Автомобилен акумулатор

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Автомобилен акумулатор е тип акумулатор, доставящ електрическа енергия в автомобила. Изобретен е през 1859 г. от френския физик Гастон Планте (Gaston Planté). Макар че се е променил от гледна точка на конструкция, акумулаторът, който ние използваме днес в автомобилите, е изработен от последователно свързани 2-волтови елемента, всеки от които е абсолютно подобен на елемента на Гастон Планте.

Той може да бъде стартерен, доставящ електричество до стартера, светлините и запалителната система на двигателя, или тягов – използван като основен източник на енергия в електромобила.

Автомобилните акумулатори са най-често оловно-киселинни акумулатори, осигуряващи напрежение от 12 V (по-точно 12,6 V). За тази цел те съдържат шест клетки, свързани последователно, всяка от които има номинално напрежение от 2 до 2,1 V. Както и другите акумулатори от този тип, той е направен от електроди, съдържащи олово и оловен диоксид. Тези пластини са потопени в електролит, съставен от приблизително 35% сярна киселина и 65% дестилирана вода. Вследствие на протичащата електрохимична реакция химическата енергия се превръща в електрическа. При разреждането на акумулатора материалът на електродите реагира с киселината от електролита, превръщайки се и в двата случая в оловен сулфат. Когато акумулаторът се зарежда, протича обратната реакция. Оловният сулфат се превръща съответно в олово и оловен диоксид, възстановявайки електродите до началното им състояние.

Тъй като оловният диоксид и оловният сулфат са кристални порьозни вещества, те са поставени в метална решетка за по-добра механична устойчивост. Към електродния материал се добавят различни вещества – калций, кадмий или стронций за промяна на плътността, твърдостта или порьозносттата. Това позволява по-лесното производство на електродите.

Видове[редактиране | редактиране на кода]

Автомобилните акумулатори намират различно приложение:

  • Стартерният тип дава по-голям ток, обикновено за стартиране на двигател. Те обикновено имат повече електроди и оттук по-голяма площ, която позволява отдаването на по-голям максимален ток. Стартерният акумулатор съдържа повече антимон, калций, кадмий. Наличието на такива елементи подобряват експлоатационните им качества. Разработени са и безантимонови акумулаторни батерии.
  • Тяговите батерии са предназначени за постоянно подаване на ток за дълъг период от време например в електрокари или други транспортни средства, задвижванио от електрическа енергия. Те могат да се използват за временно съхраняване на енергията от вятърна турбина. Техните пластини са по-дебели за постигане на по-голям капацитет и позволяват повече цикли на разреждане/зареждане.

Има и акумулатори с двойно предназначение (стартерни и тягови).

Използване и поддръжка[редактиране | редактиране на кода]

Ниво на електролита[редактиране | редактиране на кода]

По-голямата част от акумулаторите, произвеждани по нова технология, нямат нужда от поддръжка и от обслужване (доливане с дестилирана вода). Ако акумулаторът има лесно отварящи се запушалки, то е необходимо периодично (ежемесечно, а при по-старите батерии дори и ежеседмично) да се следи нивото на електролита в определените граници и при нужда да се коригира. В този случай запушалките се махат и се долива дестилирана вода в границите от 10 до 15 mm над горната повърхност на плочите.

Вода от чешмата или дъждовна вода не трябва да се използват никога (проверено и доказано)! Те съдържат минерали, които водят до корозия на електродите и намаляват капацитета на акумулатора.

Зареждане и разреждане[редактиране | редактиране на кода]

При натоварване или при стоене с времето акумулаторът се разрежда вследствие на електрохимичната реакция, при което се изразходват оловото и оловният диоксид и се получава оловен сулфат (т.нар. сулфатиране). Образуваният оловен сулфат е под формата на фини бели кристали с много голяма повърхност. При дълго стоене в разредено състояние или при много дълбоко разреждане кристалите се срастват и се образуват по-едри кристали с много по-малка повърхност. В този случай акумулаторът губи голяма част от капацитета си, защото само една част от едрите кристали може да се превърне обратно в олово/оловен диоксид. Поради намалената повърхност се редуцира значително и максималният ток, който може да се отдаде при стартиране на автомобила.

За да не се допусне това, неизползваните акумулатори трябва да се зареждат периодично със зарядно устройство. При нормална работа на алтернатора (генератора) в автомобила зарядът, загубен при стартирането на двигателя, се възстановява и акумулатора се зарежда. При често пътуване на къси разстояния и при наличието на много електрически консуматори (климатик, вентилатори, осветление) обаче акумулаторът не може да се зареди напълно.

При поставянето на нов акумулатор или зареждането на разреден акумулатор се прилагат няколко метода. Най-щадящият от тях се нарича продължително зареждане. Другите са бавно и ускорено зареждане, като вторият е най-вреден за акумулатора. Напрежението при зареждане трябва да е по ниско от около 14,4 V, в противен случай в акумулатора се образуват водород и кислород вследствие електролиза на водата.

Зареждането (както и разреждането) зависят от редица фактори като: началното състояние, до какво крайно състояние се разрежда, възрастта, капацитета, товара, температурата и др. За напълно зареден акумулатор максималното време на работа се получава, като капацитетът в амперчаса (A·h или Ah) се раздели на протичащия ток в ампери (A). Например нов акумулатор с капацитет 72 Ah при товар от 10 A трябва да издържи 7,2 часа до пълно разреждане. Когато акумулаторът остарее, капацитетът му намалява поради частично сулфатиране на електродите. При ниски температури максималният ток, който може да протече, е много нисък и не е достатъчен за стартиране на автомобила.

Монтиране на акумулатора в автомобила[редактиране | редактиране на кода]

В повечето автомобили за „маса“ се използва купето на автомобила, като минусът на акумулатора се свързва към купето. В миналото имаше автомобили, в които плюсът на акумулатора е свързан към купето, но те корозират повече. Към зареждането трябва да се подходи с внимание, тъй като електролитът е сярна киселина и може да нанесе опасни поражения на човешката кожа.

При изваждането на акумулатора пръв трябва да се махне минусът, а след това плюсът. Това няма да позволи създаването на късо съединение от ключа, докосващ част от купето, при положение че първо се маха кабелът от плюса. При поставянето му се действа в обратния ред.

Опасности[редактиране | редактиране на кода]

При неправилно зареждане (напрежение > 14,4 V или презареждане) в акумулатора може да се образуват газове (водород и кислород). При това налягането в клетките се повишава, което води до спукване на акумулатора и/или загуба на електролит. Водородът и кислородът могат да реагират експлозивно един с друг при наличието на искра, което води до разрушаване на акумулатора. Електролитът съдържа сярна киселина и е опасен, тъй като разяжда кожа, тъкани и др. и причинява корозия на металите.

Терминология[редактиране | редактиране на кода]

  • Амперчасовете (A·h) дават представа за електрическия заряд, който акумулаторът е способен да съхрани и след това да отдаде.
  • Стартерен ток (CA), е токът, който акумулаторът може да отдаде за 30 s при 0 °C, като запази 1,2 V/клетка (7,2 V за 12 V акумулатор).
  • Стартерен ток на студено (CCA) е токът, който акумулаторът може да отдаде за 30 s при –18 °C, като запази 1,2 V/клетка (7,2 V за 12 V акумулатор).
  • Стартерен ток на топло (HCA) е токът, който акумулаторът може да отдаде за 30 s при 26,7 °C, като запази 1,2 V/клетка (7,2 V за 12 V акумулатор).
  • Закон на Пюкерт обяснява, че капацитетът на акумулатора варира в съответствие със скоростта на разряд. Акумулатор, разреждащ се по-бързо, отдава по-малко амперчасове, отколкото същия, разреждан по-бавно.
  • Ареометърът е уред, с който се измерва плътността на електролита и така дава информация за разреждането на акумулатора. Ниски стойности означават, че акумулаторът е разреден.
  • Волтметърът служи за измерване на напрежението на акумулатора. Напрежението се измерва при изключен двигател и дава приблизителна оценка на степента на разреждане:
Напрежение Плътност ~ Заряд
12,65 V 1,265 g/cm³ 100%
12,45 V 1,225 g/cm³ 75%
12,24 V 1,190 g/cm³ 50%
12,06 V 1,155 g/cm³ 25%
11,89 V 1,120 g/cm³ 0%

Нови видове[редактиране | редактиране на кода]

С развитието на технологията нови видове акумулатори намират приложение в автомобила. Двигател на прогреса са т.нар. „хибридни автомобили“, използващи електрически двигател и двигател с вътрешно горене. За подаване на енергия към електрическия двигател в автомобила се поставят тягови акумулатори или водородни клетки.

Видове акумулатори:

Рециклиране[редактиране | редактиране на кода]

Оловно-киселинният автомобилен акумулатор е направен от олово и оловни съединения, пластмаса (полипропилен), електролит (воден разтвор на сярна киселина). Те подлежат на пълно рециклиране.

Повече от 97% от всеки оловно-киселинен акумулатор се рециклира. Това е изключително висок процент, за сравнение този процент е 55% при алуминиевите кутии за безалкохолни напитки и бира, 45% при вестниците и списанията, 26% при автомобилните гуми и стъклени бутилки.

Оловно-киселинните акумулатори са на върха на класацията за най-рециклируем продукт. Вашият стар автомобилен акумулатор ще бъде рециклиран и 60-80% от съдържащите се в него олово, оловни съединения и пластмаса ще бъдат използвани за производството на нови акумулатори.

Виж също[редактиране | редактиране на кода]

Бележки[редактиране | редактиране на кода]


Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]