Autobaterie

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. června 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Autobaterie (přesněji autobaterie [zkr. autobaterie]) je typ elektrické baterie používané v automobilech nebo motocyklech. Používá se jako pomocný zdroj elektrické energie v palubní síti při vypnutém motoru a ke spouštění motoru.

V elektrické dopravě se nejedná o pomocný zdroj energie, ale o hlavní. Takové baterie se nazývají trakční .

Klíčové vlastnosti

Dále v textu je uvažována pouze olověná baterie, protože pokud baterie není trakční, bude častěji používána jako „autobaterie (startovací)“. Olověné baterie mají jedinečnou schopnost automaticky zastavit nabíjení a prudký nárůst napětí a také prudký pokles nabíjecího proudu při plném nabití. Současně je také možné použití stejných lithium-iontových nebo lithium-železo-fosfátových baterií, ale vzhledem k tomu, že vyžadují další elektronický obvod pro sledování jejich stavu, vysoká cena, jsou používány méně často [ 1] [2] [3] .

Lehké nákladní automobily, dodávky a osobní automobily s dieselovými motory také používají 12voltové baterie.

Napětí naprázdno ( napětí s odstraněnými svorkami ) baterie může souviset s přibližnou úrovní nabití. Pokud je akumulátor na vozidle, je měřeno „ napětí bez zátěže “, když je motor zastaven a zátěž je zcela odpojena (svorky jsou odstraněny).

Stupeň nabití se vyhodnocuje u akumulátoru odpojeného od zátěže po minimálně 6 hodinách klidu a při pokojové teplotě. V případě jiné než pokojové teploty se aplikuje teplotní korekce. V průměru se má za to, že pokles teploty o 1 °C oproti pokojové teplotě snižuje kapacitu asi o 1 %, takže při -30 °C bude kapacita autobaterie asi poloviční než při +20 °C.

Napětí bez zátěže
při T = 26,7 °C
Přibližný
poplatek
Hustota elektrolytu
při 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 padesáti % 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
Napětí naprázdno závisí také na teplotě a na hustotě elektrolytu při plném nabití. Je třeba poznamenat, že hustota elektrolytu při stejné úrovni nabití závisí také na teplotě (inverzní vztah).

Charakteristickým rysem baterií je zkrácení doby vybíjení se zvýšením vybíjecích proudů. Závislost doby vybíjení na vybíjecím proudu se blíží mocninnému zákonu. Rozšířený je zejména vzorec německého vědce Peikerta , který zjistil, že: . Zde  je kapacita baterie a  je to Peukertovo číslo, což je exponent, který je konstantní pro danou baterii nebo typ baterie. U olověných baterií se Peukertovo číslo obvykle pohybuje od 1,15 do 1,35. Hodnotu konstanty na levé straně rovnice lze určit z nominální kapacity baterie. Poté, po několika transformacích, dostaneme vzorec pro skutečnou kapacitu baterie při libovolném vybíjecím proudu :

.

Zde  je jmenovitá kapacita baterie a  je to jmenovitý vybíjecí proud, na který je nastavena jmenovitá kapacita (obvykle proud 20hodinového nebo 10hodinového vybíjecího cyklu).

Kapacita baterie se zpravidla vybírá na základě pracovního objemu motoru (větší objem - větší výkon startéru - větší kapacita baterie), jeho typu (u dieselových motorů by kapacita autobaterie měla být větší než u benzínových motorů se stejným objemem válců) a provozními podmínkami (pro oblasti s chladným klimatem je kapacita zvýšena v důsledku snížení kapacity baterie při nízkých teplotách a obtížného startování motoru se startérem v důsledku zahuštění oleje ).

Cyklus nabíjení/vybíjení

Autobaterie obsahuje chemikálie, které při interakci vytvářejí elektrický proud. Dva různé kovy jsou umístěny v kyselém prostředí zvaném elektrolyt. Dochází k toku elektronů a elektrony z jedné skupiny desek přecházejí do druhé.

Baterie je nabitá

Plně nabitá baterie obsahuje zápornou houbovou olověnou (Pb) desku - katodu , kladnou desku oxidu olovnatého (PbO 2 ) - anodu a elektrolyt z roztoku kyseliny sírové (H 2 SO 4 ) a vody (H 2 O) .

Baterie je téměř vybitá

Když je baterie vybitá, oxid olovnatý na katodě se redukuje a olovo se oxiduje na anodě. Kovy obou desek reagují s SO 4 , což vede ke vzniku síranu olovnatého (PbSO 4 ). Vodík (H 2 ) z kyseliny sírové reaguje s kyslíkem (O 2 ) z kladné desky za vzniku vody (H 2 O). Tím se spotřebovává kyselina sírová a vzniká voda. Správné nabíjení do značné míry určuje životnost baterie. [7]

Slabá baterie

V plně vybité baterii jsou obě desky potaženy síranem olovnatým (PbSO 4 ) a elektrolyt je z velké části zředěn vodou (H 2 O).

Baterie se nabíjí

Proces je opakem vybíjení.

Síran (SO 4 ) opustí desky a spojí se s vodíkem (H 2 ) za vzniku kyseliny sírové (H 2 SO 4 ). Volný kyslík (O 2 ) se sloučí s olovem (Pb) na kladné desce za vzniku oxidu olovnatého (PbO 2 ). Jak se baterie blíží k plnému nabití, vodík se tvoří na záporných deskách a kyslík se tvoří na kladných deskách, dochází k plynování. Unikající plyn je výbušný .

Typy autobaterií

Napájení elektromobilu ( "Hotzenblitz" ) pomocí 14 NiMH baterií o napětí 12 V a kapacitě 78 Ah, každá se skládá z 10 prizmatických baterií o napětí 1,2 V
Typ baterie

Používá se hlavně olověný typ . Samotná baterie se skládá ze 6 baterií (plechovek), každá o jmenovitém napětí asi 2,2 V, zapojených do série do baterie. Obvyklým elektrolytem je směs destilované vody a kyseliny sírové o hustotě v rozmezí 1,23-1,31 g/cm³ (čím větší hustota elektrolytu, tím je baterie odolnější proti mrazu), ale nyní se vyrábí autobaterie. na bázi technologie AGM (Absorbent Glass Mat), elektrolyt, který je absorbován ve skleněném vláknu[ specifikovat ] , stejně jako tzv . gelové baterie, kde je elektrolyt zahuštěn do gelovitého stavu silikagelem (technologie se nazývá GEL).

Rozměry

Stalo se tak, že při vývoji nového typu nebo dokonce značky automobilového vybavení bylo často nutné vyvinout pro něj novou automobilovou baterii. V budoucnu výrobci vyvinuli velkou řadu různých baterií, které se výrazně liší velikostí a elektrickými charakteristikami. U těžkých nákladních vozidel a speciálních vozidel s 24voltovou palubní sítí se používají dvě stejné 12voltové baterie zapojené do série nebo jedna 24voltová baterie (výjimečně).

V současné době existuje několik typů baterií . Baterie pro japonský a evropský trh se mohou lišit velikostí.

Polarita

„reverzní“ nebo „přímý“. Určuje umístění elektrod na pouzdru autobaterie. Domácí automobily se vyznačují přímou polaritou, kdy kladný pól je vlevo a záporný pól vpravo, s baterií v poloze „svorky blíže k vám“. Často je nemožné nainstalovat cizí baterii, například "evropskou" na japonské auto. Možná bude nutné prodloužit kabeláž.

Průměr koncovky

V typu Euro - typ 1  - 19,5 mm "kladná" svorka a 17,9 mm "negativní" svorka. Typ Asia - Typ 3  - 12,7 mm na "kladné" svorce, - a 11,1 mm na "mínusové" svorce [8] . Vyrábí se "Capky" - adaptéry z tenkých koncovek na tlusté.

Typ montáže

V konkrétním vozidle může být implementován jeden z typů upevnění automobilové baterie - horní nebo spodní. U některých vozidel nemusí být k dispozici konstrukce pro zajištění baterie. Označení typů spodní montáže jsou následující: B00, B01, B03, B13.

Potřeba údržby

Podle tohoto principu jsou automobilové baterie klasifikovány do dvou typů: servisované (a jako jejich podkategorie nenáročné na údržbu) a bezúdržbové (v textu GOST jsou označeny jako bezúdržbové). Konstrukčně jednoduché baterie vyžadují pravidelné sledování stavu elektrolytu a pravidelné dobíjení speciální technologií pomocí stacionární nabíječky. V průmyslových podnicích pro péči o autobaterie jsou speciálně vyškolení lidé (bateriáři) i nabíjecí stanice.

„Bezúdržbové“ autobaterie – to však neznamená, že taková baterie vůbec nepotřebuje péči. Bezúdržbová baterie má zpravidla zabudovaný ukazatel hustoměru , jehož barva určuje hustotu elektrolytu - zelený pásek při normální hustotě, červený nebo bílý - při nízké (baterii nutno vyměnit). Je také nutné pravidelně kontrolovat hladinu elektrolytu podle značek na pouzdru. U všech automobilových baterií, aby nedošlo k poškození bateriového prostoru kyselinou, je nutné kontrolovat těsnost pouzdra, plnicí zátky a čistotu vypouštěcích otvorů, a pokud se objeví známky elektrolytu, odstranit únik a důkladně opláchněte pouzdro a přihrádku automobilové baterie neutralizačním alkalickým prostředkem. Je také nutné pravidelně důkladně čistit a mazat svorky lithiovým mazivem, aby nedošlo k jejich elektrokorozivní destrukci.

Zajímavosti

Viz také

Poznámky

  1. Lithium-iontové baterie: proč se nedávají do aut Archivní kopie ze dne 15. února 2019 na Wayback Machine // Článek ze dne 10. 12. 2017 B. Ignashin. Uveřejněno v č. 10 (57) časopisu "Motor" za rok 2017 (str. 44-47).
  2. Lithium-Ion Future: New Generation Batteries Archivní kopie ze dne 15. února 2019 na Wayback Machine // 19. 6. 2008 V. Sannikov. Publikováno v č. 7 (69) časopisu Popular Mechanics , 2008.
  3. 7 důležitých otázek (a odpovědí) o bateriích Archivováno 15. února 2019 na Wayback Machine // 24. 12. 2018 M. Kolodochkin. Článek v online vydání " Za volantem "
  4. Kashtanov, 1983 , s. 176.
  5. Železniční doprava. - 2011. č. 12. - c.35. (nedostupný odkaz) . Datum přístupu: 15. prosince 2015. Archivováno z originálu 22. prosince 2015. 
  6. Kashtanov, 1983 , s. 21–23.
  7. Návod, jak správně nabíjet autobaterii bez vyjmutí baterie (video) . autoclema.com. Staženo 11. dubna 2018. Archivováno z originálu 12. dubna 2018.
  8. svorky - Typ 1 mají evropskou normu; koncovky řady ASIA - Typ 3 - tenčí než evropský standard. . Získáno 13. března 2011. Archivováno z originálu dne 22. května 2011.
  9. Přehled informací o „vápníkových“ bateriích z různých zdrojů. . Získáno 24. listopadu 2020. Archivováno z originálu dne 23. června 2020.
  10. Michail Kolodochkin: „Baterie: je možné do auta nainstalovat baterii s větší kapacitou, než je ta standardní? Archivováno 10. března 2013 na Wayback Machine . " Za volantem ", 20.02.2013

Literatura

Normy v Ruské federaci

V Rusku je na autobaterie a baterie uvalena řada regulačních požadavků, zejména platí řada GOST :

Všeobecné Podle olovnaté kyseliny Pro hydrid niklu Pro nikl-kadmium Lithium-iontovým

Odkazy