Из чего состоит аккумулятор автомобиля, Из чего состоит автомобильный аккумулятор
Использование чистого свинца имеет свои преимущества. Гелевые аккумуляторы также относятся к классу необслуживаемых закрытого типа и имеющих клапанную систему, как и AGM. Характеристики аккумуляторов Существует большое количество параметров, на основании которых осуществляется выбор устройства.
Обычно в качестве электролита используется раствор серной кислоты или другой химической смеси.
Изучение строения и принципов работы аккумулятора помогает более глубоко понять его принципы и особенности. Он основан на электрохимических реакциях, происходящих внутри батареи.
Когда аккумуляторная батарея разряжена, происходит окислительно-восстановительная реакция между анодом и катодом, где электроны переносятся из анода в катод через электролит. Это создает разность потенциалов между анодом и катодом. При зарядке аккумулятора процесс реверсируется: электрическая энергия, подаваемая на батарею, принуждает окислительные и восстановительные процессы протекать в обратном направлении.
Анод становится местом, где происходит восстановление соединений, а катод — их окисление. Таким образом, электрохимические реакции в аккумуляторе "обратны" реакциям при разрядке. Зарядка производится с помощью зарядного устройства, которое подключается к источнику питания. Правильная зарядка аккумулятора играет важную роль в его долговечности. Один из факторов, который следует учитывать при зарядке аккумулятора - это температура окружающей среды. Если температура, наоборот, слишком высока, это может привести к увеличению процесса саморазряда аккумулятора и его износу и, как следствие, обращению в автосервис.
Правильное хранение является важным аспектом работы. Температура окружающей среды также влияет и на процесс саморазряда аккумулятора во время его хранения. Высокие температуры приводят к увеличению саморазряда, что сокращает срок службы.
При низких температурах аккумулятор может выдерживать холодный запуск, но его емкость может снизиться. Зарядка, хранение и состояние аккумулятора тесно связаны с температурой окружающей среды. Для правильной работы устройства следует учитывать оптимальные условия зарядки и хранения, а также предотвращать перегрев и переохлаждение аккумулятора. Это гарантирует его долговечность и эффективность использования.
Обслуживаемые аккумуляторы , как следует из названия, требуют регулярного обслуживания для поддержания своей работоспособности. Они обычно имеют отверстия для проверки и добавления электролита.
Состоит из контейнера, сепаратора, пластин и электролита. Электролит, который обычно представляет собой смесь серной кислоты и дистиллированной воды, необходим для проведения химической реакции, которая заряжает аккумулятор.
Для того чтобы обслуживать аккумулятор, необходимо периодически проверять его уровень электролита и, при необходимости, доливать дистиллированную воду. Также следует следить за состоянием контейнера и пластин, чтобы не допустить коррозии и повреждений. В случае неисправности или неправильной работы, обслуживаемые модели могут быть отремонтированы или перезаряжены.
Необслуживаемые аккумуляторы , в свою очередь, требуют гораздо меньше внимания со стороны пользователя. Главное их преимущество заключается в надежности и длительном сроке службы. Они поддерживают устойчивое напряжение и не требуют дополнительных действий. Необслуживаемые аккумуляторы обычно состоят из литий-ионных или литий-полимерных элементов, которые обеспечивают высокую плотность энергии. Они имеют встроенные микропроцессоры, которые контролируют и оптимизируют их работу.
Такие аккумуляторы обычно нельзя разобрать или ремонтировать, и в случае неисправности их следует заменить новыми. Каждый тип аккумулятора имеет свои особенности и применяется в зависимости от требований и условий эксплуатации:. Аккумуляторы с жидким электролитом АКБ. Они наиболее распространены и широко применяются как в автомобильной, так и в гражданской сфере.
АКБ с жидким электролитом состоят из свинцовых пластин, которые обеспечивают запас энергии. Они имеют открытый корпус, что позволяет контролировать уровень электролита и заполнять батарею при необходимости.
EFB аккумуляторы. Они были разработаны для автомобилей с системой старта-стоп, где двигатель автоматически выключается при остановке и снова запускается при движении. EFB аккумуляторы обладают усиленной конструкцией, за счет применения специальных пластин и электролита. Это позволяет им лучше выдерживать повышенные нагрузки и повышенное количество циклов зарядки-разрядки. Аккумулятор обеспечивает питание бортовых устройств, когда не работает генератор. Основной задачей считается запуск двигателя.
Установка батареи осуществляется в подкапотном пространстве. Схема внешнего крепления используется для грузовых автомобилей. Поскольку для работы устройства применяется высокоактивная кислота, обеспечивается высокий уровень защиты.
При обслуживании аккумулятора важно соблюдать многочисленные правила безопасности. Внутренняя конструкция практически не изменялась на протяжении последнего столетия. Если рассматривать стандартную современную батарею, то она представляет собой шесть аккумуляторов меньшего размера в одном корпусе. Данные элементы получили название банок. Каждая из них находится в отдельном отсеке и соединяется с другими перемычками из свинца.
Используется последовательная схема подключения. Система обеспечивает напряжение на уровне 12,6 — 13,2 В.
Подробнее остановимся на том, из чего состоит АКБ. Чаще всего для изготовления данных частей конструкции используется полипропилен. Пластик обладает высокой прочностью и устойчив к воздействию кислотного состава. Поскольку в ходе зарядки образуется незначительное количество газов, корпус обладает системой отвода за счет клапанов. Более современный подход предусматривает систему лабиринтной вентиляции методом конденсации кислотных паров.
Получила название анод, изготавливается из губчатого свинца или его сплава с сурьмой. Добавление примесей способствует замедлению разрядки. Сейчас получают распространение аккумуляторы, где пластины содержат незначительный объем кальция.
Использование чистого свинца имеет свои преимущества. Сюда следует отнести повышение мощности и пускового тока. Называется катод и, чаще всего, обладает пористой структурой. Здесь к свинцу добавляют олово, тантал или серебро. Указанные присадки способствуют увеличению стойкости к коррозии. В процессе производства катодов применяются следующие технологии:.
Power Frame. Используются внутренние направляющие элементы и рама опорного типа, что увеличивает надежность конструкции. Метод считается наиболее продвинутым. Power Pass. Устанавливаются вертикальные направляющие — это упрощает конструкцию и снижает стоимость.
Чтобы повысить площадь поверхности, которая взаимодействует с кислотным составом, на решетку пластин наносится активная масса или специальная обмазка. В большинстве случаев, это раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Ключевой характеристикой является плотность состава.
Она увеличивается при полном заряде батареи и снижается в момент разрядки. Существуют составы с повышенным показателем плотности, которые предназначаются для эксплуатации в условиях низких температур.
Чтобы электролит со временем не густел, используются разнообразные присадки. Элементы из нейтральных типов пластика, которые разделяют пластины анода и катода. Если электроды замкнутся, это приведет к неисправности всего аккумулятора. Для изготовления сепараторов применяется эбонит и ревертекс. На современных моделях используется микроволокно. Такие разделители можно сделать тоньше и прочнее. Принцип функционирования основывается на химических взаимодействиях.
Внутри аккумулятора постоянно протекает реакция.
Во время заряда химическая энергия преобразуется в электрическую, а при разряде происходит обратный процесс. Оба электрода вступают в реакцию с составом серной кислоты. Ее результатом становится образование сульфата свинца.
Серная кислота выделяет водород. Данный газ взаимодействует с кислородом, который образуется на катоде. Реакция газов приводит к появлению воды. Она взаимодействует с серной кислотой, что уменьшает показатель плотности электролита. Когда происходит зарядка, процесс выполняется в обратном порядке.
Серная кислота в электролите восстанавливается, плотность состава повышается.
Здесь же вырисовывается главная проблема системы. Если допустить слишком глубокую разрядку, процесс станет необратимым. Внутри аккумуляторной батареи останутся только сульфат свинца и вода. Реакция не сможет начаться заново. Общая схема работы АКБ остается неизменной. Несмотря на это, имеется большое количество особенностей в конструкции, типе электролита и других моментах. Перечислим главные виды батарей для авто. АКБ с жидким электролитом.
В процессе работы требуют периодического обслуживания. Необходимо проверять уровень состава и его плотность, а также следить за емкостью устройства.
Срок службы составляет около 5 лет. Несмотря на ряд недостатков, низкая стоимость и простота эксплуатации делают их самыми востребованными в наши дни.
Используется кислотный электролит в связанном состоянии. Свинцовые пластины «завернуты» в стекловолокно. Поскольку этот материал впитывает электролит, площадь реакции увеличивается. Удается повысить емкость и другие параметры, без изменения габаритов самого устройства.
По сравнению с предыдущей моделью, стоимость не сильно возрастает. В процессе использования почти не требуется проводить обслуживание. Изготавливается герметичный корпус, в котором расположены клапаны для отвода излишков газа. Применение стекловолокна замедляет процесс образования сульфидов. Особенности конструкции делают АКБ нечувствительным к полной разрядке. Главным преимуществом считается срок службы до 10 лет. Нужно учитывать высокую стоимость устройств данного класса.
Электролит представляет собой желе особого состава. Еще одним нововведением считается возможность устранить сепараторы. В качестве разделителя пластин используется сам электролит. Это многократно увеличивает срок службы. Переворачивание больше не является серьезной проблемой, а снижение емкости замедленно.
Стоимость в несколько раз превышает цену обычных моделей. Существует большое количество параметров, на основании которых осуществляется выбор устройства. Рассмотрим подробнее основные характеристики. Возникает в момент поворота ключа зажигания и измеряется в Амперах.
Измерение проводится в стартере машины. Чем выше пусковой ток, тем эффективнее происходит запуск транспортного средства в мороз. Основной параметр, который определяет время подачи энергии на подключенные устройства.
Поскольку именно этот критерий является главным при выборе, он указывается на самом устройстве и упаковке. Следует учитывать, что емкость не полностью определяет энергию АКБ. Чем больше напряжение, тем выше уровень накопленной энергии. На верхней части батареи находятся клеммы для подключения нагрузки.
Полярностью называется порядок расположения токовыводящих элементов. Поскольку существует два полюса положительный и отрицательный , допускается два варианта:. Прямая полярность. Часто применяется в отечественной сфере автомобилестроения. Обратная полярность. Такой подход используется на иномарках.
На современном рынке принято разделять российские, американские, европейские и азиатские типы корпусов. Основные элементы всегда будут совпадать, отличия заключаются в габаритах и других деталях расстояние между клеммами. АКБ по европейским стандартам предусматривает размещение токовыводящих элементов в специальном углублении;. Всеобщее распространение получили три стандарта — европейский, азиатский и американский. У типа Euro положительная клемма имеет диаметр 19,5 мм, отрицательная — 17,9 мм.
Для азиатского стандарта показатели составляют 12,7 и 11,1 мм, соответственно.
