АКБ в авто - що це таке?

Для роботи деяких систем автомобіля потрібна напруга. Одні задіють лише незначну частину енергії, наприклад, виключно для функціонування одного датчика. Інші системи мають складний пристрій, функціонування яких неможливо без електрики.

Для прикладу, щоб виконати пуск двигуна раніше водії використовували спеціальний комірець. Його вставляли в призначене для нього отвір і за допомогою фізичної сили прокручували колінчастий вал мотора. У сучасних машинах такою системою вже не скористаєшся. Замість цього методу до маховика приєднаний стартер. Цей елемент використовує струм для провертання маховика.

Щоб забезпечити всі системи автомобіля електрикою, виробниками було передбачено використання акб. Про те, як доглядати за цим елементом ми вже розглядали в одному з попередніх оглядів. Тепер поговоримо про різновиди акумуляторної батареї.

Що таке акумулятор

Спочатку розберемося з термінологією. Автомобільний акумулятор - це джерело постійного струму для електричної мережі машини. Він здатний накопичувати електрику, поки працює двигун (для цього процесу використовується генератор).

Це перезаряджати пристрій. Якщо воно розрядилося до такої міри, що автомобіль неможливо завести, батарея виймається і підключається до зарядного пристрою, робота якого походить від побутової електромережі. Про інших способах завести мотор при посадженому АКБ розповідається тут.

Залежно від моделі транспортного засобу акумулятор може встановлюватися в підкапотному просторі, під підлогою, в окремій ніші зовні авто або в багажнику.

пристрій АКБ

Акумуляторна батарея складається з декількох осередків (називається банку акумулятора). Кожна осередок має пластини. Кожна платина несе позитивний або негативний заряд. Між ними знаходиться спеціальний роздільник. Він запобігає коротке замикання між пластинами.

Для збільшення площі зіткнення електроліту кожна пластина має форму решітки. Вона виготовлена ​​зі свинцю. В решітку запрессовано активна речовина, яка має пористу структуру (це збільшує контактну площу пластини).

Позитивна пластина складається зі свинцю і сірчаної кислоти. У структуру негативної пластини входить сірчанокислий барій. В процесі зарядки речовина положітельнополюсной пластини змінює хімічний склад, і воно стає діоксидом свинцю. Отріцательнополюсная пластина стає звичайною свинцевою пластиною. Коли зарядний пристрій відключається, структура пластин повертається у вихідне положення і їх хімічний склад змінюється.

У кожну банку заливається електроліт. Це рідка речовина, до складу якого входить кислота і вода. Рідина викликає хімічну реакцію між пластинами, від чого виробляється струм.

Всі елементи батареї поміщені в корпус. Він виготовляється з особливого типу пластику, який стійкий до постійного впливу активної кислотного середовища.

Принцип роботи акумуляторної батареї (АКБ)

Автомобільна батарея використовує рух заряджених частинок, щоб виробити електрику. В АКБ відбувається два різних процеси, завдяки чому можна використовувати джерело живлення протягом довгого часу:

• Розряд батареї. У цей момент активна речовина окисляє пластину (анод), що призводить до виділення електронів. Ці частинки спрямовуються до другої пластині - катода. В результаті хімічної реакції виділяється газ;
• Заряд батареї. На цьому етапі відбувається зворотний процес - електрони перетворюються в протони і речовина переносить їх назад - від катода до анода. В результаті пластини відновлюються, завдяки чому можливий процес подальшої розрядки.

Види і типи АКБ

У наші дні існує велика різноманітність акумуляторів. Вони відрізняються один від одного матеріалом пластин і складом електроліту. В автомобілях використовуються традиційні кислотно-свинцеві типи, однак вже нерідкі випадки застосування і передових технологій. Ось деякі особливості цього та інших типів АКБ.

Традиційні ( «сурм'янисті»)

Кислотно-свинцевий акумулятор, пластини якого на 5 і більше відсотків складаються з сурми. Ця речовина додавали до складу електродів для підвищення їх міцності. Електроліз в таких джерелах живлення найраніший. При цьому виділяється достатня кількість енергії, але швидко руйнуються пластини (процес починається вже в 12 В).

Основним мінусом таких батарей є велике виділення кисню і водню (бульбашки повітря), через що вода з банок випаровується. З цієї причини все сурм'янисті акб є обслуговуються - мінімум раз на місяць потрібно перевіряти рівень і щільність електроліту. В обслуговування входить в разі необхідності додавання дистильованої води, щоб пластини не оголювалися.

Подібні батареї вже не використовуються в автомобілях, щоб максимально полегшити задачу для водія з обслуговування машини. На зміну таким акумуляторів прийшли малосурм'янистих аналоги.

малосурм'янистих

Кількість сурми в складі пластин максимально зменшено для уповільнення процесу випаровування води. Ще один позитивний момент - АКБ не так швидко розряджається в результаті зберігання. Такі модифікації відносяться до категорії малообслуговуваних або необслуговуваних типів.

Це має на увазі, що автовласникові не потрібно кожен місяць перевіряти щільність електроліту і його обсяг. Хоча повністю необслуговуваних їх не можна назвати, тому що вода в них все одно википає, і обсяг необхідно заповнювати.

Перевагою таких акумуляторів є невибагливість до енергоспоживання. У мережі авто можуть виникати скачки і перепади напруги, але це не позначається негативно на джерелі живлення, як це у випадку з кальцієвим або гелевим аналогом.

З цієї причини дані батареї найбільше підходять для вітчизняних автомобілів, які не можуть похвалитися наявністю обладнання зі стабільним споживанням енергії. Також вони підходять для автомобілістів із середнім матеріальним достатком.

кальцієві

Це модифікація сурм'янистого АКБ. Тільки замість змісту сурми в пластини доданий кальцій. Причому цей матеріал входить до складу електродів обох полюсів. На етикетці такої батареї вказується Са / Са. Для зниження внутрішнього опору поверхню активних пластин іноді покривається сріблом (вкрай мала частка змісту).

Додавання кальцію ще сильніше знизилося газовиділення в процесі роботи акумуляторної батареї. Щільність і обсяг електроліту в таких модифікаціях за весь період експлуатації взагалі не потрібно перевіряти, тому і вони називаються необслуговуваними.

Даний тип джерел живлення на 70 відсотків менше (в порівнянні з попередньою модифікацією) схильні до саморазряду. Завдяки цьому їх можна довго зберігати, наприклад, під час зимового зберігання техніки.

Ще одна перевага - вони не так бояться перезарядження, так як електроліз в них починається вже не в 12, а в 16 В.

Незважаючи на багато позитивних моментів, кальцієві батареї мають кілька суттєвих недоліків:

• Енергоємність падає, якщо пару раз його повністю розрядити і потім зарядити з нуля. Причому цей параметр знижується настільки, що АКБ потребує заміни, так як її ємності недостатньо для нормального функціонування обладнання, підключеного до мережі автомобіля;
• Підвищену якість виробу вимагає більш високої плати, що робить недоступним його для користувачів із середнім матеріальним достатком;
• Основна сфера застосування - іномарки, так як їх обладнання більш стабільно в плані енергоспоживання (наприклад, габаритні вогні у багатьох випадках відключаються автоматично, навіть якщо водій випадково забув їх вимкнути, що нерідко призводить до повного розряду акумулятора);
• Експлуатація елемента живлення вимагає більшої уваги, але при належному догляді за транспортним засобом (використання якісного обладнання і уважність до повного розряду) цей акумулятор прослужить набагато довше сурм'янистого аналога.

гібридні

На етикетці таких батарей є позначення Са +. Гібридними в такій модифікації є пластини. До складу позитивних може входити сурма, а негативних - кальцій. За ефективністю такі батареї поступаються кальцієвих, але вода в них википає набагато менше, ніж у малосурм'янистих.

Такі АКБ не так сильно страждають від повного розряду, і не бояться перезарядження. Відмінний варіант, якщо бюджетний варіант технічно не влаштовує, а на кальцієвий аналог не вистачає засобів.

Гелеві, AGM

У таких акумуляторах використовується гелевий електроліт. Причиною створення таких батарей були два чинники:

• Рідкий електроліт звичайних акумуляторів при розгерметизації корпусу швидко витече. Це загрожує не тільки псуванням майна (кузов автомобіля швидко зіпсується), але і може завдати серйозної шкоди людському здоров'ю, поки водій буде намагатися щось зробити;
• Пластини через час через недбалої експлуатації здатні руйнуватися (висипаються).

Ці проблеми були усунуті з застосуванням гелеобразного електроліту.

У модифікаціях AGM в пристрій доданий пористий матеріал, який утримує гель біля пластин, запобігаючи утворенню дрібних бульбашок в їх безпосередній близькості.

Плюсами таких батарей є:

• Вони не бояться нахилів - у моделей з рідким електролітом цього неможливо досягти, так як в процесі їх роботи все одно в корпусі утворюється повітря, який при перевертанні оголює пластини;
• Допускається тривале зберігання зарядженої АКБ, так як у них найнижчий поріг саморазряда;
• Протягом усього циклу між зарядками видає стабільний струм;
• Чи не бояться повного розряду - ємність батареї не втрачається при цьому;
• Робочий ресурс таких елементів досягає десяти років.

Крім достоїнств такі автомобільні акумулятори мають ряд великих мінусів, які заводять в тупик більшість користувачів, котрі бажають установити їх у свій автомобіль:

• Дуже вибагливі до зарядки - для цього потрібно використовувати особливі зарядні пристрої, що видають стабільний і малий струм заряду;
• Не допускається прискорена зарядка;
• На морозі ККД батареї різко знижується, так як гель при охолодженні знижує свої властивості провідника;
• В автомобілі повинен стояти стабільний генератор, тому такі модифікації використовуються в елітних авто;
• Дуже висока ціна.

лужні

Автомобільні акумулятори можуть заповнюватися не лише кислотним, але і лужним електролітом. Замість свинцю пластини в таких модифікаціях виготовляються на основі нікелю та кадмію або нікелю і заліза. В якості активного провідника використовується їдкий калій.

Електроліт в таких батареях не потрібно заповнювати, так як в процесі роботи він не википає. У порівнянні з кислотними аналогами такі види батарей мають такі переваги:

• Чи не бояться переразряда;
• Батарею можна зберігати в розрядженому вигляді, і вона не втратить своїх властивостей;
• Не критичний для них і перезаряд;
• При низьких температурах більш стабільні;
• Менше схильні до саморазряду;
• Чи не виділяють їдких шкідливих парів, що дозволяє заряджати їх в житловому приміщенні;
• Накопичують більше енергії.

Перш ніж купувати таку модифікацію, автовласник повинен визначити, чи готовий він піти на такі компроміси:

• Лужний акумулятор видає меншу напругу, тому потрібно більше банок, ніж у кислотного аналога. Природно, це позначиться на габаритах АКБ, який забезпечив би необхідною енергією конкретну бортову мережу;
• Висока вартість;
• Підходять більше для тягових функцій, ніж для стартерних.

Літій-іонні

Найбільш прогресивними на даний момент є літій-іонні варіанти. До кінця дана технологія ще не завершена - склад активних пластин постійно змінюється, але речовина, з яким проводяться експерименти - іони літію.

Причини таких змін - підвищення безпеки при експлуатації (наприклад, літій-метал виявився вибухонебезпечним), а також зниження токсичності (модифікації з реакцією марганцю і оксиду літію мали високу ступінь токсичності, через що електромобілі на таких елементах не можна було б назвати «зеленим» транспортом).

Такі батареї розробляють, щоб вони були максимально стабільними і безпечними при утилізації. До плюсів даної інновації відносяться:

• Найбільша ємність у порівнянні з батареями ідентичних габаритів;
• Найвища напруга (одна банка може видавати 4 В, що в два рази більше, ніж у «класичного» аналога);
• Менше схильні до саморазряду.

Незважаючи на ці переваги, такі акумулятори ще не здатні скласти конкуренцію для інших аналогів. Причин на те кілька:

• Погано працюють на морозі (при негативних температурах дуже швидко розряджається);
• Дуже мало циклів заряду / розряду (до п'яти сотень);
• Зберігання батареї призводить до втрати ємності - за два роки вона знизиться на 20 відсотків;
• Бояться повного розряду;
• Видає слабку потужність, щоб його можна було використовувати в якості стартера елемента - обладнання буде працювати довго, а ось для пуску мотора енергії не вистачає.

Існує ще одна розробка, яку хочуть запровадити в електротранспорт - це суперконденсатор. До речі, вже створені автомобілі, що працюють на такому типі елементів живлення, однак і у них є багато недоліків, які заважають їм конкурувати з більш шкідливими і небезпечними акумуляторами. Про таку розробці та електромобілі, що працює від даного джерела живлення, розповідається в іншому огляді.

Термін служби акумулятора

Хоча на сьогоднішній день ведуться дослідження в галузі підвищення ефективності та безпеки елементів живлення бортової мережі автомобіля, поки найбільш ходовими є саме кислотні варіанти.

На тривалість роботи батареї впливають такі чинники:

• Температура, при якій експлуатується джерело живлення;
• Пристрій АКБ;
• Ефективність і працездатність генератора;
• Фіксація батареї;
• Режим їзди;
• Витрата енергії при вимкненому обладнанні.

Про правильному зберіганні батареї, яка не використовується, розповідається тут.

Більшість кислотних АКБ мають невеликий робочий ресурс - найякісніші навіть при дотриманні всіх правил експлуатації відпрацюють від п'яти до семи років. Найчастіше це не обслуговуються моделі. Розпізнаються вони за назвою бренду - відомі виробники не псують свою репутацію неякісною продукцією. Також у такого товару буде великий гарантійний термін - не менше двох років.

Бюджетний варіант прослужить отсіли три роки, а гарантія на них не перевищить 12 місяців. Не слід кидатися на такий варіант, так як неможливо створити ідеальні умови для експлуатації батареї.

Хоча не можна визначати робочий ресурс роками - це так само, як і в випадку з автомобільними покришками, про що розповідається в іншій статті. Середньостатистичний акумулятор повинен витримати 4 тисячі циклів заряду / розряду.

Детальніше про термін експлуатації АКБ розповідається в даному відео:

Який термін служби у автомобільного акумулятора?

Питання та відповіді:

Що означає АКБ? АКБ – акумуляторна батарея. Цей пристрій самостійно виробляє електрику, необхідну для автономної роботи електроприладів в автомобілі.

Що робить АКБ? Коли він заряджається, електрика запускає хімічний процес. Коли батарея не заряджається, запущений хімічний процес стимулює вироблення електрики.