Batteria in un'auto: che cos'è?

Alcuni sistemi del veicolo richiedono tensione per funzionare. Alcuni utilizzano solo una piccola parte dell'energia, ad esempio, esclusivamente per il funzionamento di un sensore. Altri sistemi sono complessi e non possono funzionare senza elettricità.

Ad esempio, per avviare il motore prima, i conducenti hanno utilizzato una manopola speciale. È stato inserito nel foro ad esso destinato e, con l'aiuto della forza fisica, è stato ruotato l'albero motore del motore. Non puoi usare questo sistema su macchine moderne. Invece di questo metodo, un motorino di avviamento è collegato al volano. Questo elemento utilizza la corrente per far girare il volano.

Per fornire elettricità a tutti i sistemi dell'auto, i produttori hanno previsto l'uso di batterie. Abbiamo già considerato come prendersi cura di questo elemento. in una delle recensioni precedenti... Parliamo ora dei tipi di batterie ricaricabili.

Cos'è la batteria

Comprendiamo prima la terminologia. Una batteria per auto è una fonte di corrente costante per la rete elettrica di un'auto. È in grado di immagazzinare elettricità mentre il motore è in funzione (per questo processo viene utilizzato un generatore).

È un dispositivo ricaricabile. Se è scarica a tal punto che l'auto non può essere avviata, la batteria viene rimossa e collegata a un caricabatterie, che funziona con una rete elettrica domestica. Vengono descritti altri modi per avviare il motore quando la batteria è piantata qui.

A seconda del modello del veicolo, la batteria può essere installata nel vano motore, sotto il pavimento, in una nicchia separata all'esterno dell'auto o nel bagagliaio.

Dispositivo batteria

Una batteria ricaricabile è composta da più celle (chiamate batteria). Ogni cella ha piastre. Ogni platino porta una carica positiva o negativa. C'è un separatore speciale tra di loro. Previene i cortocircuiti tra le piastre.

Per aumentare l'area di contatto dell'elettrolita, ogni piastra ha la forma di una griglia. È fatto di piombo. Una sostanza attiva viene pressata nel reticolo, che ha una struttura porosa (questo aumenta l'area di contatto della piastra).

La piastra positiva è composta da piombo e acido solforico. Il solfato di bario è incluso nella struttura della piastra negativa. Durante il processo di carica, la sostanza della piastra del polo positivo cambia la sua composizione chimica e diventa biossido di piombo. La piastra del polo negativo diventa una normale piastra di piombo. Quando il caricabatterie viene scollegato, la struttura della piastra ritorna nella posizione originale e la loro composizione chimica cambia.

Un elettrolita viene versato in ogni barattolo. È una sostanza liquida che contiene acido e acqua. Il liquido provoca una reazione chimica tra le piastre, da cui viene generata una corrente.

Tutte le celle della batteria sono alloggiate in un alloggiamento. È fatto di un tipo speciale di plastica resistente all'esposizione costante a un ambiente acido attivo.

Il principio di funzionamento della batteria (accumulatore)

Una batteria per auto utilizza il movimento delle particelle cariche per generare elettricità. Nella batteria avvengono due diversi processi, grazie ai quali la fonte di alimentazione può essere utilizzata a lungo:

• Batteria scarica. A questo punto, il principio attivo ossida la piastra (anodo), che porta al rilascio di elettroni. Queste particelle sono dirette alla seconda piastra: il catodo. Come risultato di una reazione chimica, l'elettricità viene rilasciata;
• Carica batterie. In questa fase, avviene il processo opposto - gli elettroni vengono convertiti in protoni e la sostanza li trasferisce indietro - dal catodo all'anodo. Di conseguenza, le piastre vengono ripristinate, in modo che sia possibile il successivo processo di scarico.

Tipi e tipi di batterie

Oggigiorno c'è un'ampia varietà di batterie. Differiscono l'uno dall'altro nel materiale delle piastre e nella composizione dell'elettrolita. I tipi tradizionali di piombo-acido sono utilizzati nelle automobili, ma sono già frequenti i casi di applicazione di tecnologie avanzate. Ecco alcune delle caratteristiche di questo e di altri tipi di batterie.

Tradizionale ("antimonio")

Batteria al piombo, le cui piastre sono il 5 percento o più di antimonio. Questa sostanza è stata aggiunta alla composizione degli elettrodi per aumentarne la forza. L'elettrolisi in tali alimentatori è la prima. In questo caso, viene rilasciata una quantità sufficiente di energia, ma le piastre vengono rapidamente distrutte (il processo inizia già a 12 V).

Il principale svantaggio di tali batterie è il grande rilascio di ossigeno e idrogeno (bolle d'aria), che fa evaporare l'acqua dalle lattine. Per questo motivo, tutte le batterie all'antimonio sono riparabili: almeno una volta al mese, è necessario controllare il livello e la densità dell'elettrolito. La manutenzione prevede l'aggiunta di acqua distillata, se necessario, in modo che le piastre non siano esposte.

Tali batterie non sono più utilizzate nelle auto per rendere il più semplice possibile la manutenzione dell'auto per il conducente. Analoghi a basso contenuto di antimonio hanno sostituito tali batterie.

Basso contenuto di antimonio

La quantità di antimonio nella composizione delle piastre è ridotta al minimo per rallentare il processo di evaporazione dell'acqua. Un altro punto positivo è che la batteria non si scarica così rapidamente a seguito della conservazione. Tali modifiche sono classificate come tipi a bassa manutenzione o senza manutenzione.

Ciò significa che il proprietario dell'auto non ha bisogno di controllare la densità dell'elettrolito e il suo volume ogni mese. Sebbene non possano essere definiti completamente esenti da manutenzione, poiché l'acqua in essi bolle ancora e il volume deve essere reintegrato.

Il vantaggio di tali batterie è la loro mancanza di pretese nei confronti del consumo di energia. Nella rete dell'auto possono verificarsi picchi e cadute di tensione, ma ciò non influisce negativamente sulla fonte di alimentazione, come nel caso di un analogo di calcio o gel.

Per questo motivo, queste batterie sono più adatte alle auto domestiche che non possono vantare di avere apparecchiature con un consumo energetico stabile. Sono adatti anche ad automobilisti con reddito medio.

Calcio

Questa è una modifica di una batteria a basso contenuto di antimonio. Solo invece di contenere antimonio, il calcio viene aggiunto alle piastre. Inoltre, questo materiale fa parte degli elettrodi di entrambi i poli. Ca / Ca è indicato sull'etichetta di tale batteria. Per ridurre la resistenza interna, la superficie delle piastre attive è talvolta rivestita con argento (una frazione estremamente piccola del contenuto).

L'aggiunta di calcio ha ulteriormente ridotto la gassificazione durante il funzionamento a batteria. La densità e il volume dell'elettrolita in tali modifiche per l'intero periodo di funzionamento non devono essere controllati affatto, quindi sono chiamati esenti da manutenzione.

Questo tipo di alimentazione è del 70 percento in meno (rispetto alla modifica precedente) soggetto ad autoscarica. Grazie a ciò, possono essere conservati a lungo, ad esempio durante il rimessaggio invernale delle attrezzature.

Un altro vantaggio è che non hanno così paura del sovraccarico, poiché l'elettrolisi in essi non inizia più a 12, ma a 16 V.

Nonostante molti aspetti positivi, le batterie al calcio presentano diversi svantaggi significativi:

• Il consumo di energia diminuisce se viene scaricata completamente un paio di volte e poi ricaricata da zero. Inoltre, questo parametro diminuisce così tanto da richiedere la sostituzione della batteria, poiché la sua capacità non è sufficiente per il normale funzionamento delle apparecchiature collegate alla rete dell'auto;
• La maggiore qualità del prodotto richiede una tariffa più elevata, che lo rende inaccessibile agli utenti con un reddito materiale medio;
• Il principale campo di applicazione sono le auto straniere, poiché il loro equipaggiamento è più stabile in termini di consumo energetico (ad esempio, le luci di posizione in molti casi si spengono automaticamente, anche se il guidatore si è dimenticato accidentalmente di spegnerle, il che spesso porta a una scarica completa della batteria);
• Il funzionamento a batteria richiede maggiore attenzione, ma con la cura adeguata del veicolo (uso di attrezzature di alta qualità e attenzione alla scarica completa), questa batteria durerà molto più a lungo della sua controparte a basso contenuto di antimonio.

Ibrido

Queste batterie sono etichettate Ca +. Le piastre sono ibride in questa modifica. Il positivo può includere l'antimonio e il negativo può includere il calcio. In termini di efficienza, tali batterie sono inferiori a quelle al calcio, ma l'acqua bolle in esse molto meno che in quelle a basso contenuto di antimonio.

Tali batterie non soffrono così tanto da una scarica completa e non hanno paura di sovraccaricare. Un'opzione eccellente se l'opzione di budget non è tecnicamente soddisfacente e non ci sono abbastanza soldi per un analogo del calcio.

Gel, AGM

Queste batterie utilizzano un elettrolita gel. La ragione per la creazione di tali batterie era di due fattori:

• L'elettrolito liquido delle batterie convenzionali fuoriesce rapidamente quando l'involucro è depressurizzato. Questo è irto non solo di danni alla proprietà (la carrozzeria dell'auto si deteriorerà rapidamente), ma può anche causare gravi danni alla salute umana mentre il conducente sta cercando di fare qualcosa;
• Dopo un po ', le piastre, a causa di operazioni imprudenti, sono in grado di collassare (fuoriuscire).

Questi problemi sono stati eliminati utilizzando un elettrolita gelificato.

Nelle modifiche AGM, al dispositivo viene aggiunto un materiale poroso che trattiene il gel vicino alle piastre, prevenendo la formazione di piccole bolle nelle loro immediate vicinanze.

I vantaggi di tali batterie sono:

• Non hanno paura delle inclinazioni: per i modelli con elettrolita liquido, ciò non può essere ottenuto, poiché durante il loro funzionamento si forma ancora aria nella custodia che, quando capovolta, espone le piastre;
• È consentita la conservazione a lungo termine di una batteria carica, poiché hanno la soglia di autoscarica più bassa;
• Durante l'intero ciclo tra le cariche, produce una corrente stabile;
• Non hanno paura della scarica completa - la capacità della batteria non viene persa allo stesso tempo;
• La vita lavorativa di tali elementi raggiunge i dieci anni.

Oltre ai vantaggi, tali batterie per auto presentano una serie di grandi svantaggi che sconcertano la maggior parte degli utenti che desiderano installarle nella propria auto:

• Molto stravagante da caricare: richiede l'uso di caricatori speciali che forniscono una corrente di carica stabile e bassa;
• La ricarica rapida non è consentita;
• Nella stagione fredda, l'efficienza della batteria diminuisce drasticamente, poiché il gel diminuisce le sue proprietà conduttrici quando viene raffreddato;
• L'auto deve avere un generatore stabile, quindi tali modifiche sono utilizzate nelle auto di lusso;
• Prezzo molto alto.

alcalino

Le batterie per auto possono essere riempite con elettrolita non solo acido ma anche alcalino. Invece di piombo, le piastre in queste modifiche sono fatte di nichel e cadmio o nichel e ferro. L'idrossido di potassio è usato come conduttore attivo.

L'elettrolito in tali batterie non deve essere reintegrato, poiché non bolle durante il funzionamento. Rispetto alle controparti acide, questi tipi di batterie presentano i seguenti vantaggi:

• Non ha paura di scaricarsi eccessivamente;
• La batteria può essere conservata scarica e non perderà le sue proprietà;
• La ricarica non è fondamentale per loro;
• Più stabile alle basse temperature;
• Meno suscettibile all'autoscarica;
• Non emettono vapori nocivi corrosivi, il che consente loro di caricarsi in una zona residenziale;
• Immagazzinano più energia.

Prima di acquistare una tale modifica, il proprietario dell'auto deve determinare se è pronto a fare tali compromessi:

• Una batteria alcalina produce meno tensione, quindi sono necessarie più lattine rispetto a una controparte acida. Naturalmente ciò influirà sulle dimensioni della batteria, che fornirebbe l'energia necessaria ad una specifica rete di bordo;
• Alto prezzo;
• Più adatto alla trazione rispetto alle funzioni di avviamento.

Li-ion

Le più innovative al momento sono le opzioni agli ioni di litio. Fino alla fine, questa tecnologia non è stata ancora completata: la composizione delle piastre attive cambia costantemente, ma la sostanza con cui vengono effettuati gli esperimenti è gli ioni di litio.

Le ragioni di tali cambiamenti sono una maggiore sicurezza durante il funzionamento (ad esempio, il litio metallico si è rivelato esplosivo), nonché una diminuzione della tossicità (le modifiche con la reazione di manganese e ossido di litio avevano un alto grado di tossicità, motivo per cui le auto elettriche su tali elementi non potevano essere chiamate "verdi" trasporto).

Queste batterie sono progettate per essere il più possibile stabili e sicure per lo smaltimento. I vantaggi di questa innovazione includono:

• Capacità più elevata rispetto a batterie di dimensioni identiche;
• Tensione massima (un banco può fornire 4 V, che è il doppio di quello dell'analogico "classico");
• Meno suscettibile all'autoscarica.

Nonostante questi vantaggi, tali batterie non sono ancora in grado di competere con altri analoghi. Ci sono diverse ragioni per questo:

• Funzionano male al gelo (a temperature negative si scarica molto velocemente);
• Pochissimi cicli di carica / scarica (fino a cinquecento);
• Lo stoccaggio della batteria comporta una perdita di capacità: in due anni diminuirà del 20 percento;
• Hanno paura della scarica completa;
• Emette una potenza debole in modo che possa essere utilizzato come elemento di avviamento: l'attrezzatura funzionerà a lungo, ma non c'è abbastanza energia per avviare il motore.

C'è un altro sviluppo che vogliono implementare nei veicoli elettrici: un supercondensatore. A proposito, sono già state create auto che funzionano con questo tipo di batteria, tuttavia, hanno anche molti inconvenienti che impediscono loro di competere con batterie più dannose e pericolose. Viene descritto tale sviluppo e un veicolo elettrico alimentato da questa fonte di alimentazione in un'altra recensione.

Durata della batteria

Sebbene ad oggi siano in corso ricerche per migliorare l'efficienza e la sicurezza delle batterie per la rete di bordo di un'auto, finora le più popolari sono le opzioni acide.

I seguenti fattori influenzano la durata della batteria:

• Temperatura alla quale funziona l'alimentazione;
• Dispositivo batteria;
• Efficienza e prestazioni del generatore;
• Fissaggio della batteria;
• Modalità di guida;
• Consumo energetico quando l'apparecchiatura è spenta.

La corretta conservazione di una batteria non in uso è descritta in qui.

La maggior parte delle batterie ad acido ha una vita utile ridotta: quelle di qualità più elevata, anche se vengono seguite tutte le regole operative, funzioneranno da cinque a sette anni. Molto spesso si tratta di modelli incustoditi. Sono riconosciuti dal nome del marchio: noti produttori non rovinano la loro reputazione con prodotti di bassa qualità. Inoltre, un prodotto del genere avrà un lungo periodo di garanzia - almeno due anni.

L'opzione budget durerà tre anni e la garanzia per loro non supererà i 12 mesi. Non dovresti affrettarti a questa opzione, poiché è impossibile creare condizioni ideali per il funzionamento a batteria.

Sebbene sia impossibile determinare la risorsa lavorativa per anni, questo è lo stesso del caso degli pneumatici per auto, che viene descritto in un altro articolo... Una batteria media deve resistere a 4 cicli di carica / scarica.

Maggiori dettagli sulla durata della batteria sono descritti in questo video:

Quanto dura una batteria per auto?

Domande e risposte:

Cosa significa batteria? Batteria dell'accumulatore - batteria di accumulo. Questo è un dispositivo che genera in modo indipendente l'elettricità necessaria per il funzionamento autonomo degli apparecchi elettrici in un'auto.

Cosa fa la batteria? Quando è carica, l'elettricità avvia un processo chimico. Quando la batteria non viene caricata, viene attivato un processo chimico per generare elettricità.