В автомобілях і мотоциклах акумулятор використовується для запуску двигуна електростартер. Він служить допоміжним джерелом електроенергії при заглушеному двигуні або у випадках, коли генератор на малих обертах не справляється з навантаженням.
Що таке акумуляторна батарея
Акумулятор — це перезаряджається джерело електроенергії, що використовується в машинах і мотоциклах. В автомобілях використовуються свинцево-кислотні акумуляторні батареї. Цей вибір обґрунтований трьома якостями:
- доступна ціна;
- висока питома енергоємність;
- низький внутрішній опір (великий пусковий струм).
Принцип дії АКБ (автомобільної кислотної батареї) заснований на реакції свинцю і його діоксиду. При розряді електроенергія виробляється за рахунок взаємодії свинцю з сірчаною кислотою (утворення сульфату). Під час заряду окислюється свинець анода і відновлюється діоксид свинцю на катоді.
Пристрої складаються з послідовно з'єднаних секцій («банок») напругою 2 вольта. Напруга залежить від сфери застосування:
- 6-вольтові АКБ застосовуються на легкій моторної техніки;
- 12-вольт — на більшості мотоциклів, автомобілів, вантажівок і автобусів з бензиновими моторами;
- 24-вольтові — на важких дизельних вантажівках і автобусах, на спеціальній і армійської техніки.
Які бувають акумулятори. Види акумуляторів
Акумуляторні батареї діляться на два типи:
- Пускові, головне призначення перших — живлення стартера двигуна. Вони відрізняються великим пусковим струмом, однак руйнуються при глибокому розряді і не можуть довгий час видавати великий струм. Такі АКБ встановлюються на техніку з двигунами внутрішнього згоряння.
- Тягові, призначені для забезпечення ходових двигунів електроенергією. Вони не можуть видати струм в сотні ампер, зате можуть без шкоди розряджатися «в нуль» — пластини не руйнуються при глибокому розряді. Більш товсті міцні пластини кислотних тягових АКБ збільшують вагу і вартість пристроїв. Такі аккумы використовуються на електромобілях, навантажувачі та іншої техніки з електродвигунами.
В залежності від складу сплаву пластин і електроліту, автомобільні пускові АКБ діляться на наступні типи:
- Сурьмянистые. Найстаріша різновид «акумів», що відрізняється високим вмістом сурми в свинцевих електродах (більш 5%). Сурма збільшує міцність пластин, однак посилює процес електролізу — вода розкладається на кисень і водень. Такі акумулятори вимагають постійного контролю рівня вмісту банок і доливання дистильованої води.
- Малосурьмянистые. АКБ з невеликим вмістом сурми (до 5%) повільніше википають і не вимагають частих перевірок рівня електроліту. Це дозволило створити необслуговувані батареї, які практично не вимагають втручання. На відміну від кальцієвих і гелієвих батарей, малосурьмянистые менш вимогливі до показників напруги бортової мережі. Якщо напруга на генераторі перевищує норму, АКБ не руйнуються і не втрачає ємність.
- Кальцієві. Більш сучасні моделі, в яких свинець пластин містить кальцій замість сурми. Це дозволило знизити інтенсивність газовиділення і зменшити саморозряд. Вони зберігаються довше, проте втрачають ємність при систематичному перезаряд і різких скачках напруги бортової мережі. Тому для старих вітчизняних авто з ненадійним електрообладнанням актуальні малосурьмянистые аккумы.
- Гібридні. Малосурьмянистые аноди і кальцієві катоди таких пристроїв дозволяють поєднати позитивні якості двох типів батарей. Вони мають середні характеристики: витрата води нижче, ніж у сурьмянистых, стійкість до перезаряду вище, ніж у кальцієвих.
- Гелеві і AGM. Електроліт в них знаходиться у зв'язаному гелевидний стан. Це виключає можливість витоку кислоти при пошкодженні або перекиданні аккума. AGM-пристрої заповнені пористим матеріалом, що запобігає осипання пластин. Висока ціна, різке падіння ємності при низькій температурі і вразливість до великого струму заряду робить їх затребуваними лише на дорогих іномарках, обладнаних системами «стоп-старт».
Окремо варто відзначити два види батарей, що використовуються на техніці з електроприводом:
- Лужні. Нікель-залізні і нікель-кадмієві аккумы з лугом замість кислоти відрізняються стійкістю до глибокого розряду і довговічністю. Однак вони володіють високим внутрішнім опором і не можуть видати струм, достатній для роботи стартера.
- Літій-іонні. Вироби відрізняються високою енергоємністю і швидким зарядом. Однак вони дорого коштують, чутливі до температури і швидко втрачають ємність. Їх використовують на електромобілях типу Tesla, Nissan Leaf.
Лужні і літієві батареї не застосовуються в якості пускових.
З чого складається акумулятор автомобіля (конструкція акумулятора)
12-вольтова акумуляторна батарея складається з корпусу з відділеннями для 6 клітинок. В осередку поміщені складання з позитивних і негативних електродів, розділених сепараторами. Перемички забезпечують електричний контакт між анодами і катодом сусідніх банок. До крайнього катода і анода підключена негативна і позитивна клеми. Банки заповнені електролітом — водним розчином сірчаної кислоти. Для його заливки і контролю рівня в кришці корпусу є пробки.
Основні характеристики автомобільного акумулятора
При виборі аккума для машини слід звернути увагу на такі показники:
- Ємність — кількість електроенергії, яку може віддати акумулятор до моменту повного розряду.
- Напругу, яка повинна відповідати напрузі бортової мережі.
- Пусковий струм, що визначає ефективність роботи акумулятора.
- Полярність — розташування позитивної і негативної клеми. Якщо розташувати АКБ лицьовою частиною до себе (стороною з клемами), при прямій полярності плюс знаходиться ліворуч, при зворотному — праворуч. У вітчизняних авто і більшості іномарок передбачені аккумы з прямою полярністю.
- Габарити. Дуже велику чи маленьку батарею не вийде закріпити на штатному місці.
Слід враховувати тип АКБ. Для машин з системами «старт-стоп» потрібно купувати гелеві і AGM-системи, а на більш прості авто слід ставити кальцієві і гібридні.