Для чего нужно акб
Зачем нужны автомобильные аккумуляторы?
Не секрет, что автомобиль без источника питания (источника электричества) не работает.
Как понять когда нужно менять аккумулятор?
Когда Вы покупаете автомобильный источник питания вместе с новым автомобилем и проходите постоянно технический осмотр, здесь все понятно – во-первых, механики всегда замеряют уровень зарядки, во-вторых, рекомендуемый срок пользования аккумулятором 3-4 года. Но, если прошло больше времени? Или Вы купили подержанный автомобиль и непонятно сколько аккумулятору лет (верить на слово продавцу точно не нужно)?
Следуйте простому принципу – замена источника питания необходима только в том случае, когда он перестает держать заряд в полном объеме.
Первый симптом – после ночи в гараже или на стоянке автомобиль заводится не с первого оборота ключа, индикатор показывает низкий уровень заряда.
Второй признак – аккумулятор не заряжается. Ну, не заряжается и все! Это заметно особенно зимой во время коротких поездок, когда аккумулятор просто не успевает зарядиться.
Третья причина – техническая неисправность самого источника питания. Например, повреждение корпуса или пошла течь электролита, есть другие повреждения.
Как выбрать и купить аккумулятор для авто.
Чтобы выбрать и купить аккумулятор для Вашего авто нужно знать:
Узнать ёмкость просто – посмотрите на этикетку старого аккумулятора. Или прочтите инструкцию по эксплуатации. Ёмкость аккумулятора измеряется в ампер/часах. Особенность – ёмкость должна быть ровно такой, какой ее установил производитель. Если будет больше, у Вас появится проблема с постоянной неполной зарядкой автомобильного аккумулятора. Если меньше – избыточной зарядкой автомобильного аккумулятора.
По размеру аккумулятора – возьмите линейку и замерьте габариты. Это будет проще, чем потом гадать. Здесь основное правило – аккумулятор должен быть точно такого же размера как и старый. Иначе он просто не поместится на площадке под капотом.
Еще один важный момент – срок службы аккумулятора исчисляется не с момента когда Вы его установили, а с момента выпуска (заливки электролита на заводе), поэтому с учетом того, что средний срок службы аккумулятора 4 года, лучше чтобы дата выпуска была как можно новее.
Как устроен аккумулятор.
Устройство автомобильного аккумулятора можно разделить на три категории:
В этом случае портативное зарядное устройство (пуско-зарядное) становится сущей потребностью. Такое устройство для позволяет запустить двигатель и выполнять функции резервного источника питания.
Использование материалов разрешено только при условии указания источника.
Для чего нужны аккумуляторные батареи
Основное назначение аккумуляторных батарей – обеспечение питания определенного устройства без подключения к сети переменного тока. Для этого аккумуляторы должны накапливать заряд и иметь возможность сохранять его до момента непосредственного использования устройства. В отличие от обычных батарей, аккумуляторы имеют свойства восстанавливать свой заряд. Многие аккумуляторные батареи были созданы в качестве альтернативы привычным батарейкам. Возможность многоразового использования делает эти устройства более удобными в эксплуатации и экономичными.
Аккумуляторная батарея представляет собой комплекс аккумуляторов, соединенных параллельно или последовательно. В большинстве случаев осуществляется последовательно соединение. Это метод необходим для повышения конечного выходного напряжения. Это позволяет использовать группу аккумуляторов, выходное напряжение каждого из которых значительно ниже общего.
Иногда применяют метод параллельного соединения. Такая схема позволяет повысить общую емкость батареи. Обычно параллельное соединение используется при создании аккумуляторных батарей для тех устройств, которым необходимо обеспечить длительную работу без подзарядки.
В настоящее время все мобильные устройства используют для работы аккумуляторы. К их числу относятся мобильные телефоны, ноутбуки, коммуникаторы, планшетные ПК, mp3-плееры и так далее. В большинстве случаев используются литий-ионные аккумуляторные батареи. К особенно важным характеристикам аккумуляторов можно отнести следующие параметры: емкость, напряжение, КПД и срок службы.
Очень важно понимать, что аккумуляторные батареи имеют определенный ресурс, который растрачивается во время использования. Так, например, аккумуляторы мобильных компьютеров становятся непригодными примерно через 2-3 года активного использования. В некоторые батареи внедряют собственные контроллеры, предотвращающие перегрев устройства и отслеживающие уровень заряда аккумуляторов.
Виды, устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора
Электрические аккумуляторные батареи применяются в любом автомобиле и представляют собой автономный источник питания. АКБ накапливает энергию, которая затем питает бортовую сеть, когда это необходимо, и подает ток на стартер для запуска двигателя.
Назначение аккумулятора в автомобиле
Автомобильный аккумулятор принято обозначать аббревиатурой АКБ, что значит аккумуляторная кислотная батарея. Не все батареи относятся к этому типу, но в автомобилях наиболее распространены именно они.
Аккумулятор является важным компонентом в работе любого транспортного средства. Он выполняет следующие основные функции:
Каждый аккумулятор имеет определенную емкость и заряд. При работе двигателя всю нагрузку на электропитание берет на себя генератор. Он же заряжает аккумулятор во время движения. Если мощности не хватает, подключается батарея. Определенное время АКБ может обеспечить автономное питание.
Генератор выходит на оптимальный режим производительности при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала 1600-1800 об/мин и более.
Располагается АКБ, как правило, в подкапотном пространстве автомобиля или закреплен на раме в случае крупного грузового транспорта. Это связано с тем, что кислота, находящаяся внутри, очень агрессивна и опасна для здоровья. Она может просочиться через корпус или выделиться в виде газа. С аккумулятором следует обращаться осторожно.
Более безопасны необслуживаемые АКБ, внутри которых нет жидкого электролита. Такие батареи практически не выделяют вредных паров и их можно использовать где угодно. Среди альтернативных мест размещения аккумулятора можно выделить багажное отделение и под сиденьем водителя.
Параметры АКБ
Обычная автомобильная батарея выдает напряжение в 12В. Этого хватает для питания бортовой сети. Для большегрузных автомобилей используются батареи с напряжением в 24В. По сути, это две обычные батареи, которые последовательно соединены. Емкость АКБ измеряется в Ампер-часах (А*ч). Для легкового транспорта емкость батареи находится в пределах 40-130 А*ч. Емкость показывает, какое время аккумулятор сможет давать энергию при нагрузке. Но эти величины измеряются при определенной нагрузке и при определенной температуре – 20°C. При других условиях параметры могут меняться.
Также важным показателем является ток холодной прокрутки или пусковой ток. Разные модели способны выдавать от 250А до 1300А. Ток холодной прокрутки – это то напряжение, которое способен отдать АКБ в течение 30 секунд при температуре 18°C. В иных условиях данный параметр может поменяться, например, зимой.
Устройство аккумулятора
На самом деле, стандартный аккумулятор – это шесть маленьких аккумуляторов, заключенных в один корпус. Шесть отсеков объединены в едином корпусе. Часто их называют банками. Каждая банка дает напряжение в 2,1В – 2,2В. Шесть банок соединены последовательно толстыми свинцовыми перемычками, что в итоге дает напряжение в 12,6В – 13,2В.
Автомобильный аккумулятор состоит из следующих основных элементов:
Корпус и крышка
Корпус и крышка выполнены из пластика, который нейтрален к кислоте. В каждой банке находятся свинцовые пластины – электроды.
Пластины
Отрицательная пластина из губчатого свинца (Pb) называется катод, положительная пластина пористая с диоксидом свинца (PbO2) – анод. Чтобы батарея разряжалась не так быстро, используется не чистый свинец, а с применением разных присадок. Ранее добавляли 5% сурьмы, но процесс сульфатации все равно проходил быстро. В современных жидкостных аккумуляторах добавлен кальций. Он значительно снижает процесс сульфатации и повышает емкость АКБ до 70%. Если говорить про гелевые или AGM аккумуляторы, то в них применяется только чистый свинец. Это позволяет повысить мощность и отдаваемый пусковой ток до 1000-1300А.
Электролит
В каждой банке залит электролит. Это смесь серной кислоты и дистиллированной воды, в соотношении 35:65. Плотность электролита находится в пределах 1,23-1,31 г/см3. Чем она выше, тем батарея более устойчива к морозам.
Сепаратор
В простых жидкостных аккумуляторах между пластинами находится сепаратор. От слова “separate” – разделять. Обычно сепараторы изготавливаются из нейтрального пластика. Эти пластины разделяют положительные и отрицательные электроды от замыкания. Материалом для сепараторов служит ревертекс или эбонит. Также эти элементы иногда называют диэлектрической прослойкой.
В более современных необслуживаемых аккумуляторах в качестве сепараторов применяется микроволокно. Этот высокотехнологичный материал удерживает электролит внутри и не дает ему вытекать и испаряться. Пластины завернуты в микроволокно как в конверте и плотно прижаты друг к другу.
Клеммы и пробки
Клеммы аккумулятора также изготавливаются из свинца. К ним присоединяются контакты. На обслуживаемых аккумуляторах на корпусе располагаются заливные пробки. Их количество равно количеству банок. Они служат для заливки дистиллированной воды в случае необходимости.
Принцип работы
Между пластинами и электролитом непрерывно происходит электрохимическая реакция. При разряде химическая энергия преобразовывается в электрическую, а при заряде, наоборот, – электрическая в химическую. Когда аккумулятор подключен к потребителям энергии, то происходит его разрядка.
Происходит следующий процесс. На катоде идет восстановление диоксида свинца. Свинец на аноде окисляется. Серная кислота вступает в реакцию с металлами на обеих пластинах. При этой реакции образуется сульфат свинца. Процесс называется сульфатацией. Из серной кислоты выделяется водород, который затем вступает в реакцию с кислородом из положительно заряженной пластины. Образуется вода, а серная кислота расходуется. Плотность электролита понижается. Процесс реакции показан на картинке.
При зарядке весь процесс происходит в обратном порядке. Серная кислота восстанавливается. Вновь образуется диоксид свинца и серная кислота. При полной зарядке плотность электролита должна быть в пределах 1,29 гр/см3. Это значение показывает уровень содержания серной кислоты на один кубический сантиметр электролита.
Таким образом, работа батареи основана на циклах заряд-разряд. Если допустить глубокий разряд, процесс может быть необратимым. Останется только вода и сульфат свинца. Поэтому нужно всегда следить за уровнем заряда.
Зарядка, хранение и зависимость от температуры
Разная температура также влияет на работу АКБ. При высокой температуре показатели мощности и токоотдачи высокие, но батарея быстрее разряжается и повышается расход воды. Электролит по своему составу не замерзает при минусовой температуре, но на сильном морозе он все же может это сделать. В мороз химические процессы замедляются, пусковой ток снижается, падает емкость батареи. Вот почему у водителей часто возникают проблемы с запуском двигателя зимой.
Разновидности аккумуляторов
Современные аккумуляторные батареи можно условно разделить на обслуживаемые и необслуживаемые.
Можно выделить следующие основные виды:
Аккумуляторы с жидким электролитом относятся к обслуживаемому типу. Это значит, что время от времени нужно следить за уровнем электролита, его плотностью и емкостью батареи. Их срок службы в среднем составляем 3-5 лет. Они доступны по цене и хорошо справляются со своей задачей в автомобиле. Поэтому остаются самыми распространёнными.
Батареи по технологии EFB появились сравнительно недавно. В них также находится жидкий электролит, но пластины завернуты в микроволокно. Материал впитывает электролит, что увеличивает площадь контакта с пластинами. Это также повышает емкость и мощность и позволяет снизить объем электролита по сравнению с обычными АКБ, делая такие батареи практически необслуживаемыми. Срок службы 4-5 лет. Стоимость приемлемая.
Аккумуляторы AGM относятся к классу необслуживаемых батарей. Это значит, что у них полностью герметичный корпус. На корпусе имеются газоотводные клапаны. Между пластинами находится стекловолокно, в порах которого электролит. Это позволяет значительно замедлить процесс сульфатации. Такие батареи не боятся полного разряда. Срок службы до 10 лет. Но есть минусы: высокая стоимость и обслуживание.
Гелевые
Это также необслуживаемые батареи. В электролит добавлены вещества, которые сгущают его и доводят до твердого состояния. Сам электролит выступает в роли сепаратора между пластинами. Срок службы до 10 лет, но требуется специальный уход, как и в случае с AGM. Не боятся глубокого разряда, но чувствительны к перезаряду и замыканию. Стоят в 3-4 раза дороже обычных.
Аккумуляторная батарея – это то устройство, которое требует от водителя внимания. Чтобы батарея прослужила долго, нужно знать ее устройство и принцип работы. При правильном уходе и условиях содержания АКБ проработает долгие годы.
Устройство, назначение и функционал аккумулятора
Общие сведения
Основная функция аккумулятора – подавать электричество на свечи зажигания для запуска двигателя. Также работает как стабилизатор напряжения и дополнительного источника питания для электрических приборов при выключенном двигателе.
Аккумулятор — электрохимический прибор, он не хранит электрическую энергию, а производит ее в результате реакции химических элементов. Два разнородных металла в виде пластин помещаются в кислотную среду. При подключении потребителей электроэнергии, между пластинами возникает разность потенциалов, и вырабатывается электрический ток.
Назначение:
• Двигатель не работает. Подает электрический ток на источники света, радио и другие электрические системы.
• Двигатель заводится. Электрический ток от аккумулятора подается на свечи зажигания, чтобы запустить двигатель.
• Двигатель запущен. Аккумулятор действует как стабилизатор напряжения, когда генератор выдает напряжение больше требуемого. В случае, когда генератор не справляется с нагрузкой, аккумулятор восполняет недостаток напряжения и используется как альтернативный источник питания для электрических приборов.
Демо-пример курса от Учебного Центра auto3n:
Учебный центр Auto3N представляет курсы для обучения специалистов по продаже автозапчастей. Пройдите вебинары, тренинги и электронные курсы, и проверьте знания по тестам.
Устройство аккумулятора
Полярность
Аккумуляторы, произведенные в разных странах, отличаются по расположению положительных и отрицательных клемм. Если установить на автомобиль аккумулятор с обратным расположением клемм, то можно повредить батарею и электрические системы автомобиля.
Срок эксплуатации и циклы заряд-разряд.
Срок эксплуатации аккумулятора определяется количеством циклов заряд-разряд, а не временем. Единого срока эксплуатации аккумуляторов нет, производители указывают срок эксплуатации, исходя из технических характеристик конкретно этой модели аккумулятора. Этот показатель зависит от условий эксплуатаций: чем глубже разряжается батарея, тем меньше циклов возможно воспроизвести.
Характеристики циклов заряд-разряд приводятся до момента сохранения 60% изначальной емкости. Например, производитель приводит количество циклов 600 при 60% разряде. Значит, через 600 идеальных циклов заряд-разряд (т.е. при температуре 20С) полезная емкость аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.
Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов варьируется от 300 до 3000 циклов.
Рекомендуется не превышать степень обычного разряда аккумулятора более чем на 20-30%, а глубокого – на 70%.
Особенности работы аккумулятора в зимнее время.
При холостом режиме зимой, например, в пробке, аккумулятор быстро разряжается. Фары, вентиляторы, обогреватели стекол забирают больше тока, чем вырабатывает генератор. Поэтому на 30 минут в пробке нужно 20 минут езды, чтобы восстановить аккумулятор.
Признаки неисправной батареи:
• Преждевременное снижение уровня электролита. Означает, что пластины сульфатируются, и во время зарядки вода в электролите превращается в отдельные газы водорода и кислорода.
• Чрезмерная коррозия кабелей или соединений аккумуляторной батареи. Коррозия более вероятна, если батарея сульфатирована. Когда батарея заряжается, кислотные пары вытесняются из вентиляционных отверстий и оседают на кабелях аккумулятора, иногда на отсек под аккумулятором.
• Двигатель работает медленней нормального режима. Когда емкость батареи снижается из-за износа или повреждения, аккумулятор не может обеспечить необходимый ток для запуска двигателя, особенно в холодную погоду.
Причины поломок аккумуляторов:
1. Низкий уровень электролита. При низком уровне электролита сульфаты затвердевают и сопротивляются химическому действию. Уровень электролита снижается из-за утечек в корпусе, превышения мощности при зарядке или редкому сервису – редко доливали воду.
2. Вибрация. Аккумулятор удерживается на месте дополнительными креплениями, который предотвращает вибрацию. Чрезмерная вибрация ослабляет соединения, повреждает корпус и внутренние компоненты.
3. Полный цикл заряда-разряда. Не следует допускать полной разрядки аккумулятора. Повторяющиеся циклы полной разрядки и полной зарядки аккумулятора ведут к потери активных веществ с положительной пластины и снижает срок эксплуатации аккумулятора.
4. Коррозия. Пары электролита и конденсат от выделения газа из электролита приводит к коррозии выводов аккумулятора, клемм и соединений. Коррозия увеличивает электрическое сопротивление, создает утечку тока и снижает эффективность зарядки.
5. Чрезмерная зарядка. При чрезмерной зарядке образуются пузырьки газов и аккумулятор может «вскипеть». Газообразование снижает количество активных веществ в пластинах и способствует быстрому расходу воды. При это выделяется тепло, которое деформирует пластины.
6. Высокая температура. Тепло от чрезмерной зарядки или от двигателя уменьшает рабочий срок аккумулятора.
Аккумуляторные батареи — виды и их особенности
Большинство современных устройств работает на аккумуляторах. Это позволяет решать задачи без привязки к розетке, существенно повысить функциональность разнообразной техники, требующей в работе энергии.
Аккумуляторные батареи предназначены для накопления, хранения и отдачи энергии.
Что такое АКБ
Аккумуляторная батарея – источник постоянного тока, предназначенный для накопления, хранения, отдачи энергии. Работа большинства АКБ в основана на циклической химической реакции, что позволяет перезаряжать источник питания несколько сотен раз.
Принцип работы аккумулятора был найден Алессандро Вольтом, который ещё в 1800 году опустил две пластины из меди и цинка в кислоту, доказав таким образом, что по соединяющей их проволоке способен протекать ток. Открытие нашло своё применение, даже через 200 лет батареи нового типа используют данный принцип.
Особенности конструкции
Ранее все аккумуляторы производились по единому принципу, по строению были похожи на автомобильные, где катоды и аноды покрыты кислотой, размещены в банках, последовательно соединённых в единую цепь. Уменьшение размеров портативных устройств потребовало разработки новой технологии, чтобы в компактном корпусе уместить не только высокотехнологичную начинку, но и ёмкий аккумулятор, полностью удовлетворяющий энергопотребностям гаджетов. Новые технологии предполагают отказ от кислоты в пользу гелеобразной жидкости, покрытие катодов алюминием, анодов – медной фольгой. В результате получается компактный источник питания с повышенной ёмкостью.
Для контроля заряда, защиты от короткого замыкания, переразряда, в АКБ устанавливается электронная плата-контроллер. Элементы питания могут подключаться к устройству как стандартно – при помощи двух контактов +/-, так и с применением конвектора – многополюсного соединения (например, применяется в смартфонах).
Принцип работы
Аккумуляторная батарея работает на базе технологии преобразования электрической энергии в химическую. При разряде в банках происходит обратный процесс. Для обеспечения многократной повторной зарядки используется цикличный принцип работы.
В процессе химической реакции активная масса катодов и анодов вступает в хим. Реакцию с электролитом. В результате отдачи энергии изменяется соотношение дистиллированной воды и сульфата свинца, снижается плотность электролита.
Для восстановления нормальной плотности, а соответственно и ёмкости, АКБ необходимо подключить к источнику питания (зарядное устройство, генератор). Подача напряжения синтезирует сульфат свинца и воду в серную кислоту, двуокись свинца и свинец.
Принцип работы АКБ.
Для бытовых устройств, инструмента в продаже предлагается несколько типов АКБ, они отличаются по используемому в банках материалу:
Никель-кадмиевые
Перезаряжаемый источник питания способен выдержать несколько сотен зарядов-разрядов, устойчив к экстремальным температурам, имеет большой допустимый ток разряда. Среди достоинств – длительная эксплуатация и цена. При этом Ni-Cd обладает низкой ёмкостью, быстро саморазряжается. Основная область применения: авиация, электрокары, суда, бытовые приборы.
Никель-кадмиевые аккумуляторы обладают «эффектом памяти» – со временем полезная ёмкость снижается, для сброса требуется полная разрядка с последующей зарядкой пониженным током. АКБ чувствительны к качеству используемого зарядного устройства.
Литий-ионные
Долгое время у учёных не получалось создать безопасный аккумулятор. Только в 1992 году появились первые безопасные образцы. Li-Ion-батарея обладает высокой плотностью, поэтому при аналогичных размерах, имеет в 2-4 раза большую ёмкость, чем свинцово-кислотные аналоги. Ещё одно преимущество – скорость зарядки. Используя штатное зарядное устройство можно полностью восполнить ёмкость за 1-2 часа.
Литий-ионные аккумуляторы востребованы в компактных, высокотехнологичных приборах, устройствах: смартфонах, ноутбуках, радиостанциях. Размеры, цена, безопасная эксплуатация сделали Li-Ion-батареи популярными и у производителей, и у потребителей.
Литий-полимерные
В химической реакции вместо жидкости используется полимерный электролит, занимающий значительно меньше места. Отсутствие жидкости или геля позволяет создавать батареи любой формы. Основная проблема – плохая проводимость при комнатной температуре. Поэтому для нормальной работы таких батарей производители добавляют немного геля, повышая проводимость тока. Данная технология пока только входит в массы. Текущая проблема – высокая себестоимость, не позволяющая устанавливать такие АКБ на недорогих гаджетах.
Области применения
Аккумуляторы используют фактически во всех сферах. Рассматривая области использования с привязкой по типу аккумуляторной батареи, выстраивается следующая классификация:
В продаже представлены десятки типов аккумуляторных батарей с разными характеристиками. Каждая оптимизирована для определённых задач, обеспечения питания с различной интенсивностью.
Основные правила эксплуатации
Аккумуляторы чувствительны к критическим температурам. По мере снижения падает ёмкость. Если температура упадёт ниже критической, технологическая жидкость в банках может замёрзнуть, что может привести к разрушению пластин, механическим повреждениям корпуса. Перегрев аккумуляторных батарей также негативно влияет на потребительские характеристики, может привести к взрыву, воспламенению.
Зарядка
Правила зарядки зависят от типа АКБ, определяются производителям. Чтобы гарантировать безопасную эксплуатацию, рекомендуется использоваться фирменные зарядные устройства. При покупке сторонних аналогов следует смотреть на параметры сменного блока питания. Несоблюдение полярности, мощности, напряжения может привести не только к быстрому выходу батареи из строя, но и к возгоранию взрыву.
Зарядное устройство для автомобильной АКБ.
Хранение
Правила хранения аккумуляторных батарей отличаются от типа. Если АКБ длительное время не используется, его рекомендуется полностью зарядить, перенести в помещение, где поддерживается комнатная температура, нормальная влажность. Если источник питания не используется более полугода, его следует подзарядить, восстановив нормальную кислотность внутри банок. Необходимо помнить, что даже соблюдение рекомендаций производителя, не сохранит 100%-состояние – деградация пластин, саморазряд будут происходить в любом случае.
Утилизация
И аккумулятор в машине, и обычная многоразовая батарейка, используемая в быту содержат набор токсичных тяжёлых металлов, способных нанести серьёзный урон окружающей среде. Правила утилизации, как правило, указаны, на упаковочном блистере. Во всех странах, независимо от вида аккумулятора, запрещено выбрасывать АКБ вместе с обычным мусором. Выброшенный ИП попадает на мусорный полигон, в результате разложения свинец, соли, другие вредные металлы, примеси попадут в землю, что негативно отразится на окружающей природе.
Среди способов утилизации:
Точки по приёму отработанных аккумуляторов расположены как в городах, так и небольших посёлках.
Аккумулятор – одно из величайших изобретений, позволившее отвязать электронику, другую технику от стационарного источника питания, сделав людей мобильней. Покупателям доступны десятки видов АКБ: от миниатюрных, для работы часов, до гигантских, способных питать дома, и даже кварталы.