Baterie auto

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 iunie 2022; verificările necesită 2 modificări .

O baterie de mașină (mai precis, o baterie de mașină [abrev. baterie de mașină]) este un tip de baterie electrică folosită în automobile sau motociclete. Este folosit ca sursă auxiliară de energie electrică în rețeaua de bord atunci când motorul nu este pornit și pentru a porni motorul.

În transportul electric , nu este o sursă auxiliară de energie, ci cea principală. Astfel de baterii se numesc tracțiune .

Caracteristici cheie

În continuare, în text, este luată în considerare doar o baterie cu plumb-acid, deoarece dacă bateria nu este de tracțiune, atunci ca „baterie de mașină (de pornire)”, aceasta va fi folosită mai des. Bateriile cu plumb au capacitatea unică de a opri automat încărcarea și o creștere bruscă a tensiunii, precum și o scădere bruscă a curentului de încărcare, atunci când sunt complet încărcate. În același timp, este posibilă și utilizarea acelorași baterii litiu-ion sau litiu-fier-fosfat , dar datorită faptului că necesită un circuit electronic suplimentar pentru monitorizarea stării lor, cost ridicat, sunt folosite mai rar [ 1] [2] [3] .

Camioanele ușoare, furgonetele și autoturismele cu motoare diesel folosesc și baterii de 12 volți.

Tensiunea în gol ( tensiune cu bornele scoase ) a bateriei poate fi legată de nivelul aproximativ de încărcare. Dacă bateria este pe vehicul, „ tensiunea fără sarcină ” este măsurată când motorul este oprit și sarcina este complet deconectată (bornele scoase).

Gradul de încărcare se evaluează pe o baterie deconectată de la sarcină după cel puțin 6 ore de repaus, și la temperatura camerei. În cazul unei alte temperaturi decât temperatura camerei, se aplică o corecție de temperatură. În medie, se crede că o scădere a temperaturii cu 1 ° C față de temperatura camerei reduce capacitatea cu aproximativ 1%, astfel încât la -30 ° C, capacitatea bateriei unei mașini va fi de aproximativ jumătate față de cea la +20 ° C.

Tensiune fără sarcină
la T = 26,7 °C

Taxa aproximativa
Densitatea electrolitului
la T = 26,7 °C
12 V 6 V
12,70 V 6,32 V 100 % 1,265 g/cm³
12,35 V 6,22 V 75% 1,225 g/cm³
12,10 V 6,12 V cincizeci la sută 1,190 g/cm³
11,95 V 6,03 V 25% 1,155 g/cm³
11,70 V 6,00 V 0% 1,120 g/cm³
Tensiunea fără sarcină depinde și de temperatură și de densitatea electrolitului atunci când este complet încărcat. Trebuie remarcat faptul că densitatea electrolitului la același nivel de încărcare, la rândul său, depinde și de temperatură (relație inversă).

O caracteristică a bateriilor este o scădere a timpului de descărcare cu o creștere a curenților de descărcare. Dependența timpului de descărcare de curentul de descărcare este aproape de o lege a puterii. În special, este larg răspândită formula savantului german Peikert , care a constatat că: . Aici  , este capacitatea bateriei și  este numărul Peukert, care este un exponent care este constant pentru o anumită baterie sau tip de baterie. Pentru bateriile cu plumb acid, numărul Peukert variază de obicei între 1,15 și 1,35. Valoarea constantei din partea stângă a ecuației poate fi determinată din capacitatea nominală a bateriei. Apoi, după mai multe transformări, obținem formula pentru capacitatea reală a bateriei la un curent de descărcare arbitrar :

.

Aici  este capacitatea nominală a bateriei și  este curentul nominal de descărcare la care este setată capacitatea nominală (de obicei curentul unui ciclu de descărcare de 20 de ore sau 10 ore).

Capacitatea bateriei, de regulă, este selectată în funcție de volumul de lucru al motorului (volum mai mare - mai multă putere de pornire - capacitate mai mare a bateriei), tipul acesteia (pentru motoarele diesel, capacitatea bateriei auto ar trebui să fie mai mare decât pentru motoarele pe benzină cu același volum al cilindrului) și condițiile de funcționare (pentru zonele cu climă rece, capacitatea este crescută, din cauza scăderii capacității bateriei la temperaturi scăzute și a dificultății de a porni motorul cu demaror din cauza îngroșării uleiului ).

Ciclul de încărcare/descărcare

O baterie de mașină conține substanțe chimice care, atunci când interacționează, produc curent electric. Două metale diferite sunt plasate într-un mediu acid numit electrolit. Există un flux de electroni și electronii dintr-un grup de plăci trec în altul.

Bateria este încărcată

O baterie complet încărcată conține o placă cu plumb burete negativ (Pb) - catod , o placă cu dioxid de plumb pozitiv (PbO 2 ) - anod și un electrolit dintr-o soluție de acid sulfuric (H 2 SO 4 ) și apă (H 2 O) .

Bateria este descărcată

Când bateria este descărcată, dioxidul de plumb de la catod este redus și plumbul este oxidat la anod. Metalele ambelor plăci reacţionează cu SO 4 , rezultând formarea sulfatului de plumb (PbSO 4 ). Hidrogenul (H 2 ) din acidul sulfuric reacţionează cu oxigenul (O 2 ) de pe placa pozitivă pentru a forma apă (H 2 O). Acesta consumă acid sulfuric și produce apă. Încărcarea corectă determină în mare măsură durata de viață a bateriei. [7]

Baterie descărcată

Într-o baterie complet descărcată, ambele plăci sunt acoperite cu sulfat de plumb (PbSO4 ) , iar electrolitul este diluat în mare măsură cu apă ( H2O ).

Bateria se încarcă

Procesul este opusul descărcării.

Sulfatul (SO 4 ) părăsește plăcile și se combină cu hidrogenul (H 2 ) pentru a deveni acid sulfuric (H 2 SO 4 ). Oxigenul liber (O 2 ) se combină cu plumbul (Pb) de pe placa pozitivă pentru a forma dioxid de plumb (PbO 2 ). Pe măsură ce bateria se apropie de încărcarea completă, pe plăcile negative se formează hidrogen și pe plăcile pozitive se formează oxigen, are loc gazarea. Gazul care se scurge este exploziv .

Tipuri de baterie auto

Alimentarea cu energie a unui vehicul electric ( "Hotzenblitz" ) prin intermediul a 14 baterii NiMH cu o tensiune de 12 V și o capacitate de 78 Ah, fiecare constând din 10 baterii prismatice cu o tensiune de 1,2 V
Tip baterie

Tipul de plumb-acid este utilizat în principal . Bateria în sine este formată din 6 baterii (cutii), fiecare cu o tensiune nominală de aproximativ 2,2 volți, conectate în serie într-o baterie. Electrolitul obișnuit este un amestec de apă distilată și acid sulfuric cu o densitate în intervalul 1,23-1,31 g / cm³ (cu cât densitatea electrolitului este mai mare, cu atât bateria este mai rezistentă la îngheț), dar acum există baterii auto construite. pe baza tehnologiei AGM (Absorbent Glass Mat), electrolitul în care este absorbit în fibra de sticlă[ specificați ] , precum și așa-numitul. baterii cu gel, în care electrolitul este îngroșat într-o stare asemănătoare gelului cu silicagel (tehnologia se numește GEL).

Dimensiuni

S-a întâmplat că, atunci când se dezvolta un nou tip sau chiar o marcă de echipamente auto, a fost adesea necesar să se dezvolte o nouă baterie auto pentru acesta. În viitor, producătorii au dezvoltat o gamă largă de baterii diferite, care diferă semnificativ în dimensiune și caracteristici electrice. Pentru camioanele grele și vehiculele speciale cu o rețea de bord de 24 de volți, se folosesc două baterii identice de 12 volți conectate în serie sau o baterie de 24 de volți (rar).

În prezent, există mai mulți factori de formă a bateriei . Bateriile pentru piețele japoneze și europene pot varia în dimensiune.

Polaritate

„invers” sau „direct”. Determină locația electrozilor pe carcasa bateriei mașinii. Mașinile domestice se caracterizează prin polaritate directă, în care borna pozitivă este în stânga, iar borna negativă este în dreapta, cu bateria în poziția „bornele mai aproape de tine”. Este adesea imposibil să instalați bateria altcuiva, de exemplu, una „europeană” pe o mașină japoneză. Cablajul poate fi necesar să fie extins.

Diametrul terminalului

În tipul Euro - tip 1  - terminal "pozitiv" de 19,5 mm și terminal "negativ" de 17,9 mm. Tip Asia - Tip 3  - 12,7 mm la terminalul „pozitiv”, - și 11,1 mm la terminalul „minus” [8] . Sunt produse „capsele” - adaptoare de la terminale subțiri la cele groase.

Tip montură

Într-un anumit vehicul, poate fi implementat unul dintre tipurile de fixare a bateriei de automobile - sus sau jos. La unele vehicule este posibil să nu fie prevăzută structura pentru fixarea bateriei. Denumirile pentru tipurile de montare inferioară sunt după cum urmează: B00, B01, B03, B13.

Nevoie de întreținere

Conform acestui principiu, bateriile de automobile sunt clasificate în două tipuri: deservite (și, ca subcategoria lor, cu întreținere redusă) și fără întreținere (în textul GOST, acestea sunt desemnate ca fără întreținere). Bateriile care au un design simplu necesită monitorizare regulată a stării electrolitului și reîncărcare regulată folosind o tehnologie specială folosind un încărcător staționar. În întreprinderile industriale pentru îngrijirea bateriilor auto există oameni special instruiți (lucrători în baterii), precum și stații de încărcare.

Cu toate acestea, bateriile de mașină „fără întreținere” - asta nu înseamnă că o astfel de baterie nu are nevoie deloc de îngrijire. De regulă, o baterie care nu necesită întreținere are un indicator de hidrometru încorporat , a cărui culoare determină densitatea electrolitului - o centură verde la densitate normală, roșie sau albă - la nivel scăzut (bateria trebuie înlocuită). De asemenea, este necesar să se monitorizeze periodic nivelul electrolitului conform semnelor de pe carcasă. La toate bateriile auto, pentru a evita deteriorarea compartimentului bateriei de către acid, este necesar să se controleze etanșeitatea carcasei, dopurile de umplere și curățenia orificiilor de drenaj, iar dacă apar semne de electrolit, eliminați scurgerea și minuțios. clătiți carcasa și compartimentul bateriei auto cu o compoziție alcalină neutralizantă. De asemenea, este necesar să curățați temeinic și să ungeți bornele cu unsoare de litiu, pentru a evita distrugerea lor electrocorozivă.

Fapte interesante

Vezi și

Note

  1. Bateriile litiu-ion: de ce nu sunt puse pe mașini Copie de arhivă din 15 februarie 2019 la Wayback Machine // Articol din 10.12.2017 B. Ignashin. Publicat în Nr. 10 (57) al revistei „Motor” pentru anul 2017 (p. 44-47).
  2. Lithium-Ion Future: New Generation Batteries Arhiva copie din 15 februarie 2019 la Wayback Machine // 19.06.2008 V. Sannikov. Publicat în Nr. 7 (69) din Popular Mechanics , 2008.
  3. 7 întrebări (și răspunsuri) importante despre baterii Arhivat 15 februarie 2019 la Wayback Machine // 24.12.2018 M. Kolodochkin. Articol în ediția online „ La volan
  4. Kashtanov, 1983 , p. 176.
  5. Transport feroviar. - 2011. Nr. 12. - c.35. (link indisponibil) . Data accesului: 15 decembrie 2015. Arhivat din original pe 22 decembrie 2015. 
  6. Kashtanov, 1983 , p. 21–23.
  7. Instrucțiuni despre cum să încărcați corect o baterie de mașină fără a scoate bateria (video) . autoclema.com. Consultat la 11 aprilie 2018. Arhivat din original pe 12 aprilie 2018.
  8. terminale - Tipul 1 au standard european; terminale din seria ASIA - Tip 3 - mai subțiri decât standardul european. . Preluat la 13 martie 2011. Arhivat din original la 22 mai 2011.
  9. Prezentare generală a informațiilor despre bateriile „de calciu” din diverse surse. . Preluat la 24 noiembrie 2020. Arhivat din original la 23 iunie 2020.
  10. Mikhail Kolodochkin: „Baterie: este posibil să instalezi o baterie cu o capacitate mai mare decât cea standard pe o mașină?” Arhivat pe 10 martie 2013 la Wayback Machine . „ La volan ”, 20.02.2013

Literatură

Standarde în Federația Rusă

În Rusia, bateriile și bateriile auto sunt impuse o serie de cerințe de reglementare, în special, se aplică o serie de GOST :

General Conform acidului de plumb Pentru hidrură metalică de nichel Pentru nichel-cadmiu Prin litiu-ion

Link -uri