимается и потом продолжает подниматься все медленней до напряжения фак-тического разряда (напряжения покоя).

Например, опытным путем установлено, что при 20-амперной нагрузке на АКБ, когда напряжение проседает до 8 вольт, можно уменьшить ток до 9 ампер, и напряжение мгновенно поднимется до 10,6 вольт, продолжая при этом медленно понижаться.Если разряжать аккумулятор нагрузкой в 10 ампер, соответственно и нижнее значение будет не 8 вольт, как приведено в таблице на передней панели, а больше (оно может быть 8,4 вольт, к примеру, или 9,0 вольт).

Если нагрузка на АКБ от ИБП 10–20% от расчетной, соответственно напряжение «проседает» меньше, но на АКБ получается нагрузка долговременней. И соответственно АКБ находится в глубоком разряде под нагрузкой дольше. А вот это уже «убийственно» для АКБ. Поэтому нужно стараться не доводить АКБ до глубокого разряда и по возможности, если до этого дошло — сразу поставить на зарядку.

Штатная AGM батарея, проработав 20–30 минут в глубоком разряде, фактически умирает сразу — начинают разрушаться пластины внутри нее, и электроемкость падает в разы в отличие от стартерной АКБ, где потеря электроемкости от работы при глубоком разряде 2–3 часа измеряется процентами.

Стартерная АКБ гораздо выносливей «батареи в комплекте» с ИБП

Если их правильно использовать и обслуживать, но, самое главное, правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет либо выдержать более четырехсот циклов 100% разрядки-зарядки или более тысячи циклов 30–40% разрядки-зарядки! Это проверено на практике!

Уверены, что статья заинтересует читателей. Если хочется узнать больше — полная версия статьи приведена в блоге SamElectric.ru (статья «Аккумуляторы для ИБП»), там же — многочисленные комментарии и ответы на вопросы.

Выбираем зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

C зарядными устройствами мы сталкиваемся каждый день. Автомобильному аккумулятору также необходима подзарядка. Ведь он в процессе использования теряет свой заряд. Очень быстро это происходит при минусовой температуре. Так что после морозной ночи вы рискуете не завести свое авто.

Автомобильное зарядное устройство (ЗУ) должно быть у каждого автовладельца, поскольку регулярное заряжание АКБ увеличивает срок его эксплуатации. Выделяют предпусковые и пусковые ЗУ.

Первые — заряжают аккумулятор, подключаясь к внешнему источнику питания, вторые — кроме обычной зарядки имеют возможность запустить двигатель при полном разряде батареи.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Для начала ознакомимся с предпусковыми зарядными устройствами или просто ЗУ. Заряжение АКБ происходит путем передачи тока аккумулятору. Причем возможна зарядка батареи при постоянном напряжении или постоянном токе. В первом случае — сам процесс более безопасен, но получить полный заряд батареи практически невозможно. Во втором случае — полная зарядка АКБ гарантирована, но в процессе велика вероятность перегрева электролита и даже его закипания. Таким образом, современные разработчики вывели на рынок новые комбинированные зарядные устройства для авто аккумуляторов. Такой тип ЗУ сначала заряжает батарею постоянным током, а при приближении к окончанию зарядки автоматически переходит на режим постоянного напряжения, во избежание закипания электролита.

В общей своей массе зарядные устройства разделяют на два класса. Трансформаторные ЗУ в наше время не часто встретишь на рынке, в его основе — мощный трансформатор. Такой тип устройства хоть и более надежен, но габаритные размеры усложняют его эксплуатацию.

Второй класс — это импульсное зарядное устройство, зачастую — интеллектуальное, трансформатор, лежащий в его основе, работает на высоких частотах, благодаря этому ЗУ компактно и удобно в использовании. Кроме того существует защита от короткого замыкания и автоматизация всего процесса зарядки.

Зарядное устройство купить в Киеве, Одессе, Харькове с доставкой по Украине можно на 130.com.ua.

Отдельно хочется выделить зарядное устройство на солнечных батареях. Такой тип устройства позволяет заряжать АКБ автомобиля, не подключаясь к электросети.

Зарядка производится путем подсоединения ЗУ либо к гнезду прикуривателя либо к клеммам аккумулятора. Блок солнечной батареи может быть расположен как внутри авто так и снаружи.

Не рекомендуется оставлять зарядное устройство на солнечных батареях вне авто в непогоду, это может привести к выводу из строя прибора.

Пуско зарядное устройство

В случае полной разрядки АКБ у вас есть несколько вариантов: завести автомобиль с толкача (только его еще необходимо найти), прикурить аккумулятор от другого авто (чревато негативными последствиями для электрики этого автомобиля, поэтому не каждый водитель согласиться оказать вам такую услугу) и воспользоваться современным цивилизованным способом — использовать пуско-зарядное устройство (ПЗУ).

Если у вас внезапно разрядился аккумулятор, то для начала необходимо подключить ПЗУ в соответствии с полярностью к клеммам АКБ. Устанавливаем значение зарядного тока 15–20A и следим за напряжением на клеммах. Когда оно достигнет 15V, необходимо попробовать завести авто, включая стартер не более чем на 10 секунд.

При этом ПЗУ мы не отключаем. Возможно, с первого раза двигатель не запустится, тогда повторно доводим напряжение в клеммах до значения 15V. После того как автомобиль завелся, отключаем пуско зарядное устройство во избежание перезаряда батареи.

Если после двух-трех попыток завести двигатель не удалось, то следует искать другую причину проблемы.

С помощью ПЗУ также можно совершать зарядку АКБ. Такие устройства работают с аккумуляторами, номинальное напряжение которых 12V и 24V. Хороший прибор имеет регулировку выставляемого тока. Интернет-магазин 130.com.ua предлагает на ваш выбор качественные пуско-зарядные устройства с гарантией 12 месяцев.

Выбор зарядного устройства

Прежде чем купить зарядное устройство следует проверить тип вашей АКБ и ее емкость, измеряемую в единицах Ампер в час (Ач). Каждый тип аккумулятора имеет свои особенности зарядки, поэтому необходимо подобрать ЗУ, подходящее именно к вашей батареи.

По времени зарядки, устройства разделяют на: медленные (процесс заряжания занимает от 14 до 24 часов), ускоренные (до 3-х часов) и кондиционирующие (около часа).

Следует заметить, что не все типы батарей способны ускоренно заряжаться. Важно всегда соблюдать соответствие емкости батареи и мощности зарядного устройства.

Несоответствие этих параметров может привести к снижению емкости и даже порче самого аккумулятора.

В процессе выбора ЗУ следует обратить внимание на то, каким способом определяется время окончания заряда. На более дешевых моделях время зарядки ограничивается таймером.

В этом случае возможно недо- или перезарядка батареи, что в обоих случаях плохо сказывается на ее работоспособности.

Самые современные устройства, как правило — импульсные ЗУ, оснащены микроконтроллером, который, измеряя сразу несколько параметров, определяет время отключения прибора.

Кроме того некоторые модели зарядных устройств для автомобильного аккумулятора снабжены дополнительными функциями, такими как проверка уровня заряда аккумулятора, диагностика общей работоспособности АКБ и тестирование генератора. Также следует обратить внимание на универсальность прибора, поскольку есть вероятность, что вам понадобится заряжать несколько типов батарей.

Теперь, вооружившись полученной информацией, вы сможете купить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, подходящее вам по всем параметрам, а если возникнут сомнения — консультанты 130.com.ua всегда придут на помощь.

Купить зарядное устройство АКБ

Смотрите видеообзоры зарядных устройств АКБ

Можно ли восстановить аккумулятор авто

Поговорим: можно ли восстановить аккумулятор автомобиля, если он полностью разрядился. Стоит ли в данной ситуации покупать новый или можно продолжать эксплуатировать старую батарею. Личный опыт.

Что делать со старым АКБ

Если аккумулятор автомобиля разрядился, например из-за не выключенных фар, то его можно восстановить. Достаточно пустить машину от внешнего источника, т.е. прикурить от другого автомобиля и проехать какое-то расстояние.

Если дело происходит не зимой, то аккумулятор при периодических поездках вернет свой заряд. Лучше всего он восстанавливается при езде по трассе и минимум включенных потребителей энергии. При езде по городу с частыми остановками и короткими поездками — заряд восстанавливается медленно. А если дело происходит зимой — может не до конца зарядиться.

Эксплуатация частично разряженного аккумулятора летом не сулит неприятностей. Во время движения он заряжается, а за ночь не успевает разрядиться. Хотя, если его проверить на работоспособность, то уровень заряда окажется меньше 50%.

Другое дело, эксплуатация машины зимой, когда аккумулятор быстро разряжается. С наступлением морозов он может полностью разрядится. В данной ситуации, большинство автолюбителей предпочтёт покупку новой батареи, но существует другое решение проблемы.

Личный опыт

Из личного опыта было приобретено зарядное устройство и предпринята попытка восстановить старый АКБ, разряженный до нуля. Батарея поставлена на ночь заряжаться, а утром зарядка составляла сто процентов — горела индикация полной зарядки (зеленая лампочка на крышке).

Заново заряженный аккумулятор справился с работой. За зиму он ни разу не «сел», причем машина ночевала под открытым небом, когда температура доходила до -30. Даже после недельной стоянки, он не разряжался. Это при том, что в предыдущую зиму, разряжался после двух дней простоя на морозе и ему был вынесен вердикт «на замену».

Если аккумулятор автомобиля частично обслуживаемый — тут проще. Нужно с помощью ареометра (прибора для измерения плотности) проверить уровень «дистилята» и сравнить его уровень с минимальным. По мере необходимости, залить в него дистиллированную воду. Обычную категорически запрещено заливать. Далее ставим на стационарную зарядку и после проверяем на работоспособность.

Другой вариант — отдать аккумулятор на зарядку в специальный сервис.

В чём отличия? Разница — в мощном оборудовании, которое в зависимости от состояния батареи обеспечит любой теоретически возможный режим заряда, например определенным током или при определенном напряжении.

В идеале процесс должен быть комбинированным, сочетая оба режима. Поэтому предпочтительней отдать аккумулятор на зарядку в специальные фирмы.

Подведём итог. Если аккумулятор полностью разрядился до нуля, не спешите его выбрасывать — сначала попробуйте зарядить (в домашних условиях или в сервисе) и после проверить. Возможно, его можно восстановить.

Каким напряжением и током безвредно зарядить автомобильный аккумулятор

14.08.2014

Написать эту статью мы решили, когда наткнулись на один из  «сервисных центров»  по зарядке АКБ.  Зарядные устройства представляли собой  —  трансформаторы с диодным мостом!!! Еще более разочаровали советы в интернете: «выкрутите банки перед зарядкой», «найдите зарядное устройство подающее напряжение 16 В- 16,5В»,  «добейтесь хорошего газовыделения», «заряжайте долго малыми токами». 

Выкрутить пробки в АКБ перед зарядкой (если они есть) рекомендуем владельцам китайских или дедовских зарядок. Такие ЗУ собраны по схеме «трансформатор плюс диодный мост» — напряжение могут выдавать любое, хоть и 20В. Кипение при заряде электролита возможно будет такое, что и корпус разорвет.

Не заряжайте принесенные с мороза аккумуляторы, дайте им отогреться в помещении несколько часов. Также нельзя заряжать и слишком нагретые АКБ. Зарядку эффективней и безопасней всего проводить при комнатной температуре.

Практически бесполезно заряжать аккумулятор разряженный ниже 8 Вольт, скорее всего одна из банок в нем закорочена или переполюсована.

Обычное ЗУ не сможет полностью зарядить сильно расбалансированную батарею: напряжение на токовыводах не будет выше 12,5-12,6 Вольт. Такие аккумуляторы смогут вылечить (полностью зарядить) лишь специалисты.

Заряд необходимо проводить отставших слабых банках отдельно напряжением 2,4 Вольта током 0,1 емкости всей батареи в импульсном режиме.

ВАЖНО ! Рабочие напряжения современного аккумулятора, ниже которого НЕЛЬЗЯ разряжать 10,8 В и выше которого НЕЛЬЗЯ подымать при зарядке  14.4 В.

15-16 Вольт напряжения, которым заряжают большинство дешевых китайских зарядок – это сильное кипение, разрушающее пузырьками намазки на электродах.  Образовавшийся шлам не падает на дно, а остается на пластинах, удерживаемый конвертами-сепараторами. Доступ электролита к активной массе электродов частично перекрывается. Падает емкость и ток холодного пуска.

В старых конструкциях батарей – кипячение при зарядке таких последствий не приносило. Шлам осыпался на дно — в отведенное ему место.

При напряжении 16В зарядки, если не открутить крышечки банок и не дать выхода газам аккумулятор просто раздует или треснет его корпус. При нормальном напряжении заряда крышки выкручивать нет необходимости. В некоторых батареях их просто нет.

ВАЖНО! Неисправность батареи можно выявить в процессе зарядки. Потерявшая свою работоспособность батарея не способна принимать токи заряда выше 1-2 Ампер. Признак умершей от сильной сульфатации батареи в следующем: даже на малых зарядных токах сразу подымается до максимальных 14,4В напряжение.

 По напряжению батареи (12,7-13 В) создается видимость,  что она полностью заряжена.  Негодность показывает тест нагрузочной вилкой или стартером автомобиля – напряжение на клеммах моментально падает, мотор не заводит.  Такая сульфатация скорее всего уже необратима и батарею следует утилизировать.

ВАЖНО! Не подавайте при зарядке ток выше 1/10 его емкости, также бесполезны слишком малые токи ниже 1/20.  Для стандартных 60 Ач батарей нормальные токи заряда от 3А до 6А (7-9 Ампер при зарядке в режиме «подача тока-пауза»). В батарее ток заряда запускает химические реакции.

Реакции зависят от количества активной массы на пластинах и ее толщины, площади электродов, температурного диапазона, нежелательного процесса электролиза воды. Слабый ток не зарядит весь объем намазки электрода, а лишь его самый верхний слой. После чего подымется напряжение до 14В и выше, сигнализируя о конце заряда. Начнется электролиз воды.

Продолжать заряжать такой АКБ малым током нельзя, так как будет происходить пассивация электродов — пластины потеряют способность принимать нормальные токи заряда вообще. При слишком сильных токах заряда в аккумуляторе появятся нежелательные химические реакции, которые вдобавок будут протекать слишком бурно и разрушительно.

 Если ток заряда слишком высок для конкретной батареи, то из-за действия «лишнего тока» начинается обильное выделение водорода и кислорода из электролита — кипение, «бульканье» в банках.

Пузырьки разрушают слой намазок, а свободный кислород окисляет свинец в плюсовых пластинах, превращая их в мягкий легко разрушаемый от вибраций оксид свинца «губчатый свинец».  В исправной батарее при прекращении подачи тока – кипение должно сразу прекратиться.

Вредно также хранить аккумулятор на постоянном малом токе подзаряда. Если заряжать уже заряженный АКБ — будут окисляться положительные пластины  и  «выкипать» вода из электролита. Результатом будет батарея с коррозирующими электродами, потерявшими прочность перемычками и с высоким уровнем саморазряда.

Процесс заряда АКБ необходимо контролировать визуально, наблюдая чтобы электролит не «кипел», что происходит обычно при напряжениях выше 14,4В; и с помощью мультиметра, измеряя напряжение и ток заряда. Дешевые сурьмянистые акб кипят вообще всегда. Также пузырьки будут при зарядке засульфатированной батареи. Слабомощное зарядное устройство (1-2 Ампера тока) не зарядит даже аккумулятор емкостью 60Ач. Оно безусловно подымет НРЦ аккумулятора до 12,7В, но добавит много проблем здоровью батарее. В случае более мощных ЗУ возникает проблема «лишнего тока» и быстро растущего напряжения, приводящего к разрушительному для батареи электролизу воды. Оптимально вести зарядку батареи, даже «дедовским» ЗУ включенным в розетку через таймер времени в капельном режиме заряда: после кратковременной подачи тока (10-30 сек), отключение ЗУ на время (10 сек), затем опять включение и снова отключение. Таким образом выдерживается большинство правил при зарядке аккумулятора. Заряд идет сильным током, преждевременно не поднимается напряжение, в момент отключения ЗУ батарея «усваивает» химическими процессами полученный заряд, напряжение не поднимается слишком быстро, процесс «кипения» воды не происходит. Зарядку можно подключить через электронный таймер включения-выключения розетки, либо подавать заряд через самодельный мультивибратор «моргалку». Простейшая моргалка делается из реле поворотов. Схемы есть в интернете. Время включения и отключения настраивается опытным путем, исходя из характеристик зарядного устройства и аккумулятора.

Лучше всего заряжать аккумулятор  современным  «умным» зарядным устройством, внутри у которого есть «мозги» — процессор. Такое ЗУ способно подбирать токи и напряжение заряда и может их контролировать.

Время заряда исправного АКБ 8-10 часов.

Зарядка аккумулятора автомобиля

Несмотря на большое количество информации, содержащейся в справочниках и в Интернете, не все автолюбители знают, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля.

Вот почему не всем удается сделать это грамотно, в результате чего страдает сам аккумулятор, который в некоторых случаях даже приходится менять. Как зарядить аккумулятор автомобиля, не допуская ошибок? Остановимся подробнее на всех основных вопросах.

Зарядка аккумулятора автомобиля осуществляется двумя способами:

Первый способ. Аккумулятор остается в автомобиле. При этом двигатель и генератор находятся в рабочем режиме. Зарядка АКБ идет автоматически. Причем, тут действует правило: чем больше обороты, а электроприборы не включены, тем быстрее осуществится  зарядка.

Второй способ. Аккумулятор вынимается из автомобиля и подсоединяется к зарядному устройству. Многим импонирует этот способ, так как зарядное устройство само определяет изначальный ток зарядки. Это происходит  автоматически.

Критерии – начальное состояние аккумулятора и его емкости. К тому же, современные зарядные устройства снабжены функцией, которая позволяет не опасаться неправильного подключения батареи к устройству; в случае неправильной полярности подключения, устройство сигнализирует об этом.

После окончания процесса зарядки, ЗУ самостоятельно завершает процесс.

Чем меньше зарядный ток, тем больше заряда получит батарея. Но это не значит, что нужно придерживаться самых минимальных значений. Иначе зарядка аккумулятора займет очень долгий срок, в течение которого ваше авто будет обречено на простой.

Чтобы решить, как зарядить автомобильный аккумулятор, если вы выбираете второй способ зарядки, нужно определиться с зарядным устройством. Встает вопрос: какое выбрать? Современные устройства напоминают небольшой компьютер с массой свойств и кнопок. Чтобы разобраться в нем, требуется внимательно изучить инструкцию.

При этом, стоит выбирать зарядные устройства, которые обладают важными свойствами. Например, такие, как стабильность уровня поступающего напряжения и защита от скачков напряжения.

Правильная зарядка аккумулятора автомобиля требует соблюдения следующих правил:

— Перед зарядкой необходимо проверить уровень электролита. В случае недостатка нужно долить дистиллированную воду;

— Нельзя заряжать замерзший аккумулятор; перед зарядкой он должен оттаять;

— Следует вывинтить (или вытянуть) пробки из АКБ, используя отвертку. Пробки нужно положить на отверстия, чтобы предотвратить брызги кислоты. Тогда и газы, образовавшиеся при зарядке, будут выходить свободно;

— Важно соблюдать уровень тока. Для зарядки считается оптимальным использование тока, равного 10% (или 0,1) емкости батареи. К примеру, при емкости в 60 Ah ток заряда должен находиться на уровне 6 А.

• — Зарядка автомобильного аккумулятора производят только в хорошо проветриваемом помещении.
• — При вмонтированном аккумуляторе необходимо держать капот открытым;
• — Положительный полюс аккумулятора должен быть соединен с положительным полюсом ЗУ (зарядного устройства). Соответственно, отрицательный полюс должен быть подключен к отрицательному;
• — Зарядка аккумулятора автомобиля должна продолжаться, пока во всех ячейках не начнется активное образование газа;
• — После зарядки нужно проверить уровень электролита. И, при необходимости, долить дистиллированной воды;
• — Также, после зарядки, следует проверить показатель плотности электролита. Если вы обнаружите, что в одной из ячеек плотность значительно ниже (более чем на 0,04 г/см), это будет свидетельствовать о неисправности аккумулятора и необходимости его замены;
• — После зарядки нужно подождать 20-25 минут, пока из аккумулятора выйдет газ, затем завинтите или вставьте пробки.

Сколько заряжать автомобильный аккумулятор?

АКБ считается полностью заряженной в том случае, когда начинается закипание электролита. Считается, что среднее время зарядки автомобильного аккумулятора – в пределах 8-10 часов. Но это относительные показатели. На самом деле, время зарядки может сильно различаться и зависит от изначального заряда АКБ.

Еще несколько рекомендации, позволяющих понять, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля.

— Глубокие заряды и перезаряды аккумулятора делать не рекомендуется. Почему? В результате этого на свинцовых пластинах появляется накипь, после чего аккумулятор не подлежит восстановлению.

— Делайте регулярные замеры плотности электролита, особенно в зимний период.

— Зарядка аккумулятора автомобиля летом производится после того, как только уровень разрядки составит 50%. Зимой этот показатель вдвое меньше – 25%.

После того, как зарядка закончена, батарею желательно  промыть и просушить. На корпус АКБ часто попадает кислота или грязь, от которых нужно избавляться по возможности быстро.

В противном случае, это может послужить причиной разряда АКБ – ведь корпус пропускает напряжение. Чтобы проверить, происходит ли это, нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если показатель отличен от нуля, значит, батарея пропускает напряжение.

В таком случае, ее следует промыть раствором соды, но так, чтобы раствор не попал в банки аккумулятора.

В целом, зарядка аккумулятора автомобиля своими руками не составляет большого труда, необходимо только соблюдать несложные правила, описанные в данной статье, и тогда Ваш аккумулятор прослужит долго и будет радовать Вас своей надёжной работой.

Акб (аккумуляторная батарея)

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

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

Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него.

Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора.

АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля.

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

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

Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды.

Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита.

Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.

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

автомобильные и литий-ионные, устройство и принцип работы — сообщение

Современное производство, да и всю нашу жизнь невозможно представить без аккумуляторов и батареек. Они необходимы для работы автомобилей, сотовых телефонов, ноутбуков и даже детских игрушек. А при аварийных отключениях электроснабжения они обеспечивают бесперебойную работу различного оборудования. Сегодня в докладе мы познакомим вас с устройством и работой аккумуляторных батарей и литий-ионных аккумуляторов.

Общие сведения об аккумуляторных батареях

Аккумуляторы — устройства, которые являются химическими источниками тока. Они способны накапливать электрическую энергию и отдавать ее по мере необходимости.

Т.е. заряженный аккумулятор является источником электроэнергии. Для зарядки его следует подключить к постороннему источнику питания. При этом происходит процесс превращения электрической энергии источника тока в химическую энергию аккумулятора.

При подключении его к внешней цепи происходит его разрядка, в процессе которой его химическая энергия превращается в электрическую.

Автомобильный аккумулятор

Система электроснабжения автомобиля обязательно включает аккумуляторную батарею. Она предназначена для запуска двигателя, питания некоторых устройств (сигнализации, дворников, кондиционера и т.д.) Его значение столь велико, что часто его называют «сердцем автомобиля».

Как же устроен аккумулятор? Немного упростив детали, его конструкцию можно представить как систему решетчатых свинцовых пластин, находящихся в проводящей жидкости-электролите. Этот химический раствор состоит из 65% воды и 35% серной кислоты. Обычно в аккумуляторе 6 элементов, каждый из которых дает напряжение 2 V. Всего на клеммы аккумуляторной батареи поступает напряжение 12 V. При этом напряжении энергии аккумулятора достаточно для того, чтобы заработал стартер и завёлся двигатель.

В каждом элементе есть положительная и отрицательная пластина. Т. е. на одной — избыток электронов, а на другой их недостаток. Положительные пластины покрыты двуокисью свинца, а отрицательные губчатым свинцом. Когда аккумулятор подключают к потребителю, между покрытием пластин и электролитом начинаются химические реакции, порождающие электрический ток. Именно по электролиту происходит движение электронов от отрицательной пластины к положительной.

В результате этого процесса на пластинах выделяется сульфат свинца, а электролит при этом истощается. И аккумулятору нужно вновь зарядиться. Заряжающую функцию выполняет генератор переменного тока автомобиля. Когда автомобиль движется, работающий двигатель и приводит в действие генератор, подзаряжающий аккумулятор. Зарядка производится в процессе обратной химической реакции. Выходящие из генератора электроны, восстанавливают покрытие свинцовых пластин и плотность электролита. Аккумулятор вновь готов к работе. Если же аккумулятор не успевает полностью восстановить свой заряд от генератора, его подключат к специальному зарядному устройству.

Срок службы аккумулятора зависит от многих факторов: манеры езды водителя, насколько регулярно и правильно проводится его зарядка и обслуживание т.д.

Вообще стандартный ресурс работы аккумулятора 4 года. За этот период постепенно усиливается сульфатизация пластин, и они перестают принимать зарядный ток. Эта маленькая электростанция может и не подавать вида, что ей требуется замена. А просто в один прекрасный момент водитель не сможет завести двигатель.

Преимущества литий-ионных аккумуляторов

Самый популярный вид аккумулятора, применяемый в электронной бытовой технике (сотовых телефонах, ноутбуках и т. д.) — это литий-ионный аккумулятор. Его популярность легко объяснима. Это устройство выгодно отличается от своих собратьев:

• более быстрой зарядкой;
• большей мощностью;
• меньшим весом;
• более долгим сроком службы;
• низким саморазрядом.

В подтверждение этих достоинств приведём такие цифры — число рабочих циклов у них достигает 1000, что в 2 раза больше чем у других подобных устройств; а напряжение на отдельном элементе достигает 3,6 В, тогда как у других видов аккумуляторов не превышает и 2В.

Важным его достоинством является «эффект памяти», позволяющий ставить устройство на подзарядку в любой момент, независимо от имеющегося уровня зарядки. Это особенно важно, если предстоит его непрерывная и длительная эксплуатация.

Устройство и принцип работы

Литий-ионные аккумуляторы могут иметь либо цилиндрическую, либо плоскую форму. Его электроды разделены слоем сепаратора и электролита. Для изготовления катода используют литий, анод выполняется из пористого углерода. Пропиленовый сепаратор разделят разноименно заряженные электроды. Носителями заряда являются ионы электролита. В процессе разряда их поток направлен от анода к катоду. При зарядке — от катода к аноду. Контакты от катодов и анодов подсоединены к наружным клеммам. Причём к алюминиевому корпусу устройства подключен положительный электрод. Для безопасной эксплуатации предусмотрена защита, предохраняющая устройство от перезаряда.

Срок их службы зависит от количества зарядов и разрядов. Если предполагается их длительное хранение без использования, лучше всего это сделать при половинном заряде аккумулятора

К недостаткам литий-ионных аккумуляторов можно отнести их относительно высокую стоимость.

Автор: Драчёва Светлана Семёновна

---

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя в группе ВКонтакте. А ещё — спасибо, если ты нажмёшь на одну из кнопочек «лайков»:

---

Вы можете оставить комментарий к докладу.

Все, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор

02,2021 сентября XNUMX г.

Введение

Когда дело доходит до аккумулятора и электрической системы автомобиля, знания — это сила. По сути, это душа вашей езды. Меньше всего вам нужно разрядить батареи и сесть на мель. Чем больше вы знаете об аккумуляторе и электрической системе, тем меньше вероятность того, что он застрянет, и поэтому нам нужно больше знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.

Средний автомобильный аккумулятор можно использовать от 3 до 5 лет, но привычки вождения и воздействие экстремальных условий сокращают срок службы аккумулятора. Быстрая диагностическая проверка для оценки температуры, при которой аккумулятор может выйти из строя. Он также может сообщить вам об оставшемся времени работы от батареи. Небольшой тест подскажет, можно ли использовать аккумулятор в обычном режиме.

Как именно работает автомобильный аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор обеспечивает необходимую электрическую энергию для питания всех электрических компонентов автомобиля. Поговорим о значительной ответственности. Без питания от аккумулятора вы могли заметить, что ваш автомобиль не заводится.

Давайте посмотрим, как работает эта мощная маленькая коробочка:

Химическая реакция заставляет ваш автомобиль работать: ваша батарея преобразует химическую энергию в электрическую энергию, необходимую для питания автомобиля, тем самым обеспечивая напряжение на стартер.

Поддерживайте стабильный ток: ваша батарея может не только обеспечивать энергию, необходимую для запуска автомобиля, но и стабилизировать напряжение (это термин для подачи энергии), чтобы двигатель работал. Многие полагаются на батареи. Назовите это «коробкой для консервных банок».

Автомобильный аккумулятор может быть небольшим, но вырабатываемой им энергии достаточно.

Есть ли какие-либо предупреждающие знаки, которые могут указывать на проблему с моей батареей?

Есть много признаков и симптомов того, что аккумулятор может нуждаться в замене:

• Медленный коленчатый вал двигателя: когда вы пытаетесь завести автомобиль, коленчатый вал двигателя вращается медленно, и время запуска больше, чем обычно. Вы могли бы лучше охарактеризовать это как шум стартапа «rur rur rur».

• Индикатор проверки двигателя: при низком уровне заряда аккумулятора иногда появляется индикатор проверки двигателя. Необычные световые индикаторы системы, например световые индикаторы проверки двигателя и низкого уровня охлаждающей жидкости, могут указывать на проблему с аккумулятором. (Это также может означать, что вам нужно больше охлаждающей жидкости).

• Низкий уровень заряда аккумулятора: корпус автомобильного аккумулятора обычно полупрозрачный, поэтому вы всегда можете обратить внимание на уровень заряда аккумулятора. Если красная и черная крышки не запечатаны, вы также можете проверить их, сняв их (большинство современных автомобильных аккумуляторов теперь герметично закрывают эти детали).

• Итог: если уровень электролита ниже, чем на внутренней свинцовой пластине (проводнике энергии), вам необходимо протестировать аккумулятор и систему зарядки. Когда уровень электролита падает, это обычно связано с перезарядкой (нагревом).

• Вздутый, раздутый батарейный отсек. Если ваш батарейный отсек похож на большую еду, это может указывать на то, что батарея сломана. Вы можете обвинить корпус батареи в перегреве, что сокращает срок службы батареи.

• Фуу, запах тухлых яиц: вы можете почувствовать резкий запах тухлых яиц (запах серы) вокруг батареи. Причина: батарея протекает. Утечка также может вызвать коррозию вокруг клемм (там, где расположены кабельные соединения + и -). Возможно, придется убрать этот мусор, иначе ваша машина может не завестись.

Срок службы батареи более 3 лет считается старым: ваша батарея может работать более трех лет, но, по крайней мере, проверяйте ее текущее состояние каждый год, когда он достигает трехлетней отметки. Срок службы батареи варьируется от трех до пяти лет, в зависимости от батареи. Однако привычки вождения, погода и частые короткие поездки (менее 20 минут) могут значительно сократить фактический срок службы автомобильного аккумулятора.

Как определить, не устарела ли моя батарея, чтобы работать?

С одной стороны, вы можете проверить код даты на крышке батарейного отсека. Этот код сообщает вам, когда аккумулятор был произведен на заводе. Или вы можете напрямую узнать у продавца дату изготовления. В среднем автомобильные аккумуляторы могут прослужить от трех до пяти лет. Обратите внимание, что вам также нужно обращать внимание на признаки низкого заряда аккумулятора, такие как медленный запуск двигателя с низким уровнем жидкости. Если аккумуляторный ящик набухает или набухает, аккумулятор пахнет тухлыми яйцами или загорается индикатор двигателя, проблема может быть за пределами кривой. Если больше трех лет, считайте, что пришло время для пристального наблюдения.

Неисправный аккумулятор повредит систему зарядки или стартер?

Вы делаете ставку. Если ваша лодыжка слаба, вы склонны чрезмерно компенсировать это и увеличивать вес и давление на здоровую лодыжку. Это та же концепция низкого заряда батареи. Когда ваша батарея разряжена, ваша машина в конечном итоге подвергнет дополнительную нагрузку здоровым деталям. Это может повлиять на систему зарядки, пусковой двигатель или пусковой электромагнитный клапан.

Эти компоненты могут выйти из строя, потому что они потребляют слишком много напряжения, чтобы компенсировать недостаток заряда батареи. Если эта проблема не будет решена, что повлияет на работу автомобильного аккумулятора, вы можете заменить дорогие электронные компоненты, что обычно происходит без предупреждения.

Откуда вы знаете, что ваш генератор не обеспечивает достаточную мощность для работы вашей батареи?

Начнем с очевидных симптомов:

• Иметь электрическую систему. Странные мигающие или предупреждающие огни, такие как мигание «Check Engine», исчезают, а затем снова появляются. Когда автомобильный аккумулятор почти разряжен и подавать питание трудно, все эти отказы обычно начинают происходить. Если генератор выйдет из строя, ваша батарея больше не будет заряжаться и расстояние будет полностью разряжено.

• Медленный кривошип. Вы заводите машину, она продолжает вращаться, а затем, наконец, заводится — или не заводится. Это может означать, что ваш генератор не заряжает аккумулятор должным образом. Если вы тоже начинаете знакомиться с имеющейся у вас электрической системой, обратитесь в ближайший сервисный центр. Ваш автомобиль может быть мертв из-за аккумулятора и генератора.

Заключение

Когда аккумулятор не заряжен (из-за неисправности генератора), все вышеперечисленное произойдет. Ваша батарея будет продолжать разряжаться. Когда он будет полностью осушен… Ну, все мы знаем, что будет дальше: машина с бордюром. Это самое важное, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.

Поделись сейчас

Как работает автомобильный аккумулятор?

Как и любому другому устройству или машине, вашему автомобилю также нужен аккумулятор, чтобы получить достаточно энергии для правильной работы. Автомобильный аккумулятор питает его двигатель, радио, фары и многие другие детали, но как он это делает? Следите за тем, как мы раскрываем концепции автомобильных аккумуляторных систем и то, как они на самом деле работают.

Что такое батарея?

Свинцово-кислотная батарея

Батарея — это просто устройство, преобразующее химическую энергию в электричество. По сути, батарея состоит из ячеек, содержащих реальную энергию.Клетки накапливают химическую энергию и при необходимости преобразуют ее в электрическую. Этот простой основной принцип используется практически во всех типах батарей.

«Статья по теме: Аккумуляторы для электромобилей — типы, срок службы, техническое обслуживание и многое другое»

Как работает автомобильный аккумулятор?

Свинцово-кислотные (группа аккумуляторов) аккумуляторы используются в подавляющем большинстве автомобилей. Эти батареи относятся к классу SLI, который означает «Запуск, освещение, зажигание» .Это просто означает, что аккумуляторы SLI питают не только стартер автомобиля, но и системы освещения и зажигания автомобиля. Короткий всплеск энергии приводит в действие двигатель автомобиля и его аксессуары, сразу после этого небольшого всплеска необходимая мощность для автомобиля выдается генератором переменного тока.

Как работает автомобильный аккумулятор? — AdobeStock

Вот химия, связанная с автомобильными аккумуляторами:

• Обычно батарея SLI состоит из 6 ячеек, каждая ячейка обеспечивает 2 вольта электродвижущей силы.Эти 6 ячеек соединены последовательным соединением, что обеспечивает общую выходную мощность 12 вольт.
• Каждая ячейка батареи состоит из двух пластин: одна из диоксида свинца, а другая — из свинца.
• Пластины ячеек погружены в раствор электролита серной кислоты (H ₂ SO ₄ ), который действует как катализатор и запускает химическую реакцию между пластинами.
• На пластине диоксида свинца запускается реакция, в результате которой образуются ионы и сульфат свинца.
• Затем ионы реагируют с соседней пластиной с образованием водорода и сульфата свинца.
• В результате химической реакции; Вырабатываются электроны, которые бегают по пластинам клетки и генерируют электричество.
• Химическая реакция, происходящая внутри аккумулятора, полностью обратима. Подача тока к батарее с правильным напряжением вызовет повторное образование свинца и диоксида свинца на пластинах (восстановление прежнего состояния), и таким образом вы сможете повторно использовать батарею.

В дополнение к этой батарее на 12 В в электромобиле есть литий-ионная аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея электромобиля обеспечивает необходимую электрическую энергию для питания его двигателя.

Сводка

Подводя итог, при разряде аккумулятора кислота вступает в реакцию с материалами пластин, изменяя их поверхность на сульфат свинца. Когда аккумулятор перезаряжается, химическая реакция меняется на противоположную: сульфат свинца превращается в диоксид свинца и свинец. Теперь, когда пластины возвращены в исходное состояние, процесс можно повторить.

Со временем эффективность батареи снизится, и большинство из них будет работать в оптимальном режиме около 3-4 лет. Помимо этого, в современных электромобилях есть литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Tesla недавно пообещала, что скоро у ее электромобиля появится батарея, которой хватит на миллион миль.

Так работает автомобильный аккумулятор

_{Автомобильные аккумуляторы могут выглядеть просто снаружи, но под их поверхностью происходит много химии, которая производит электричество для вашего автомобиля.}

Батареи являются важной частью повседневной жизни в 21 веке, потому что, попросту говоря, большинство устройств, которые мы используем каждый день для работы и развлечений, не будут работать без них. То же самое и с большой батареей в наших автомобилях, которая питает всю бортовую электронику и помогает запускать двигатель. Для такого важного элемента неплохо было бы немного узнать, как он работает.

Обзор

Помимо зажигания автомобиля, аккумулятор отвечает за питание системы кондиционирования воздуха, радио, дворников и всего внутреннего и внешнего освещения.Такие функции, как автоматические сиденья и окна, также нуждаются в батарее для работы своих вспомогательных двигателей.

Дизайн

Как и любая домашняя батарея AA, обычная свинцово-кислотная автомобильная батарея на 12 В имеет положительную (+) и отрицательную (-) клеммы, которые имеют соответствующую маркировку на внешнем корпусе. Вы также можете различить два терминала по цветному индикатору: красный для первого и черный для второго.

howitworksdaily.com

Процесс

Батареи создают энергию в результате химической реакции.Состоящая из шести ячеек, каждая ячейка содержит два электрода, состоящих из перекрывающихся металлических пластин, образующих положительную и отрицательную сетку. Положительная сетка покрыта оксидом свинца, который вводит электроны в ячейку. Отрицательная сетка покрыта свинцом и высвобождает электроны. Это происходит, когда металлические пластины, погруженные в смесь воды и серной кислоты, вступают в реакцию с оксидом свинца и свинцом, создавая электричество.

Срок службы

Большинство автомобильных аккумуляторов прослужат до четырех лет, хотя производительность со временем будет постепенно снижаться.Постоянный разряд и подзарядка аккумулятора, например, включение фар при выключенном зажигании и последующий запуск автомобиля от внешнего источника, могут значительно сократить этот временной интервал. Хотите знать, пришло ли время заменить вашу? Спросите в сервисном отделе — у них есть инструменты для диагностики исправности аккумулятора.

История

• Первый автомобильный аккумулятор был создан в 1800-х годах.

• В 1911 году был изобретен электрический звуковой сигнал, а годом позже — электростартер.До этого двигатели запускались с помощью рукоятки.

• Фара с герметичным светом появилась на рынке в 1939 году.

• Начиная с 1980-х годов были введены новые опции комфорта и удобства, требующие большего количества электроэнергии. Таким образом, конструкция батареи значительно улучшилась, обеспечив увеличенную емкость для удовлетворения потребностей новой технологии.

Как работают свинцово-кислотные автомобильные 12-вольтовые аккумуляторы

Автомобильный аккумулятор необходим для хранения электроэнергии

Автомобильный аккумулятор предназначен для хранения электроэнергии, которая используется для запуска двигателя. двигатель, когда ключ повернут в положение кривошипа, и включите стартер.Аккумулятор также накапливает электрическую энергию для запуска двигателя и работы. аксессуары в электрической системе по всему автомобилю, когда двигатель не Бег.

Эта батарея является перезаряжаемой единицей в SLI (запуск-зажигание-зажигание) разновидность, основанная на свинцово-кислотной основе и являющаяся старейшей стиль перезаряжаемых источников электропитания. Эти батареи разделены на 6 отдельных ячеек. Каждая ячейка вырабатывает около 2,1 вольт, которые в совокупности создают до 12 вольт.6 вольт.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

По мере снижения уровня заряда напряжение и сила тока, которую он производит, также уменьшается. Электроэнергия создается в результате химической реакции, при которой положительные и отрицательные свинцовые пластины погружаются в раствор электролита (кислоту). Это напряжение затем сбрасывается через положительный вывод (красный) и возвращается. к отрицательной клемме (черный).

Аккумуляторная батарея имеет положительную и отрицательную клеммы, из которых два кабели прилагаются.Эти кабели направляют положительное (красный +) питание от клеммы к распределительной сети центр или панель предохранителей и отрицательное (черный -) питание к блоку двигателя и рама автомобиля.

Батарея без «глубокого разряда» должна иметь период отдыха или «простой», чтобы пластины могли внутри каждую ячейку пора остывать. Аккумулятор, подвергшийся полной разрядке, будет выйдет из строя преждевременно, если только это не батарея глубокого разряда. Все батареи являются опасным материалом и должны быть утилизированы в местном магазине запчастей или в центре вторичной переработки.

Если контрольная лампа аккумуляторной батареи горела во время вождения автомобиля, вы нужно будет проверить генератор первый. Это потому, что батарея может не быть проблемой, если она не получение надлежащего заряда от генератора.

Есть вопросы?

Если у вас есть вопросы о автомобильный аккумулятор, посетите наш форум. Если тебе нужно совет по ремонту автомобилей, пожалуйста спросите наше сообщество механиков, которые будут рады помочь.Наш сервис всегда 100% бесплатно.

СПОНСИРУЕМЫЕ ССЫЛКИ

Статья опубликована 08.08.2021

Автомобильный аккумулятор | Как это работает

Аккумулятор — это электрическое сердце автомобиля. Он накапливает энергию, которая запускает двигатель, и обеспечивает все электрические потребности автомобиля, когда генераторная система не справляется. Это также один из тех компонентов, который требует минимального обслуживания. Обычно все, что необходимо — это проверка уровня электролита. Современные разработки снимают с автовладельца даже эту ответственность.

Все автомобильные аккумуляторы относятся к свинцово-кислотному типу, что означает, что они накапливают электричество за счет химического воздействия, которое некоторые типы кислот оказывают на свинец. Батарея обычно состоит из нескольких ячеек, соединенных вместе. Каждая ячейка дает в среднем два вольта на выходе, поэтому обычная 12-вольтовая батарея состоит из шести ячеек, а шестивольтовая батарея состоит из трех ячеек. У большинства батарей есть линия крышек заливных горловин вдоль верхней части, и обычно на каждую ячейку приходится по одной крышке.

Внутренняя конструкция каждой ячейки идентична; Есть два набора вертикальных пластин, одна положительная, другая отрицательная.Пластины представляют собой металлические решетки, обычно сделанные из сплава свинца. В полностью заряженной батарее на положительных пластинах имеется покрытие из перекиси свинца, а на отрицательных пластинах — один из «губчатых» свинцов. Каждая ячейка заполнена до уровня чуть выше верхней части пластин раствором серной кислоты, называемым электролитом. Электролит содержит большое количество дистиллированной воды. Между положительной и отрицательной пластинами также установлена ​​изолирующая пластина. Его цель — уберечь их от соприкосновения.

Все положительные пластины в ячейке соединены вместе вверху, как и все отрицательные пластины. Сами клетки взаимосвязаны, положительные и отрицательные. Внешние соединения с электрической системой автомобиля выполняются на клеммах в верхней части аккумулятора, положительный полюс на одном конце и отрицательный на другом. Электрооборудование автомобилей обычно относится к типу «с заземлением», поэтому один из главных выводов, обычно отрицательный, присоединяется непосредственно к кузову с помощью короткой заземляющей ленты.

Емкость или мощность аккумулятора зависит от общей площади свинцовых пластин, а размер, выбранный для конкретного автомобиля, является компромиссом между вероятным потреблением электроэнергии и значительным объемом и стоимостью компонента. Емкость измеряется в ампер-часах (Ач), которая представляет собой доступный ток, умноженный на количество часов, в течение которых он будет течь. Обычный аккумулятор имеет емкость 40 Ач, что означает, что он может обеспечивать ток силой 4 ампера в течение десяти часов. Батарея на 50 Ач может подавать 5 ампер за тот же период.

Как работает аккумулятор

Когда электричество потребляется от заряженной батареи, ток в батарее вызывает электролиз электролита в каждой ячейке. Электролиз воды в электролите представляет собой форму разложения и дает ионы кислорода и ионы водорода, которые являются переносчиками электрических зарядов. Ионы кислорода заряжены отрицательно, а ионы водорода — положительно. Эти заряды заставляют ионы кислорода искать положительные пластины, а ионы водорода — отрицательные пластины.Таким же образом и сама серная кислота разлагается на ионы водорода.

Когда эти различные ионы достигают электродов, к которым они притягиваются, они теряют свои электрические заряды и вступают в реакцию с активным материалом на пластинах, заставляя ток покидать батарею. При этом обе пластины превращаются в сульфат свинца, а серная кислота превращается в воду. Следовательно, электролит разбавляется, и его удельный вес падает. Эта химическая реакция завершится только в том случае, если аккумулятор полностью разряжен, как это может случиться, если оставить машину на стоянке с включенными фарами на долгое время.

В отличие от телефона, автомобильный аккумулятор не следует полностью разряжать

На практике следует избегать полной разрядки по двум причинам. Во-первых, поскольку сульфат свинца очень объемный, сильное сульфатирование пластин может привести к растрескиванию решеток и отслоению части покрытия. Кроме того, подзарядка может оказаться неэффективной, если аккумулятор полностью разряжен, поскольку сульфат свинца становится все труднее преобразовать обратно в исходные материалы. Напряжение ячейки быстро падает с максимального значения 2.От 2 до чуть более 2 вольт после начала разряда. Это значение остается почти постоянным до тех пор, пока батарея не будет почти полностью разряжена, на этой стадии снижение напряжения происходит быстро и сульфатирование становится значительным, если только зарядный ток не применяется быстро.

Разряженный или «разряженный» аккумулятор можно заряжать, пропуская через него ток. Это делается автоматически в автомобиле с помощью динамо-машины или генератора переменного тока, но если аккумулятор полностью разряжен, может потребоваться подзарядить его от сети, что часто бывает у механика-самодела зимой.Во время зарядки ток течет через батарею в другом направлении — внутрь на положительной клемме, а не выходит из нее. Таким образом, процесс зарядки является обратным процессу разрядки; положительные пластины превращаются в перекись свинца, а отрицательные пластины — на свинец. Часть воды также превращается обратно в серную кислоту.

Зарядное оборудование современных автомобилей спроектировано так, что оно обеспечивает относительно высокий зарядный ток, когда в этом больше всего нуждается аккумулятор. Однако по мере того, как батарея приближается к полной зарядке и ее напряжение повышается, регулятор напряжения снижает ток до низкого уровня.Это не только обеспечивает полное обратное преобразование активного материала, но и сводит к минимуму выделение газов, которое происходит на пластинах, когда батарея полностью заряжена. Сильное выделение газа, которое выглядит так, как будто электролит кипит, может вызвать смещение активного материала с пластин. Химическая активность и, следовательно, мощность, которую может обеспечить аккумулятор, зависят от температуры. Зимой аккумулятор менее эффективен для запуска, чем летом, когда более высокая вязкость холодного масла в двигателе еще больше увеличивает мощность, необходимую для его вращения.Это часто объясняет нежелание двигателей некоторых автомобилей запускаться в очень холодную погоду.

Каждый элемент батареи имеет два набора пластин, которые окружены кислотным раствором, называемым электролитом. Когда электричество берется из заряженной ячейки, ток вызывает химическую реакцию. Изображение аккумуляторной батареи автомобиля в разрезе, показывающее изолирующие пластины, установленные для предотвращения соприкосновения отрицательной и положительной пластин.

Состояние заряда аккумулятора автомобиля

Уровень заряда автомобильного аккумулятора можно оценить, измерив удельный вес электролита. Удельный вес (SG) — это вес вещества по сравнению с весом равного объема воды. Удельная плотность воды принята равной 1,00. Если предположить, что элементы были изначально правильно заполнены, удельная плотность электролита в полностью заряженной батарее составляет около 1,28 (то есть на 28 процентов тяжелее воды), но эта цифра падает до 1.От 11 до 1,13 (всего на 11-13% тяжелее воды) при полном разряде из-за избытка воды в электролите. Удельный вес кислоты можно быстро оценить с помощью ареометра.

Это простое устройство состоит из небольшого поплавка в стеклянной трубке со шкалой. Он имеет сопло на одном конце и резиновую грушу на другом. Электролит из каждой ячейки, в свою очередь, втягивается в трубку путем сжатия и отпускания баллона, после чего SG просто и легко считывается «на шкале». Поскольку вода быстро испаряется из электролита обычной батареи, находящейся в эксплуатации, но серная кислоты нет, падение уровня жидкости сопровождается повышением удельного веса.Вот почему необходимо время от времени доливать ячейки чистой водой, чтобы восстановить уровень электролита и SG. В верхней части обычной батареи предусмотрены резьбовые заглушки или специальные крышки, чтобы можно было долить. Некоторые автовладельцы используют для доливки обычную водопроводную воду, но производители аккумуляторов не рекомендуют этого делать, поскольку такая вода может содержать химические вещества, которые могут отрицательно сказаться на сроке службы пластин.

Срок службы батареи значительно варьируется в зависимости от условий эксплуатации и регулярности доливки, но обычно составляет от двух до трех лет.Старость проявляется в том, что аккумулятор становится все более неспособным брать заряд или удерживать его, когда он не используется. Сульфатирование пластин является причиной того, что аккумулятор не может заряжаться, и возникает из-за того, что аккумулятор слишком долго находится в разряженном состоянии. С другой стороны, если элементы не удерживают заряд, это происходит из-за того, что пластины (а иногда и сепараторы) были повреждены из-за вибрации или чрезмерно быстрой зарядки или разрядки.

Улучшение аккумулятора

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея была усовершенствована с момента ее первого использования в автомобилях.Были найдены способы сделать пластины и их крепления более прочными, а сепараторы также стали значительно лучше, чем были. Сейчас используются пористая резина и пластмассы, которые намного прочнее, чем древесина и другие материалы, которые использовались ранее. Они позволили уменьшить толщину сепаратора, чтобы сделать батарею более компактной. Вес современной батареи также был уменьшен, и, наоборот, ее прочность увеличилась за счет быстрого развития и использования литых пластиковых корпусов.

За последние несколько лет был достигнут более фундаментальный прогресс, который привел к созданию «необслуживаемой» (или MF) батареи. Аккумуляторы этого типа широко используются в США, где они были изобретены, и были стандартизированы для всей линейки автомобилей General Motors. Другие американские производители, в частности Ford, намерены последовать их примеру. Европейские производители аккумуляторов медленнее производят аккумуляторы MF, но их интерес подогревается решением GM в 1978 году начать экспорт собственного ассортимента Delco для своих компаний в Европе.Необслуживаемый аккумулятор — это именно то, о чем говорит его название: он не требует дозаправки в любой момент своего срока службы и даже не имеет отверстий для этой цели, а заполняется и герметизируется на заводе.

В Америке он снова стоит примерно в пятую часть дешевле, чем качественная обычная батарея. В свою очередь, он утверждает, что исключает возможность преждевременного выхода из строя батареи из-за халатного отношения ленивого или забывчивого владельца. Помимо исключения дозаправки, батарея MF значительно сокращает три других недостатка, связанных с более ранней конструкцией — плохим сроком хранения (время, в течение которого батарея может храниться до продажи), ухудшением обслуживания и коррозией клемм.Все эти недостатки ортодоксальной батареи так или иначе связаны с одной особенностью ее конструкции. В течение многих лет металлическая сурьма добавлялась в свинец, из которого изготавливаются пластинчатые решетки, для придания им достаточной прочности. К сожалению, сурьма также действует как своего рода медленный яд, проникая через электролит от положительных пластин к отрицательным.

Это приводит к износу аккумулятора, даже если он новый и стоит на полке, что ограничивает время хранения неиспользованных аккумуляторов.Тот факт, что совершенно новые батареи могут испортиться таким образом, вынудил производителей отправлять «сухие» батареи с завода, причем кислоту добавляли непосредственно перед вводом батареи в эксплуатацию. Однако, преодолевая одну проблему, эта договоренность привела к появлению других. Самым важным была сложность обеспечения того, чтобы аккумулятор был в нормальном состоянии после заполнения. Как бы тщательно это ни проверялось заранее, всегда оставалась вероятность того, что зарядка не будет удовлетворительно проведена продавцом.

Из-за отравляющего действия сурьмы количество, используемое в батареях, было уменьшено примерно на треть в течение 1950-х годов. Хотя это сокращение значительно замедлило темпы ухудшения состояния, Delco и Gould Inc в США считали, что еще многое предстоит сделать. Оба провели обширную исследовательскую программу в течение 1960-х годов, и оба пришли к одному и тому же решению — устранению сурьмы за счет использования кальциево-свинцовых сплавов для пластинчатых решеток. Свинец-кальций ни в коем случае не был новым материалом в производстве аккумуляторов, но раньше он использовался только для нескольких толстых пластин телефонных батарей, а не для многих тонких пластин, необходимых для автомобильного аккумулятора.Тем не менее, были найдены способы приспособить конструкцию и производство батарей, чтобы можно было использовать этот металл.

В ходе исследования американские фирмы обнаружили еще один бонус. Использование свинцово-кальциевого сплава не только продлило срок годности батареи как минимум в пять раз, но также значительно уменьшило выделение газа, возникающее при достижении полной зарядки. Скорость, с которой вода терялась из электролита, стала очень низкой, а окончательная коррозия — результат выдува кислотных паров из вентиляционных отверстий электролизера за счет выделения газа — практически отсутствовала.То, что начиналось как поиски более длительного срока хранения и более стабильной производительности, превратилось в проект, приносящий пользу автовладельцу, и указал на разработку аккумуляторов, которые не нуждались бы в обслуживании в течение их срока службы. Реализация этого идеала означала внесение других изменений, которые были исследованы и усовершенствованы, пока и Delco, и Gould не достигли стадии «полевых испытаний» с производителями автомобилей в начале 1970-х годов.

Чтобы гарантировать отсутствие необходимости в доливке, первым делом необходимо обеспечить высокий уровень электролита над пластинами.Чтобы добиться этого без уменьшения глубины пластин или углубления корпуса, пластины должны были быть установлены на дно ячеек. Раньше они были немного приподняты, чтобы оставить пространство, в котором мог скапливаться любой отслоившийся активный материал. Из этого следовало, что положительные пластины, на которые больше всего влияет отслоившийся материал, должны были быть закрыты, чтобы предотвратить накопление такого материала на дне контейнера и возникновение короткого замыкания.

В крышку батареи встроены совмещенные газоуловители и конденсаторы.Они дополнительно снижают скорость потери воды и вставляются после того, как аккумулятор был залит электролитом на заводе. Хотя некоторые преждевременные отказы батарей MF произошли в Соединенных Штатах, где к Delco и Gould теперь присоединились другие производители, частота таких неисправностей, по-видимому, ниже, чем для батарей обычного типа. Однако нет сомнений в том, что эти относительные новинки действительно соответствуют своему описанию, поскольку ни один из отказов не был результатом нехватки электролита или коррозии клемм, которые являются обычными последствиями отсутствия обслуживания.У батареи MF есть и другие преимущества. Поскольку доступ к аккумулятору требуется только для его первоначальной установки и замены, его больше не нужно устанавливать под капотом, где пространство часто ограничено, а окружающая среда далека от идеала. Теперь его можно отнести к той части автомобиля, где он менее навязчив.

Автомобильный аккумулятор, не требующий обслуживания, или аккумулятор, не требующий особого обслуживания

В то время как Gould и Delco разрабатывали свои свинцово-кальциевые батареи, другие производители в США и Германии использовали другой подход.Они считали, что приемлемого увеличения срока хранения и сокращения технического обслуживания можно добиться за счет дальнейшего снижения содержания сурьмы в решетках пластин. За счет дополнительных легирующих элементов компаниям удалось снизить содержание сурьмы до 2–3%, а батареи этого типа с низким содержанием сурьмы серийно производятся в двух странах. В Соединенных Штатах, конечно, они находятся в прямой конкуренции с разновидностью MF и, будучи обычно на 10% дешевле, имеют значительное преимущество.Эти батареи также иногда называют «необслуживаемыми», но, поскольку необходимы дозаправочные пробки, «неприхотливость в обслуживании» обычно считается более точным описанием.

Аккумуляторы, не требующие особого обслуживания, безусловно, превосходят обычные аккумуляторы с повышенным содержанием сурьмы, но их преимущество во всех основных аспектах производительности аккумуляторов намного меньше, чем в конструкции MF. Например, срок хранения, хотя он примерно вдвое меньше, чем у обычной батареи, все же составляет менее трети срока службы MF.Еще один бонус, обеспечиваемый аккумулятором MF, — это его большая устойчивость к перезарядке, что могло бы произойти, если бы оборудование для регулирования напряжения в автомобиле было неправильно настроено. В то время как аккумулятор с низким содержанием сурьмы примерно на 25–30 процентов лучше, чем обычный, блок MF показывает, по крайней мере, в три раза большую устойчивость к перезарядке по этой причине.

Прекращение обслуживания аккумуляторной батареи во многом соответствует современным тенденциям «запломбирован на всю жизнь» в других аспектах развития современных автомобилей, таких как некоторые коробки передач и компоненты трансмиссии.Из-за этих несомненных преимуществ кажется вероятным, что аккумулятор MF имеет широкий потенциальный рынок как в Европе, так и в Соединенных Штатах. Основное беспокойство европейских производителей заключается в том, будут ли автомобилисты платить более высокую цену за более качественные компоненты. Общественность не может требовать аккумуляторы MF до тех пор, пока цена не станет более конкурентоспособной, и цена не может быть снижена до тех пор, пока производство не станет высоким, что, в свою очередь, не может произойти до тех пор, пока общественный спрос не станет сильным и устойчивым, а продажи не будут высокими.

Какими бы ни были коммерческие сложности, факт остается фактом: необслуживаемая аккумуляторная батарея является важной вехой в автомобильной электротехнике. Для сравнения, тип с низким содержанием сурьмы можно рассматривать как просто эволюционное усовершенствование. Тем не менее, он стал стандартной недорогой альтернативой батарее MF во всем мире.

Как работает автомобильный аккумулятор?

Каждый автомобиль оснащен батареями SLI, обеспечивающими питание для запуска, освещения и зажигания двигателя. Аккумулятор обеспечивает питание в ситуациях перегрузки, когда генератор не обеспечивает достаточной мощности для автономной работы всех электрических устройств.

Например, когда ваш двигатель работает на холостом ходу со всеми включенными лампами, работает кондиционер, работает вентилятор охлаждения двигателя, радио и т. Д. Итак, как работает автомобильный аккумулятор и что он делает?

Аккумулятор обеспечивает питание таких устройств, как бортовые компьютеры, когда ваш автомобиль припаркован с выключенным двигателем. Батарейные приложения многочисленны; однако мы делаем упор на аккумуляторы, которые используются в наших транспортных средствах. Батареи запускают наши автомобили, обеспечивают питание фары и многочисленные электрические системы в наших автомобилях.

Что такое автомобильный аккумулятор?

Почти все батареи, включая автомобильные, преобразуют электрическую энергию генератора в химическую энергию внутри батареи. Химическая энергия аккумулятора также может быть преобразована в электрическую, чтобы обеспечить питание электрических компонентов вашего автомобиля, включая стартер, когда пришло время запустить двигатель.

Каждая батарея состоит из элементов, хранящих химическую энергию. Каждая ячейка состоит из трех компонентов из химически активного материала, двух свинцовых пластин и электролита.

Посмотрите это видео от Donut Media, в котором подробно описывается автомобильный аккумулятор:

Как работают автомобильные аккумуляторы? (Шаг за шагом)

• Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести ячеек, каждая из которых вырабатывает 2 вольта энергии.
• Каждая ячейка имеет две пластины, одну из свинца, а другую из диоксида свинца.
• Серная кислота окружает обе эти пластины, так называемый раствор электролита.
• Кислота заставляет пластину из диоксида свинца производить ионы и сульфат свинца.
• Ионы реагируют со свинцовой пластиной, образуя водород и сульфат свинца.
• Это химическая реакция, при которой образуются электроны.
• Электроны генерируют электричество, которое используется для запуска вашего двигателя.
• При перезарядке аккумулятора на пластинах образуются свинец и диоксид свинца, что позволяет повторять цикл.

Из каких компонентов состоит аккумулятор?

Основными компонентами стандартного автомобильного аккумулятора являются положительные и отрицательные клеммы аккумулятора, свинцовая пластина, пластина из диоксида свинца и серная кислота между пластинами.

Клеммы аккумулятора

Каждая батарея имеет положительные и отрицательные электроды. Они отмечены знаком плюса и минуса. Заземляющий провод подсоединяется к отрицательной клемме, а положительный красный кабель подсоединяется к положительной клемме.

Положительная пластина аккумуляторной батареи

Положительная пластина аккумуляторной батареи сделана из свинца и соединяется с положительной клеммой на внешней стороне аккумулятора.

Отрицательная пластина аккумулятора

Отрицательная пластина аккумулятора также сделана из свинца и подключается к отрицательной клемме на внешней стороне аккумулятора.

Разделитель батарей

Пластиковый разделитель разделяет две пластины. Этот сепаратор изготовлен из проницаемого синтетического материала, чтобы две пластины не касались друг друга.

Пластиковый чемодан с крышкой

Вся батарея помещена в пластиковый корпус или контейнер. Многие батареи герметичны и не требуют обслуживания, в то время как у некоторых есть съемная крышка для каждой ячейки, чтобы добавить воды в батарею.

Аккумуляторная кислота

Кислота в батарее представляет собой комбинацию серной кислоты и воды, которая покрывает обе свинцовые пластины и обеспечивает среду для переноса ионов и электронов между пластинами.

Ремень для ремня

Литой ремешок соединяет свинцовые пластины каждой ячейки с одинаковой полярностью, создавая последовательное соединение через батарею для каждой полярности.

Основы химии аккумуляторов

Энергия генерируется в виде электронов, протекающих между двумя материалами, отрицательным и положительным, через электролит, обычно состоящий из серной кислоты и воды.

Обычно в типичном автомобильном аккумуляторе шесть ячеек, соединенных последовательно, чтобы получить в сумме 12 вольт.Зарядка аккумулятора меняет процесс и накапливает энергию.

Пусковой ток

Ампер холодного пуска измеряет способность батареи отдавать энергию при заданной температуре. Как правило, это количество ампер-часов, обеспечиваемое при нулевой температуре по Фаренгейту в течение 30 секунд при поддержании уровней напряжения выше 7,2 вольт. Более высокое число ампер указывает на большую пусковую мощность, особенно при более низких температурах.

Безопасность и предупреждения

Большинство современных батарей теперь герметично закрыты, что позволяет избежать случайного проливания кислоты во время транспортировки батареи.

Поскольку батареи содержат свинец и кислоту, они должны быть переработаны на специальных предприятиях по переработке батарей, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Кроме того, избегайте короткого замыкания положительных и отрицательных клемм при работе с аккумулятором, чтобы избежать поражения электрическим током и повреждения вашего автомобиля.

Размер группы батарей

Размер группы батарей — это стандарт, используемый в автомобильной промышленности для определения размера батареи, полярности и расположения клемм. Такой подход помогает производителям аккумуляторов и производителям автомобилей управлять расходами при проектировании транспортных средств.Авторемонтные мастерские используют эти размеры группы аккумуляторов, чтобы выбрать правильный сменный аккумулятор.

Напряжение АКБ

Электрические системы автомобилей стандартизированы около 12 вольт. Каждая батарея обычно состоит из шести ячеек, каждая из которых вырабатывает в сумме 2 или 12 вольт. Все электрические компоненты в вашем автомобиле разработаны в соответствии со стандартом 12-вольтовых батарей, включая автомобильные аксессуары, которые добавляют многие водители.

Различные типы автомобильных аккумуляторов

Технология автомобильных аккумуляторов развивается с множеством улучшений, которые увеличивают их жизненный цикл, уровень мощности и безопасность.Различные типы свинцово-кислотных аккумуляторов производятся с использованием герметичных технологий для улучшения технического обслуживания и безопасности.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотные аккумуляторы — это обычные аккумуляторы, используемые большинством производителей автомобилей. Они классифицируются как батареи с жидкостными элементами и герметичны и не требуют обслуживания.

Они обеспечивают мощность для запуска вашего двигателя и изготовлены с учетом большинства температурных требований. Будьте осторожны, потому что свинец Pb чрезвычайно токсичен и может вызвать серьезные неврологические расстройства.

Абсорбирующий стеклянный мат (AGM)

Батареи из абсорбирующего стекломата или батареи AGM имеют между свинцовыми пластинами стеклянный мат для удержания электролита. Обычные батареи позволяют жидкости свободно плавать между пластинами.

Optima Спирально-ячейка

Вместо плоских пластин каждая ячейка состоит из двух свинцовых пластин, покрытых оксидом свинца, намотанных друг на друга по спирали. Они утверждают, что обеспечивают большую мощность, чем традиционные плоские батареи.

Сетка силовая

Технология решетки Power-frame доступна уже около 15 лет и состоит из штампованной решетки вместо сплошной свинцовой пластины.Производители заявляют о снижении коррозии и увеличении производительности.

Литий-ионный

Литий-ионные батареи используются в основном для питания электромобилей. Замену свинцово-кислотной батареи на литиево-кислотную следует обсудить с вашим дилером, чтобы обеспечить соблюдение всех спецификаций для вашего генератора переменного тока и электрических систем.

Аккумулятор Совет: узнайте, как безопасно отсоединить автомобильный аккумулятор.

F.A.Q автомобильных аккумуляторов

У потребителей есть следующие наиболее часто задаваемые вопросы относительно аккумуляторов для их автомобилей, внедорожников и грузовиков.Всегда заменяйте аккумулятор на модель и размер группы, рекомендованные для вашего автомобиля. В этих часто задаваемых вопросах также есть несколько советов по батареям:

Каковы общие проблемы свинцово-кислотных аккумуляторов?

Постоянная перезарядка и недозаряд аккумулятора со временем может привести к накоплению сульфата свинца pbso, а также к недостаточной мощности, особенно в случае недостаточной зарядки. Герметичные батареи не требуют добавления воды.

Тем не менее, вентилируемые батареи время от времени нуждаются в доливке воды.Недостаток воды может привести к непоправимому повреждению пластин, а слишком большое количество воды может привести к разбавлению кислоты, уменьшению мощности и выходу батареи из строя.

Можно ли заряжать автомобильные аккумуляторы?

Авто аккумуляторы можно заряжать. Если ваш автомобиль не используется в течение длительного периода, электрическая система постепенно разряжает аккумулятор. Чтобы полностью зарядить аккумулятор без перезарядки, необходимо подключить капельное зарядное устройство.

Существуют зарядные устройства, которые рассчитаны на то, чтобы оставаться подключенными в течение нескольких месяцев, не повредив аккумулятор.Возможно, вам понадобится замена, когда загорится индикатор батареи.

Накапливает ли автомобильный аккумулятор энергию?

Автомобильные аккумуляторы хранят энергию в виде химической энергии, которая при необходимости может быть преобразована в электрическую. Электролит между двумя свинцовыми пластинами в батарее облегчает перенос электронов между положительной и отрицательной клеммами.

Обычно имеется шесть ячеек, каждая из которых производит два вольта. Батарейные элементы также оцениваются с точки зрения количества ампер, которое они могут выдать при 0F в течение 30 секунд.

Что регулирует ток автомобильного аккумулятора?

Автомобильные аккумуляторы рассчитаны на постоянный ток 12 вольт. Количество потребляемого тока ограничено нагрузкой и сопротивлением устройств, подключенных к батарее, а также емкостью самой батареи.

Батареи рассчитаны на непрерывную подачу заданного значения тока при нулевом градусе Фаренгейта в течение 30 секунд.

Завершение

Автомобильные аккумуляторы должны служить пять или более лет при стандартном использовании.Новые аккумуляторы для современных автомобилей обычно герметичны и не требуют обслуживания. Тестирование батареи может потребоваться для подтверждения правильной работы всех ячеек в батарее, особенно по мере старения батареи.

Аккумуляторы могут сильно разряжаться электрической системой автомобиля, даже если израсходуется резервная емкость аккумулятора, если они не заряжаются системой зарядки. Подключите подходящее постоянное зарядное устройство, если ваш автомобиль не будет эксплуатироваться в течение длительного времени, чтобы поддерживать заряд аккумулятора до того, как он разрядится.

Замените аккумуляторы на аккумулятор, рекомендованный для вашего автомобиля. Аккумулятор — это самый важный компонент для запуска двигателя вашего автомобиля.

Именно здесь ваш автомобиль получает мощность для запуска двигателя, поэтому убедитесь, что вы покупаете надежную марку. с достаточным количеством ампер-часов и в целом хорошей производительностью. Если у вас разрядился аккумулятор, теперь вы знаете, как он работает.

Как работает автомобильный аккумулятор — Бесплатные советы по ремонту автомобилей Ricks Бесплатные советы по ремонту автомобилей

Как автомобильный аккумулятор вырабатывает электричество?

Автомобильный аккумулятор имеет положительный и отрицательный электроды, погруженные в электролит (раствор, который поставляет воду и кислоту для электрохимической реакции).Электроды (пластины) изготовлены из разнородных материалов. Когда эти два разнородных материала погружаются в электролит, они создают потенциал напряжения.

Проверить напряжение аккумулятора с помощью мультиметра

Величина напряжения, создаваемого каждым комплектом электродов, зависит от типа материала, из которого изготовлен электрод, но обычно составляет от 2,1 до 2,2 В для свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов.

В обычном автомобильном аккумуляторе электроды построены на металлической сетке, покрытой пастой.Например, положительный электрод обычно покрыт диоксидом свинца (PbO2), а отрицательный электрод — губчатым свинцом (Pb). Электролит — серная кислота (h3SO4).

Выработка электричества во время цикла разряда

Когда вы замыкаете электрическую цепь и пытаетесь получить энергию от батареи, начинается химическая реакция и выработка электричества. Положительный электрод (пластина) покрыт диоксидом свинца (PbO2) — свинцом Pb и диоксидом кислорода (O2). PbO2 соединяется с водородом H + и ионами сульфата (SO4) (из серной кислоты) с образованием сульфата свинца (PbSO4) и воды (h3O) на поверхности положительной пластины.

Между тем, на отрицательной пластине, свинец (Pb) из отрицательного активного материала вступает в реакцию с ионами сульфата (SO42) из ​​сернокислотного электролита с образованием сульфата свинца (PbSO4) на отрицательной пластине.

Продолжая разряжать аккумулятор, вы в основном расходуете серную кислоту и превращаете больше электролита в воду. Вот почему разряженный аккумулятор зимой замерзает — электролит превратился в воду.

В процессе разряда покрытие на обеих пластинах медленно превращается в сульфат свинца (PbSO4), который не является проводящим, и электролит (серная кислота) становится слабее.Вот почему падает напряжение; потому что между двумя пластинами больше нет потенциала напряжения. Поскольку пластины становятся менее электропроводными, внутренняя проводимость падает. В определенный момент аккумулятор больше не может производить электричество.

Как быстро происходит разряд автомобильного аккумулятора?

Допустим, вы запускаете двигатель и потребляете 150 ампер от аккумулятора, но двигатель не в хорошем состоянии. Стартер проворачивает двигатель, но либо топливо не испаряется должным образом, либо возникает проблема с воспламенением, препятствующая запуску двигателя.

Если вы продолжите запускать двигатель при такой высокой нагрузке, вы разрядите аккумулятор гораздо быстрее, чем если бы вы оставляли свет включенным на долгое время. Вот почему. Чтобы батарея вырабатывала электричество, материал пластины с сернокислотным электролитом должен соединиться, а для этого кислота должна циркулировать в порах покрытия пластины, а образующаяся вода также должна течь. Большая часть этой реакции происходит на поверхности пластины. Когда этот потенциал напряжения исчерпан, кислота обычно проникает глубже в покрытие пластины.Но при быстрой разрядке кислота не может так быстро проникнуть в покрытие. Таким образом, продолжение проворачивания быстро истощает способность вашей батареи вырабатывать энергию.

Как заряжается автомобильный аккумулятор?

Когда вы подаете питание на аккумулятор, химический процесс меняется на противоположный. Сульфат (PbSO4) в обеих пластинах расщепляется на свинец (Pb) и сульфат (SO4), а вода расщепляется на водород (H) и кислород (O). Затем сульфат в пластинах соединяется с водородом с образованием серной кислоты (h3SO4).Между тем кислород соединяется со свинцом положительной пластины с образованием диоксида свинца (PbO2).

Когда аккумулятор достигает своего «полного» состояния, при продолжении зарядки выделяются газы — водород (h3) на отрицательной пластине и кислород (O2) на положительной. Фактически, вы уезжаете из воды, продолжая заряжать аккумулятор со скоростью, превышающей допустимую. В старых батареях, не требующих обслуживания, водород и кислород выходили из крышек и терялись. Вот почему вам приходилось постоянно проверять уровень воды и доливать дистиллированную воду, чтобы вернуть ее к нужному уровню электролита.В необслуживаемой батарее материалы пластин немного отличаются, а вентиляция ограничена для уменьшения выделения газа и необходимости замены воды.

Автоматическое зарядное устройство позволяет избежать этой проблемы, уменьшая уровень заряда по мере того, как аккумулятор достигает полной емкости.

Почему умирают автомобильные аккумуляторы

Выпадение

Автомобильные аккумуляторы не работают вечно, даже при правильном уходе. Со временем свинцовое покрытие решеток начинает размягчаться и «линять». Смягчение и выпадение заряда происходит быстрее в аккумуляторе, который подвергается злоупотреблениям в результате нескольких циклов глубокой разрядки, вызванных длительным запуском или оставлением включенными фары или вождением с неисправной системой зарядки, которая не перезаряжает и не перезаряжает аккумулятор.

Когда свинцовое покрытие отслаивается, оно падает на дно батареи и накапливается в полости для отстойника под пластинами. Уловитель осадка сконструирован таким образом, чтобы накапливать этот материал, не контактируя с пластинами. Но по мере того, как осыпанный слой заполняет ловушку для осадка, он может в конечном итоге достичь точки, в которой он входит в контакт с положительной и отрицательной пластинами,

Это вызывает короткое замыкание между контактирующими положительной и отрицательной пластинами. Вы заметите этот вид сбоя, если ведете машину, и она заводится и работает нормально, а в следующий раз, когда вы ее заводите, она полностью мертвая.

Согласно исследованию режима отказа BCI за 2010 год (BCI = Battery Council International — ассоциация производителей аккумуляторов), на закороченных аккумуляторов приходится 18% всех отказов аккумуляторов.

Сульфатирование аккумулятора

Сульфатирование пластины автомобильного аккумулятора происходит, когда вы оставляете аккумулятор в разряженном или частично разряженном состоянии на длительное время. Как обычный водитель может разрушить аккумулятор из-за сульфатации? Легкий. Вот пример. Вы заводите машину в холодный день. Затем вы включаете электрический обогреватель заднего стекла, включаете нагрев и устанавливаете вентилятор на максимальную мощность.Затем вы включаете фары, дворники и подогрев сидений.

Вот сколько энергии вы потребляете:

Стеклоочистители 7,5 ампер

Фары 18 ампер

Стояночные огни 8 ампер

Тормозные огни 11 ампер

Электродвигатель вентилятора 18 ампер

Обогреватель заднего стекла 28 -ампер

Сиденья с подогревом, 5 ампер (каждое)

Система зажигания, 8 ампер

Таким образом, помимо потребления не менее 100 ампер для запуска двигателя, вы также потребляете чуть более 103 ампер для работы вашего аксессуары.Затем вы едете в магазин или на работу и попадаете в пробку или проезжаете совсем немного. Скорее всего, ваша машина оснащена генератором на 130 ампер. Но генераторы могут выдавать только около 30% от их максимального значения на холостых оборотах. Таким образом, когда вы находитесь на светофоре или ползете в пробке, вы потребляете больше энергии из своей батареи, чем вкладываете в нее. Генератор должен работать со скоростью, близкой к 2000 об / мин двигателя, чтобы полностью зарядить его. Если вы будете повторять этот цикл запуска / слива каждый день в течение недели в холодную погоду, вы можете легко разрядить аккумулятор и вызвать сульфатирование пластин.

Другими словами, сульфатирование происходит, когда аккумулятор разряжен, и остается в этом состоянии некоторое время. Сульфатирование — это действительно образование твердых кристаллов сульфата свинца, которые заполняют поры пастообразного покрытия на пластинах. Кристаллы сульфата свинца действуют как изолятор, предотвращающий образование электричества. Как только сульфатирование происходит и становится достаточно серьезным, его уже нельзя будет обратить вспять.

Как избежать сульфатации автомобильного аккумулятора

Если вы едете в описанных выше условиях, все сводится к следующему: либо ведите автомобиль дольше и с большей скоростью, либо подключите зарядное устройство, когда приедете домой, либо приготовьтесь к покупке новую батарею каждые 1-2 года.Это действительно так просто.

Другие способы продления срока службы автомобильного аккумулятора

Очистите клеммы и выводы аккумуляторной батареи

Выводы аккумулятора / пост-коррозия не всегда видны, и любое количество коррозии может существенно повлиять на скорость зарядки аккумулятора. Что еще хуже, коррозия создает дополнительную нагрузку на генератор вашего автомобиля, в результате чего он нагревается и выходит из строя раньше.

Защитите аккумулятор от перегрева

Большинство владельцев автомобилей считают, что холодная погода убивает их аккумуляторы.Неа. Ваша батарея может разрядиться в холодную погоду, но на самом деле она была повреждена летом. Имейте в виду, что автомобильный аккумулятор — это химическая реакция, и такая реакция происходит быстрее, когда условия нагреваются. Температура под капотом ускоряет износ аккумулятора. Тепло — такой фактор, что многие автопроизводители устанавливают изоляторы аккумуляторных батарей прямо на заводе. Вы можете подумать, что они созданы для того, чтобы сохранять батарею в тепле зимой. Не правда. Они установлены, чтобы охладить аккумулятор и защитить его от тепла под капотом.Если вы замените батарею, возможно, вы переместите изолятор батареи на новую батарею.

Защитите автомобильный аккумулятор от вибрации

Механизм удержания аккумулятора присутствует не просто так. Это необходимо для предотвращения вибрации аккумулятора. Вы можете подумать, что аккумулятор достаточно тяжелый, чтобы не трясти во время движения. Вы ошибаетесь. Он движется, если не закреплен. Если вы пропустите удержание батареи, вы убьете батарею. Это так просто.

©, 2016 Рик Маскоплат

Размещено 4 сентября 2016 г. Рик Маскоплат

---

Как работают аккумуляторы для электромобилей?

В прошлом веке автомобили, работающие на бензине или дизельном топливе, стали доминирующим видом транспорта во всем мире.Поскольку ужесточение экологических норм вынуждает автомобилестроителей сокращать выбросы в выхлопные трубы, автомобили все больше будут получать электроэнергию.

Но дорога будет не прямой. Расширение возможностей электрических батарей необходимо для повышения их производительности, удобства и доступности.

• Какие основные типы батарей для электромобилей?

Электромобили — или электромобили — варьируются от «мягких гибридных» моделей, которые все еще частично используют традиционные двигатели внутреннего сгорания, до автомобилей с полностью электрифицированными системами питания и трансмиссии.

Преобладающая технология производства аккумуляторов — литий-ионные, и крупнейшие производители базируются в Азии, в том числе китайская CATL, японская Panasonic и южнокорейская LG Chem. Внутри элемента положительно заряженные ионы лития переносятся жидким электролитом от анода к катоду через сепаратор. Это движение приводит к разрядке электрического тока.

Основными переменными, влияющими на стоимость, срок службы и рабочие характеристики, являются катоды, у которых есть различные «химические составы». Среди них фосфат лития-железа (LFP), который сегодня используется в некоторых электронных автобусах в Китае, а также в некоторых легковых автомобилях.

Другой материал, никель-марганец-кобальт (NMC), имеет более высокую плотность энергии — критически важный показатель того, сколько аккумулятор может хранить. Аккумуляторы на основе NMC более распространены в легковых автомобилях и, как ожидается, станут стандартом, поскольку они позволяют автомобилистам дольше ездить на одной зарядке.

Автопроизводители, использующие катоды NMC, включают Kia, Hyundai, BMW и Mercedes-Benz. В настоящее время на его долю приходится более четверти мировых продаж электромобилей, по данным Fitch Solutions, которое прогнозирует, что к 2027 году его рыночная доля превысит 60%.

«LFP считается более стабильным, но недостатком является плотность энергии — вот почему постепенно люди пытаются перейти на NMC», — сказал Сяоси Хэ, главный аналитик исследовательской компании IDTechEx.

Помимо использования в полностью электрических транспортных средствах, батареи на основе NMC становятся все более распространенными в низковольтных приложениях, таких как 48-вольтовые мягкие гибриды, где они помогают обычному двигателю, но не могут управлять автомобилем самостоятельно.

• Какие ограничения у аккумуляторов электромобиля?

Двумя основными недостатками электромобилей являются дальность действия или расстояние, которое автомобиль может пройти до того, как разрядится аккумулятор, и время зарядки.Поэтому большое внимание уделяется увеличению плотности энергии.

Тем не менее, стоимость аккумуляторов остается, пожалуй, самым большим препятствием для принятия потребителями, несмотря на то, что они падают быстрее, чем ожидалось: затраты на уровне элементов упали с примерно 700 долларов за киловатт-час (кВтч) в 2009 году до примерно 150-175 долларов за киловатт-час сегодня, согласно данным в Boston Consulting Group.

«Хотя стоимость NMC несколько выше, но, откровенно говоря, она все еще слишком высока, чтобы быть доступной», — говорит Крейг Ригби, вице-президент по технологиям компании Clarios, ведущего поставщика низковольтной технологии электрификации.Он использует форму NMC в паре с графитом в 48-вольтовых батареях для мягких гибридов.

«Необходима фундаментальная наука, чтобы повысить производительность и эффективность работы материалов», — говорит он.

Производители пытаются снизить содержание кобальта в литий-ионных элементах, поскольку этот элемент является дорогостоящим и часто связан с использованием детского труда, путем увеличения количества никеля в их конструкции.

Tesla, которая утверждает, что ее Model 3 имеет ячейки с самой высокой плотностью энергии среди всех электромобилей, использует никель-кобальт-алюминиевые элементы (NCA), производимые Panasonic на Gigafactory производителя электромобилей в пустыне Невада.В нем говорится, что это значительно снизило содержание кобальта.

Но недостатком моделей NMC и NCA является то, что они склонны к «тепловому разгону», когда перезарядка батареи может привести к возгоранию, согласно Boston Consulting Group.

Еще одним препятствием на пути увеличения продаж полностью электрических транспортных средств является нехватка инфраструктуры для зарядки. Пока оборудование не будет широко распространено, гибриды сохранят преимущество.

• Какие разработки ведутся?

Твердотельную литиевую технологию часто называют «святым Граалем» для электромобилей.Эксперты говорят, что у него есть потенциал для создания более безопасных аккумуляторов, которые быстрее заряжаются и служат дольше.

«Они безопасны, потому что более устойчивы к перепадам температуры, а также к физическим изменениям», — сказала г-жа Хе из IDTechEx.

В отличие от батарей на жидкой основе, они могут быть небольшими и разделенными на еще более мелкие элементы, что значительно упрощает их интеграцию в существующие автомобильные конструкции. Toyota наметила график выпуска твердотельных электромобилей до 2025 года. Bluecar французской группы Bolloré использует твердотельные батареи, а Mercedes-Benz оснащает электробусы этой технологией.

Но более широкое коммерческое использование происходит медленно. Dyson, бренд бытовой техники, разрабатывающий электромобили, приобрел твердотельный стартап в 2015 году, но позже записал его стоимость и, возможно, не будет использовать эту технологию для батареи в своей первой модели.

«Учитывая текущий прогресс в технологиях, мы считаем, что до коммерциализации твердотельных аккумуляторов еще предстоит пройти долгий путь», — сказал представитель CATL.

Другие многообещающие технологии включают воздушно-литиевые батареи, которые экономят вес за счет реакции металла с кислородом, взятым из атмосферы, а не с ионами в корпусе элемента.

Литий-сера, которая может составлять половину веса иона лития, имеет более высокую плотность энергии и потенциально более низкое воздействие на окружающую среду, поскольку не используются такие элементы, как кобальт и никель.