Аккумулятор автомобиля – автономный источник питания, используемый для запуска двигателя, питания внутренней электросети. АКБ накапливает энергию от генератора при работе силового агрегата, отдаёт её при необходимости.
Основные функции автомобильного аккумулятора
Аккумулятор важный элемент транспортного средства, выполняющий несколько функций:
- обеспечение электроэнергией стартера для запуска двигателя. АКБ способен в течение до 30 секунд крутить стартер. При более длительном запуске может оказываться негативное воздействие на батарею;
- временное питание бортовой сети, когда генератор не справляется с этой задачей;
- обеспечение автономного питания энергосети при выключенном двигателе.
Типы аккумуляторов
Аккумуляторные батареи разделяются на обслуживаемые, необслуживаемые. Среди основных видов:
Свинцово-кислотные
Аккумуляторы с жидким электролитом обслуживаемого типа. Их срок службы 3-5 лет. Для нормальной эксплуатации требуется контроль уровня электролита, при необходимости долив дистиллированной воды.
Такие модели характеризуются низкой стоимостью, поэтому распространены на автомобилях разного класса.
Щелочные
В качестве электролита здесь используется щёлочный раствор. Такие АКБ редко встречаются на автомобилях, чаще используются для питания электрооборудования.
EFB
Относительно новая технология, где также используется жидкий электролит. При этом пластины завёрнуты в микроволокно. Такое решение обеспечивает впитывание электролита, увеличение площади контакта с пластинами. В итоге повышается ёмкость АКБ, снижается объём электролита, необходимый для функционирования аккумулятора.
EFB-батареи относятся к среднему ценовому сегменту. Срок службы 4-5 лет. Такие аккумуляторы являются необслуживаемыми, не требуют дополнительного ухода.
AGM
Необслуживаемые батареи в абсолютно герметичном корпусе. Между пластинами расположено стекловолокно, в порах которого содержится электролит. В результате значительно замедляется сульфитация, что положительно сказывается на потребительских свойствах. AGM-аккумуляторы не боятся полного разряда, могут эксплуатироваться до 10 лет.
Гелевые
Необслуживаемая батарея, где в электролит добавлены сгущающие вещества. В итоге сам электролит выступает сепаратором между положительными и катодами и анодами. Такие батареи обладают повышенной ёмкостью, пусковым током, не боятся глубокого разряда, но чувствительны к перезаряду.
Устройство
Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из 6 отдельных блоков, заключённых в единый корпус. Каждая банка даёт напряжение 2,1-2,2 вольта. При их объединении свинцовыми перемычками получается напряжение 12,6-13,2 вольта, соответствующее внутренней электросети автомобиля. Устройство АКБ представляет набор нескольких элементов.
Корпус и крышка
Корпус аккумуляторной батареи состоит из материалов, нейтральных к кислоте (эбонит или композитный пластик). На крышке сверху располагаются специальные отверстия. Если аккумулятор обслуживаемый, через них дозаправляется дистиллированная вода. Заливные отверстия закупориваются пробками из полиэтилена. Таким образом, сохраняется герметичность устройства, даже если из банок несущественно просачивается электролит.
Также на корпусе расположены полюсные клеммы – отрицательная и положительная. Чтобы автовладелец не перепутал полярность, они имеют разный диаметр, дополнительную маркировку. Такое решение исключает неправильную установку, подключение батареи.
Электролит
В корпусе АКБ спрятаны банки, помещённые в электролит. Раствор на 35% состоит из серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Жидкость необходима для взаимодействия химических элементов, осуществления реакции, выработки электрического тока. Плотность электролита должна быть в пределах 1,23-1,31 г/см3. Чем выше показатель, тем лучше аккумулятор будет работать при низких температурах.
Пластины
Внутри каждой банки помещены пластины. Блок положительных электродов состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых слоем диоксида свинца. Все аноды соединены с полюсным мостом через ушко.
Блок отрицательных электродов из свинцовых решетчатых пластин, в которые впрессована активная масса из мелкопористого свинца. Присадки к чистому свинцу обеспечивают более длительное сохранение заряда.
Количество реагента, нанесенного на пластины анодов и катодов, влияет на ёмкость аккумуляторной батареи, а площадь пластин на пусковой ток. определяет такую важную характеристику аккумуляторной батареи, как ее емкость, а площадь поверхности пластин — пусковой ток.
Сепаратор
В пуско-зарядном устройстве жидкостного типа между пластинами размещён сепаратор (от слова Separate – разделять). Иногда сепаратор называют диэлектрической прослойкой. Элемент производиться из нейтрального пластика (как правило, это реветекс или эбонит). Его задача – разделять отрицательные и положительные электроды, предотвращая короткое замыкание
В необслуживаемых аккумуляторах нового типа, где используется гелевое вещество, роль сепаратора выполняет микроволокно. Это высокотехнологичный материал, препятствующий утечке, испарению электролита.
Конструктивно, пластины завёрнуты микроволокно, как в конверте, плотно прижаты друг к другу. Таким образом, в стандартном корпусе можно разместить пластины большей площади, повысив пусковой ток аккумулятора.
Принцип работы
В основе работы аккумулятор заложен принцип преобразования при заряде электрической энергии в химическую. При разряде происходит обратный процесс. Принцип работы аккумулятора цикличен, то есть повторяется последовательность разряд-заряд.
Разряд происходит при питании внешних источников. Активная масса электродов диоксида свинца и губчатого свинца вступает в химическую реакцию с электролитом. В результате образуется вода и сульфат свинца – снижается плотность электролита.
При запущенном двигателе аккумулятор заряжается от генератора. Также АКБ можно подзарядить, сняв с автомобиля – для этого потребуется зарядно-восстановительное устройство, которое продаётся в автомагазинах. В процессе зарядки сульфат свинца и вода синтезируются в серную кислоту, двуокись свинца и свинец. В результат химической реакции плотность электролита увеличивается.
Для сохранения потребительских свойств аккумулятора его зарядка должна осуществляться при оптимальном напряжении. Нарушение рекомендации производителя снижает срок службы, может привести к поломке АКБ. Так при высоком напряжении уровень электролита снижается, что может привести к оголению, последующему окислению пластин. Если для подзарядки используется пониженное напряжение, будет происходить неполный заряд.
На работу аккумулятора влияет температура окружающей среды. Если она увеличивается, повышается и отдаваемая мощность, но ускоряется коррозия электродов, разряд батареи. Снижение температуры негативно влияет на разрядную ёмкость, снижает плотность электролита, замедляет выполнение химической реакции при заряде-разряде аккумуляторной батареи.
Даже если аккумулятор не находится под нагрузкой, в нём продолжают происходить химические процессы, способствующие саморазряду. На скорость саморазряда влияет эксплуатационная температура, конструктивные особенности электродов.
В среднем срок службы АКБ – 4-5 лет, во многом зависит от условий эксплуатации. Постепенно производители внедряют новые технологии, что положительно сказывается на потребительских свойствах АКБ. Например:
- Интеграция системы управления энергетическим балансом (контроль за внешними источниками энергопотребления);
- Использование нескольких батарей с разделением задач использования (одна используется для запуска двигателя, другая для питания других систем автомобиля);
- Инженерное совершенствование конструкции.
Аккумуляторная батарея – это источник питания, требующий повышенного внимания. Чтобы аккумулятор прослужила долго, нужно знать принцип его работы, устройство, придерживаться рекомендаций производителя. При правильном уходе он проработает дольше, чем указано в гарантийном талоне.
