Традиционните оловно-киселинни автомобилни батерии може да бъдат пренебрегнати в наши дни с лудостта около литиево-йонните електромобили батерии, но тези малки момчета са безценни чудеса на инженерството, които са помогнали за задвижването на превозни средства десетилетия.
Без сложните химични реакции в 12V батерията на вашето превозно средство, вие дори не бихте могли да включите колата си или още по-малко да намалите електрическите прозорци. Продължавайте да четете, за да изследвате гениалните начини, по които работи акумулаторът на вашия автомобил и как той се обединява с алтернатора на автомобила, за да направи колата ви по-добро място за прекарване на времето.
Как работи 12V автомобилна батерия?
Автомобилната батерия работи с химични реакции. В най-основния си вид той прехвърля електрони между анода (отрицателен извод) до мястото, където те всъщност искат да бъдат: катода (положителен извод). Например, оловно-киселинната батерия, която повечето превозни средства използват, получава името си от факта, че използва плочи от оловен диоксид (и чисто олово), потопени в смес от вода и сярна киселина.
Тези батерии всъщност имат шест клетки, които произвеждат около 2V всяка, поради което автомобилните батерии обикновено се наричат 12V батерии, въпреки че не са точно 12V. Всяка от тези шест клетки се състои от плочи с оловен диоксид (положителен катод) и оловни плочи (отрицателен анод), които са потопени в сместа сярна киселина/вода, за да създадете химични реакции, които в крайна сметка ще помогнат на освобождаването на батерията електричество.
Имайте предвид, че батерията се състои от шест клетки, като всяка има различни пластини. Но в основата на този процес е взаимодействието между положителните и отрицателните терминали. Когато оловният диоксид на катода взаимодейства със сулфата в киселата смес, кислородните йони се освобождават в сместа, където взаимодействат с водорода, за да произведат вода. Междувременно, от отрицателна страна, сулфатът реагира с оловото в анода, създавайки оловен сулфатен слой в анода и освобождавайки електрони.
Тези електрони се натрупват в отрицателния терминал и определено не искат да бъдат там, но не могат да пътуват през електролитен разтвор, така че те се насочват през отрицателния извод и през верига, докато в крайна сметка достигнат положителния терминал. Това е основният принцип на функционалността на акумулатора на автомобила, тъй като всяко друго спомагателно устройство във вашия автомобил се свързва към тази верига.
Но това работи само когато колата е изключена; в противен случай това, което всъщност захранва електрониката на вашия автомобил, е алтернаторът. По същество акумулаторът е в колата ви, за да захранва стартера, когато превозното средство е изключено, но след като стартерът запали двигателя, алтернаторът поема. Алтернаторът също така зарежда батерията чрез обръщане на процесите, довели до нейното разреждане.
Какво прави алтернаторът?
Както беше посочено по-рано, алтернаторът основно върши работата, която хората биха си помислили, че батерията върши постоянно. Не забравяйте, че батерията бързо би се изтощила, ако трябваше да захранва всичките ви прозорци и радио и основно всяко друго електронно устройство във вашия автомобил. И така, решението на това е доста гениално.
Инженерите са инсталирали генератор на променлив ток във вашето превозно средство, захранван от двигателя вместо от батерията. Той произвежда достатъчно електричество, за да захрани всички електрически части на вашия автомобил. Страхотното при алтернатора е, че той също презарежда батерията, докато двигателят на автомобила работи включен, защото батерията изпитва доста тежко изтощаване, след като е свършила работата си по завъртане двигател.
Единственият проблем с алтернатора е, че произвежда променлив ток, който трябва да се преобразува в постоянен. За да се реши този проблем, променливият ток се обработва чрез токоизправител, който позволява на алтернатора да изпомпва необходимия постоянен ток.
Когато алтернаторът се повреди, ще започнете да забелязвате признаци за това навсякъде. Например, електрониката на вашия автомобил няма да работи правилно и светлините ви може внезапно да потъмнеят. При тези условия автомобилът ви може да започне да изхвърля куп кодове и дори да го свържете към OBD2 приложение, вероятно няма да идентифицира, че проблемът всъщност е в алтернатора или батерията.
Още по-лошо е, че много превозни средства използват усъвършенствани модули, които са калибрирани да работят с много малки толеранси. Ако алтернаторът или батерията ви се повредят, цялата кола може да започне да работи хаотично и да изхвърля кодове, напълно несвързани с действителния проблем: повредената батерия или алтернатор.
Автомобилната батерия същата ли е като EV батерията?
Не, те не са същите като батерията във вашия EV. Оловно-киселинните батерии се различават значително от литиево-йонните батерии във вашия EV. Първо, както вече научихте, съставът на оловно-киселинните батерии се състои предимно от олово и смес от вода и сярна киселина. От друга страна, литиево-йонните батерии са съставени от материали като литий, кобалт и графит.
Не само това, но литиево-йонните батерии имат превъзходна енергийна плътност от оловно киселинните батерии, което е особено идеално в производителност на електромобили и електроника, където съображенията за пространство и тегло са изключително важни.
Оловно-киселинните батерии също страдат от по-нисък жизнен цикъл в сравнение с литиево-йонните батерии. Това означава, че можете да презареждате и разреждате литиево-йонна батерия многократно повече, отколкото бихте могли с оловна батерия. Това очевидно е огромен плюс за използване в електромобили, където батерията се състои от най-важния и скъп компонент и по-нисък жизнен цикъл би я направил безполезна. Оловно-киселинните батерии също изискват редовна поддръжка, за да работят, докато литиево-йонните батерии не се нуждаят от поддръжка по време на живота си.
Лесно е да разберете защо литиево-йонните батерии се използват в електромобилите вместо традиционните оловно-киселинни батерии. Ако електрическите превозни средства използват оловно-киселинни батерии, те биха били адски тежки и без енергия.
Оловно-киселинните батерии все още имат своето място
Независимо от недостатъците, свързани с оловно-киселинните батерии, те имат своето място в автомобилния пейзаж. Сравнително ниската им цена в сравнение с литиево-йонните батерии гарантира, че те ще продължат да бъдат използвани в превозни средства, задвижвани с бензин, и други приложения, където първоначалните разходи са важни фактор.
Тези батерии захранват превозни средства от много години и въпреки че литиево-йонната технология е лъскавото ново нещо, оловно-киселинните батерии винаги ще имат своето място в автомобилната история.
