Виды, устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора

работаем 24/7 | круглосуточно и без выходных

БлогВиды, устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора

Характеристики АКБ

9827

35 мин

Автомобильный аккумулятор – это прямоугольный моноблок с двумя выходными контактами для подключения плюсовой и минусовой клеммы. В зависимости от фирмы производителя устройство автомобильного аккумулятора отличается в деталях, но в целом АКБ устроен стандартно.

Основные элементы АКБ

Автомобильный аккумулятор или АКБ – это один из типов электрического аккумулятора, применяемый в автомобилях. Энергия аккумулятора используется в первую очередь для работы стартера, инжектора, светового оборудования и блока управления двигателем (ECU). Транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) без напряжения в бортовой сети работать по назначению не смогут. Во время работы ДВС электроэнергия вырабатывается генератором, а аккумуляторная батарея запасает электрический ток и отдаёт его, когда в этом возникает необходимость.

Производители чаще используют свинцово-кислотные АКБ. Но в современных моделях авто, например, Porsche Cayenne 2017 г, начали устанавливать литий-ионные LFP.

В этой статье разберем, какие есть виды АКБ, как устроена аккумуляторная батарея и как правильно ее хранить и использовать.

Назначение аккумулятора в автомобиле 

Аккумулятор отвечает за накопление и хранение электроэнергии в бортовой сети при неработающем двигателе и далее за запуск двигателя. Главная задача АКБ – произвести прокрутку двигателя. Это происходит с помощью стартера, который получает электроэнергию от батареи. В общем можно сказать, что АКБ призвана выполнять следующие функции:

1. Если двигатель не работает – батарея подает ток на источники света и все электропотребители в автомобиле;

2. Если двигатель запускается – постоянный ток подается на обмотку стартера, на свечи зажигания для работы двигателя;

3. Если двигатель уже работает – АКБ становится становиться буферной аккумуляторной системой для электроэнергии, производимой от генератора, и дополнительным источником питания, если вдруг генератор не справится с нагрузкой.  

Как только запускается двигатель, нагрузку на электропитание берет на себя генератор. Только в том случае, если производительности генератора не хватает, АКБ включается без промедления в систему подачи электроэнергии и обеспечивает автономное питание. 

Параметры АКБ 

Параметры аккумуляторной батареи зависят во многом от автомобиля и его типа. Выбор емкости АКБ зависит от энергобаланса при проектировании авто, т.е. зависит от количества и мощности потребителей на борту авто.Это можно увидеть в таблице:

Характеристики могут меняться из-за слишком высоких или низких температур. Важно учитывать и пусковой ток, который дает аккумулятор для запуска двигателя. Разные машины могут потребовать выдавать ток от 250 А до 1300 А. В идеальных условиях АКБ выдает указанный производителем ток в течение 30 секунд, но зимой это время может увеличиться.

Согласно методикам тестирования на лабораторном стенде, АКБ должна выдавать ток в течение 30 секунд – время при котором полностью замерзшая АКБ при -18 градусов после 24 часов хранения в морозильнике должна выдержать ток холодной прокрутки, указанный на этикетке до падения напряжения на клеммах 7,2 В. При более низких температурах время выдачи тока АКБ может уменьшиться.

Устройство аккумулятора

Разберем, из чего состоит аккумулятор автомобиля:

• Корпус;
• Крышка;
• Электроды;
• Сепараторы;
• Ячейки;
• Клеммы/вывода;
• Электролит.

Аккумуляторная батарея напряжением 12В, состоит из 6 аккумуляторных ячеек/блоков/банок,с напряжением 2В в каждой. Каждая из 6 ячеек разделяется на 2 полублока из плюсовых и минусовых пластин (электродов), которые разделены сепараторами. Эти полублоки имеют по несколько пластин, количество которых зависит от номинальной емкости АКБ. Компоновка полублоков положительных и  отрицательных пластин спроектирована так, что они установлены поочередно в блок, как игральные карты в колоде.

Каждый блок пластин погружен в определенный объем жидкого электролита, причем блоки огражден друг от друга внутренней стенкой корпуса (ячейками корпуса). Блоки внутри герметичны и никак не сообщаются с соседними, кроме электрического контакта.

В пластинах заряженной АКБ накоплена активная аккумуляторная масса в виде свинцовых химических соединений. Масса называется активной, потому что ждет определенного момента, когда сможет начать «разряжаться».

АКБ работает в двух режимах: заряд и разряд. Блоки пластин (их активная масса) выделяют электрический ток за счет химической реакции превращения свинцовой активной массы в сульфаты свинца. Эти блоки пластин при выделении электрического тока накапливают сульфаты свинца, теряя активную массу.

Корпус и крышка 

В корпусе располагаются все элементы АКБ. Обычно он изготовлен из термостойкого и противоударного сополимера полипропилена. Этот материал нейтрален к кислоте. 

Крышка закрывает верхнюю часть корпуса, она также выполнена из сополимера полипропилена. Конструкцией современных АКБ предусмотрены следующие элементы крышки:

• заливочные отверстия, в которые устанавливаются пробки для обслуживания и проверки;
• газовые каналы, соединяющие отверстия;
• лабиринтная полость для улавливания паров воды.

Пластины 

Пластины относятся к положительному и отрицательному полублоку. Пластины (электроды) состоят из решеток (токоотводов) и нанесенных на них активных масс.

На «+» пластине нанесена активная масса из диоксида свинца, на «–» пластине – металлический пористый свинец. Их можно различить по цвету – первая имеет темно-коричневый цвет, вторая – серый. Пусковой ток создается за счет количества установленных в блок пластин в результате химической реакции этих двух пластин.

Сами решетки изготовлены из свинцовых сплавов с добавлением либо кальция и олова, либо сурьмы (зависит от технологии у производителя АКБ).

Электролит 

Отрицательная и положительная пластина помещается в смесь серной кислоты и дистиллированной воды – в электролит. Полностью заряженный аккумулятор состоит из 36% кислоты и 64% воды. Плотность электролита обычно находится в значениях 1,25-1,30 г/см3 (зимний вариант) и от 1,20 до 1,27 (летний вариант).

Вещества в электролите реагируют на заряд и разряд, из-за чего меняется их соотношение. Например, при разряде серной кислоты в электролите становится меньше, в то время как количество воды увеличивается. При заряде баланс восстанавливается. 

Сепаратор 

Между пластинами помещены сепараторы – это тонкие пористые изоляторы, которые нужны для предотвращения короткого замыкания. Эти изоляторы в АКБ с жидким электролитом выполняют из высокопористого п/э или ПВХ. А в АКБ AGM ставят сепараторы из стекловолокна. Сепараторы делают в виде конвертов, запаянных сбоку. 

Клеммы и пробки 

Клеммы (клеммные электрические выводы) – это изделия из свинца, с помощью которого происходит подключение АКБ к сети автомобиля. Для клемм нужна высокая проводимость и устойчивость к нагреву. 

Пробки закрывают доступ к каждой банке (секции) АКБ. Если их открутить, можно проверить уровень электролита, его цвет и плотность.

Принцип действия аккумуляторов в автомобиле 

Весь принцип работы аккумуляторной батареи строится на цикле – сначала разряд, а потом заряд. АКБ работает через электрохимическую реакцию окисления свинца. Это реакция происходит между пластинами и электролитом, то есть в растворе серной кислоты и воды. 

При разрядке АКБ меняется количество серной кислоты и воды. Кислоты становится меньше, а воды больше. При заряде – обратная ситуация. При этом нужно не допускать глубокого разряда. Глубокий разряд – когда аккумулятор разряжается ниже допустимого уровня. Такое может случиться даже с дорогой иностранной машиной. 

Зарядка, хранение и зависимость от температуры

Срок работы аккумулятора зависит от правильного хранения и заряда. Попеременные запуски двигателя, дополнительное подключение электронных устройств, недолгие поездки на пару метров снижают эффективность работы АКБ и значительно сокращают ее срок службы.  

Температура – тоже важный фактор влияния на работу батареи – чем ниже температура на улице, тем меньше емкости АКБ будет доступно для запуска авто и тем быстрее будет разряжаться аккумулятор. а

Обслуживание аккумуляторной батареи

Нужно постоянно проверять аккумулятор и заряд на соответствие требованиям. К этим требования относятся:

• Проверка уровня и плотности электролита: по необходимости восполнить его недостаток;
• Чистка креплений электрических соединений металлическими щеточками, наждачной бумагой или специальными авто-химическими средствами;
• Профилактика коррозии клемм с помощью войлочных противоокислительных прокладок и смазывание поверхности клемм литолом;
• Проверка качества и надежности крепления и фиксации клемм, их контактов,
• Систематический анализ степени заряженности АКБ с помощью тестеров.

Водителям достаточно содержать батарею в чистоте и протирать корпус водным раствором соды.  

Как происходит зарядка аккумуляторной батареи? 

Перед зарядкой АКБ нужно подготовить все газовые каналы. Важно отслеживать напряжение, ток зарядки и время. В процессе зарядки напряжение должно расти, а ток наоборот – уменьшаться.

Автовладельцы используют 2 режима зарядки: с помощью постоянного тока и постоянного напряжения.

Зарядка происходит последовательно: 

• На зарядном устройстве нужно установить силу тока. Его значение – в 10 раз меньше емкости аккумулятора. 
• Когда батарея заряжается – напряжение снижается;
• Ток можно снизить в 2 раза, когда напряжение достигнет значения 14,4 Вт. Повторить еще раз, когда напряжение будет на отметки в 15 Вт. ;
• Если напряжение и ток не меняется пару часов, значит, аккумулятор заряжен.

Если выбран заряд постоянным напряжением, то нужно установить его значения в пределах 14,4–14,5 В. В этом случае время зарядки колеблется в пределах 24 часов. Удобнее использовать современные зарядные устройства с автоматическим зарядом при постоянном напряжении.

Сколько по времени происходит зарядка аккумулятора? 

Зарядка постоянным током происходит всего за 10-15 часов. Максимум, сколько можно держать на заряде аккумулятор – 24 часа. При большем заряде электролит начинает терять воду и понижать свой уровень, что может привести к короткому замыканию между оголенными верхними участками пластин. 

Эксплуатация аккумуляторных батарей 

Есть несколько правил по эксплуатации аккумулятора для автомобилей:

1. Нужно контролировать натяжение ремня генератора;
2. Не допускать работу электропотребителей при выключенном двигателе;
3. Следить за «утечкой» тока от АКБ;
4. Можно дополнительно подсоединить «массовый провод» – он уменьшает потеть напряжение батареи во время запуска двигателя;
5.  Контроль за электролитом и измерять напряжение на полюсных клеммах. Делать это лучше через 8-10 часов после затухания двигателя.

Типы аккумуляторов 

Характеристики автомобильных батарей будут различаться. По типу эксплуатации АКБ можно классифицировать: 

• по составу активного вещества;
• по типу электролита.

Разберем основные виды аккумуляторов для автомобилей. 

Свинцово-кислотные 

Чаще всего можно встретить именно этот тип аккумуляторных батарей для автомобиля. В статье мы разбирали заряд и разряд именно на основе свинцово-кислотных АКБ. Это проверенные временем батареи, которые показали свои преимущества не раз. Они заключаются в низком саморазряде, минимальном обслуживании и высокой токоотдачи. К недостаткам можно отнести крупные габариты, низкую энергоемкость, экологическую опасность и ограниченное количество циклов заряда-разряда. 

EFB 

Батареи данного типа появились недавно. Они работают по принципу, аналогичному классическим свинцово-кислотным АКБ с жидким электролитом, но являются более улучшенной версией. Отличительные особенности:

• Усиленные пластины за счет другой рецептуры электродных паст/активных масс и применения конструктивных решений для исключения быстрого “осыпания” пластин;
• другой тип решеток;
• измененные сплавы решеток;
• сепаратор с дополнительный ребрами для снижения эффекта «расслоения» плотности электролита.

Такие батареи имеют высокий прием заряда, т.е. успевают восстанавливаться за короткий промежуток времени и могут выдержать большое количество циклов разряда и заряда. Ввиду особенностей строения АКБ EFB нужно строго соблюдать условия заряда и не допускать “кипения” электролита.  

AGM 

Такие АКБ имеют более крепкий герметичный корпус с крышкой, чем у классической батареи или АКБ EFB. Данная технология АКБ относиться к классу необслуживаемых закрытого типа, конструкция крышки которой имеет встроенную клапанную регулирующую систему, поддерживающую небольшое избыточное давление внутри корпуса при эксплуатации батареи.

Сепаратор используется из стекловолоконного материала, который пропитан жидким электролитом. Микропоры этого материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объём пор используется для рекомбинации газов. АКБ AGM можно долго использовать в автомобиле – средний срок службы от 5 до 10 лет в зависимости от условий эксплуатации. Эта модель более устойчива к глубоким разрядам. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, чувствительность к перезаряду и высокие массо-габаритные характеристики с учетом требуемой емкости в сравнении с АКБ с жидким электролитом. 

Гелевые 

Гелевые аккумуляторы также относятся к классу необслуживаемых закрытого типа и имеющих клапанную систему, как и AGM. В этих АКБ установлен сепаратор из ПВХ или фенол-формальдегидных смол, а электролит не жидкий, а гелеобразный, что максимально исключает “опадение” активной массы с пластин при эксплуатации.Такие батареи служат достаточно долго, до 15 лет. Как и AGM, гелевые АКБ не боятся глубоких разрядов, но отличаются тем, что количество циклов заряд-глубокий разряд выше, чем у AGM.

Заключение

Аккумулятор – одна из ключевых частей в автомобиле. Это специально разработанное устройство, где выработка энергии происходит благодаря химическим процессам. Энергия, выделяемая при химических реакциях, преобразовывается в электрическую, далее отдает заряд для различных приборов и устройств машины.

Водителю важно знать, как работает аккумулятор, какие типы его бывают, и как правильно проводить его обслуживание, чтобы он прослужил как можно дольше. Важно иметь представление о зарядке, хранении и эксплуатации АКБ. 

Ассортимент АКБ для разных видов транспорта можно найти в нашем каталоге . Мы сотрудничаем только с проверенными производителями и постоянно тестируем новинки аккумуляторного рынка.

Предыдущая статья Следующая статья

АКБ: купить новый или реанимировать старый

Предыдущая статья Следующая статья

На что обращать внимание при покупке аккумулятора?

Читайте также

Подбор АКБ

29 мин

Как выбрать автомобильный аккумулятор?

Аккумулятор (аккумуляторная батарея) автомобиля выступает вспомогательным источником электроэнергии в бортовой сети при неработающем двигателе и для запуска двигателя. К выбору АКБ стоит отнестись максимально ответственно. Расскажем, как выбрать аккумуляторную батарею. Рассмотрим основные нюансы, на

Пуско-зарядное устройство

17 мин

Как выбрать пуско-зарядное устройство: рекомендации для автомобилистов

В ситуации, когда аккумулятор разрядился или его емкости не хватает для запуска двигателя, пускозарядное устройство решит проблему и позволит завести машину. Также его можно использовать в качестве классического зарядного устройства, что очень удобно. Этот тип оборудования занимает немного места и м

Сайт использует файлы Cookie (куки-файлы)

Продолжая использовать сайт Вы соглашаетесь на сбор данных о Вашем посещении сайта.

Как устроен автомобильный аккумулятор | Принцип работы АКБ

Какие функции выполняет аккумулятор? Устройство автомобильного АКБ. Принцип действия аккумуляторной батареи. Читайте подробно в нашей статье.

Автомобильный аккумулятор – разновидность электрической батареи, которая используется в автотранспорте. Служит вспомогательным источником питания при запуске двигателя. Аккумулирует энергию в неработающем состоянии. Работает совместно с генератором для обеспечения переходных процессов, требующих подачи тока.

Функции

Источник питания используется в любом типе транспортных средств. Аккумулятор выполняет 3 главные функции:

Это главные причины, по которым подбирается качественный аккумулятор для автомобиля, независимо от марки и модели. Заказать аккумулятор для автомобиля можно на сайте.

Устройство аккумулятора

АКБ включает в себя несколько основных элементов:

• эбонитовый, либо пластиковый кислотостойкий корпус.

  Крышка оборудована специальными отверстиями для заливки электролита и доливания воды (обязательно дистиллированной). Они плотно закрываются полиэтиленовыми заглушками, наделенными отверстиями для вентиляции и вывода газа, производимого при эксплуатации;

• положительный и отрицательный полюсный вывод. Для того, чтобы избежать путаницы с полярностью, выводы отмечаются условными обозначениями «+» и «-» и имеют разный диаметр.

Внутри корпуса располагаются:

• 6 аккумуляторов (второе название – банки), «плавающие» в электролите. Жидкость состоит на 35% из кислоты серной, и 65% воды дистиллированной;
• борны. Обеспечивают наружный токоотвод. Крепятся к полюсным выводам;
• разделительные перегородки. Внутри секции разделяют 6 аккумуляторов между собой;
• мосты полюсные. Необходимы для герметичного соединения банок через перегородки.

Аккумуляторы (банки) имеют следующее строение:

• блок электродов положительных. Представляют свинцовые решетчатые пластины с нанесением активной массы из диоксида свинца;
• блок электродов отрицательных. Это решетчатые пластины с впрессованной активной массой свинца мелкопористого с добавлением сернокислого бария;
• сепаратор. Выполняет функцию разделителя между разнополюсными пластинами в процессе электрохимических реакций. Кроме этого осуществляется перемещение электролита между электродами.

Принцип действия

Работа аккумулятора осуществляется за счет образования разницы потенциалов электродов, находящихся в электролите. Под действием нагрузки запускается химическая реакция активного вещества с электролитом.

У автомобильного аккумулятора устройство такое, что движение электрического тока направлено от положительных электродов к отрицательным. Благодаря этому в одной банке создается напряжение порядка 2 Вольт. Переходя к следующей банке, напряжение увеличивается. Таким образом, на выходе показатель достигает 12 Вольт.

В период разрядки запускаются окислительные процессы, которые приводят к истощению ресурсов (электролита). На стенках платин образуется «слой» сульфата свинца.

Для зарядки к борнам присоединяется источник тока, электродвижущая сила которого превышает показатели АКБ. В этом случае ток «течет» в обратном направлении (от отрицательных к положительным). Параллельно восстанавливается ионный состав в электролите.

Многие автовладельцы считают, что лучше устанавливать аккумулятор повышенной емкости. Однако необходимо подбирать модель на основании рекомендаций производителя, не превышая требуемой величины емкости больше чем на 10%.

18:15 Сегодня

Как работает автомобильный аккумулятор и как он устроен?

Этот артикул содержит:

Традиционная функция аккумуляторной батареи в моторном отсеке хорошо известна: без аккумуляторной батареи невозможно запустить автомобиль. Помимо стартера, свечи зажигания, свечи накаливания, фары и электронные устройства требуют электроэнергии. Но как устроена батарея и как она работает?

Свинцово-кислотные аккумуляторы: компоненты и конструкция

Многие водители узнают о большом весе автомобильных аккумуляторов, когда покупают новый. Возможен вес от 10,5 кг до 30 кг. Причиной этого являются свинцовые пластины в элементах аккумулятора.

Компоненты и структура элемента батареи

 

Положительный электрод:

• Положительная пластина: В свинцово-кислотной батарее положительно заряженная пластина (активный материал) состоит из оксида свинца (PbO _{2 9002 5 ) который погружается в электролит.}
• Положительная сетка: Положительная сетка состоит из свинцового сплава и используется для удержания активного материала и в качестве токосъемника.

Отрицательный электрод:

• Отрицательная пластина: Отрицательно заряженная пластина (активный материал) состоит из чистого свинца (Pb), который также погружен в электролит.
• Отрицательная пластина: Как и положительная пластина, она также состоит из свинцового сплава и служит той же цели.

 

Электроды с разным зарядом разделены разделительным мешком.

Электролит представляет собой смесь серной кислоты (H ₂ SO ₄ ) и дистиллированной воды. Этот электролит может быть в жидкой форме (как в обычных жидкостных батареях или в усовершенствованной технологии EFB), в форме геля или в стеклянном мате (как в технологии AGM для новых систем старт-стоп).

Несколько положительных электродов образуют набор положительных пластин, а несколько отрицательных электродов образуют набор отрицательных пластин. Вместе набор негативных и позитивных пластин образуют блок пластин. Пластинчатый блок представляет собой аккумуляторную ячейку.

 

Обычная стартерная батарея состоит из 6 последовательно соединенных ячеек, каждая из которых имеет номинальное напряжение 2 В, что дает напряжение ровно 12,72 В, когда батарея полностью заряжена. Емкость и возможность холодного пуска батареи зависят от количества пластин на ячейку.

Эмпирическое правило: Чем больше пластин содержит элемент и, следовательно, образует большую поверхность, тем большую мощность холодного пуска (CCA) может обеспечить батарея. Однако, если пространство в ячейке используется для меньшего количества, но более толстых пластин, стабильность цикла повышается. Это означает, что батарея рассчитана на более высокую производительность заряда (непрерывный процесс зарядки и разрядки).

Ячейки заключены в корпус из кислотостойкой пластмассы (полипропилен). В обычной батарее SLI она закрыта крышкой с лабиринтной системой, которая предотвращает утечку жидкости из батареи и отделяет жидкость от газа.

Ранние аккумуляторы имели резьбовые пробки, которые позволяли доливать в них дистиллированную воду. Современные батареи совершенно не требуют обслуживания. Воду не нужно, и нельзя доливать. Хотя аккумуляторы AGM по-прежнему имеют «односторонние заглушки», их нельзя открывать ни при каких обстоятельствах.

Функция автомобильного аккумулятора: химическая энергия превращается в электрическую

Автомобильный аккумулятор хранит энергию в химической форме и преобразует ее в электрическую энергию. В этом электрохимическом процессе четыре материала реагируют друг с другом:

• Водород (H)
• Кислород (О ₂ )
• Свинец (Pb)
• Сера (S)

Подключение внешнего потребителя запускает химическую реакцию в аккумуляторе:

• Электролит, смесь серной кислоты (H ₂ SO ₄ ), а дистиллированная вода разлагается на положительно заряженные ионы водорода (H ⁺ ) и отрицательно заряженные сульфат-ионы (SO ₄ ^2- ).
• В то же время электроны (2e ^– ) перемещаются от отрицательного электрода к положительному через внешнего потребителя.
• Чтобы компенсировать этот поток электронов, ионы сульфата перемещаются из электролита в отрицательный электрод, где они реагируют со свинцом (Pb) с образованием сульфата свинца (PbSO ₄ ).
• Сульфат свинца также образуется в положительном электроде: связь кислорода (O ₂ ) в оксиде свинца (PbO ₂ ) разрывается за счет переноса электронов, и кислород переходит в электролит. Оставшийся свинец (Pb) связывается с сульфатом (SO ₄ ) из электролита.
• Там кислород соединяется с водородом, образуя воду (H ₂ O). По мере расходования серной кислоты на образование сульфата свинца концентрация раствора электролита снижается. Когда концентрация серной кислоты падает ниже определенного уровня, аккумулятор необходимо перезарядить.
• При зарядке химические процессы идут в обратной последовательности. В конце можно найти исходные элементы: положительный электрод состоит из сульфата свинца (PbSO ₄ ), отрицательный электрод состоит из чистого свинца (Pb), а электролит состоит из разбавленной серной кислоты (H ₂ SO _{). 4} ). Поскольку этот процесс преобразования связан с потерями, батарея может выдержать только ограниченное количество циклов зарядки. Следовательно, срок его полезного использования ограничен.  

 

Проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами: сульфатация и кислотное наслоение

Если аккумулятор заряжается слишком низким напряжением или если он всегда работает при слишком низком напряжении (ниже 80%) кислоты происходит расслоение, также называемое стратификацией. Кислота в электролите расслаивается из-за плохого перемешивания. Различная плотность вызывает наслоение серной кислоты на дно и воды в верхней части батареи. Из-за этого для процесса разрядки и зарядки может быть использована только средняя часть электролита, т.е. только треть.

Возможная причина кислотного наслоения – в основном короткие поездки с одновременным использованием большого количества электропотребителей. В этом случае генератор не успевает зарядить аккумулятор.

 

Результатом кислотного расслоения является сульфатация. Если это происходит в батарее или если она не заряжается постоянно до необходимого уровня, сульфат свинца (PbSO ₄ ) кристаллизуется на электродах, образуя со временем более крупные кристаллические структуры. Этот процесс известен как «сульфатация». Кристаллизация предотвращает повторное превращение сульфата свинца в исходные компоненты свинец или оксид свинца, что приводит к предотвращению приема заряда и снижению мощности холодного пуска.

Острые кристаллы также могут повредить сепараторы или вызвать короткое замыкание в ячейках.

Чтобы противодействовать этому эффекту и предотвратить преждевременный выход батареи из строя, никогда не подвергайте батарею низкому уровню заряда в течение длительного времени. Для этого рекомендуется регулярно тестировать аккумулятор и при необходимости полностью заряжать его.

Хотите узнать больше об этой теме? Как правильно зарядить аккумулятор.

Новые аккумуляторные технологии: AGM и ионно-литиевые

До сих пор традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы занимали большую долю рынка. Однако рынок быстро меняется: инновационные аккумуляторные технологии для автомобилей с системой старт-стоп, такие как AGM, используют кислоту, связанную в мате, чтобы обеспечить большую циклическую стабильность и гарантировать надежную работу автомобилей с повышенным потреблением энергии. Еще одно преимущество AGM: кислотное расслоение больше невозможно из-за связанной кислоты.
Автомобильные аккумуляторы нового поколения для микрогибридных автомобилей работают от напряжения 48 В и используют элементы с ионно-литиевой технологией.

Что делает автомобильный аккумулятор и как он работает?

Традиционные свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы в настоящее время могут быть упущены из виду из-за безумия по поводу литий-ионных аккумуляторов для электромобилей, но эти маленькие ребята представляют собой бесценные чудеса инженерной мысли, которые десятилетиями помогали транспортным средствам питаться.

Без сложных химических реакций внутри 12-вольтовой аккумуляторной батареи вашего автомобиля вы даже не смогли бы завести автомобиль или тем более выключить электрические стеклоподъемники. Читайте дальше, чтобы узнать об оригинальных способах работы вашего автомобильного аккумулятора и о том, как он объединяется с генератором автомобиля, чтобы сделать ваш автомобиль лучшим местом для времяпрепровождения.

Как работает автомобильный аккумулятор 12 В?

Автомобильный аккумулятор работает с химическими реакциями. По сути, он переносит электроны между анодом (отрицательным выводом) туда, где они на самом деле хотят быть: катод (положительный вывод). Например, свинцово-кислотная батарея, используемая в большинстве автомобилей, получила свое название из-за того, что в ней используются пластины из диоксида свинца (и чистого свинца), погруженные в смесь воды и серной кислоты.

Эти аккумуляторы на самом деле состоят из шести элементов, каждый из которых вырабатывает около 2 В, поэтому автомобильные аккумуляторы обычно называют аккумуляторами на 12 В, хотя на самом деле они не совсем 12 В. Каждая из этих шести ячеек состоит из пластин из диоксида свинца (положительный катод) и свинцовых пластин (отрицательный анод), которые погружаются в смесь серной кислоты и воды, чтобы вызвать химические реакции, которые в конечном итоге помогут батарее высвобождать электричество.

Имейте в виду, что батарея состоит из шести элементов, и каждый из них имеет различные пластины. Но в основе этого процесса лежит взаимодействие между положительной и отрицательной клеммами. Когда диоксид свинца катода взаимодействует с сульфатом в кислой смеси, ионы кислорода высвобождаются в смесь, где они взаимодействуют с водородом с образованием воды. Между тем, с отрицательной стороны, сульфат реагирует со свинцом в аноде, создавая слой сульфата свинца на аноде и высвобождая электроны.

Эти электроны накапливаются на отрицательной клемме и определенно не хотят быть там, но они не могут проходить через раствор электролита, поэтому они направляются через отрицательную клемму и через цепь, пока в конечном итоге не достигают положительной клеммы. . Это основной принцип работы автомобильного аккумулятора, так как все остальные вспомогательные устройства в вашем автомобиле подключаются к этой цепи.

Но это работает только при выключенной машине; в противном случае то, что на самом деле питает электронику вашего автомобиля, — это генератор переменного тока. Аккумулятор, по сути, находится в вашем автомобиле для питания стартера, когда автомобиль выключен, но как только стартер оживляет двигатель, генератор вступает во владение. Генератор переменного тока также заряжает батарею за счет реверсирования процессов, которые привели к ее разрядке.

Что делает генератор?

Как было сказано ранее, генератор переменного тока в основном выполняет работу, которую, по мнению людей, постоянно выполняет батарея. Помните, что аккумулятор быстро разряжается, если ему приходится питать все ваши стеклоподъемники, радио и вообще любое другое электронное устройство в вашем автомобиле. Итак, решение этой проблемы весьма изобретательно.

Инженеры установили в ваш автомобиль генератор переменного тока, работающий от двигателя вместо аккумулятора. Он производит достаточно электроэнергии для питания всех электрических битов вашего автомобиля. Самое замечательное в генераторе переменного тока то, что он также заряжает аккумулятор при работающем двигателе автомобиля, потому что аккумулятор действительно сильно разряжается после выполнения своей работы по запуску двигателя.

Единственная проблема с генератором переменного тока заключается в том, что он вырабатывает переменный ток, который необходимо преобразовать в постоянный. Чтобы решить эту проблему, переменный ток обрабатывается выпрямителем, что позволяет генератору переменного тока выкачивать требуемый постоянный ток.

Когда генератор выходит из строя, вы начнете замечать признаки этого повсюду. Например, электроника вашего автомобиля не будет работать правильно, и ваши фары могут внезапно погаснуть. В этих условиях ваш автомобиль может начать выдавать кучу кодов, и даже если вы подключите его к приложению OBD2, он, вероятно, не определит, что проблема на самом деле в генераторе или аккумуляторе.

Что еще хуже, во многих транспортных средствах используются усовершенствованные модули, которые откалиброваны для работы с очень малыми допусками. Если ваш генератор или аккумулятор вышли из строя, весь автомобиль может начать работать хаотично и выдавать коды, совершенно не связанные с реальной проблемой: неисправность аккумулятора или генератора.

Является ли автомобильный аккумулятор таким же, как аккумулятор электромобиля?

Нет, это не то же самое, что аккумулятор в вашем электромобиле. Свинцово-кислотные аккумуляторы значительно отличаются от литий-ионных аккумуляторов вашего электромобиля. Прежде всего, как вы уже узнали, состав свинцово-кислотных аккумуляторов в основном состоит из свинца и смеси воды и серной кислоты. С другой стороны, литий-ионные батареи состоят из таких материалов, как литий, кобальт и графит.

Кроме того, литий-ионные аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, что особенно идеально подходит для высокопроизводительных электромобилей и электроники, где крайне важны компактность и вес.

Свинцово-кислотные батареи также имеют меньший срок службы по сравнению с литий-ионными батареями. Это означает, что вы можете заряжать и разряжать литий-ионный аккумулятор во много раз чаще, чем свинцово-кислотный аккумулятор. Это, безусловно, огромный плюс для использования в электромобилях, где батарея является наиболее важным и дорогим компонентом, а некачественный жизненный цикл сделает ее бесполезной.