Kad yra automobilyje akumuliatoriai, žmonės paprastai jo neprisimena tol, kol su juo nėra problemų. Pasakojame, kaip išdėstyti automobilių akumuliatoriai, kam jie skirti, ir išsiaiškinsime, koks akumuliatorius geriausiai tinka automobiliui, jei reikia įsigyti naują.
Kaip veikia akumuliatoriaus
Pradėkime nuo terminų ir pavadinimų. Techniniu požiūriu teisingiausias bus pats išsamiausias variantas – baterija. Nes bet koks automobilio akumuliatorius – tai kelios baterijos (sekcijos), uždarytos į bendrą korpusą ir sujungtos viena su kita nuosekliai. Šios sekcijos populiariai vadinamos „bankais“, o 12 voltų automobilio akumuliatoriuje jų yra šeši.
Modernaus akumuliatoriaus įtaisas:
1 – korpuso dangtelis;
2 – langas elektrolitų kontrolei;
3 – korpusas;
4 – akytų dielektrinių elektrodų separatoriai;
5 – švino elektrodų tinkleliai;
6 – jungiamieji elektrodų tilteliai;
7 – teigiamų elektrodų danga;
8 – neigiamų elektrodų danga;
9 – dujų išleidimo anga;
10 – akumuliatoriaus gnybtai
Kiekviena akumuliatoriaus dalis yra talpykla, užpildyta elektrolitu – skysčiu, kurio molekulės gali suskaidyti į teigiamai ir neigiamai įkrautus jonus. Plokštės – anodas ir katodas – panardintos į automobilio akumuliatoriaus skystį. Jei per juos praeina elektros srovė, tada „banke“ prasideda cheminių reakcijų grandinė, sudarydama naujus junginius. Taip įkraunama baterija.
Kokie būna akumuliatoriai
Prieš nuspręsdami, kurie akumuliatoriai geriausiai tinka jūsų transporto priemonei, pirmiausia pažvelkime į jų dizainą. Akumuliatoriai dažniausiai skirstomos pagal elektrolito tipą. Labiausiai paplitusios yra rūgštinės, kuriose katodas ir anodas dedami į vandeninį rūgšties, dažniausiai sieros, tirpalą. Jie yra geresni už kitus transporto priemonei, nes gali labai intensyviai (ir greitai) išsikrauti, išskirdami didelę elektros srovę, kurios reikia starteriui užvesti vidaus degimo variklį.
Rečiau naudojami šarminiai tirpalai su šarminiu natriu arba kaliu. Jie turi mažą savaiminio išsikrovimo lygį ir silpna išėjimo srovę. Todėl jie naudojami ten, kur ilgą laiką reikia mažų srovių. Pavyzdžiui, kaip papildomas borto elektronikos akumuliatorius arba motocikluose, kuriuose nėra elektrinio starterio.
Šarminiam tipui taip pat priskiriama daugybė baterijų tipų, kurių užpildas yra milteliai arba pasta, o ne skystas elektrolitas – tai leidžia jas sandariai, kompaktiškai ir gana saugiai naudoti.
Naujausios tendencijos transporto pramonėje (ir ne tik joje) – ličio baterijos. Jų elektrolito sudėtis gali būti skirtinga ir gana sudėtinga. Be to, dažniausiai tai visai ne skystis. Tokie akumuliatoriai vis dar yra labai brangus, tačiau pagal sukauptos energijos kiekio santykį su akumuliatoriaus dydžiu ir svoriu joms nėra lygių. Štai kodėl jie naudojami šiuolaikinėse elektrinėse transporto priemonėse kaip traukos akumuliatoriai. Taip pat ir automobilių sporte – mažo dydžio jie gali aprūpinti automobilį pakankamu elektros energijos tiekimu.
Apie tai, kokį akumuliatorių pirkti elektromobiliui, pakalbėsime atskirai, o šiame straipsnyje apžvelgsime tik starterių švino-rūgštinius akumuliatorius, kurių yra 99,9% automobilių su vidaus degimo varikliais. Toks akumuliatorius yra palyginti pigus ir paprastos konstrukcijos – kaip ir pagrindinės jame vykstančios cheminės reakcijos tarp švino, vandens ir sieros rūgšties. Tačiau cheminė pusiausvyra jame ne visada yra stabili. Pavyzdžiui, įkrovimo metu kaip tarpiniai produktai išsiskiria deguonis ir vandenilis, kurie gali tiesiog išeiti iš akumuliatoriaus. Ir jei įkrovimas bus per stiprus, jis sprogs! Kita vertus, per gilus iškrovimas, per didelė didžiausia apkrova arba ilgas tuščiosios eigos laikotarpis gali sugadinti anodo ar katodo.
Inžinieriai daugelį metų bandė išlyginti visus rūgštinių baterijų trūkumus. Beveik viskas yra optimizuojama – nuo elektrodų vietos ir medžiagos iki akumuliatoriaus korpuso konstrukcijos, fiksuojančios dujų garavimą. Priklausomai nuo to, kaip buvo patobulintas akumuliatoriaus „klasikinis receptas“, šiandien visus automobilių akumuliatorius galima suskirstyti į keletą tipų.
Akumuliatorių aptarnavimas
Galbūt vaikystėje ant savo tėčio ar senelio seno automobilio matėte juodą akumuliatorių su apvaliais kištukais, išdėstytais iš eilės. Jis buvo išdėstytas tiksliai taip, kaip aprašėme aukščiau – anodo ir katodo plokščių pakuotės, korpusas užpildytas juodu sandarikliu viršuje, švino plokštės, jungiančios gretimų skardinių laidus. Tokiai baterijai reikėjo reguliariai tikrinti elektrolito lygį, papildyti distiliuotu vandeniu, kuris dingsta dėl skilimo į vandenilį ir deguonį, ir … plovimo, nes kartu su dujomis išsiveržia ir sieros rūgšties garai. Apsistoję ant akumuliatoriaus korpuso, jie išprovokavo padidėjusį savaiminį išsikrovimą. Ir iš plokščių palaipsniui, veikiant vibracijai, nukrito nuosėdos (dumblas), kurios galėjo trumpai sujungti anodą su katodu. Ir nors įprastos baterijos laikui bėgant buvo modernizuojamos (pavyzdžiui, plokštelės pradėtos dėti į specialius vokus, o viduje buvo paslėptos skardinių jungtys), jų tarnavimo laikas ribojamas vidutiniškai iki 3-5 metų.
Tobulėjant automobiliui, jam reikia vis daugiau elektros energijos daugeliui sistemų ir mazgų – nuo elektrinio benzino siurblio iki šildomo priekinio stiklo. Tai reiškia, kad akumuliatorių reikia krauti intensyviau. Tačiau tuo pačiu metu vanduo stipriau skyla į dujas.
H2 ir O2 susidarymą palengvina stibis – medžiaga, kuri dedama į minkštą šviną, kad iš jo esančios plokštės turėtų reikiamo stiprumo. Inžinieriai sugebėjo patobulinti plokščių dizainą, kad jas būtų galima pagaminti naudojant mažiau stibio. Jų pagrindu jie pradėjo gaminti mažai priežiūros reikalaujančius starterio akumuliatorius, pažymėtus Sb.
Jie beveik nepraranda vandens – dažniausiai neturi kamščių, tačiau yra apsauginiai vožtuvai. Net geriausioms „mažai stibio“ baterijoms reikia reguliarios priežiūros, tačiau greičiausiai tai teks plauti ir patikrinti jų lygį. Vandens nereikės pilti didžiąją akumuliatoriaus naudojimo laiko dalį, o jo gali pakakti septynerius ar net daugiau metų.
Dauguma šiandien rinkoje esančių baterijų yra tokio tipo. Jie visiškai atitinka reikalavimus, keliamus praėjusiais metais pagamintiems automobiliams, taip pat tinka ir šiandieniniams biudžetiniams modeliams, kurie neapkrauti galingais elektros vartotojais.
Baterijos, kurioms visiškai nereikia priežiūros, yra baterijos, pažymėtos Ca. – jose yra švino tinkleliai, pagaminti pridedant kalcio. Ši technologija beveik pašalino vandens „perdegimą“, kelis kartus sumažino savaiminio išsikrovimo laipsnį, o įkrovimas tapo nekritiškas. Tačiau „kalcio“ akumuliatoriai labiau nei kiti kenčia nuo gilaus iškrovimo ir po kelių išsikrovimo ciklų gali prarasti talpą visam laikui. Dėl šios priežasties jie tinkami montuoti tik šiuolaikiniuose automobiliuose su apsauga nuo gilios iškrovos, kuriuose nėra įrenginių, kurių energijos suvartojimas nuolat didėja (pavyzdžiui, palydovinės apsaugos nuo vagystės sistemos).
Hibridinis akumuliatorius.
Šių baterijų konstrukcija yra dviejų ankstesnių baterijų derinys. Hibridiniuose akumuliatoriuose plokštės su kalciu yra ant neigiamo poliaus, o pridedant stibio – ant teigiamo. Šios baterijos turi savo pavadinimą – Ca / Sb arba Calcium plus. Tačiau dažnai jie parduodami be etikečių, nes tinka montuoti vietoj standartinių baterijų. Jie sujungia kitų akumuliatorių privalumus: didelę starterio srovę, padidintą resursą, nepretenzingumą.
AGM akumuliatoriai.
Automobiliuose pradėjus masiškai diegti start/stop, starterių-generatorių ir stabdymo energijos atgavimo sistemas, reikalavimai akumuliatoriams taip pat labai pasikeitė. Kad akumuliatorius atlaikytų dažną variklio užvedimą ir galingus įkrovimo impulsus, inžinieriai sugalvojo Absorbent Glass Mat technologiją. AGM akumuliatoriuose švino plokštės (dažniausiai legiruotos su kalciu ir sidabru) yra suvyniotos į stiklo mikropluoštą, kuris yra impregnuotas elektrolitu. Tai prisideda prie geresnio cheminių komponentų pasiskirstymo ir apsaugo nuo vadinamojo elektrolito atskyrimo. Rezultatas – puikus elektronų perdavimas ir didelis atsparumas kintamoms apkrovoms. Apskritai AGM akumuliatorius tinka viskam, išskyrus didelę kainą, ir yra gana tinkamas net paprastiems automobiliams.
Helio baterijos. Tačiau tokio tipo baterijos, taip pat visai nepigios, turi specifinę taikymo sritį. Jie skiriasi nuo kitų storu elektrolito geliu. Akumuliatoriai, pažymėti GEL, gali veikti esant didelėms vibracijoms ir perkrovoms, tarnauti sportiniuose automobiliuose ir sureguliuotuose automobiliuose su kelių kilovatų garso sistemomis. Tačiau jie yra labai išrankūs įkrovimo režimui ir tuo pat metu nėra labai patvarūs – greitai „pavargsta“, prarasdami talpą.
EFB akumuliatoriai.
Galbūt racionaliausias tarp inovatyvių starterių akumuliatorių. Patobulinta užliejimo technologija yra panaši į AGM: EFB akumuliatoriuose tarp plokščių taip pat yra stiklo pluošto separatorius, taip pat poliesterio tinklelis, kuris atlieka tas pačias funkcijas kaip ir absorberis AGM (padeda reaktyviosioms elektrolito medžiagoms nuolat liestis su akumuliatoriumi).
My Worlds 