Типы автомобильных аккумуляторных батарей. Аккумуляторных батарейтипы аккумуляторных батарей и их особенностиОдной из важнейших составляющих электрического оборудования и техники любого типа является аккумуляторная батарея, или, проще говоря, аккумулятор. Существуют различные виды аккумуляторов, и в данной статье речь пойдет обо всех типах таких приспособлений. Самый первый АКБ был создан более полутора столетий назад во Франции ученым Гастоном Планте. С каждой последующими попытками усовершенствования устройства становились все лучше, однако принцип их функционирования и строение остались неизменны. Сейчас же существуют самые разнообразные типы аккумуляторов: Li-Ion, Ni-MH, Ni-Cd и многие другие. Они имеют примерно одинаковый принцип работы, но у каждого — свои особенности. Стоит рассказать обо всех этих разновидностях по порядку. Устройства с пониженным содержанием сурьмыПожалуй, стоит начать описание с одного из самых часто применяемых видов аккумуляторов. АКБ с содержанием менее 5% сурьмы избавили от необходимости частого добавления дистиллированной воды. Хотя это не делает аккумуляторы данного типа необслуживаемыми из-за имеющихся расходов жидкости. Также они обладают крайне малой степенью саморазряда батареи и переносимости электрических характеристик автомобильной бортовой сети, в отличие от своих более новых аналогов. Сурьмянистые аккумуляторыДанный вид аккумуляторных батарей признан устаревшим. Ему на замену пришли более современные и усовершенствованные типы АКБ с пониженным содержанием сурьмы. Однако до сих пор аккумуляторы данного вида служат по своему назначению в стационарных токовых источниках с неприхотливыми батареями. Кальциевые альтернативыКальциевые АКБ хороши тем, что они уменьшают интенсивность электролиза и снижают уровень электролита. Помимо этого, кальций, заменивший сурьму, увеличил напряжение, нужное для начала осуществления электролиза, что уменьшило критичность последствий перезаряда. Но не стоит забывать, что, как и все существующие типы аккумуляторных батарей, кальциевые АКБ обладают своими слабыми сторонами. Главный минус — повышенная чувствительность к мощному разряду ведет к резкому падению емкости. Щелочные АКБЩелочными батареями называют такие устройства, в которых электролитом выступает щелочь, а не кислота. Устройства такого вида встречаются в автомобилях далеко не часто, однако они могут выступать в качестве аккумуляторов, например, для шуруповертов. Одним из таких приспособлений является Ni-Cd аккумулятор — по факту его признали устаревшим, тем не менее он еще может встать наравне со своими более новыми конкурентами за счет дешевизны. Однако так называемый «эффект памяти» и повышенный саморазряд делают применение Ni-Cd устройства весьма проблематичным. Его никель-металл-гидридный конкурент, разумеется, выше по цене, но при этом по качеству он существенно лучше. По сравнению с Ni-Cd аналогами, «эффект памяти» у них выражается в меньшей степени, хотя он все же присутствует. Также увеличенная вместимость и пониженный саморазряд вполне объясняют высокую цену. Литий-ионная альтернативаПожалуй, из всех существующих видов аккумуляторов для автомобилей и не только самым лучшим можно назвать Li-ion. Он стоит значительно дороже своих Ni-MH и Ni-Cd аналогов. Это можно объяснить тем, что аккумуляторы с ионами лития не имеют тех недостатков, которыми обладают рассмотренные ранее модели. Хотя приспособления такого вида, равно как и все существующие устройства, все же не лишены своих слабых сторон, причем действительно существенных. Среди главных уязвимостей можно выделить:
Модели такого типа широко применимы в качестве зарядного устройства для мобильных устройств. В случае, если технологический прогресс дойдет до достаточного уровня, чтобы Li-Ion приспособления лишились своих уязвимостей, они сумеют встать на замену кислотным батареям. Стоит также заметить, что в старых моделях литий-ионных аккумуляторов применялись разнообразные оксиды лития, в которых также содержался марганец либо кобальт. Однако в более новые модели эти элементы добавлять перестали, заменив их сплавами литий-ферро-фосфатов в связи с их дешевизной, уменьшенной токсичностью и более простой возможносттю переработки. Литий-полимерные аккумуляторыЛитий-ионный полимерный аккумулятор, известный также как Li-Pol, LiPo, Li-polymer, представляет собой улучшенную версию стандартного литиевого аккумулятора и находит применение во многих видах техники. Электролитом здесь служит полимерный материал. Такие типы литиевых аккумуляторов хороши тем, что обладают значительной энергетической плотностью на единицу объема и массы, пониженным саморазрядом, донельзя тонкими элементами (всего от 1 мм), возможностью гибкости, крайне несущественным перепадом напряжения в процессе разрядки, широким диапозоном температур, при которых устройство продолжит свою полноценную работу. И, ко всему прочему, LiPo не имеет эффекта памяти. Хотя не стоит слепо полагать, что батареи такого плана на самом деле можно назвать полностью идеальными. Даже у Li-Pol есть свои изъяны. Один из самых существенных — опасность возгорания в случае перезарядки и избыточного потребления тепла. Недостатком представляется и сравнительно небольшое количество рабочих циклов — 800-900, а также старение аккумуляторов, даже если они лежат в стороне без надобности. Наконец, даже сама зарядка весьма пагубно влияет на приспособление: если процесс зарядки уменьшает вместимость, то при глубоком заряде прибор можно смело отправлять в металлолом. AGM и GEL-батареиГелевые батареи, как их часто называют, выступили как альтернативный вариант, безопасный в использовании. Проблему безопасности решили посредством перемещения электролита в связанное состояние, чтобы обеспечить уменьшение текучести. Другими достоинствами GEL-батарей стали:
Их также можно наклонять практически под любым удобным углом, они могут храниться в течение достаточно продолжительного времени за счет медленного саморазряда, а переразряд не «смертелен» и не несет никакого ущерба технике в процессе. А вот перезарядка устройства этого типа, наоборот, может крайне отрицательно повлиять на него. Поэтому AGM и GEL-батареи все же требуют очень аккуратного и бережного обращения. К примеру:
При надежном хранении устройства оно сможет прослужить до десяти лет. ГибридыНазвание говорит само за себя: гибридными считаются те батареи, в строение которых входят неодинаковые пластины, то есть выполненные из различных материалов. Стоит учесть, что положительно заряженные пластины включают в себя компоненты сурьмы (ее содержание в них не превышает 5%), в то время как отрицательно заряженные пластины имеют в составе кальциевые компоненты. Новый, чуть ли не революционный метод изготовления аккумуляторных батарей смог привести к следующему:
Конечно, это вовсе не означает, что данные аккумуляторы можно считать полностью идеальными «без единого изъяна». Они не имеют никаких особых преимуществ над всеми вышеописанными устройствами. Но при этом по качеству характеристик их можно поставить прямо посередине этого ряда. Никель-металл-гидридНикель-металл-гидриды, или Ni-MH, как их обозначают в сокращенном варианте, являются такими видами аккумуляторных батарей, где в качестве отрицательного иона выступает водородный металлогидридный электрод, калиевый гидроксид в качестве электролита, никелевый — в качестве положительного иона. Существует немалое количество различных типов батарей Ni-MH. К примеру, есть батареи долгого хранения LSD NiMH, которым не страшен мороз и длительный срок хранения. Они функционируют и с повышенными токами разряда, не разрываясь и не приходя в негодность из-за чрезмерной нагрузки. Поэтому, к примеру, никель-металл-гидриды размера АА могут быть применимы в различных видах мелкой техники. Так, АА с большим объемом емкости в 1500-3000 мА/ч можно поместить в музыкальный плеер, радиоуправляемые игрушки, фотоаппарат и многие другие приспособления, где будет произведена зарядка за относительно непродолжительное время. Весьма хороши и АА-батареи с уменьшенным объемом вместимости — такие АА, где емкость составляет всего 300-1000 мА/ч. АА данного типа применимы в качестве обеспечения питанием неавтоматических фонариков, управляемых пультом ДУ игрушек, раций и электронных приспособлений со сбалансированным энергопотреблением. Свинцово-кислотный аккумуляторСвинцово-кислотная батарея стала первым изобретенным аккумулятором, увидевшим свет и нашедшим широкое применение в автомобилях и ряде других технических приборов. Свое название приспособление получило за счет опущенных в воду и серную кислоту пластин из свинца, выполняющих роль электродов, хотя с течением времени водород в устройстве начинает теряться. Популярность такие приспособления получили неслучайно, а благодаря очевидным достоинствам:
Хотя, несмотря на немалое количество достоинств, даже у этих моделей есть и свои слабые стороны:
Никелево-железные аналогиДешевые и малообслуживаемые Ni-Fe, они же никелево-железные батареи, обладают никель оксидо-гидроксидами, используемые как положительные пластины. В роли отрицательных пластин выступают оксиды-гидроксиды феррума. Жидкий электролит представляется в виде разъедающего калия. Стоит признать, что данный тип батарей весьма надежен благодаря выносливости к тотальным разрядам, частой перезарядке. В отличие от той же свинцово-кислотной альтернативы, такие аккумуляторы не выйдут из строя, будучи в недозаряженном состоянии. batteryk.com Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора
Единая цепь электрических аккумуляторов представляет собой аккумуляторную батарею. АКБ состоит из нескольких таких блоков аккумуляторов. Аккумулятор — химический источник электрического тока. Особенностью данного источника является его многоразовое действие, что позволяет активно эксплуатировать батарею для запусков ДВС. Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него. Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора. АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля. Аккумуляторная батарея имеет корпус. В данном корпусе расположены перегородки, разделяющие батарею на ячейки (банки). Аккумулятор на 12 вольт, который чаще всего устанавливается на легковых автомобилях, включает в себя 6 ячеек. В каждой банке имеются небольшие блоки, которые соединены друг с другом. В отдельном блоке имеются положительные и отрицательные электроды. Указанные электроды представляют собой пластины (решетки), которые изготовлены из свинца (на примере свинцового аккумулятора). Данные пластины покрыты особым активным составом. Между пластинами с положительными и отрицательными полюсами также находится разделитель (сепаратор). Сепараторы изготовлены из материалов, которые не пропускают электрический ток.
Автомобильный аккумулятор зачастую представляет собой свинцово-кислотную АКБ. Работает такая батарея на основе электрохимических реакций свинца и диоксида свинца, которые помещены в смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Также встречаются гелевые, щелочные и гибридные автомобильные аккумуляторы, которые дополнительно делятся на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые. Читайте также krutimotor.ru Аккумуляторные батареи. Виды, особенности, устройство, применениеАКБ или аккумуляторные батареи – это оборудование, которое состоит из нескольких аккумуляторов. Оно может накапливать, хранить и расходовать энергию. Благодаря обратимости химических процессов, происходящих внутри аккумулятора, такие устройства могут заряжаться и разряжаться многократно. Сфера применения аккумуляторов и АКБ весьма обширна. Они применяются в автомобилях и различной бытовой технике, например, в пультах ДУ и ноутбуках. Но также и в качестве резервных источников питания в медицинской сфере, производстве, космической отрасли, дата-центрах. Виды и типы АКБСегодня производят около 30 типов аккумуляторов. Такое большое количество обуславливается возможностью применять в качестве электродов и электролитов различные химические элементы. Именно от материала электрода и состава электролита зависят все характеристики аккумулятора. Мы не будем приводить все типы, а лишь дадим небольшую таблицу с описанием наиболее распространенных;Аккумуляторные батареи: устройство1 — Отрицательный электрод2 — Разделительный слой3 — Положительные электроды4 — Отрицательный контакт5 — Предохранительный клапан6 — Положительные электроды7 — Положительный контакт Аккумуляторные батареи состоят из нескольких банок аккумуляторов, соединенных либо параллельно, либо последовательно. Последовательное соединение применяют в целях увеличения напряжения, а параллельное для увеличения силы тока. Каждый из отдельно взятого аккумулятора в АКБ состоит из двух электродов и электролита, помещенных в корпус из специального материала. Электрод с отрицательным зарядом – анод, с положительным зарядом – катод. Анод содержит восстановитель, катод – окислитель. Внутри корпуса аккумулятора стоит разделительная пластина, которая не позволяет электродам замыкаться. Электролит – водный раствор, в который погружены оба электрода. При разрядке аккумулятора восстановитель анода начинает окисляться и выделяются электроны. Электроны затем попадают в электролит и оттуда движутся к катоду, при этом создавая разрядный ток. Попадая в катод электроны восстанавливают его окислитель. Простыми словами можно описать процесс так: электроны идут от отрицательного электрода к положительному и создают разрядный ток. При зарядке аккумулятора электроды меняются своим химическим составом и происходит обратная реакция. Электроны здесь двигаются от положительного анода к отрицательному катоду. Особенности разных типов АКБРассмотрим особенности двух наиболее популярных типов аккумуляторных батарей:Свинцово-кислотные аккумуляторы.Разработан Гастоном Планте в 19 веке. Эти аккумуляторные батареи сегодня наиболее актуальны благодаря дешевизне и универсальности. Сфера их применения обширна ввиду большого количества разновидностей этого типа. В качестве отрицательно заряженных электродов здесь используется оксид свинца. Положительные электроды выполняются из свинца. Электролит – серная кислота. У свинцовых-кислотных батарей есть следующие разновидности:
Литий-ионные аккумуляторы.Был впервые выпущен Sony в 1991 году и с тех пор активно применяется в бытовой технике, электронных устройствах. Практически все мобильные телефоны, ноутбуки, фотоаппараты и видеокамеры оснащены таким видом батарей. Роль катода здесь играет литий-ферро-фосфатная пластина. Отрицательный анод – каменноугольный кокс. Положительный ион лития переносит заряд в таких батареях. Он может проникать в кристаллическую решетку других материй и образовывать с ними химическую связь. Преимуществом этого типа является высокая энергоемкость, низкий саморазряд и отсутствие нужды в обслуживании. Литий-ионные батареи также, как и их свинцовые аналоги имеют большое количество подтипов. В данном случае подтипы отличаются между собой составом катода и анода. Напряжение литий-ионных аккумуляторов варьируется в пределах от 2,4 до 3,7 В. Одним из самых известных подтипов является литий-полимерный тип АКБ. Он появился сравнительно недавно и быстро завоевал популярность. Она обусловлена тем, что в литий-полимерных батареях используется твердый полимерный электролит. Это позволяет создавать батареи любой формы. При этом стоимость этих батарей всего лишь на 15% выше обычных литий-ионных. Похожие темы:
electrosam.ru устройство, эксплуатация, принцип работы и схемаАвтономные источники электроэнергии являются одними из самых полезных изобретений человечества. Что такое телефон или радио, в которых не установлены аккумуляторные батареи? Устройство многих приспособлений, а также условия их использования не всегда предусматривают наличие постоянного сетевого электропитания, поэтому такие источники электроэнергии позволяют с комфортом осуществлять свою деятельность практически в любой точке мира. После небольшого предисловия давайте приступим к статье. Что такое аккумуляторная батарея?
Аккумуляторы аккумулируют электричество от внешнего источника питания, а потом отдают её подключенным потребителям, чтобы они смогли делать свою работу. Так, когда устройства работают, постоянно протекают химические реакции между электролитом и электродными пластинами. Кстати, подобная конструкция размещена в банках, из которых и формируются аккумуляторные батареи. Устройство данных конструкций предусматривает создание напряжения, как правило, 1,2-2 В, что весьма мало. Поэтому для увеличения показателей источников питания и применяются разные типы соединения. Устройство данных источников питания предусматривает подключение к плюсу и минусу. Функционируют они следующим образом: когда к электродам подключается нагрузка (в качестве примера можно рассмотреть лампочку), то возникает замкнутая электрическая цепь. По ней начинает протекать ток разряда. Формируется он благодаря движению электронов, анионов и катионов. Более детальную информацию о том, что и как протекает, можно рассказать только на конкретном примере. Допустим, что у нас есть аккумулятор, где положительный электрод – это окись никеля, в который был добавлен графит для повышения проводимости. Для отрицательной пластины применяли губчатый кадмий. Так вот, когда идёт разряд, то частицы активного кислорода выделяются и попадают в электролит. При этом от них отделяются части, которые идут как электричество (те же электроны). Затем частицы активного кислорода направляются в сторону отрицательных пластин, где они окисляют кадмий. Функционирование аккумулятора при заряде
Давайте рассмотрим пример из предыдущего подпункта статьи. Здесь уже положительный электрод будет обогащаться кислородом, а на отрицательном восстановится чистый кадмий. Подводя итог, можно сказать, что во время заряда и разряда меняется только химический состав электродов. Это не относится к электролиту. Но он может испаряться, что негативно будет сказываться на времени работы батареи. Итак, мы рассмотрели принцип работы любого аккумулятора. Теперь давайте узнаем, как во время эксплуатации можно улучшить их характеристики. Параллельное соединениеВеличина тока зависит от значительного количества факторов. В первую очередь под этим понимают конструкцию, применяемые материалы и их габариты. Чем большую площадь имеют электроды, тем большие показатели тока они смогут выдержать. Этот принцип используется для параллельного соединения однотипных банок в аккумуляторах. Такое делается, если необходимо увеличить значение тока, что идёт на нагрузку. Но вместе с этим приходится и поднимать мощность источника энергии. Последовательное соединение
Увидеть применение этой конструкции можно, разобрав автомобильные батареи, которые являются свинцово-кислотными. Стоит сказать, что этот тип применяется не только в устройстве автомобильного аккумулятора, это просто самый вероятный способ разобрать, как же работает подобный тип соединения. В таком случае необходимо позаботится о том, чтобы не было металлического контакта, а существовала надежная гальваническая связь через электролит. Но это только нужно понимать в отношении данного типа. В других случаях по-другому будет реализовываться поставленная задача соединения. Типы аккумуляторных батарей
Это самые популярные представители. Но для понимания возможностей предлагаем ознакомиться со списком материалов, которые могут выступать в качестве электродов:
Использование разных материалов влияет на получаемые выходные характеристики и, следовательно, на сферу применения. Так, к примеру, li-ion аккумуляторы применяются в компьютерных и мобильных устройствах. Тогда как никель-кадмиевые используются в качестве замены стандартных гальванических элементов. Теоретически все типы аккумуляторных батарей могут работать с любой нагрузкой. Вопрос только в том, насколько оправданным является такое применение. Основные характеристики
Вот такие характеристики аккумуляторных батарей и предоставляют для нас наибольший интерес. Конечно, если придётся делать что-то новое и эксклюзивное, ранее невиданное, то может понадобиться и что-то ещё. Но это весьма маловероятно. Устройство электродов
Можно встретить и гибридную конструкцию, где, кроме свинца, в положительный электрод добавляется сурьма, а в отрицательный – кальций. Правда, в таких случаях имеется повышенный расход воды. Чтобы повысить стойкость к коррозийным процессам, добавляют олово или серебро. Электроды изготавливаются с решетчатой структурой, их покрывают слоем активной массы. Принцип работы аккумуляторной батареи в немалой степени зависит от того, какой материал используется для пластин. Мы рассматриваем свинцовые, которые просты для изучения, но ориентироваться на них всегда не рекомендуем. ЭлектролитРассматриваем все те же свинцово-кислотные батареи. В качестве электролита, в который они помещаются, чаще всего выступает серная кислота. Она обладает определённой плотностью, которая может меняться в зависимости от уровня заряда батареи. В данном случае действует принцип: чем больше, тем выше. Со временем электролит улетучивается, и емкость аккумуляторной батареи падает. На сроке службы сказываются особенности эксплуатации (соблюдение техники безопасности). В батареях электролит может быть двух типов:
На данный момент наиболее распространён первый тип. Эксплуатация аккумуляторных батарей
Схема построения аккумуляторной батареиМы рассмотрели основную информацию о данных устройствах. Давайте ещё уделим внимание такому понятию, как схема аккумуляторной батареи. Ведь в рамках статьи по нему прошлись только вскользь. Аккумулятор современной схемы, согласно истории, был впервые создан французским физиком Гастоном Плантом. Площадь его творения превышала 10 квадратных метров! Современные батареи, по сути, являются просто значительно уменьшенными и немного доработанными копиями его аккумулятора. Видимым для человека элементом является только корпус. Он обеспечивает общность и целостность конструкции. fb.ru Какие бывают автомобильные аккумуляторы, и какой лучше выбрать?Автомобильные аккумуляторы отличаются по типам и характеристикам, что достаточно сильно усложняет процесс их выбора для автовладельцев. Ведь характеристики аккумуляторных батарей для автомобилей определяют не только работоспособность автомобиля, но и дополнительных электронных устройств – магнитолы, кондиционера, прикуривателя. В вопросе, какие виды аккумуляторов есть, мы и попробуем сегодня разобраться, приведя краткое описание каждого из них. Особенности традиционных «сурьмянистых» автомобильных аккумуляторовТрадиционный тип аккумуляторной батареи содержит в своих свинцовых пластинах более 5% сурьмы. Для современных аккумуляторов это уже не характерно, так как процент сурьмы в них разительно снизили. Необходимо это было для того, чтобы предотвратить резкое усиление процесса электролиза, который из-за сурьмы активизируется уже по достижении показателя напряжения в 12 В. Еще одним недостатком таких аккумуляторов является необходимость заливать в них дистиллированную воду, так как из-за испарения воды верхние края электродов постоянно выходят наружу. Взирая на все это, хотя бы раз в месяц приходится проверять такой аккумулятор и контролировать, на каком уровне находится вода и достигает ли плотность электролита необходимого показателя. Для чего же тогда в свинец нужно было добавлять сурьму? Делали это исключительно для увеличения прочности пластин внутри аккумулятора. Благодаря прогрессу необходимость в использовании сурьмы сегодня отпала, поэтому встретить так называемые «традиционные» аккумуляторные батареи для авто уже практически невозможно. Использовать такие батареи рационально только на стационарных установках, где они будет проявлять себя как неприхотливые в обслуживании. Достоинства и недостатки малосурьмянистых батарейЭтот вид аккумуляторных батарей содержит менее 5% сурьмы, благодаря чему отпала необходимость в постоянном контроле уровня электролита в аккумуляторе. К тому же, малосурьмянистые батареи не так интенсивно разряжаются во время простоя (хранения). В сравнении с сурьмянистыми аккумуляторами, данный тип батарей практически не приходится обслуживать, хотя необходимость в пополнении запаса воды все же периодически возникает. Самым большим достоинством этих аккумуляторов принято считать их «неприхотливость» к электронному оборудованию автомобиля. То есть, даже если к электрической сети будут подключены некачественные приборы, из-за которых постоянно будет меняться напряжение, необратимых изменений с аккумулятором не произойдет (как известно, более современные аккумуляторы в таком случае могут безвозвратно терять свою емкость). Важно! Характеристики малосурьмянистых аккумуляторных батарей для автомобиля позволяют их использовать только на старых авто, произведенных еще в СССР или в России. Подходят они для таких автомобилей и своей низкой стоимостью. Чем отличаются кальциевые аккумуляторы?В этом случае вместо сурьмы в решетки электролитов добавляется кальций, на что при покупке вам укажет специальная маркировка «Са/Са» (маркировка гласит, что в состав пластин обоих полюсов входит кальций). Добиться дополнительной энергоемкости кальциевых аккумуляторных батарей удалось еще и благодаря добавлению в состав их пластин небольших частичек серебра. Благодаря серебру также было снижено внутреннее сопротивление аккумулятора, и значительно вырос коэффициент полезного действия. К достоинствам данного типа аккумуляторной батареи также следует отнести: • Отсутствие необходимости обслуживать такую батарею, поскольку в процессе ее эксплуатации вода из нее практически не испаряется. Благодаря этому кальциевые аккумуляторы стали необслуживаемыми. • По сравнению малосурьмянистыми аккумуляторами, кальциевые практически не подвергаются саморазрядке. Эта разница между двумя типами батарей составляет около 70%, что говорит о длительном сроке службы кальциевых батарей, а также о возможности их длительного хранения. • Кальциевым батареям не так страшен перезаряд, а электролиз в них благодаря наличию кальция начинается с 16 В. Но вот если слишком интенсивной зарядки эти батареи не боятся, то если их несколько раз подряд посадить «в ноль», они сразу же потеряют половину своей емкости. Зачастую подобное приводит к необходимости полной замены аккумулятора. Еще один недостаток – чувствительность к перепадам напряжения, поэтому при установке кальциевого аккумулятора необходимо проверить исправность бортовой сети автомобиля. Встретить такие аккумуляторы чаще всего удается на иномарках, которые относятся к среднему ценовому диапазону. Если же говорить о стоимости самой кальциевой батареи, то она в разы дороже вышеописанных, однако это компенсируется сроком ее службы (но, чтобы он был как можно более длительным, батареей необходимо правильно пользоваться и не допускать полной разрядки). Общая характеристика гибридных аккумуляторовИз названия понятно, что данный вид аккумуляторной батареи имеет набор разных пластин. При этом положительные изготавливаются с добавлением сурьмы (но меньше 5%), а отрицательные – с добавлением кальция. Поэтому и обозначаются такие аккумуляторы как «Са+». Благодаря такому подходу удалось добиться: 1. Снижения расхода воды по сравнению с малосурьмянистыми аккумуляторами. 2. Повышения устойчивости батареи к перепадам напряжения, а также к слишком интенсивной зарядке и разрядке. Таким образом, гибридные аккумуляторы не превосходят по своим качествам вышеописанные, а находятся ровно посередине между ними, если оценивать их качество. Гелевые и AGM аккумуляторы – в чем особенности?Если вы интересовались вопросом, какие виды аккумуляторов есть, то наверняка сталкивались и с гелевыми батареями, и с батареями AGM. От всех остальных автомобильных аккумуляторов их отличает то, что электролит внутри них находится не в жидком, а в гелеобразном состоянии. Необходимость в использовании гелеобразного электролита возникла по причине того, что жидкий электролит очень часто может вытекать из корпуса аккумулятора. Поскольку он является раствором воды и серной кислоты, такая жидкость повреждала не только корпус самой батареи, но и все другие системы автомобиля. К тому же, такой электролит со временем приводил к разрушению свинцовых пластин, что автоматически снижало мощность аккумулятора. Добиться решения всех этих проблем получилось путем использования гелеобразного электролита. При этом в батареях AGM, помимо гелеобразного электролита, для предотвращения осыпания частичек электродов используется специальный пористый материал, изготовленный из абсорбирующего стекловолокна. Но в целом гелевые и AGM не имеют существенных различий между собой и отличаются следующими преимуществами: • Такие виды аккумуляторов совершенно не боятся наклонов, поэтому даже для эксплуатации их можно устанавливать в любом удобном положении, но все же переворачивать их вверх дном не стоит. • Устойчивы к воздействию вибраций, так как они не приводят к обсыпанию поверхности электродов. • Имеют низкую скорость саморазряда, поэтому если их хранить в заряженном состоянии, они даже через несколько месяцев будут оставаться пригодными для эксплуатации. • Не боятся переразряда, и когда батарея садится, автомобиль этого не чувствует, поскольку высота тока при этом не падает. Но есть у них и недостатки – гелеобразные батареи очень боятся перезаряда, да и сам процесс зарядки обязательно необходимо проводить постепенно, при использовании низкого тока. Специально для этого выпускаются особые зарядные устройства, которыми мы и рекомендуем пользоваться. Стоит также учитывать, что гелевые батареи очень плохо работают на морозе, хотя, если не допускать их к эксплуатации при низких температурах и правильно заряжать, они могут прослужить около 10 лет. Но и стоят они при этом недешево, поэтому встретить такой тип аккумуляторной батареи вам может посчастливится только на престижном авто. Изучаем характеристики щелочных батарей для автоВ автомобильных аккумуляторах роль электролита может выполнять и щелочь. При этом можно встретить сразу два типа таких батарей: 1. Никель-кадмиевые. Положительные пластины электродов в таких аккумуляторах покрываются гидроксидом никеля, а отрицательные – кадмием и железом. 2. Никель-железные. Положительные электроды имеют тот же состав, что и в никель-кадмиевых батареях, а вот отрицательные изготавливаются из железа без использования каких-либо примесей. Но, независимо от типа пластин, электролит в таких аккумуляторах применяется один – раствор едкого калия КОН. При этом, по сравнению с кислотными батареями, щелочные имеют следующие преимущества: 1. Не боятся переразрядов, и допускается даже хранение в полностью разряженном состоянии. 2. Не боятся избыточной зарядки. 3. Хорошо функционируют при отрицательных температурах. 4. Саморазряд еще ниже, чем в кислотных калиевых батарей. 5. Испарения щелочи не являются вредными для человеческого организма. 6. Такие батареи отличаются большой емкостью. Что же касается недостатков, то щелочные батареи не способны выдавать одновременно большое количество тока. Это и объясняет большие размеры щелочных батарей, поскольку в них приходится вставлять больше «банок». К тому же и стоят такие батареи дороже, нежели кислотные. Важно! Щелочные аккумуляторы чаще используются не для старта, а для тяговых функций, поэтому и применяются они преимущественно на грузовых авто. Какими преимуществами отличается литий-ионный тип аккумуляторных батарей?Литий-ионные батареи являются наиболее перспективными в современном автомобилестроении. При этом разработчики их постоянно совершенствуют, делая менее токсичными и более доступными в ценовом аспекте. Преимуществами литий-ионного типа аккумуляторов являются следующие характеристики: • Максимально высокая емкость заряда батареи, которой не достигает ни один другой тип автомобильных аккумуляторов. • Высокое выдаваемое напряжение, позволяющее сделать аккумулятор максимально компактным. • Отсутствие интенсивного процесса саморазряда. Но все же присутствует у них и целый ряд недостатков, по причине чего сегодня чаще используются свинцово-кислотные аккумуляторы для авто: • Когда температура падает до отрицательных отметок, сила тока, которую отдает аккумулятор, существенно снижается. • Литий-ионный аккумулятор может «пережить» только 500 процедур зарядки-разрядки. • Им характерен процесс «старения» – снижения емкости с возрастом. За 2 года уходит около 20% емкости. • Нельзя допускать глубокой разрядки литий-ионного аккумулятора. • Мощность такого аккумулятора не обеспечивает старт двигателя. Тем не менее, согласно прогнозам, именно литий-ионные батареи в скором времени будут использоваться на автомобилях. Правда, инженерам придется хорошенько поработать, чтобы устранить все озвученные недостатки данного типа аккумуляторных батарей. Следует заключить, что на сегодняшний день не существует идеального типа аккумуляторной батареи для авто, поскольку у каждого из существующих есть свои недостатки. По этой причине, при выборе аккумулятора каждый автовладелец должен ориентироваться на особенности своего автомобиля и личные предпочтения. Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте. Была ли эта статья полезна?Да Нет auto.today Автомобильный аккумулятор. Основные сведения про АКБАвтомобильный аккумулятор – это ключевой источник энергии автомобиля, без которого невозможен последующий запуск двигателя. Эта деталь также известна под сокращенной аббревиатурой АКБ – аккумуляторная батарея или как его еще называют "аккум". Ключевые компонентыВнутри пластмассового корпуса аккумулятора находятся 6 небольших энерговырабатывающих, по 2 вольта электричества, блоков, состоящих их свинцовых пластин, которые покрыты кислотным веществом активного действия. И в каждом элементе по два набора электродов состоящие из 8-ми перекрывающихся пластин. Все вместе 16 пластинок формируют компактную сетку. Каждая пластина имеет определенную полярность: положительная покрыта двуокисью свинца, отрицательная – мелкопористыми молекулами свинца. Эти пластины залиты специальным электролитом - 65% воды и 35% серной кислоты. Основные параметры автомобильных аккумуляторов МаркировкаЕмкость аккумулятора является ключевым показателям этой детали. Она измеряется в Ампер-часах. На корпусе АКБ, его емкость указывать индексом Ah. Например, в автомобиле стоит аккумулятор, емкостью 60 Ah, это значит, что он способен генерировать ток, мощностью в 1 Ампер на протяжении 60-ти часов. Не стоит полагать, что емкость устройства напрямую зависит от размеров АКБ. Некоторые аккумуляторы небольшого размера способны генерировать большую емкость.
Таблица соответствия емкости АКБ к объёму двигателя Тем, кто задавался вопросом, какой аккумулятор выбрать для своего автомобиля, можно увидеть на иллюстрации соответствие номинальной емкости АКБ к объему двигателя. Местонахождение деталиВ большинстве случаев АКБ установлен под капотом автомобиля, возле его двигателя. В некоторых автомобилях, например, у VW Touareg, аккумулятор размещен под передним пассажирским креслом. Бывают случаи, когда АКБ устанавливается в багажнике. Это связанно с тем, что на износ аккумулятора негативно влияют как высокие, так и низкие температуры, а размещение детали в салоне авто уменьшает это влияние. Аккумуляторная батарея работает в паре со стартером и генератором автомобиля. После запуска двигателя, вся автомобильная электроника работает от генератора, который также подзаряжает аккумулятор.  1 – аккумуляторная батарея; 2 – генератор; 3 – блок предохранителей и реле; 4 – зажигание; 5 – значок АКБ на панели приборов Причины и признаки поломокНеправильный уход и сервисное обслуживание могут стать причиной неисправности аккумулятора. Наиболее частые причины неисправностей, а также методы их устранения выглядят так: 1. СульфатацияВ начале зарядки наблюдается повышенное напряжение на АКБ. Уже к концу зарядки электролит имеет низкую плотность и недостаточную емкость. Аккумулятор не получает ток в результате крупного кристаллического налета на пластинах.  Проверка напряжения аккумулятора должна производится хотя бы раз в полгода. Заряженная аккумуляторная батарея должна иметь напряжение не менее 12,5 Вольт. Причины:
Что делать? С помощью 1-5 выравнивающих зарядов можно устранить незначительную сульфатацию. Если такие действия не дают нужного эффекта, то необходимо выполнить более трудоемкий ремонт, который детально описан в паспорте АКБ. К сожалению, сульфатация является необратимым процессом, поэтому это только временные решения проблемы. 2. Сильное окисление полюсных клеммСтартер не крутиться и не запускает двигателя, но напряжение на выводах АКБ есть. Постоянно греются клеммы, что прекращает подачу тока или же поднимает сопротивления во всей цепи. Такая неисправность может даже статьи причиной неисправности всей электрики в автомобиле.  Каждые полгода очищайте клеммы аккумуляторной батареи проволочной щеткой. Причины:
Что делать? Прежде всего, нужно снять и почистить клеммы. Не забывайте про выводные штыри АКБ – их также необходимо очистить. После чистки – поставьте обратно клеммы и проследите, чтобы клемма крепко зашла на штыри и не двигалась. Чтобы в дальнейшем не допустить подобной проблемы, можно смазать клеммы специальным вазелином или соответствующим заменителем. 3. Короткое замыкание в аккумулятореВо время зарядки не увеличивается плотность электролита в АКБ. Наблюдается сильное выделение газов и повышенная температура электролита. Периодически снижается плотность электролита. Причины:
Что делать? Этот дефект невозможно устранить. Необходимо менять АКБ. 4. Повышенная саморазрядка Каждые 2-3 месяца проверяйте уровень электролита в аккумуляторе. АКБ не держит заряда и быстро разряжается. Причины:
Что делать? Прежде всего, необходимо тщательно протереть контакты АКБ и проверить состояние электролита. Если в этой жидкости будет грязь – обязательно залить новый электролит. Когда нужно менять аккумулятор?Не стоит торопиться менять эту важную деталь. Периодичность замены АКБ варьируется сроком от 3 до 5 лет. Это плановая замена, которая необходима для большинства аккумуляторов. Перед заменой этой детали, следует внимательно прочесть сервисную книжку на автомобиль, именно там должны быть указаны рабочие параметры АКБ для вашей машины. Когда аккумулятор вашего авто слишком быстро садится, то это не всегда указывает что его строк службы подходит к концу, в таком случае сначала нужно проверить ток утечки - не более 10 мА считается нормой. Как проверить аккумуляторПроверка аккумуляторов Измерив плотность электролита, и токовую нагрузку можно делать выводы о потребности в дополнительной зарядке АКБ. Если аккумулятора заряжен полностью — плотность электролита по показаниям ареометра должно составлять 1,28 г/куб. см.; при половинной разрядке около 1,20 г/куб. см.; если полностью сел, то плотность просядет до 1,10 г/куб. см. Причем разность по показаниях в каждой банке аккумулятора не должен быть выше ±0,01 г/куб. см. Ток нагрузки измеряется мультиметром используя нагрузочную вилку. Чтобы снять показания о состоянии автомобильного аккумулятора нужно включить дальний свет и померить напряжение. Полностью заряженный аккумулятор будет показывать около 11,2 В. А при запуске двигателя оно не должно просаживаться меньше чем 9,5 В. Когда оно ниже указанного — это свидетельствует либо о частичном разряде, либо о неисправностях стартера. Восстановление АКБ Как восстановить автомобильный аккумулятор?Чтобы попытаться самостоятельно восстановить работоспособность аккумулятора автомобиля воспользуйтесь рекомендациями приведенных у видео ролике: Как правильно заряжать аккумуляторПроверив АКБ таким образом можно приступать к зарядке. А чтобы сделать это правильно рекомендуется придерживаться таких рекомендаций: Правильная зарядка АКБ
При подключении зарядного устройства стоит сначала подсоединить клеммы зарядки к аккумулятору, и затем включать зарядное устройство в сеть. Существует 3 метода зарядки:
Чтобы обеспечить 100% зарядку батареи, зарядное устройство должно выдавать 16,0 - 16,5В на выходе. Следует быть предельно осторожным, поскольку заключительный этап сопровождается «кипением» электролита в банках АКБ и обильным выделением из него газа. При зарядке аккумулятора автомобиля рекомендуется отдавать предпочтение полной и тщательной зарядке аккумулятора, это сохранит функционал и продлит строк службы. Время зарядки АКБПри зарядке аккумулятора автомобиля нужно ориентироваться на амперметр или индикатор зарядного устройства, поскольку время продолжительности зарядки зависит от состояния батареи, метода заряда и качества зарядного устройства. Напряжение на клеммах заряженного аккумулятора должно составлять 14,4В. Спустя нескольких часов после зарядки, 100 процентно заряженный аккум, будет показывать 12,6. Правильная эксплуатация АКБОбслуживание и уход за аккумулятором
Связанные термины etlib.ru Все об аккумуляторных батареях - АКБУстройство аккумуляторной батареи12-вольтовая батарея содержит 6 включенных последовательно аккумуляторов. Аккумуляторы размещены в разделенных перегородками ячейках полипропиленового корпуса (моноблока) батареи. Каждый аккумулятор содержит блок положительных и отрицательных электродов.
Между электродами различной полярности, свинцовые решетки которых обмазаны активной массой, установлены сепараторы из не проводящего ток микропористого материала. Сепараторы изготовляют из полиэтилена в форме конвертов, которые одевают на положительные или отрицательные электроды. Полюсные выводы, меж элементные перемычки и соединяющие электроды баретки изготовляют из свинцовых сплавов. Полюсные выводы имеют различный диаметр, причем положительный вывод всегда толще отрицательного, что должно предотвращать ошибки при подключении батареи к электросети. Меж элементные перемычки проходят через отверстия в перегородках между ячейками моноблока. Изготовляемый из кислотоупорного и не проводящего ток материала (полипропилена) моноблок образует корпус аккумуляторной батареи. На днище моноблока предусмотрены крепежные выступы. Сверху моноблок закрывается крышкой.
Образующие батарею аккумуляторы соединяются последовательно посредством меж элементных перемычек. Таким образом обеспечивается нужное напряжение на выводах батареи. При этом отрицательный вывод одного аккумулятора соединяется с положительным выводом соседнего аккумулятора. В качестве заливаемого в батарею электролита используется разбавленная водой серная кислота, которая заполняет свободные объемы ячеек и проникает в поры активной массы электродов и сепараторов. У батарей прежних конструкций каждая ячейка снабжалась резьбовой пробкой, которая использовалась для заливки электролита, выполнения операций по уходу и для отвода образующегося при эксплуатации батареи гремучего газа. У современных безуходных батарей пробки отсутствуют или они закрыты сверху. Отвод газов у этих батарей производится через центральную систему вентиляции. На приведенных в данном пособии рисунках представлено принципиальное устройство аккумуляторной батареи.
ЭлектролитЖидкий электролитЗаливаемую в аккумуляторы жидкость называют электролитом. В качестве электролита свинцового аккумулятора используется разбавленная водой серная кислота. При полностью заряженном аккумуляторе доля серной кислоты в электролите составляет 38%, а остальная его часть приходится на дистиллированную воду. Электролит содержит ионы, которые обеспечивают прохождение электрического тока между электродами. Номинальная плотность электролита изменяется в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи.
Малоподвижный электролитЧтобы снизить опасность от вылившегося из батареи электролита, применяют средства, снижающие его текучесть. К электролиту могут быть добавлены вещества, которые превращают его в гель. В частности, для этого используется кремниевая кислота. Другим способом снижения подвижности электролита является применение стекломатов в качестве сепараторов. Стекломаты удерживают электролит, предотвращая его вытекание при повреждении батареи.
Процессы заряда и разряда
Процесс зарядаПод зарядом аккумуляторной батареи подразумевается накопление в ней электрической энергии. При этом электрическая энергия преобразуется в химическую энергию. При работающем двигателе батарея заряжается от генератора. В процессе заряда образовавшиеся при разряде батареи сульфат свинца и вода переходят в свинец, двуокись свинца и серную кислоту. Таким образом происходит накопление химической энергии, которая может быть использована в дальнейшем для производства электрической энергии. Плотность электролита при этом повышается. Процесс разрядаПод разрядом батареи подразумевается отдача ей электрической энергии. При этом химическая энергия преобразуется в электрическую энергию. Батарея разряжается, если к ней подключен какой-либо потребитель электрического тока. При этом серная кислота распадается и ее доля в электролите уменьшается. Протекающие реакции приводят к образованию воды, доля которой в электролите соответственно увеличивается. Плотность электролита при этом снижается. При разряде батареи происходит выделение сульфата свинца как на положительном, так и на отрицательном электроде.
Основные характеристикиКоэффициент преобразования энергии Энергия, которая подводится к батарее в процессе заряда, всегда больше энергии, отдаваемой ею при разряде. Превышение энергии заряда над энергией разряда объясняется необходимостью покрытия затрат на проведение электрохимических процессов при заряде. Чтобы зарядить батарею, необходимо подвести к ней энергию, величина которой составляет от 105 до 110% отданной ранее энергии. Это соотношение (равное от 1,05 до 1,10) называют коэффициентом преобразования энергии. Емкость аккумуляторной батареейЕмкость батареи или отдельного аккумулятора равна отдаваемой ими электроэнергии, измеряемой в амперчасах (А·ч). Емкость зависит от температуры и разрядного тока. Она уменьшается при увеличении разрядного тока и снижении температуры окружающей среды (особенно при минусовых ее значениях). Номинальная емкость K20Это указываемая изготовителем в А·ч емкость, которая определяется в режиме 20 часового разряда полностью заряженной батареи. Величина тока разряда рассчитывается по формуле K20 : 20 ч. При этом напряжение на выводах батареи должно оставаться на уровне не ниже 10,5 В. Например, разрядный ток батареи емкостью 60 А·ч должен быть равен: 60 А·ч : 20 ч = 3 А Таким образом батарея номинальной емкостью 60 А·ч должна отдавать ток силой 3 А в течение 20 часов, причем напряжение на ее выводах должно быть выше 10,5 В. Ток холодной прокрутки Ток холодной прокрутки (пусковой ток) характеризует способность аккумуляторной батареи обеспечивать пуск двигателя в холодное время года. Ток холодной прокрутки — это указанный производителем ток, который способна отдавать новая полностью заряженная батарея при температуре -18°C в течение установленного нормативом времени. При этом напряжение на ее выводах не должно падать ниже определенного значения, которое также определяется нормативом. Методика испытаний батарей приведена в фирменном стандарте VW Norm 750 73.
Напряжение аккумулятора Напряжение аккумулятора — это разность потенциалов, действующих на его положительном и отрицательном электродах, погруженных в электролит. Эта разность не является постоянной величиной. Она заметно изменяется в зависимости от степени заряженности (плотности электролита) аккумулятора, а от его температуры она практически не зависит. Номинальное напряжение аккумулятора является, напротив, постоянной величиной. У свинцового аккумулятора оно равно 2 В.
Номинальное напряжение батареи Номинальное напряжение автомобильной батареи равно произведению номинального напряжения аккумулятора на число (последовательно включенных) аккумуляторов в батарее. В соответствии со стандартом номинальное напряжение свинцового аккумулятора равно 2 В, поэтому у аккумуляторной батареи оно должно составлять 12 В.
Напряжение на клеммахНапряжение на клеммах – это напряжение на полюсных выводах аккумуляторной батареи. Напряжение начала газовыделенияНапряжение начала газовыделения – это напряжение аккумулятора, при котором начинается интенсивное выделение газов. Обычно газы начинают обильно выделяться при напряжении на клеммах более 14,4 В (или 2,4 В на выводах аккумулятора). При этом выделяется избыточный водород, входящий в состав гремучего газа. Внимание, опасность взрыва! Электродвижущая сила (ЭДС)ЭДС – это установившееся напряжение на выводах отключенной от сети и ненагруженной батареи. Страницы: 1 2 3 www.avtodiagnostika.info |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Аккумуляторная батарея (АКБ) – составной элемент электрооборудования транспортного средства. Автомобильная аккумуляторная батарея позволяет осуществить пуск двигателя, а также обеспечивает подачу электричества в бортовую сеть.
Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды. Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита. Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.
В широком смысле под этим понятием подразумевают устройство, что при одних условиях использования может накапливать какой-либо вид энергии, а при других – расходовать, чтобы удовлетворить нужды человека.
Необходимо отключить нагрузку на клеммах пластин. На них же подаётся, как правило, постоянное напряжение (но может быть и пульсирующее, зависит от случая), которое больше, чем величина батареи, что заряжается. Причем полярность должна быть одинаковой. То есть минусовые и плюсовые клеммы потребителя и источника обязаны совпадать. Учтите, что зарядное устройство обязательно должно обладать большей мощностью, чем есть в аккумуляторе, чтобы подавлять остатки энергии в нем и создавать электрический ток, направление которого будет противоположным разряду. В результате меняются и химические процессы, которые протекают в аккумуляторной батарее.
Если рассматривать банки, из которых состоят аккумуляторные батареи, то необходимо сказать, что они находятся, как правило, в одном корпусе. Подобный тип соединения используется, чтобы получить большие показатели напряжения с меньшими потерями.
Они разнятся из-за своего предназначения, возможностей, реализации и материала. На данный момент современным производством освоен выпуск больше трех десятков типов, которые отличаются своим составом электродов, а также применяемым электролитом. Так, например, li-ion аккумуляторы могут похвастаться семейством из 12 известных моделей. Условно можно выделить следующие типы:
Мы уже рассмотрели, что такое аккумуляторные батареи, устройство этих конструкций, из чего их делают. Теперь давайте сосредоточимся на том, что влияет на их эксплуатацию. Важными для нас характеристиками являются:
В качестве примера мы возьмём свинцовые пластины. Хотя таковыми они были раньше. Современные пластины изготавливаются из свинцово-кальциевого сплава. Благодаря этому достигается низкий уровень саморазряда батареи (50% емкости теряется за 18 месяцев). Также это позволяет экономно расходовать воду (всего 1 грамм на ампер-час).
Использование аккумуляторов можно наблюдать практически везде. Вспомните свои мобильные телефоны или источники бесперебойного питания для компьютеров. В качестве примера можно привести и обычный фонарик (современные образцы всё чаще изготавливаются со встроенным аккумулятором и не рассчитаны на гальванические элементы). А автомобили? Системы «стоп-старт» и рекуперативного торможения работают от аккумуляторов, причем они выдвигают высокие требования к пусковому току, глубокому разряду и долговечности. Как видите, без этих источников питания сложно обойтись в современной жизни любому человеку.
