Принцип работы автомобильного аккумулятора: Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора | Полезные статьи

Содержание

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

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

Полтора века истории

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

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

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

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как аккумулятор запасает энергию

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

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

Pb + PbO₂ + H₂SO₄ ↔ PbSO₄ + H₂O

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

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

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

А чтобы эти реакции протекали с наибольшей интенсивностью, в конструкции АКБ имеется ряд особенностей. Главная из них — использование губчатого свинца — он пронизан тончайшими порами, и действительно похож на губку.

Поры в десятки раз повышают площадь поверхности отрицательных электродов, что увеличивает интенсивность и эффективность течения реакций.

«Болезни» АКБ и попытки их «лечения»

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора

Автомобиль в наше время перестал быть роскошью и стал средством передвижения.

Многих автомобилистов интересуют такие вопросы, как: какие автомобильные аккумуляторы лучшие, устройство автомобильного аккумулятора и принцип его работы. Сегодня в нашей статье мы ответим на эти вопросы, а также расскажем, можно ли зарядить автомобильный аккумулятор.

Устройство автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор состоит из следующих элементов:

• Корпус и крышка из эбонита или кислотостойкого пластика. На крышке располагаются специальные отверстия, через которые заливается электролит и осуществляется дальнейшая дозаливка дистиллированной воды. Заливные отверстия закрываются пробками из полиэтилена, имеющими вентиляционные отверстия для выхода газов при эксплуатации.
• Полюсные выводы – отрицательный и положительный. Для того чтобы не перепутать полярность, выводы имеют разные диаметры (у положительного он больше), а также могут иметь гравировку «+» и «-». Это исключает возможность неправильного подключения электропотребителей к АКБ.

Под крышкой аккумулятора размещаются:

• Аккумуляторная батарея, состоящая из шести аккумуляторов или, как их еще называют, банок.

Банки помещены в электролит – раствор, состоящий из 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Электролит необходим для взаимодействия химических элементов и вырабатывания электрического тока.
• Борны, предназначенные для наружного токоотвода. К ним привариваются положительный и отрицательный полюсные выводы.
• Перегородки, обеспечивающие разделение блоков аккумуляторов (банок) друг от друга.
• Полюсные мосты с межэлементными соединителями, при помощи которого выполняется герметичное соединение блоков аккумуляторов через перегородку корпуса.

Банки же в свою очередь состоят из следующих частей:

• Блок положительных электродов, выполненный из свинцовых решетчатых пластин, на которые нанесена активная масса из диоксида свинца. Все электроды через ушко подсоединены к полюсному мосту.
• Блок отрицательных электродов из свинцовых решетчатых пластин, в которые впрессована активная масса из мелкопористого свинца. Электроды через ушко, так же подсоединены к соответствующему полюсному мосту.

Стоит отметить, что количество реагента, нанесенного на пластины положительных и отрицательных электродов, определяет такую важную характеристику аккумуляторной батареи, как ее емкость, а площадь поверхности пластин — пусковой ток.

• Сепаратор. Чаще всего представляет собой конверт из мипора, мипласта или полиэтилена. Он обеспечивает разделение участвующих в электрохимических превращениях реагентов, а также обеспечивает возможность диффузии электролита от одного электрода к другому.
Принцип работы аккумуляторной батареи
Принцип действия аккумулятора основан на образовании разности потенциалов между двумя электродами, погруженными в электролит. При подключении нагрузки к аккумулятору активное вещество на положительных и отрицательных электродах вступает в химическую реакцию с электролитом, который частично диссоциирован на положительные и отрицательные ионы. Под действием ЭДС аккумулятора электрический ток потечет по направлению от положительного электрода к отрицательному. Электроны, накопившиеся на отрицательном электроде, будут перетекать по внешней цепи в противоположном направлении. Электроны, двигаясь по сеткам электродов, будут вырабатывать электрический ток, при этом в одной банке формируется напряжение около двух Вольт. После того как электроны из первой банки проходят во вторую, они набирают еще два Вольта. Далее все повторяется, пока напряжение автомобильного аккумулятора на выходе не составит 12 Вольт.

Важно отметить, что во время разрядки происходит окислительная реакция, которая приводит к образованию на пластинах электродов сульфата свинца и к истощению электролита.

Чтобы выполнить заряд автомобильного аккумулятора, к его борнам необходимо присоединить источник тока, напряжение которого превышает ЭДС аккумулятора. Ток будет протекать через аккумулятор в направлении, обратном току разряда. Электроны будут перетекать от отрицательных электродов к положительным, при этом так же будет восстанавливаться ионный состав электролита.

Как правило, считается, что чем больше емкость АКБ, тем лучше. Однако следует отметить, что при выборе аккумуляторной батареи для своего авто нужно учитывать рекомендации производителя по емкости и напряжению. А значит, «правильный» автомобильный аккумулятор тот, который подобран в соответствии с требуемыми характеристиками.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы аккумуляторной батареи. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором подробно показано, как устроен АКБ и как она работает.

что это, значение, принцип работы

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

Что такое аккумуляторная батарея

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

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

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

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

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

Какие бывают аккумуляторы. Виды аккумуляторов

Аккумуляторные батареи делятся на два типа:

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

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

Сурьмянистые. Самая старая разновидность «аккумов», отличающаяся высоким содержанием сурьмы в свинцовых электродах (более 5%). Сурьма увеличивает прочность пластин, однако усиливает процесс электролиза — вода разлагается на кислород и водород. Такие аккумуляторы требуют постоянного контроля уровня содержимого банок и доливки дистиллированной воды.
Малосурьмянистые. АКБ с небольшим содержанием сурьмы (до 5%) медленнее выкипают и не требуют частых проверок уровня электролита. Это позволило создать необслуживаемые батареи, которые практически не требуют вмешательства. В отличие от кальциевых и гелиевых батарей, малосурьмянистые менее требовательны к показателям напряжения бортовой сети. Если напряжение на генераторе превышает норму, АКБ не разрушаются и не теряет емкость.
Кальциевые. Более современные модели, в которых свинец пластин содержит кальций вместо сурьмы. Это позволило еще больше снизить интенсивность газовыделения и уменьшить саморазряд. Они хранятся дольше, однако теряют емкость при систематическом перезаряде и резких скачках напряжения бортовой сети. Поэтому для старых отечественных авто с ненадежным электрооборудованием актуальны малосурьмянистые аккумы.
Гибридные. Малосурьмянистые аноды и кальциевые катоды таких устройств позволяют совместить положительные качества двух типов батарей. Они имеют средние характеристики: расход воды ниже, чем у сурьмянистых, устойчивость к перезаряду выше, чем у кальциевых.
Гелевые и AGM. Электролит в них находится в связанном гелеобразном состоянии. Это исключает возможность утечки кислоты при повреждении или опрокидывании аккума. AGM-устройства заполнены пористым материалом, предотвращающим осыпание пластин. Высокая цена, резкое падение емкости при низкой температуре и уязвимость к большому току заряда делает их востребованными лишь на дорогих иномарках, оборудованных системами «стоп-старт».

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

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

Щелочные и литиевые батареи не применяются в качестве пусковых.

Из чего состоит аккумулятор автомобиля (конструкция аккумулятора)

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

Основные характеристики автомобильного аккумулятора

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

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

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

Принцип действия аккумулятора | Аккумуляторные батареи

Страница 3 из 26

1.4. Принцип действия аккумулятора

В настоящее время выпускаются следующие типы электрических аккумуляторов: свинцово-кислотные, щелочные железо-никелевые, кадмий-никелевые и серебряно-цинковые аккумуляторы.
Наиболее массовыми типами аккумуляторов являются свинцово-кислотные автомобильные батареи и тяговые щелочные железо-никелевые аккумуляторы. Серебряно-цинковые аккумуляторы находят ограниченное применение из-за дороговизны и дефицитности исходных материалов и сравнительно малого срока службы.
Кислотные аккумуляторы представляют собой сосуд, заполненный электролитом соответствующей плотности, т. е. раствором серной кислоты h3SO4 в дистиллированной воде, в который погружен блок пластин из чистого свинца РЬ и блок пластин из перекиси свинца РЬО2 (рис. 1.7). Вследствие постоянно происходящей диссоциации молекул кислоты в электролите заряженного аккумулятора имеются ионы водорода Н2 (катионы) и ионы кислотного остатка SO4 (анионы). Если пластины аккумулятора замкнуть на некоторое сопротивление, то через него потечет ток. Отрицательно заряженные ионы SO4 будут стремиться к пластинам из чистого свинца, заряженным положительно. Ионы водорода, имеющие положительный заряд, будут стремиться к отрицательным пластинам, содержащим двуокись свинца. Пластины из свинца принято называть отрицательными, а из двуокиси свинца – положительными.
При разрядке кислотного аккумулятора происходят следующие химические реакции:
у отрицательной пластины
Pb + SO4 = PbS04;
у положительной пластины
РЬО2 + h3+h3SO4=PbSO4+2h3O.

Рис. 1.7. Устройство и принцип действия кислотного аккумулятора.
Из рассмотренных химических реакций видно, что при разрядке кислотных аккумуляторов на всех пластинах выделяется сернокислый свинец PbSO4 и уменьшается концентрация электролита (вследствие диссоциации кислоты и выделения воды).
Сернокислый свинец обладает двумя недостатками. Во-первых, при интенсивном образовании сернокислого свинца возможно коробление или выпучивание пластин, а также «высыпание» из пластин активной массы, так как объем сернокислого свинца больше объема исходных продуктов, из которых он образуется. Во-вторых, сернокислый свинец по истечении некоторого времени кристаллизуется в нерастворимое вещество. Часть пластины, которая оказалась покрытой кристаллизовавшимся сернокислым свинцом, не участвует в химических реакциях. Вследствие этого снижается полезная емкость аккумулятора. Такое явление носит название сульфатации кислотных аккумуляторов. Для того чтобы избежать явления сульфатации, кислотные аккумуляторы не следует хранить в незаряженном состоянии, нельзя допускать недозарядку аккумуляторов. При коротком замыкании в результате бурной химической реакции и интенсивного выделения сернокислого свинца происходит коробление пластин кислотного аккумулятора.
Зарядка аккумуляторов производится от внешнего источника электроэнергии, генератора постоянного тока или выпрямителя. При зарядке к отрицательным пластинам направляются ионы водорода, а к положительным — ионы кислотного остатка. В результате возникают следующие химические реакции:
у отрицательной пластины
PbS04 + h3 = Pb + h3S04;
у положительной пластины
PbS04 + 2 Н20 + S04 = Рb02 + 2 Н2 + 2 h3SO4.
Следовательно, при зарядке аккумуляторов происходит разложение сернокислого свинца на исходные продукты, а также восстановление концентрации электролита. Очевидно, что окончанием зарядки аккумуляторов можно считать такой момент, когда весь сернокислый свинец разложился и концентрация электролита восстановилась до нормальной. При дальнейшей зарядке потребляемая аккумулятором электрическая энергия будет расходоваться на разложение воды, имеющейся в электролите. Вода разлагается на водород и кислород. Кислород, как наиболее активный газ, производит окисление металлов, имеющихся в аккумуляторе. Водород выделяется в атмосферу. Поэтому на поверхности электролита появляются пузырьки, создающие впечатление «кипения» электролита. В смеси с воздухом водород образует взрывчатый гремучий газ, который должен быть немедленно удален из аккумуляторного помещения.
ЭДС не включенного на разрядку кислотного аккумулятора, принимается в среднем равной 2,1 В независимо от размеров аккумулятора.
Напряжение, создаваемое аккумулятором на зажимах, определяется уравнениями:
при разрядке
U = E-IPr;
при зарядке
U=E+Iзар r
где Е – ЭДС аккумулятора;
Ip,Iзар – соответственно ток разрядки и зарядки аккумулятора;
r – внутреннее сопротивление аккумулятора.
Кислотные аккумуляторы имеют небольшое внутреннее сопротивление, поэтому напряжение на зажимах аккумулятора незначительно снижается даже при больших токах нагрузки. В среднем сопротивление кислотного аккумулятора составляет 0,005 Ом и является величиной, зависящей от плотности электролита, а также от габаритов аккумуляторов (чем больше габариты, тем меньше сопротивление). С уменьшением плотности электролита, т. е. с увеличением степени разряда, ЭДС кислотных аккумуляторов уменьшается, а внутреннее сопротивление увеличивается. Вследствие этого напряжение аккумулятора в начале разрядки понижается незначительно, а к концу падает быстро.
В настоящее время применяются в основном две разновидности щелочных аккумуляторов: кадмиево-никелевые и железо-никелевые.
Электролитом их является раствор едкого калия КОН в дистиллированной воде (плотность электролита 1,19—1,21). В качестве активной массы положительных пластин служит гидрат окиси никеля Ni(OH)3, а активной массы отрицательных – губчатый кадмий Cd (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Устройство и принцип действия щелочного кадмиево-никелевого аккумулятора
При разрядке аккумулятора анионы щелочного остатка ОН стремятся к пластинам из чистого кадмия. Избыточные электроны кислотного остатка направляются во внешнюю цепь и к пластинам из гидрата окиси никеля, где они нейтрализуются катионами калия. Таким путем создается разрядный ток аккумулятора.
При разрядке щелочного аккумулятора происходят следующие химические реакции:
у отрицательной пластины
Cd + 20H = Cd(OH)2;
у положительной пластины
Ni (ОН)3 + К = Ni (OH)a + КОН.
Из данных реакций видно, что при разрядке щелочного аккумулятора кадмий переходит в гидроокись кадмия Cd(OH)2, а трехатомный гидрат окиси никеля Ni(OH)3 – в двухатомную гидроокись никеля Ni(ОН)2. Эти вещества не обладают отрицательными свойствами, поэтому щелочные аккумуляторы не требуют тщательного ухода в эксплуатации, могут быть длительно незаряженными, мало разрушаются при коротких замыканиях.
При зарядке щелочных аккумуляторов катионы калия движутся к отрицательным пластинам, а анионы щелочного остатка – к положительным. При зарядке происходят следующие химические реакции:
у отрицательной пластины
Cd(OH)2 + 2K = 2KOH+Cd;
у положительной пластины
Ni(OH)2 + OH = Ni(OH)3.
При разрядке, и при зарядке щелочных аккумуляторов плотность электролита остается постоянной, так как диссоциация едкого калия на ионы К и ОН компенсируется образованием КОН.
После переработки всех веществ, участвующих в химических реакциях, при зарядке щелочных аккумуляторов происходит разложение воды электролита и «кипение» аккумулятора.

Аккумулятор

Само слово «аккумулятор» в переводе с латинского означает «собиратель» (от accumulo – собираю). Аккумулятор и генератор являются источниками электрической энергии автомобиля. Энергия аккумулятора используется для работы стартера, инжектора, светового оборудования и блока управления двигателем. Ток высокой силы, который необходим автомобилю для полноценной работы, один аккумулятор выдать не в силах, поэтому в машинах обычно устанавливают аккумуляторную батарею (АКБ), которая представляет собой несколько аккумуляторов, соединенных последовательно. Сила тока в них суммируется, на выходе получается мощность, достаточная для запуска двигателя.

Устройство автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор – это химический источник тока. В зависимости от конструкции автомобиля он может находиться под капотом, в салоне, под сиденьем водителя, в багажнике и т.д.

Каждый аккумулятор, входящий в состав батареи, представляет собой емкость с водным раствором серной кислоты (электролитом). На техническом жаргоне такие емкости называются «банки». Именно от качеств серной кислоты и воды, которые входят в состав электролита, зависит срок эксплуатации автомобильного аккумулятора.

В электролит помещены электроды – пакеты пластин (множество положительно и отрицательно заряженных пластин), изготовленные из сплавов свинца. В сплавах содержатся компоненты, защищающие свинец от коррозии. Пластины разделены на мелкие ячейки для нанесения активной массы. Активная масса – это основной химический реактив в работе аккумулятора.

Положительно и отрицательно заряженные пластины попарно соединяются токосборниками, которые, в свою очередь, выводятся наружу к выводным зажимам (борнам). К ним подключаются клеммы аккумулятора. Существуют аккумуляторы с верхними или боковыми клеммами.

Под пакетами пластин снизу есть так называемый «шламовый зазор». Туда попадают отходы химических реакций (кусочки активной массы, свинца и т.д). Эти отходы не должны загрязнять нижние края пластин, так как в противном случае произойдет замыкание.

Между электродами установлен сепаратор. Это, как правило, тонкий пористый лист из полимерных материалов, который устанавливается, чтобы не произошло короткое замыкание.

Вся конструкция собрана в пакет и стянута бандажом, который не допускает смещения пластин, ведь под действием вибраций пластины могут перемещаться.

Принцип работы

Принцип работы аккумулятора основан на преобразовании химической энергии в электрическую. Активные вещества электродов под действием кислоты частично растворяются. На отрицательном электроде (катоде) при этом остаются электроны, а на положительном электроде (аноде) появляются положительно заряженные ионы свинца. Между электродами возникает разность потенциалов (напряжение). Вследствие этого по цепи начинает идти электрический ток.

История создания

С момента создания аккумулятора французом Гастоном Планте принцип работы и схема устройства ничуть не изменились. А ведь с появления этого устройства прошло почти 150 лет.

Однако вряд ли первый аккумулятор можно установить на одну из современных моделей авто. С течением времени конструкция совершенствовалась: аккумулятор уменьшался в размерах, приобретая новые качества. Если раньше его использовали только для запуска двигателя, то в настоящее время при выключенном двигателе он обеспечивает работу разнообразных потребителей электроэнергии. Если же двигатель включен, аккумулятор помогает генератору снабдить энергией все потребляющие устройства авто.

До конца 40-х годов все автомобили имели электрооборудование 6В (это значит, что в составе батареи находилось три аккумулятора по 2В). Сейчас аккумуляторы с таким напряжением используются преимущественно в мототехнике. На всех легковых автомобилях напряжение соответствует 12В, а на тяжелых грузовиках, троллейбусах, трамваях и армейском транспорте – только 24В.

Типы автомобильных аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторы бывают четырех типов.

1.Обслуживаемые АКБ. Это классические аккумуляторные батареи. Их металлические пластины содержат сплав свинца и сурьмы. Данный тип аккумуляторов допускает замену (долив) электролита через специальные заливные горловины. Сегодня обслуживаемые аккумуляторы практически не выпускаются.

2. Малосурьмянистые АКБ. С течением времени производители поняли, что, если свести уровень сурьмы в составе сплава к минимуму, бурного испарения воды не происходит. Аккумулятор стал малообслуживаемым. Основные производители малосурьмянистых аккумуляторов – Baren, Varta, Bosch.

3. Кальциевые АКБ. Отличаются, в первую очередь, составом пластин: они изготовлены из кальциевого свинца. Это практически необслуживаемый аккумулятор, который впервые придумала и построила американская фирма Delco Remi.

4. Гибридные (комбинированные) АКБ. Созданы на основе кальциевого (катодные пластины) и малосурьмянистого (анодные пластины) сплавов. Такое «смешение» технологий позволяет увеличить срок эксплуатации. На сегодняшний день наиболее популярный тип батарей.

Одной из важнейших характеристик аккумуляторов является их энергоемкость. Это количество электроэнергии, которое аккумулятор выделяет в процессе разряда до итогового напряжения. У малолитражных автомобилей (Mercedes B200, Fiat Uno60, Daewoo Matiz и др.) энергоемкость аккумулятора, соответственно, тоже небольшая – порядка 30-40А/ч. У автомобилей с большим объемом двигателя, как правило, и аккумуляторы на 100-120 А/ч.

Плюсы и минусы разных типов аккумуляторов

Все разновидности аккумуляторов имеют свои плюсы и свои минусы. Однозначно сказать, какой вид самый лучший, очень сложно. Например, кальциевые аккумуляторы обладают низким саморазрядом, не требуют никакого обслуживания, но не терпят глубоких разрядов.

Для обслуживаемых и малообслуживаемых аккумуляторов глубокий разряд допустим, но они требуют периодической доливки дистиллированной воды.

С понижением температуры падает зарядная способность аккумулятора. Короткие поездки в морозную погоду могут разрядить даже новый аккумуляторов, что, в свою очередь, может привести к снижению срока эксплуатации (особенно для кальциевых АКБ).

Вопросы эксплуатации

Если уровень заряда батареи постоянно будет соответствовать 70-90%, она прослужит очень долго.

Обслуживание АКБ упрощается, если у них имеется индикатор. Зеленый цвет индикатора означает, что батарею можно эксплуатировать, черный цвет – батарею необходимо зарядить. Если глазок индикатора белеет, необходимо добавлять электролит (дистиллированную воду).

«Необслуживаемые» батареи сделаны таким образом, что заботиться об уровне электролита в них не нужно. Но это относится только к полностью исправному автомобилю. Если забарахлит или выйдет из строя реле-регулятор, батарея любой конструкции тут же закипит. Если кипение будет продолжительным, то даже полностью новую батарею придется менять, так как она придет в негодность.

Нельзя допускать глубокой разрядки аккумулятора.

Нежелательно заменять аккумулятор при работающем двигателе, так как скачки напряжения могут привести в негодность электрооборудование автомобиля.

Следует также учитывать, что у различных моделей авто соответственно и различное расположение клемм аккумулятора. У некоторых аккумуляторов плюсовая клемма расположена слева, у некоторых наоборот. Именно от этого зависит полярность АКБ. Подбирая батарею, необходимо учитывать полярность и диаметр клемм, в противном случае провода могут не дотянуться до клемм АКБ другой полярности.

Необходимо помнить, что имеются свои различия и у корпусов различных АКБ. У автомобилей марок Honda, Subaru, Suzuki, Toyota европейского производства размер корпуса АКБ не соответствует европейскому стандарту, клеммы же имеют европейский стандарт. У этих же машин японского и азиатского производства ни корпус, ни клеммы не соответствуют европейским.

Кроме того, АКБ Jeep, к примеру, выше и короче в сравнении с европейской.

Во избежание утечки электролита, периодически нужно проверять, насколько прочно закреплены клеммы. При необходимости нужно подтянуть гайки. Также необходимо удалять с клемм возможный солевой налет и смазывать их специальной пластичной смазкой для полюсов.

Устройство и принцип действия свинцового аккумулятора

Автомобильный аккумулятор в составе системы автомобильного электрооборудования является источникам питания электрических потребителей в случае недостаточной мощности генератора или при выключенном двигателе внутреннего сгорания.

Аккумуляторная батарея (АКБ) – это химический источник постоянного тока, в основу принципа действия которого заложен процесс преобразования энергии, выделяемой в результате химической реакции, в энергию электрическую.

Одним из достоинств автомобильного аккумулятора является возможность его многоразового использования.

Аккумулятор автомобильный

Заряд аккумуляторной батареи производится за счет пропускания в обратном направлении тока, получаемого от внешнего зарядного источника. При этом химические вещества, полученные в результате процесса разрядки аккумулятора, регенерируют активные исходные продукты.

Устройство аккумуляторной батареи

Конструктивно аккумуляторная батарея представляет собой диэлектрический короб, разделенный внутренними перегородками на несколько отсеков. Обычно бывает шесть отсеков, в каждом из которых находится аккумулятор небольшой мощности. Все аккумуляторы в шести отсеках объединяются в единую аккумуляторную батарею.

Сверху ячейки аккумуляторной батареи закрыты единой крышкой диэлектрического короба. Крышка имеет ряд отверстий, через которые электролит поступает в каждый аккумулятор, и которые служат окнами для выводов двух полюсов батареи.

Каждый из составных аккумуляторов имеет два чередующихся между собой блока положительных и отрицательных пластин. Пластины одной полярности приварены к специальным элементам крепления на перегородках, конструкция которых соединяет выводы всех аккумуляторов между собой.

Конструктивно пластины выполнены в виде решеток, изготовленных из сплава свинца, сурьмы и кальция, обладающего свойствами замедлять процесс разрядки аккумулятора за счет увеличения времени разложения электролита.

В решетку пластин впрессовано активное вещество, полученное из водного раствора серной кислоты и свинцового сурика для увеличения емкости положительных пластин и такого же раствора со свинцовым глетом для увеличения емкости пластин отрицательных.

Блоки, состоящие из соединенных между собой одноименных пластин, имеют полюсные выводы в виде штырей.

Конструктивная особенность блоков заключается в том, что положительно заряженные пластины чередуются с пластинами отрицательного заряда, располагаясь между последними. За счет такого способа расположения отрицательных пластин обычно бывает на одну больше, что защищает от разрушения или деформации положительные пластины и позволяет более эффективно использовать активные свойства их крайних экземпляров.

Короткое замыкание положительных пластин с отрицательными пластинами исключается за счет их размещения в имеющих форму конвертов специальных сепараторах, изготовленных из тонкого пористого пластика. Такие свойства пластикового материала обуславливают протекание электролита через стенки сепараторов, понижают внутреннее сопротивление, в результате чего разрядный ток достигает большой силы. Конструкция сепараторов также препятствует короткому замыканию в случае выпадения активного вещества, позволяя повысить высоту слоя электролита над пластинами за счет возможности их установки без ребер непосредственно на днище бака, а также увеличить время эксплуатации автомобиля до необходимости добавления в аккумулятор дистиллированной воды.

Выводы автомобильного аккумулятора выполнены в виде конусов стандартных размеров. Такая форма выводов обеспечивает прочный контакт с проводными клеммами даже в случае их износа. С целью исключения неправильного подсоединения выводов при установке аккумуляторных батарей в электрическую систему автомобиля положительные выводы имеют больший диаметр, чем отрицательные.

Отверстия в крышке диэлектрического короба, через которые в каждый отсек заливается электролит, закрываются пробками, имеющими вентиляционные отверстия малого диаметра для возможности выхода газообразных продуктов, образующихся в процессе работы аккумуляторной батареи.

Аккумуляторная батарея является одним из важнейших элементов электрической системы автомобиля. Надежный аккумулятор – залог качественной и долговременной эксплуатации всего автомобиля в целом.

Принцип работы аккумулятора

Для обеспечения электрическим током схем мобильных устройств и машин, применяются специальные изделия, способные аккумулировать энергию. Для того чтобы правильно эксплуатировать такие устройства, желательно ознакомиться с принципом работы батарей.

История развития АКБ

Первые электрические батарейки на основе солевого электролита были известны ещё в Древнем Багдаде, но новый толчок к развитию этой технологии был получен в начале XIX века.

Итальянский учёный Алессандро Вольта более 200 лет назад создал первый химический источник электрического тока.
Батарейку такой конструкции нельзя было перезарядить, но начиная с этого момента был заложен основательный фундамент изготовления портативных АКБ. Спустя некоторое время, изобретение Вольта были усовершенствованы Иоганном Вильгельмом Риттером, который собрал из медных пластин аккумулятор, который можно было использовать многократно.
История развития автомобильного аккумулятора началась значительно позже, ведь во времена Алессандро Вольта самоходные повозки ещё не были изобретены. Даже после появления автомобилей, в которых воспламенение горючей смеси осуществлялось за счёт искровой свечи, большой необходимости в использовании аккумуляторных батарей не было, ведь генерация высокого напряжения осуществлялось с помощью механического магнето. В те времена пуск двигателя осуществлялся вручную, а мощность моторов была не настолько велика, чтобы сопротивление сжатия газа в цилиндрах существенно препятствовала проворачиванию коленвала с помощью специальной рукоятки.
После изобретения звукового сигнала, фар, стеклоочистителей возникла необходимость в источнике тока, который обеспечил бы автомобиль электричеством в необходимом объёме. Первое время машины не имели генератора, поэтому заряжать источники питания приходилось от сети, но уже в 20-е годы прошлого столетия машина стала оснащаться генератором электрического тока, что позволило осуществлять зарядку батарей во время работы двигателя внутреннего сгорания.
С момента первой установки на машину конструкция АКБ практически не изменялась, но существенной модернизации подверглись материалы, из которых изготавливались аккумуляторы. Пластины первых батарей делали из чистого свинца, который очень быстро покрывался оксидным слоем, что существенно снижало эффективность работы устройства. В дальнейшем, для уменьшения негативных последствий решётки обрабатывались суриком, но большую распространённость получила технология, при которой для производства пластин использовался сурьмяно-свинцовый сплав. В современных батареях проблема окисления решёток решается добавлением в свинец легирующих компонентов. Сплавы свинца и кальция позволяют снизить интенсивность испарения воды, поэтому корпус таких аккумуляторов изготавливается полностью герметичным.
Для чего нужна аккумуляторная батарея
Основное назначение автомобильного аккумулятора – обеспечение электрическим током стартер. Это электрическое устройство приводится в движение, только посредством постоянного тока высокой мощности.
Аккумуляторная батарея легко справляется с такой нагрузкой, кроме этого, изделие позволяет многократно осуществлять запуск двигателя. Также автомобильный аккумулятор принимает непосредственное участие в обеспечении электрическим током таких потребителей, как:
Осветительные приборы.
Звуковой сигнал.
Стеклоочистители.
Сигнализацию.
Дополнительное электрическое оборудование.
Наибольшая потребность в АКБ возникает во время стоянки, ведь в этот момент генератор не вырабатывает электрический ток, а вся нагрузка полностью ложится на плечи химического элемента питания. Также аккумулятор берёт на себя «обязанность» по обеспечению автомобиля электричеством в момент, когда обороты двигателя слишком малы, чтобы раскрутить якорь генератора до определённых значений.
Если автомобиль с двигателем внутреннего сгорания нуждается в АКБ только в момент запуска, а также при отключённом генераторе, то такая разновидность машин, как электромобили использует электродвижущую силу батареи в качестве основного энергоносителя.
Свинцовые батареи практически не способны эффективно справиться с этой задачей, поэтому для питания мощных электромоторов применяются литий -ионные или кадмиевые батареи.
Принцип работы аккумуляторной батареи
Чтобы понять принцип работы аккумулятора автомобиля необходимо ознакомиться с устройством батареи. Автомобильный аккумулятор состоит из следующих элементов:
Корпуса.
Крышки.
Отрицательных и положительных пластин.
Сепараторов.
Клемм.
Электролита.
Если аккумулятор является обслуживаемым, то в крышке имеется 6 резьбовых пробок, которые открывают доступ к каждой банке батареи. Корпус современных изделий изготавливается из сверхпрочного пластика, крышка также делается из пластмассы, которая надёжно соединяется с основной коробкой методом пайки. Кроме корпуса, из кислотоустойчивой пластмассы изготавливаются сепараторы, которые устанавливаются между пластинами.
Разобравшись, из чего состоит автомобильный аккумулятор можно приступать к изучению механизма накопления электрического тока. Работа АКБ зависит от возможности протекания химической реакции между свинцовыми пластинами и электролитом.
При подключении к АКБ потребителей электроэнергии происходит окисление свинца на положительной решётке, при этом на отрицательной пластине восстанавливается диоксид свинца.
Если аккумулятор заряжается от генератора или сетевого адаптера, то происходит обратный процесс. То есть, на отрицательных решётках уменьшается количество вещества, а на положительных – увеличивается.
Если известно из чего состоит АКБ, а также изучен принцип работы аккумулятора, то не составит большого труда разобраться в особенностях современных разновидностей таких изделий.
Типы современных АКБ
Устройство современного аккумулятора автомобиля отличается от источников тока, изготавливаемых в прошлом столетии, прежде всего, по наличию необслуживаемого корпуса. Практически все АКБ, предназначенные для легкового автотранспорта, выпускаются без пробок в верхней крышке. К такому технологическому решению удалось прийти только после того, как было снижено газообразование внутри корпуса батареи. Таким неоспоримым достоинством обладают АКБ следующих типов:
Кальциевые (Ca/Ca).
Гибридные.
Гелевые.
Литий-ионные.
Щелочные.
Устройство АКБ без пробок позволяет уменьшить временные затраты на обслуживание аккумулятора, а также продлить срок годности изделия. При производстве Ca/Ca аккумуляторов используется свинец легированный кальцием. Такое усовершенствование технологии позволяет изделию работать в течение многих лет, без образования сульфидной плёнки. Кроме этого, в таких батареях более высокий пусковой ток, что позволяет легко завести двигатель машины, даже при отрицательной температуре воздуха. Заряжать аккумуляторы этого типа желательно автоматическими пускозарядными устройствами, ведь при использовании обычных ЗУ потребуется постоянно контролировать уровень подачи тока и напряжения.
Гибридные АКБ представляют собой средние по качеству батареи. Отрицательные пластины таких аккумуляторов также изготавливаются по кальциевой технологии, а положительные – из сурьмянистого сплава. Гибридные изделия существенно дешевле кальциевых АКБ, а зарядный ток на их контакты можно подавать с использованием даже старых моделей ЗУ.
В гелевой батареи аккумуляторный электролит представляет собой желеобразную массу.
Благодаря такой особенности батарея может прослужить более десяти лет, а при глубоком разряде рабочая поверхность пластин длительное время не будет покрываться оксидным слоем.
Несмотря на перечисленные преимущества, существенным недостатком таких изделий является высокая стоимость.
AGM- аккумуляторы представляют собой устройство, которое очень напоминает гелевую конструкцию АКБ. В корпусе из пластика находятся свинцовые пластины, которые погружены в ватоподобную стекловолоконную массу, которая пропитывается электропроводящим составом. Благодаря использованию такой технологии удаётся также добиться низких показателей испарения жидкости, а также устойчивости к механическому воздействию.
Литий-ионные аккумуляторы могут состоять только из ионов этого металла, поэтому при эксплуатации батарей значительно снижается вероятность их воспламенения даже под большой нагрузкой.
Благодаря этому преимуществу их можно использовать не только в качестве накопителя электроэнергии для машин с двигателем внутреннего сгорания, но и как основной источник энергии для электромобилей.
В современных щелочных аккумуляторах, также как и раньше, в качестве электролита используются едкий калий и едкий натрий. Достоинства таких батарей заключается в том, что в процессе эксплуатации не происходит снижения количества химических веществ внутри корпуса. Кроме этого, изделия имеют минимальный саморазряд и длительный срок эксплуатации. В различных самоходных установках такие модели АКБ применяются, в основном, в качестве тяговых аккумуляторов.
Принцип работы аккумулятора несложен, но разобраться в нём всё-таки стоит. Несмотря на то, что в необслуживаемую АКБ невозможно даже долить воды, знание особенностей процесса зарядки и разрядки, позволит не допустить серьёзных ошибок во время эксплуатации батареи.
Battery 101: как работает автомобильный аккумулятор?
Вашему автомобилю, как пульту от телевизора или необычной электрической зубной щетке, для работы нужен аккумулятор. Когда он умирает, ваша машина не заводится, и вы либо застрянете, либо застрянете дома. Вы знаете, что автомобильный аккумулятор важен, но действительно ли вы понимаете, как он питает ваш двигатель, фары и радио? Следуйте инструкциям, пока мы разберем сложности с аккумулятором и объясним, как работают автомобильные аккумуляторы! Если знания – это сила, вы будете в отличной форме.
Что такое аккумулятор?
Прежде чем углубляться в детали автомобильных аккумуляторов, давайте посмотрим, как аккумуляторы в целом работают. По словам сотрудников НАСА, аккумулятор – это «устройство, преобразующее химическую энергию в электричество». Батареи состоят из ячеек. Эти клетки и содержат настоящую энергию. Они накапливают химическую энергию и по команде преобразуют ее в электрическую. Это то, что питает ваши устройства, от пульта телевизора до электрической зубной щетки.
Как работают автомобильные аккумуляторы?
Большинство автомобильных аккумуляторов основываются на свинцово-кислотной химической реакции, которая заставляет вещи двигаться и обрабатывать канавки. Эти аккумуляторы относятся к категории «SLI». SLI означает «запуск, освещение и зажигание». Этот тип батареи обеспечивает короткие всплески энергии для питания ваших фонарей, аксессуаров и двигателя. Как только аккумулятор пробуждает двигатель к жизни, питание для автомобиля подается от генератора.Большинство автомобилей поставляются с заводской стандартной батареей SLI. Узнайте больше о других типах автомобильных аккумуляторов.
Как работают автомобильные аккумуляторы
Типичная батарея SLI состоит из шести ячеек. Каждая ячейка имеет две пластины или решетки: одна сделана из свинца, другая – из диоксида свинца. Каждая ячейка способна производить около 2 вольт энергии. В большинстве автомобильных аккумуляторов есть шесть ячеек и, следовательно, 12-вольтовая батарея.
Пластины погружены в серную кислоту, которая вызывает реакцию между двумя пластинами.С научной точки зрения кислота действует как катализатор.
Эта кислота вызовет реакцию на пластине диоксида свинца, в результате чего пластина будет производить два вещества: ионы и сульфат свинца.
Ионы, производимые пластиной из диоксида свинца, реагируют с соседней пластиной с образованием водорода и сульфата свинца.
Результат – химическая реакция, в которой образуются электроны. Электроны бегают по пластинам и вырабатывают электричество. Электричество вытекает из клемм аккумулятора, чтобы запустить двигатель, включить фары и включить радио.
Эта химическая реакция полностью обратима, поэтому вы можете быстро запустить аккумулятор и продолжать заряжать его на протяжении всего срока службы. Подавая ток на батарею с правильным напряжением, на пластинах образуются свинец и диоксид свинца, и вы можете повторно использовать батарею снова и снова!
Нужен ли мне новый автомобильный аккумулятор?
Вы могли бы! Несмотря на то, что свинцово-кислотные батареи чрезвычайно надежны, несмотря на перепады температур, движение и стесненные условия под вашим капотом, типичный аккумулятор прослужит всего около трех-пяти лет.Воспользуйтесь нашим виртуальным тестером аккумулятора и посмотрите, сколько заряда осталось в аккумуляторе вашего автомобиля. Или загляните в ближайший к вам сервисный центр Firestone Complete Auto Care, чтобы быстро и бесплатно протестировать аккумулятор. Мы обеспечим бесперебойную работу вашего автомобиля и дольше с помощью простого профилактического осмотра.
Как работает автомобильный аккумулятор и как он устроен?
Традиционная функция аккумулятора в моторном отсеке хорошо известна: без аккумулятора автомобиль не может быть запущен.Помимо стартера, для свечей зажигания, свечей накаливания, освещения и электронного оборудования требуется электроэнергия. Но как устроен аккумулятор и как он работает?
Свинцово-кислотные батареи: компоненты и конструкция
Многие водители осознают большой вес автомобильных аккумуляторов, когда покупают новые. Возможен вес от 10,5 кг до 30 кг. Причина этого – свинцовые пластины в аккумуляторных элементах.
Компоненты и устройство аккумуляторной батареи
Положительный электрод:
Положительная пластина: в свинцово-кислотной батарее положительно заряженная пластина (активный материал) состоит из оксида свинца (PbO ₂), который погружен в электролит.
Положительная сетка: Положительная сетка состоит из свинцового сплава и используется для удержания активного материала и в качестве токоприемника.
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 мешком-сепаратором.
Электролит представляет собой смесь серной кислоты (H ₂ SO ₄) и дистиллированной воды. Этот электролит может быть в жидкой форме (как в обычных мокрых батареях или в усовершенствованной технологии EFB), в форме геля или в стеклянном мате (как в технологии AGM для новых приложений start-stop).
Несколько положительных электродов образуют набор положительных пластин, а несколько отрицательных электродов образуют набор отрицательных пластин. Вместе набор отрицательных и положительных пластин образуют блок пластин.Блок пластин – это аккумуляторная батарея.
Обычная стартерная батарея состоит из 6 последовательно соединенных ячеек, каждая с номинальным напряжением 2 В, что дает напряжение ровно 12,72 В, когда аккумулятор полностью заряжен. Емкость и способность к холодному запуску батареи зависят от количества пластин на элемент.
Практическое правило: Чем больше пластин содержит элемент и, следовательно, формирует большую поверхность, тем большую мощность холодного пуска (CCA) может обеспечить аккумулятор.Однако, если пространство в ячейке используется для меньшего количества пластин большей толщины, стабильность цикла увеличивается. Это означает, что аккумулятор рассчитан на более высокую производительность заряда (непрерывный процесс зарядки и разрядки).
Ячейки заключены в корпус из кислотостойкого пластика (полипропилена). В обычной батарее SLI он закрыт крышкой с лабиринтной системой, которая предотвращает утечку жидкости из батареи и отделяет жидкость от газа.
Ранние батареи имели резьбовые пробки, которые позволяли доливать в них дистиллированную воду.Современные аккумуляторы полностью не требуют обслуживания. Воду не нужно и нельзя доливать. Хотя батареи AGM все еще имеют «односторонние вилки», 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. В этом электрохимическом процессе четыре материала взаимодействуют друг с другом:
Водород (H)
Кислород (O ₂)
Свинец (Pb)
Сера (S)
Подключение внешнего потребителя запускает химическую реакцию в аккумуляторе:
Электролит, смесь серной кислоты (H ₂ SO ₄) и дистиллированной воды 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, сульфат-ионы 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) с оксидом свинца (PbO ₂) нарушается переносом электронов, и кислород переходит в электролит.Оставшийся свинец (Pb) связывается с сульфатом (SO ₄) из электролита.
Здесь кислород связывается с водородом с образованием воды (H ₂ O). Поскольку серная кислота расходуется на образование сульфата свинца, концентрация раствора электролита снижается. Когда концентрация серной кислоты падает ниже определенного уровня, аккумулятор необходимо зарядить.
Во время зарядки химические процессы происходят в обратной последовательности. В конце можно найти оригинальные 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, аккумулятор может выдержать только ограниченное количество циклов зарядки. Поэтому срок его полезного использования ограничен.
Проблемы со свинцово-кислотными аккумуляторами: сульфатирование и наслоение кислоты
Если аккумулятор заряжается при слишком низком напряжении или если он всегда работает при слишком низком напряжении (ниже 80%), происходит расслоение кислоты, также называемое расслоением. Кислота в электролите расслаивается из-за плохого перемешивания.Различные плотности вызывают наслоение серной кислоты на дне и воды в верхней части батареи. По этой причине только среднюю часть электролита, то есть только треть, можно использовать для процесса разрядки и зарядки.
Возможная причина образования кислотных отложений – это в основном короткие поездки с одновременным использованием большого количества потребителей электроэнергии. В этом случае генератор не успевает зарядить аккумулятор.
Результатом кислотного наслоения является сульфатирование.Если это происходит в аккумуляторе или если он не заряжается постоянно до необходимого уровня, сульфат свинца (PbSO ₄) кристаллизуется на электродах, образуя со временем более крупные кристаллические структуры. Этот процесс известен как «сульфатирование». Кристаллизация предотвращает повторное преобразование сульфата свинца в исходные компоненты свинца или оксида свинца, что приводит к предотвращению принятия заряда и снижению мощности холодного запуска.
Острые кристаллы также могут повредить сепараторы или вызвать короткое замыкание в элементах.
Чтобы противодействовать этому эффекту и предотвратить преждевременный выход батареи из строя, никогда не следует подвергать батарею низкому уровню заряда в течение длительного периода времени. Для этого рекомендуется регулярно проверять аккумулятор и при необходимости полностью заряжать его.
Хотите узнать больше по этой теме? Как правильно зарядить аккумулятор.
Новые аккумуляторные технологии: AGM и литий-ионные
До сих пор обычные свинцово-кислотные батареи занимали большую долю рынка.Однако рынок быстро меняется: в инновационных технологиях аккумуляторных батарей для автомобилей со старт-стопом, таких как AGM, используется кислота, связанная в коврике, чтобы обеспечить большую стабильность цикла и гарантировать надежную работу в транспортных средствах с повышенным энергопотреблением. Еще одно преимущество AGM: кислотное расслоение больше невозможно из-за связанной кислоты.
Новое поколение автомобильных аккумуляторов для микрогибридных транспортных средств работает от напряжения 48 В и использует элементы с литий-ионной технологией.
Как батареи заводят ваш автомобиль | Как работают батареи
Когда вы вставляете ключ в замок зажигания автомобиля и поворачиваете переключатель или нажимаете кнопку в положение «ВКЛ», на аккумулятор автомобиля отправляется сигнал.Получив этот сигнал, автомобильный аккумулятор преобразует химическую энергию в электрическую. Эта электрическая мощность подается на стартер для запуска двигателя. Аккумулятор также обеспечивает питание автомобильных фар и других аксессуаров.
Напряжение аккумулятора
Напряжение – это величина электрического потенциала, который удерживает ваша батарея. Стандартный автомобильный аккумулятор в современных автомобилях – это аккумулятор на 12 В. Каждая батарея имеет шесть ячеек, каждая на 2,1 В при полной зарядке.Автомобильный аккумулятор считается полностью заряженным при напряжении 12,6 В или выше.
Когда напряжение аккумулятора падает, даже небольшое, это сильно влияет на его производительность. В таблице слева показано, сколько энергии остается в батарее при изменении показаний напряжения батареи.
Несмотря на то, что автомобильный аккумулятор заряжен не полностью, он считается заряженным от 12,4 В или выше. Он считается разряженным при напряжении 12,39 вольт или меньше.
Примечание: полностью заряженный удельный вес 1.265 с поправкой на 80 ° F.
Химическая реакция
Электрическая энергия в батарее генерируется в результате химической реакции. В случае свинцово-кислотной батареи смесь серной кислоты и воды, известная как электролит, вступает в реакцию с активным материалом внутри батареи.
Напряжение аккумулятора во многом зависит от концентрации серной кислоты. Чтобы получить напряжение 12,6 В или выше, массовая доля серной кислоты должна составлять не менее 35 процентов.
По мере разряда батареи реакция между серной кислотой и активным материалом приводит к образованию другого соединения, и концентрация серной кислоты снижается. Со временем это вызывает падение напряжения аккумулятора.
Мощность запуска
Автомобильным двигателям для запуска требуется мощность проворачивания. Необходимая мощность зависит от многих факторов, таких как тип двигателя, объем двигателя и температура. Обычно при понижении температуры для запуска двигателя требуется больше мощности.Ток холодного пуска (CCA) – это номинал, который измеряет пусковую мощность батареи. Это относится к количеству ампер, которое 12-вольтовая батарея может выдавать при 0 ° F в течение 30 секунд, поддерживая напряжение не менее 7,2 вольт. Например, 12-вольтовая батарея с рейтингом 600 CCA означает, что при 0 ° F батарея будет обеспечивать 600 ампер в течение 30 секунд без падения напряжения ниже 7,2 вольт.
Как работает автомобильный аккумулятор?
Свинцово-кислотный аккумулятор, который используется в большинстве современных автомобилей, существует уже 150 лет.Базовая технология и конструкция очень мало изменились с тех пор, как французский физик Гастон Планте изобрел ее в 1859 году.
Современные автомобильные аккумуляторы питают стартер, автомагнитолу и все, что между ними. Без него ваша машина – не что иное, как неподвижный кусок пластика и металла. Если вы когда-нибудь задумывались, как работает автомобильный аккумулятор, читайте дальше, чтобы узнать больше о том, как он помогает поддерживать бесперебойную и безопасную работу вашего автомобиля.
Как работает автомобильный аккумулятор?
В автомобильном аккумуляторе используется свинцово-кислотная технология для превращения химической энергии в электричество.Это достигается за счет использования ячеек, которые содержат и накапливают энергию до тех пор, пока она не понадобится.
Большинство стандартных автомобильных аккумуляторов содержат шесть ячеек, расположенных в ряд внутри пластикового корпуса. Каждая ячейка содержит пластину из диоксида свинца и свинцовую пластину. Вместе они создают два вольта для каждой ячейки, поэтому ее часто называют 12-вольтовой батареей.
Ряды клеток погружены в серную кислоту, которая запускает химическую реакцию между диоксидом свинца и пластинами свинца, в результате чего образуются сульфат и ионы свинца.Когда ионы свободно перемещаются вокруг свинцовых пластин, происходит другая химическая реакция, в результате которой образуется водород и сульфат свинца.
Движение ионов генерирует электричество, которое перемещается либо к положительной, либо к отрицательной клемме батареи. Два провода, которые подключаются к автомобильному аккумулятору, затем распределяют электричество по стартеру и другим жизненно важным электрическим системам.
Как заряжается автомобильный аккумулятор?
Устройство, называемое генератором, подзаряжает аккумулятор во время движения автомобиля.Он генерирует электрический ток через ремень генератора, прикрепленный к двигателю, который превращает физическую энергию в электричество.
Когда ремень вращает генератор, он вырабатывает электричество, которое затем используется для питания электрических систем автомобиля. Часть энергии, которую он создает, отправляется обратно для пополнения заряда батареи. Регулятор напряжения – это устройство, которое помогает поддерживать поток электричества на оптимальном уровне и предотвращает перезарядку аккумулятора.
Какие бывают типы автомобильных аккумуляторов?
В большинстве современных автомобилей есть свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.Это самый доступный и распространенный вид на рынке. Эта технология существует уже 150 лет и зарекомендовала себя как чрезвычайно надежная. В некоторых автомобилях, например в электромобилях, используются литий-ионные аккумуляторы с другим химическим составом и очень высокой производительностью и емкостью.
Пусковые батареи
– все эти типы батарей предназначены для пусковой мощности и наиболее распространены в автомобильном и коммерческом парке. Пусковые батареи обычно имеют более тонкие, но более многочисленные пластины на элемент, чем батареи глубокого цикла, что дает им большую площадь поверхности для большей начальной «пусковой» мощности.
Аккумуляторы глубокого цикла – Эти типы аккумуляторов чаще всего встречаются на гольф-карах и лодках, поскольку они обеспечивают стабильную работу в течение длительного периода времени. Эти батареи обычно имеют большую резервную емкость, что обеспечивает более длительное время работы для многих электромобилей или дополнительных аксессуаров на транспортном средстве. Батареи глубокого цикла чаще всего имеют более толстые пластины, что приводит к меньшему количеству пластин на элемент, но большей резервной емкости, чем у типичной пусковой батареи.
Аккумуляторы с мокрыми и сухими элементами (AGM) – Что касается свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов, покупатели могут выбрать либо сухие, либо мокрые аккумуляторные батареи.Хотя основная операция такая же, разница в том, что батареи с сухими элементами имеют сепаратор из стеклянного мата, который поглощает и взвешивает электролит, в то время как влажный элемент погружает пластину в раствор электролита. Батарея с сухими элементами обычно герметична и не проливается.
Сухая аккумуляторная батарея позволяет устанавливать аккумулятор в большем количестве мест, например, в багажнике, и в других конфигурациях, например, на боку. В этом случае из аккумуляторной батареи с жидкими элементами может пролиться электролит.Это значительно ограничивает размещение и расположение влажных аккумуляторных батарей, безопаснее держать их в вертикальном положении под капотом автомобиля.
Что такое мощность запуска?
Двигатель вашего автомобиля требует физического усилия для запуска. Точное количество зависит от нескольких переменных, таких как объем двигателя, температура и тип двигателя. Эта мощность называется амперой холодного пуска (CCA) и является мерой, определяющей общую пусковую мощность батареи.
Формула CCA – это количество ампер, которое 12-вольтовая батарея может выдавать при 0 ° F в течение 30 секунд, сохраняя при этом 7.2 напряжения. Чем выше рейтинг CCA аккумулятора, тем выше его способность запускать двигатель. Это важно, если вы живете и работаете в более холодном климате. Вообще говоря, чем холоднее на улице, тем тяжелее должна работать батарея, чтобы обеспечить мощность, необходимую для запуска двигателя.
Continental Автомобильные аккумуляторы
Мы надеемся, что это руководство помогло вам лучше понять, как работает аккумулятор. Компания Continental Battery уже более 85 лет предоставляет своим клиентам высококачественные аккумуляторы.
Мы стремимся к развитию и поддержанию прочных и длительных отношений с клиентами, подкрепленных нашими продуктами высочайшего качества. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о нашей компании и линейке аккумуляторов для автомобилей, морских судов и гольф-каров.
Как работает автомобильный аккумулятор?
02 окт. Как работает автомобильный аккумулятор?
Отправлено в 00:00 в блогах по Шубхам
Автомобильные аккумуляторы отвечают за питание всего автомобиля. Если аккумулятор не работает, то и остальная часть автомобиля тоже.Так как же получается, что одна маленькая батарея обеспечивает достаточно энергии, чтобы запустить целую машину и поддерживать ее в рабочем состоянии?
Автомобильные аккумуляторы работают на химической и электрической энергии. К внешней стороне батареи подключена электрическая цепь, которая заряжает батарею и позволяет электронам течь. В батарее также есть химические вещества, которые вступают в химические реакции друг с другом и с электронами. Электроны действуют как субатомная частица, которая активирует аккумулятор, позволяя ему приводить в действие двигатель автомобиля.
Если вам всегда было интересно, как работает автомобильный аккумулятор, эта статья для вас. Продолжайте читать, чтобы узнать все, что вам нужно знать о том, как работает автомобильный аккумулятор.
Как работает автомобильный аккумулятор
В батарее есть три компонента, а именно два соединителя, известные как анод и катод, а затем химический раствор, в котором находятся соединители. Электрический заряд извне батареи заряжает ее и активирует химическую реакцию внутри батареи.
Химическая энергия преобразуется в электрическую; таким образом, аккумулятор заряжается.
Анод – это положительно заряженный электрод внутри батареи, который позволяет электронам перемещаться за пределы батареи, а катод – это противоположный отрицательно заряженный электрод, через который электроны снова входят.
Каждая химическая реакция между химическим раствором в батарее, анодом и катодом позволяет происходить движению электронов.Электроды участвуют в химических реакциях, происходящих между раствором и разъемами.
Физика работы автомобильного аккумулятора
С точки зрения физики, батарея состоит из трех основных типов компонентов:
Сепаратор
Электролит
Два электрода
Два электрода конкретно называются анодом и катодом, и оба состоят из проводящих материалов, которые позволяют электрическому току проходить через них.Два электрода выполняют разные функции в батарее.
Катод присоединяется к положительному полюсу батареи. Положительный конец – это также место, где ток выходит из батареи. Это происходит, когда внутри него разряжается энергия или когда используется энергия от батареи.
Пока батарея разряжается, электрический ток поступает в батарею на противоположном конце, отрицательном конце. Эта сторона называется анодом.
Не следует путать электрический ток с электронами, главным образом потому, что они более подробно рассматриваются в следующих подзаголовках.Когда электрический ток проходит через анод, электроны выходят через него. Следовательно, они движутся в противоположных направлениях.
Между электродами внутри батареи, а также внутри них (поскольку оба электрода являются губками, которые также впитывают смесь электролита) находится электролит.
Эти частицы, также известные как ионы, объединяются и вступают в реакцию с материалом, из которого сделан каждый из электродов, в результате чего происходит химическая реакция. Химическая реакция позволяет батарее генерировать электрический ток, который может приводить в действие все, что к ней подключено.
Аккумулятор получает электрический заряд от автомобильного генератора. Генератор переменного тока представляет собой компонент, состоящий из магнитной катушки и стержня внутри двигателя автомобиля, который преобразует механическую энергию в электрическую.
Электроэнергия вырабатывается через аккумулятор, давая ему заряд. Затем аккумулятор может, в свою очередь, питать электрические компоненты двигателя автомобиля, в первую очередь стартер, без которого невозможно запустить автомобиль.
Химия работы автомобильного аккумулятора
Чтобы понять химический состав автомобильного аккумулятора, мы должны сначала понять химические вещества, присутствующие в каждом из компонентов аккумулятора.Все химические вещества, обнаруженные внутри батареи, содержат некоторое сочетание водорода, кислорода, серы и свинца.
Химический раствор – Серная кислота в виде h3SO4 (представляет собой соединение водорода, серы и кислорода)
Катод – диоксид свинца с химической аннотацией PbO2 (соединение свинца и кислорода)
Анод – Свинец, обозначенный химической аннотацией Pb
Аккумулятор накапливает энергию в химической форме и преобразует химическую энергию в электрическую.Реакция компенсируется внешним подключением электрического кабеля, который передает электрический заряд через батарею.
Катод, губка, состоящая из диоксида свинца и химического раствора серной кислоты внутри батареи, в которой находятся два разъема, взаимодействуют вместе с образованием сульфата свинца
Вот уравнение, показывающее, как это происходит:
Что мы видим из этой формулы, если разложить ее на простые термины, так это то, что когда электроны от электрического заряда, проходящего через клемму батареи, взаимодействуют с диоксидом свинца катода и серной кислотой химического раствора, сульфат свинца и тяжелая вода являются побочными продуктами.
Со стороны анода свинец в аноде реагирует с серной кислотой в химическом уравнении. Взаимодействие двух химических веществ создает сульфид свинца и электроны.
Электроны играют важную роль в химической реакции, происходящей на катодной стороне; однако электроны не могут пройти через химическую формулу к катоду. Вместо этого они должны пройти через внешнюю электрическую цепь и вернуться в катод.
Уравнение дает эту химическую реакцию:
Эти две химические реакции протекают по замкнутому кругу, одна питает другую и наоборот, питая аккумулятор и позволяя ему заряжать двигатель автомобиля.
Как долго работает автомобильный аккумулятор?
Средний срок службы аккумулятора автомобиля – три года. Однако на этот период влияет множество факторов, которые также необходимо учитывать.
Поскольку большая часть работы батареи связана с химическими агентами внутри нее, факторы окружающей среды, которые обычно влияют на эти химические агенты, также являются факторами окружающей среды, которые могут повлиять на батарею. Прекрасный пример этого – температура.
В холодную погоду машину нужно завести и дать немного поработать, чтобы холод не перегрузил аккумулятор. Такая нагрузка на аккумулятор может ослабить аккумулятор и сократить срок его службы, чем предполагалось изначально. И потенциально может привести к поломке вашего автомобиля на обочине дороги.
С другой стороны, тепло имеет тенденцию значительно снижать производительность и запас заряда батареи. Жаркая погода может вызвать испарение жидкости внутри батареи, а также вызвать дополнительные внутренние повреждения.
Как только тепло ослабит аккумулятор, он более уязвим для разрушения при низких температурах, потому что он не имеет сопротивления, чтобы справиться с резкими перепадами температуры.
Еще одна вещь, которая может убить аккумулятор вашего автомобиля, – это оставить его бездействующим на долгое время. Это приведет к тому, что все заряды полностью разрядятся из аккумулятора до того, как вы в следующий раз начнете движение. Чтобы решить эту проблему, вам необходимо перезарядить разряженный аккумулятор, вынув аккумулятор и зарядив его, а затем заменив его на месте перед повторным запуском автомобиля.
Как работает зарядка автомобильного аккумулятора?
Как упоминалось выше, во время движения автомобиля аккумулятор заряжается с помощью другого компонента двигателя, который называется генератором переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую, которая поступает через аккумулятор. Поэтому обычно аккумулятор специально заряжать не нужно.
Аккумулятор сам по себе разряжает электрическую энергию в остальную часть автомобиля, поэтому ему нужен источник электричества, чтобы поддерживать напряжение на определенном уровне, чтобы автомобиль продолжал работать.
Напряжение батареи – это количество электроэнергии, производимой батареей. Большинство автомобильных аккумуляторов работают при напряжении 12 В, но в большинстве автомобилей аккумулятор должен иметь напряжение выше 10,5 В, чтобы он мог питать двигатель автомобиля.
У батареи есть так называемая зарезервированная емкость. Зарезервированная емкость определяет, как долго батарея может разряжаться со скоростью около 25 ампер в случае неисправности соединения между генератором переменного тока и батареей из-за разрыва браслета.
Это мера того, как долго аккумулятор может работать, если он не может постоянно получать новый заряд от генератора во время движения автомобиля. Однако, как только напряжение упадет ниже отметки 10,5, аккумулятор необходимо перезарядить.
Таким образом, в ситуации, когда аккумулятор не получает заряд от генератора переменного тока, из-за проблемы в соединении между двумя частями необходимо использовать внешний источник для зарядки аккумулятора. Это неустойчиво: одно без другого не работает очень долго.
Необходимо заменить генератор и осмотреть весь двигатель, чтобы убедиться, что проблема не является более серьезной. Если проблема заключается в ремне, который соединяет две части, инженер может заменить ремень и исправить соединение.
Кроме того, аккумулятор можно заряжать одним из двух способов. Вы можете подключить два кабеля напрямую к аккумулятору, так называемые «соединительные кабели», чтобы подключить аккумулятор, или вы можете отсоединить аккумулятор от автомобиля и подключить его к зарядному устройству.
Если вы хотите прыгнуть или зарядить аккумулятор, вы должны сначала выключить все индикаторы и компоненты, обычно подключенные к аккумулятору, и провести на нем некоторое обслуживание.Сначала отсоедините отрицательный кабель или заземляющий кабель. Это всегда черный кабель, если только он не менялся годами.
Даже если кабель был заменен, вы можете идентифицировать его как кабель с маркировкой отрицательного заряда. Затем удалите кабель с пометкой для положительного заряда.
Если аккумуляторная кислота вылилась наружу аккумуляторной батареи, очистите клеммы щеткой для очистки клемм и смесью воды и пищевой соды для нейтрализации кислоты.
Используйте средства защиты глаз, носа и рта.Если аккумулятор имеет съемные крышки, осторожно подденьте их, чтобы проверить уровень воды. Если уровень воды низкий, доливайте дистиллированную воду только до полной отметки. Обратите внимание, что это требуется не для всех батарей, поэтому, если крышки нет, пропустите этот шаг.
Чтобы запрыгнуть в машину, соединительные кабели подключатся к разряженной батарее и к исправной, которая будет использоваться для зарядки. Подсоедините положительный кабель, красный цвет, к обеим батареям, начиная с разряженной, а затем к положительной стороне батареи.Затем в том же порядке подключите черный провод (отрицательный заряд). Начните с самого низкого уровня заряда и постепенно увеличивайте его до максимального уровня.
Точно так же, если вы планируете зарядить аккумулятор, выньте его из машины и поместите в прочное и безопасное место. Подключите зарядное устройство сначала к красному проводу, затем к черному.
Начните с минимальной скорости зарядки и продолжайте работать до идеальной. Если вам нужна помощь, проверьте стоимость быстрого старта и обратитесь к профессионалу, который поможет вам зарядить автомобиль в их магазине, если вы боитесь ошибок.Включите зарядное устройство и установите таймер на полную зарядку.
Если вы хотите узнать больше о функциях автомобильного аккумулятора, ознакомьтесь с этой статьей!
Заключение
В заключение, автомобильные аккумуляторы получают электрическую энергию, преобразуют ее в химическую энергию, а затем обратно в электрическую энергию, используемую для запуска стартера автомобиля и других электрических компонентов. Если вам нужна дополнительная помощь с автомобильным аккумулятором, поищите «мобильного механика рядом со мной», который поможет вам.
Кроме того, если вы когда-нибудь окажетесь в ситуации, когда вы не знаете, как зарядить разряженный аккумулятор вашего автомобиля, и вам понадобится дополнительная помощь, Mach 1 здесь, чтобы помочь!
Источники
batteryworld.varta-automotive.com
www.manbat.co.uk.
www.cars.com.
www.science.org.au
Physics.aps.org
Physics.stackexchange.com
https://www.youtube.com/watch?v=–DIXM2_OB4
www.livescience.com
ресурс-центр.meineke.com
Как работают электромобили?
Полностью электрические транспортные средства (электромобили), также называемые аккумуляторными электромобилями, имеют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания. В транспортном средстве используется большая тяговая аккумуляторная батарея для питания электродвигателя, и его необходимо подключать к сетевой розетке или зарядному оборудованию, также называемому оборудованием для электропитания (EVSE). Поскольку он работает на электричестве, автомобиль не испускает выхлопных газов из выхлопной трубы и не содержит типичных компонентов жидкого топлива, таких как топливный насос, топливопровод или топливный бак.Узнайте больше об электромобилях.
Изображение в высоком разрешении
Ключевые компоненты полностью электрического автомобиля
Батарея (полностью электрическая вспомогательная): В транспортном средстве с электрическим приводом вспомогательная батарея обеспечивает электроэнергией аксессуары транспортного средства.
Порт зарядки: Порт зарядки позволяет автомобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора.
Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
Тяговый электродвигатель: Этот электродвигатель приводит в движение колеса автомобиля, используя питание от тягового аккумулятора. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.
Бортовое зарядное устройство: Принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора.Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.
Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.
Блок тяговой аккумуляторной батареи: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.
Трансмиссия (электрическая): Трансмиссия передает механическую энергию от тягового электродвигателя для привода колес.
Типы электромобилей и принципы работы
Типы электромобилей
Различные типы электромобилей постоянно меняются и развиваются, предоставляя пользователям и потенциальным пользователям возможность выбора.Сегодня мир все больше знаком с терминами BEV, HEV, PHEV и FCEV. Как работает электромобиль? Как работает электромобиль, зависит от его типа. В этой статье мы кратко обсудим типы и принципы работы электромобилей или транспортных средств, продаваемых сегодня в мире и Индонезии.
Электромобиль – это транспортное средство, которое полностью или частично приводится в движение электродвигателями с использованием энергии, хранящейся в аккумуляторных батареях. Первые практичные электромобили были произведены в 1880-х годах.Электромобили были популярны в конце 19 – начале 20 века. Инновации и передовые разработки в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и массовое производство более дешевых автомобилей с бензиновым двигателем привели к сокращению использования электромобилей.
———————————————
Развитие технологий накопления энергии, особенно аккумуляторных, в настоящее время снова делает электромобили более популярными. Так как же на самом деле работает электромобиль?
Как работает электромобиль? – Общий

Когда педаль автомобиля нажата, то:
Контроллер принимает и регулирует электрическую энергию от батарей и инверторов
С установленным контроллером инвертор затем отправляет определенное количество электроэнергии на двигатель (в зависимости от глубины нажатия на педаль)
Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую (вращение)
Вращение ротора двигателя вращает трансмиссию, поэтому колеса вращаются, а затем автомобиль движется.
Примечание. Вышеуказанный принцип работы относится к аккумуляторному электромобилю (BEV).
———————————————
Типы электромобилей
Существует 4 (четыре) типа электромобилей со следующей структурой:
Аккумулятор для электромобиля (BEV)
Гибрид
Гибридный электромобиль (HEV)
Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)
Электромобиль на топливных элементах (FCEV)
Вкратце, системную архитектуру четырех типов электромобилей, указанных выше, можно увидеть на следующем рисунке:
Более подробное объяснение вы можете прочитать ниже.
———————————————
Аккумулятор для электромобиля (BEV)
Электромобиль с аккумулятором (BEV), также называемый полностью электромобилем (AEV), полностью работает от аккумулятора и электропривода. Электромобили этого типа не имеют ДВС. Электричество хранится в большой аккумуляторной батарее, которая заряжается от электросети. Аккумуляторная батарея, в свою очередь, обеспечивает питание одного или нескольких электродвигателей для запуска электромобиля.
Архитектура и основные компоненты

Компоненты BEV
Электродвигатель
Инвертор
Аккумулятор
Модуль управления
Привод
Принципы работы BEV
Мощность преобразуется от батареи постоянного тока в переменный ток для электродвигателя
Педаль акселератора отправляет сигнал контроллеру, который регулирует скорость автомобиля, изменяя частоту переменного тока от инвертора к двигателю.
Мотор соединяет и поворачивает колеса через шестерню
Когда нажимаются тормоза или электромобиль замедляется, двигатель становится генератором переменного тока и вырабатывает мощность, которая отправляется обратно в аккумулятор
Примеры BEV
Volkswagen e-Golf, Tesla Model 3, BMW i3, Chevy Bolt, Chevy Spark, Nissan LEAF, Ford Focus Electric, Hyundai Ioniq, Karma Revera, Kia Soul, Mitsubishi i-MiEV, Tesla X, Toyota Rav4.
———————————————
Гибридный электромобиль (HEV)
Этот тип гибридных автомобилей часто называют стандартными гибридными или параллельными гибридными. HEV имеет как ДВС, так и электродвигатель. В этих типах электромобилей двигатель внутреннего сгорания получает энергию от топлива (бензина и других видов топлива), а двигатель – от батарей. Бензиновый двигатель и электродвигатель одновременно вращают трансмиссию, которая приводит в движение колеса.
Разница между HEV по сравнению с BEV и PHEV заключается в том, что батареи в HEV могут заряжаться только от ДВС, движения колес или их комбинации.Порт для зарядки отсутствует, поэтому аккумулятор нельзя заряжать извне системы, например, от электросети.
Архитектура и основные компоненты HEV
Компоненты HEV
Двигатель
Электродвигатель
Батарейный блок с контроллером и инвертором
Топливный бак
Модуль управления
Принципы работы HEV
Имеет топливный бак, подающий бензин в двигатель, как у обычного автомобиля
Также есть комплект аккумуляторов от электродвигателя
Двигатель и электродвигатель могут включать трансмиссию одновременно
Примеры HEV
Honda Civic Hybrid, Toyota Prius Hybrid, Honda Civic Hybrid, Toyota Camry Hybrid.
———————————————
Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)
PHEV – это тип гибридного автомобиля с ДВС и двигателем, часто называемый гибридным серии . Этот тип электромобилей предлагает выбор топлива. Этот тип электромобилей питается от обычного топлива (например, бензина) или альтернативного топлива (например, биодизеля) и от аккумуляторной батареи. Аккумулятор можно заряжать электричеством, подключив его к электрической розетке или зарядной станции электромобиля (EVCS).
PHEV обычно может работать как минимум в двух режимах:
Полностью электрический режим, в котором двигатель и аккумулятор обеспечивают всю энергию автомобиля
Гибридный режим, в котором используются как электричество, так и бензин.
Некоторые PHEV могут проехать более 70 миль только на электричестве.
Архитектура и основные компоненты PHEV
Компоненты PHEV
Электродвигатель
Двигатель
Инвертор
Аккумулятор
Топливный бак
Модуль управления
Зарядное устройство (если есть на борту)
Принципы работы PHEV
PHEV обычно запускаются в полностью электрическом режиме и работают от электричества до тех пор, пока их аккумуляторная батарея не разрядится.Некоторые модели переходят в гибридный режим, когда достигают крейсерской скорости по шоссе, обычно выше 60 или 70 миль в час. Когда батарея разряжается, двигатель берет на себя управление, и автомобиль работает как обычный гибрид без подключаемого модуля.
Помимо подключения к внешнему источнику электроэнергии, батареи PHEV могут заряжаться от двигателя внутреннего сгорания или рекуперативного торможения. Во время торможения электродвигатель действует как генератор, используя энергию для зарядки аккумулятора. Электродвигатель дополняет мощность двигателя; в результате можно использовать двигатели меньшего размера, что увеличивает топливную экономичность автомобиля без ухудшения характеристик.
Примеры PHEV
Porsche Cayenne S E-Hybrid, Chevy Volt, Chrysler Pacifica, Ford C-Max Energi, Ford Fusion Energi, Mercedes C350e, Mercedes S550e, Mercedes GLE550e, Mini Cooper SE Countryman, Audi A3 E-Tron, BMW 330e, BMW i8, BMW X5 xdrive40e, Fiat 500e, Hyundai Sonata, Kia Optima, Porsche Panamera S E-hybrid, Volvo XC90 T8.
———————————————
Электромобиль на топливных элементах (FCEV)
Электромобили на топливных элементах (FCEV), также известные как транспортные средства на топливных элементах (FCV) или автомобили с нулевым выбросом, представляют собой типы электромобилей, в которых используется «технология топливных элементов» для выработки электроэнергии, необходимой для работы транспортного средства.В транспортных средствах этого типа химическая энергия топлива преобразуется непосредственно в электрическую.
Архитектура и основные компоненты FCEV
Компоненты FCEV
Электродвигатель
Стек топливных элементов
Резервуар для хранения водорода
Аккумулятор с преобразователем и контроллером
Принципы работы FCEV
Принцип работы электромобиля на «топливных элементах» отличается от принципа работы электромобиля «от сети».Этот тип электромобилей обусловлен тем, что FCEV вырабатывает электроэнергию, необходимую для работы этого транспортного средства, на самом транспортном средстве.
Примеры FCEV
Toyota Mirai, Hyundai Tucson FCEV, Riversimple Rasa, Honda Clarity Fuel Cell, Hyundai Nexo.
———————————————
Свяжитесь с PT.Omazaki Envirokal Prakarsa для консультации и планирования установки EVCS в Индонезии для бытовых, коммерческих и промышленных целей, а также для общественных EVCS. Для обучения работе с электромобилями (EV) загрузите полный список и каталог на сайте Omazaki Training.
Статьи по теме :
Артикул:
https://www.caa.ca/electric-vehicles/types-of-electric-vehicles/#bev
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_car
https://www.seai.ie/technologies/electric-vehicles/what-is-an-electric-vehicle/types-of-electric-vehicle/
https://www.evgo.

Принцип работы автомобильного аккумулятора: Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора | Полезные статьи

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

Полтора века истории

Устройство и схема автомобильного аккумулятора

Как аккумулятор запасает энергию

«Болезни» АКБ и попытки их «лечения»

Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора

что это, значение, принцип работы

Что такое аккумуляторная батарея

Какие бывают аккумуляторы. Виды аккумуляторов

Из чего состоит аккумулятор автомобиля (конструкция аккумулятора)

Основные характеристики автомобильного аккумулятора

Принцип действия аккумулятора | Аккумуляторные батареи

Аккумулятор

Устройство автомобильного аккумулятора

Принцип работы

История создания

Типы автомобильных аккумуляторов

Плюсы и минусы разных типов аккумуляторов

Вопросы эксплуатации

Устройство и принцип действия свинцового аккумулятора

Устройство аккумуляторной батареи

Принцип работы аккумулятора

История развития АКБ

Для чего нужна аккумуляторная батарея

Принцип работы аккумуляторной батареи

Типы современных АКБ

Battery 101: как работает автомобильный аккумулятор?

Что такое аккумулятор?

Как работают автомобильные аккумуляторы?

Как работают автомобильные аккумуляторы

Нужен ли мне новый автомобильный аккумулятор?

Как работает автомобильный аккумулятор и как он устроен?

Свинцово-кислотные батареи: компоненты и конструкция

Как батареи заводят ваш автомобиль | Как работают батареи

Напряжение аккумулятора

Химическая реакция

Мощность запуска

Как работает автомобильный аккумулятор?

Как работает автомобильный аккумулятор?

02 окт. Как работает автомобильный аккумулятор?

Как работает автомобильный аккумулятор

Физика работы автомобильного аккумулятора

Химия работы автомобильного аккумулятора

Как долго работает автомобильный аккумулятор?

Как работает зарядка автомобильного аккумулятора?

Заключение

Источники

Как работают электромобили?

Ключевые компоненты полностью электрического автомобиля

Типы электромобилей и принципы работы

Типы электромобилей

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ