Aku autos - mis see on?

Mõne sõidukisüsteemi tööks on vaja pinget. Mõni kasutab ainult väikest osa energiast, näiteks ainult ühe anduri tööks. Muud süsteemid on keerukad ja ei saa ilma elektrita töötada.

Näiteks enne mootori käivitamist kasutasid juhid spetsiaalset nuppu. See pandi talle mõeldud auku ja füüsilise jõu abil pöörati mootori väntvõll. Seda süsteemi ei saa kasutada kaasaegsetes masinates. Selle meetodi asemel on hoorattaga ühendatud starter. See element kasutab hooratta pööramiseks voolu.

Kõigi auto süsteemide varustamiseks elektriga andsid tootjad ette akude kasutamise. Oleme juba kaalunud, kuidas seda elementi hooldada. ühes eelmises ülevaates... Nüüd räägime laetavate patareide tüüpidest.

Mis on aku

Alustame terminoloogiast. Auto aku on auto elektrivõrgu pidev vooluallikas. See on võimeline salvestama elektrit mootori töötamise ajal (selle protsessi jaoks kasutatakse generaatorit).

See on laetav seade. Kui see tühjeneb nii palju, et autot ei saa käivitada, eemaldatakse aku ja ühendatakse laadijaga, mis töötab majapidamise toiteallikal. Kirjeldatakse muid võimalusi mootori käivitamiseks, kui aku on istutatud siin.

Sõltuvalt sõiduki mudelist saab aku paigaldada mootoriruumi, põranda alla, eraldi nišši väljaspool autot või pakiruumi.

Aku seade

Laetav aku koosneb mitmest elemendist (nn akupangaks). Igal lahtril on plaadid. Iga plaatina kannab positiivset või negatiivset laengut. Nende vahel on spetsiaalne eraldaja. See hoiab ära lühised plaatide vahel.

Elektrolüüdi kontaktpinna suurendamiseks on iga plaat võrega sarnane. See on valmistatud pliist. Toimeaine surutakse võre sisse, millel on poorne struktuur (see suurendab plaadi kokkupuutepinda).

Positiivne plaat koosneb pliist ja väävelhappest. Baariumsulfaat on lisatud negatiivse plaadi struktuuri. Laadimisprotsessi käigus muudab positiivse pooluse plaadi aine keemilist koostist ja sellest saab pliidioksiid. Negatiivne poolusplaat muutub tavaliseks pliiplaadiks. Kui laadija on lahti ühendatud, naaseb plaadi struktuur oma algasendisse ja nende keemiline koostis muutub.

Igasse purki valatakse elektrolüüt. See on vedel aine, mis sisaldab hapet ja vett. Vedelik põhjustab plaatide vahel keemilise reaktsiooni, millest tekib vool.

Kõik akuelemendid asuvad korpuses. See on valmistatud spetsiaalsest plastist, mis on vastupidav aktiivse happelise keskkonna pidevale kokkupuutele.

Akupatarei (aku) tööpõhimõte

Auto aku kasutab elektri tootmiseks laetud osakeste liikumist. Aku toimub kaks erinevat protsessi, tänu millele saab toiteallikat pikka aega kasutada:

• Madal akutase. Sel hetkel oksüdeerib toimeaine plaati (anoodi), mis viib elektronide vabanemiseni. Need osakesed suunatakse teisele plaadile - katoodile. Keemilise reaktsiooni tulemusena vabaneb elekter;
• Aku laadimine. Selles etapis toimub vastupidine protsess - elektronid muundatakse prootoniteks ja aine viib need tagasi - katoodilt anoodile. Selle tulemusena taastatakse plaadid, nii et järgnev tühjendusprotsess on võimalik.

Patareide tüübid ja tüübid

Tänapäeval on väga erinevaid patareisid. Need erinevad üksteisest plaatide materjali ja elektrolüüdi koostise poolest. Autodes kasutatakse traditsioonilisi pliihappetüüpe, kuid juba on sageli ette nähtud kõrgtehnoloogiate rakendamist. Siin on mõned selle ja teiste akutüüpide omadused.

Traditsiooniline ("antimon")

Pliiakud, mille plaatidel on antimoni vähemalt 5 protsenti. See aine lisati elektroodide koostisse nende tugevuse suurendamiseks. Sellistes toiteallikates on elektrolüüs kõige varem. Sellisel juhul vabaneb piisav kogus energiat, kuid plaadid hävitatakse kiiresti (protsess algab juba 12 V juures).

Selliste patareide peamine puudus on hapniku ja vesiniku (õhumullid) suur eraldumine, mille tõttu vesi aurustub purkidest. Sel põhjusel on kõik antimonpatareid töökorras - vähemalt kord kuus peate kontrollima elektrolüüdi taset ja tihedust. Hooldus hõlmab vajadusel destilleeritud vee lisamist, nii et plaate ei paljastata.

Selliseid akusid ei kasutata enam autodes, et juhil oleks auto hooldamine võimalikult lihtne. Madala antimoni analoogid on sellised patareid asendanud.

Madal antimon

Antimoni kogus plaatide koostises on minimaalne, et vee aurustumist aeglustada. Positiivne on ka see, et aku ei lae ladustamise tulemusena nii kiiresti tühjaks. Sellised modifikatsioonid on klassifitseeritud madala hooldustüübiga või hooldust vajavate tüüpide hulka.

See tähendab, et autoomanik ei pea iga kuu kontrollima elektrolüüdi tihedust ja selle mahtu. Kuigi neid ei saa nimetada täielikult hooldusvabaks, sest vesi neis siiski keeb ja mahtu tuleb täiendada.

Selliste patareide eeliseks on nende vähenõudlikkus energiatarbimise suhtes. Autovõrgus võib esineda pinge tõusu ja langust, kuid see ei mõjuta negatiivselt jõuallikat, nagu see on kaltsiumi- või geelanaloogi puhul.

Sel põhjusel sobivad need akud kõige paremini kodumajapidamises kasutatavatele autodele, mis ei saa kiidelda stabiilse energiatarbimisega varustuse omamise üle. Need sobivad ka keskmise sissetulekuga autojuhtidele.

Kaltsium

See on madala antimoni patarei modifikatsioon. Ainult antimoni sisaldamise asemel lisatakse plaatidele kaltsiumi. Pealegi on see materjal osa mõlema pooluse elektroodidest. Ca / Ca on märgitud sellise aku etiketil. Sisemise takistuse vähendamiseks kaetakse aktiivsete plaatide pind mõnikord hõbedaga (äärmiselt väike osa sisust).

Kaltsiumi lisamine vähendas gaasi eraldumist aku töö ajal veelgi. Elektrolüüdi tihedust ja mahtu sellistes modifikatsioonides kogu tööaja vältel ei pea üldse kontrollima, seetõttu nimetatakse neid hooldusvabaks.

Seda tüüpi toiteallikat on 70 protsenti vähem (võrreldes eelmise modifikatsiooniga), mis isetühjeneb. Tänu sellele saab neid pikka aega säilitada, näiteks seadmete talvise ladustamise ajal.

Veel üks eelis on see, et nad ei karda nii palju ülelaadimist, kuna elektrolüüs neis algab enam mitte 12, vaid 16 V juures.

Vaatamata paljudele positiivsetele aspektidele on kaltsiumakudel mitmeid olulisi puudusi:

• Energiatarbimine langeb, kui see tühjendatakse paar korda täielikult ja laaditakse siis nullist. Pealegi väheneb see parameeter nii palju, et aku vajab väljavahetamist, kuna selle maht ei ole autovõrguga ühendatud seadmete tavapäraseks tööks piisav;
• Toote kõrgem kvaliteet nõuab kõrgemat tasu, mis muudab selle keskmise materiaalse sissetulekuga kasutajatele kättesaamatuks;
• Peamine kasutusala on välismaised autod, kuna nende varustus on energiatarbimise osas stabiilsem (näiteks lülituvad külgmised tuled paljudel juhtudel automaatselt välja, isegi kui juht unustas need kogemata välja lülitada, mis viib sageli aku täieliku tühjenemiseni);
• Aku töö nõuab rohkem tähelepanu, kuid sõiduki nõuetekohase hoolduse korral (kvaliteetsete seadmete kasutamine ja tähelepanu pööramine täielikule tühjenemisele) kestab see aku palju kauem kui madala antimonisisaldusega analoog.

Hübriidne

Need patareid on tähistatud Ca + -ga. Plaadid on selles modifikatsioonis hübriidsed. Positiivne võib sisaldada antimoni ja negatiivne - kaltsiumi. Tõhususe poolest jäävad sellised patareid alla kaltsiumi omadele, kuid vesi keeb neis palju vähem ära kui vähese antimoniga.

Sellised akud ei kannata täieliku tühjenemise tõttu nii palju ja ei karda ülelaadimist. Suurepärane võimalus, kui eelarvevalik pole tehniliselt rahuldav ja kaltsiumi analoogi jaoks pole piisavalt raha.

Geel, AGM

Need patareid kasutavad geelelektrolüüdi. Selliste patareide loomise põhjus oli kaks tegurit:

• Tavapäraste patareide vedel elektrolüüt lekib korpuse rõhu all hoidmisel kiiresti välja. See on täis mitte ainult varakahjustusi (auto kere halveneb kiiresti), vaid võib ka tõsiselt kahjustada inimeste tervist, kui juht üritab midagi teha;
• Mõne aja pärast on plaadid ettevaatamatu töö tõttu võimelised kokku kukkuma (välja valguma).

Need probleemid kõrvaldati tarretunud elektrolüüdi abil.

AGM-i modifikatsioonide korral lisatakse seadmesse poorset materjali, mis hoiab geeli plaatide lähedal, hoides ära nende vahetus läheduses väikeste mullide tekke.

Selliste patareide eelised on:

• Nad ei karda kallutusi - vedela elektrolüüdiga mudelite puhul pole seda võimalik saavutada, kuna nende töö ajal tekib korpuses ikkagi õhku, mis ümber pöörates paljastab plaadid;
• Laetud aku on lubatud pikaajaliselt säilitada, kuna neil on madalaim isetühjenemise künnis;
• Kogu laadimiste vahelise tsükli jooksul tekitab see stabiilset voolu;
• Nad ei karda täielikku tühjenemist - aku maht ei kao samal ajal;
• Selliste elementide tööiga ulatub kümne aastani.

Lisaks eelistele on sellistel autoakudel mitmeid suuri puudusi, mis hämmastavad enamikku kasutajaid, kes soovivad neid oma autosse paigaldada:

• Laadimine on väga kapriisne - selleks on vaja kasutada spetsiaalseid laadijaid, mis tagavad stabiilse ja väikese laadimisvoolu;
• Kiire laadimine pole lubatud;
• Külma ilmaga langeb aku kasutegur järsult, kuna geel vähendab jahtumisel selle juhiomadusi;
• Autol peab olema stabiilne generaator, nii et selliseid modifikatsioone kasutatakse luksusautodes;
• Väga kõrge hind.

Leeliseline

Autoakusid saab täita mitte ainult happelise, vaid ka leeliselise elektrolüüdiga. Plii asemel on nendes modifikatsioonides plaadid valmistatud niklist ja kaadmiumist või niklist ja rauast. Aktiivse juhina kasutatakse kaaliumhüdroksiidi.

Sellistes patareides olevat elektrolüüdi pole vaja täita, kuna see ei keeda töö ajal ära. Võrreldes happeliste analoogidega on seda tüüpi patareidel järgmised eelised:

• Ei karda ülelaadimist;
• Aku saab hoida tühjenenud olekus ja see ei kaota oma omadusi;
• Laadimine pole nende jaoks kriitiline;
• Madalatel temperatuuridel stabiilsem;
• Vähem vastuvõtlik isetühjenemisele;
• Need ei eralda söövitavaid kahjulikke aure, mis võimaldab neid laadida elamurajoonis;
• Nad salvestavad rohkem energiat.

Enne sellise modifikatsiooni ostmist peab autoomanik kindlaks tegema, kas ta on valmis selliseid kompromisse tegema:

• Leelispatarei tekitab vähem pinget, seega on vaja rohkem purke kui happelistel. Loomulikult mõjutab see aku mõõtmeid, mis annaks vajaliku energia konkreetsele rongisisese võrgule;
• Kõrge hind;
• Veojõuks sobivam kui starteri funktsioonid.

Li-ioon

Praegu on kõige progressiivsemad liitiumioonioonivalikud. Kuni lõpuni pole see tehnoloogia veel lõpule viidud - aktiivsete plaatide koostis muutub pidevalt, kuid aine, millega katseid tehakse, on liitiumioonid.

Nende muutuste põhjusteks on suurenenud tööohutus (näiteks osutus liitiummetall plahvatusohtlikuks), samuti toksilisuse vähenemine (mangaani ja liitiumoksiidi reaktsiooniga modifikatsioonidel oli kõrge toksilisuse aste, mistõttu ei saanud selliste elementide elektrisõidukeid nimetada "rohelisteks"). transport).

Need patareid on kavandatud võimalikult stabiilseks ja ohutuks hävitamiseks. Selle uuenduse eelised hõlmavad järgmist:

• Suurim mahutavus võrreldes ühesuguse suurusega patareidega;
• Kõrgeim pinge (üks pank suudab toita 4 V, mis on kaks korda rohkem kui "klassikalises" analoogis);
• Vähem vastuvõtlik isetühjenemisele.

Nendest eelistest hoolimata ei suuda sellised akud veel teiste analoogidega konkureerida. Sellel on mitu põhjust:

• Nad töötavad külmas halvasti (negatiivse temperatuuri korral tühjeneb see väga kiiresti);
• Väga vähe laadimis- / tühjendamistsüklit (kuni viissada);
• Aku hoiustamine viib võimsuse vähenemiseni - kahe aastaga väheneb see 20 protsenti;
• Kardavad täielikku tühjenemist;
• See annab välja nõrka võimsust, nii et seda saab kasutada starteri elemendina - seadmed töötavad pikka aega, kuid mootori käivitamiseks pole piisavalt energiat.

On veel üks areng, mida nad tahavad elektrisõidukites rakendada - superkondensaator. Muide, seda tüüpi akudega töötavaid autosid on juba loodud, kuid neil on ka palju puudusi, mis takistavad kahjulikumate ja ohtlikumate akudega konkureerimast. Sellist arengut ja selle jõuallika jõul töötavat elektrisõidukit on kirjeldatud teises ülevaates.

Aku kestvus

Ehkki praeguseks on käimas uuringud auto rongisisese võrgu akude tõhususe ja ohutuse parandamiseks, on seni kõige populaarsemad happevalikud.

Aku kestvust mõjutavad järgmised tegurid:

• Toiteallika töötamise temperatuur;
• Aku seade;
• Generaatori efektiivsus ja jõudlus;
• Aku fikseerimine;
• Sõidurežiim;
• Elektritarbimine, kui seade on välja lülitatud.

Kasutamata aku nõuetekohast hoiustamist kirjeldatakse peatükis siin.

Enamiku happeakude tööiga on väike - kõrgeima kvaliteediga patareid, isegi kui järgitakse kõiki tööreegleid, töötavad viis kuni seitse aastat. Enamasti on need järelevalveta mudelid. Neid tuntakse kaubamärgi järgi - tuntud tootjad ei riku oma mainet madala kvaliteediga toodetega. Samuti on sellisel tootel pikk garantiiaeg - vähemalt kaks aastat.

Eelarve valik kestab kolm aastat ja nende garantii ei ületa 12 kuud. Selle valikuga ei tohiks kiirustada, kuna aku töötamiseks pole võimalik luua ideaalseid tingimusi.

Kuigi tööressurssi on võimatu aastaid kindlaks teha - see on sama, mis kirjeldatud autorehvide puhul teises artiklis... Keskmine aku peab vastu pidama 4 laadimis- ja tühjenemistsüklit.

Lisateavet aku tööea kohta on selles videos:

Kui kaua auto aku vastu peab?

Küsimused ja vastused:

Mida aku tähendab? Akupatarei – akupatarei. See on seade, mis toodab iseseisvalt elektrit, mis on vajalik auto elektriseadmete autonoomseks tööks.

Mida aku teeb? Kui see on laetud, käivitab elekter keemilise protsessi. Kui akut ei laeta, käivitub elektri tootmiseks keemiline protsess.