Bil batteri

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 juni 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Ett bilbatteri (närmare bestämt ett bilbatteri [förkortat bilbatteri]) är en typ av elektriskt batteri som används i bilar eller motorcyklar. Den används som en extra elkälla i ombordnätet när motorn inte är igång och för att starta motorn.

Inom elektriska transporter är det inte en extra energikälla, utan den viktigaste. Sådana batterier kallas dragkraft .

Nyckelfunktioner

Längre fram i texten betraktas endast ett blybatteri, eftersom om batteriet inte är dragkraft, kommer detta att användas oftare som ett "bil-(start)batteri". Bly-syrabatterier har den unika förmågan att automatiskt stoppa laddningen och en kraftig ökning av spänningen, samt ett kraftigt fall i laddningsströmmen, när de är fulladdade. Samtidigt är det också möjligt att använda samma litiumjon- eller litium-järnfosfatbatterier , men på grund av det faktum att de kräver en extra elektronisk krets för att övervaka deras tillstånd, höga kostnader, används de mindre ofta [ 1] [2] [3] .

Även lätta lastbilar, skåpbilar och personbilar med dieselmotorer använder 12 volts batterier.

Batteriets tomgångsspänning ( spänning med borttagna poler ) kan relateras till den ungefärliga laddningsnivån. Om batteriet sitter på fordonet mäts " no load voltage " när motorn är avstängd och belastningen är helt bortkopplad (polerna borttagna).

Laddningsgraden utvärderas på ett batteri frånkopplat från belastningen efter minst 6 timmars vila och vid rumstemperatur. Vid annan temperatur än rumstemperatur tillämpas en temperaturkorrigering. I genomsnitt tror man att en temperatursänkning på 1 ° C från rumstemperatur minskar kapaciteten med cirka 1%, så vid -30 ° C kommer kapaciteten för ett bilbatteri att vara ungefär hälften av den vid +20 ° C.

Spänning utan belastning
vid T = 26,7 °C
Ungefärlig
avgift
Elektrolytdensitet
vid T = 26,7 °C
12 V 6 V
12,70 V 6,32 V 100 % 1,265 g/cm³
12.35 V 6,22V 75 % 1,225 g/cm³
12,10V 6,12V femtio % 1,190 g/cm³
11,95 V 6,03 V 25 % 1,155 g/cm³
11,70 V 6,00 V 0 % 1,120 g/cm³
Obelastningsspänningen beror också på temperaturen och på elektrolytens densitet när den är fulladdad. Det bör noteras att elektrolytens densitet vid samma laddningsnivå i sin tur också beror på temperaturen (omvänt förhållande).

En egenskap hos batterier är en minskning av urladdningstiden med en ökning av urladdningsströmmar. Urladdningstidens beroende av urladdningsströmmen ligger nära en effektlag. I synnerhet formeln för den tyske forskaren Peikert är utbredd , som fann att: . Här  är batteriets kapacitet, och  är Peukert-talet, som är en exponent som är konstant för ett givet batteri eller batterityp. För blybatterier varierar Peukert-talet vanligtvis från 1,15 till 1,35. Värdet på konstanten på vänster sida av ekvationen kan bestämmas från batteriets nominella kapacitet. Sedan, efter flera transformationer, får vi formeln för den faktiska batterikapaciteten vid en godtycklig urladdningsström :

.

Här  är batteriets nominella kapacitet, och  är den nominella urladdningsström som den nominella kapaciteten är inställd på (vanligtvis strömmen för en 20-timmars eller 10-timmars urladdningscykel).

Batterikapacitet väljs som regel baserat på motorns arbetsvolym (större volym - mer startkraft - större batterikapacitet), dess typ (för dieselmotorer bör kapaciteten på bilbatteriet vara större än för bensinmotorer med samma cylindervolym) och driftsförhållanden (för områden med kallt klimat ökas kapaciteten, på grund av en minskning av batteriets kapacitet vid låga temperaturer och svårigheter att starta motorn med en startmotor på grund av förtjockning av oljan ).

Laddnings-/urladdningscykeln

Ett bilbatteri innehåller kemikalier som, när de interagerar, producerar en elektrisk ström. Två olika metaller placeras i en sur miljö som kallas en elektrolyt. Det finns ett flöde av elektroner och elektroner från en grupp av plattor passerar in i en annan.

Batteriet är laddat

Ett fulladdat batteri innehåller en negativ blysvamp (Pb) platta - katod , en positiv blydioxid (PbO 2 ) platta - anod och en elektrolyt från en lösning av svavelsyra (H 2 SO 4 ) och vatten (H 2 O) .

Batteriet börjar ta slut

När batteriet är urladdat reduceras blydioxiden vid katoden och blyet oxideras vid anoden. Metallerna i båda plattorna reagerar med SO 4 , vilket resulterar i bildning av blysulfat (PbSO 4 ). Väte (H 2 ) från svavelsyra reagerar med syre (O 2 ) från den positiva plattan och bildar vatten (H 2 O). Detta förbrukar svavelsyra och producerar vatten. Korrekt laddning avgör till stor del batteriets livslängd. [7]

Svagt batteri

I ett helt urladdat batteri är båda plattorna belagda med blysulfat (PbSO 4 ), och elektrolyten späds till stor del med vatten (H 2 O).

Batteriet laddas

Processen är motsatsen till urladdning.

Sulfatet (SO 4 ) lämnar plattorna och kombineras med väte (H 2 ) för att bli svavelsyra (H 2 SO 4 ). Fritt syre (O 2 ) kombineras med bly (Pb) på den positiva plattan för att bilda blydioxid (PbO 2 ). När batteriet närmar sig full laddning bildas väte på de negativa plattorna och syre bildas på de positiva plattorna, gasning uppstår. Den utströmmande gasen är explosiv .

Typer av bilbatterier

Strömförsörjning av ett elfordon ( "Hotzenblitz" ) med hjälp av 14 NiMH- batterier med en spänning på 12 V och en kapacitet på 78 Ah, var och en bestående av 10 prismatiska batterier med en spänning på 1,2 V
Batterityp

Huvudsakligen används blysyratypen . Själva batteriet består av 6 batterier (burkar), var och en med en nominell spänning på ca 2,2 volt, seriekopplade till ett batteri. Den vanliga elektrolyten är en blandning av destillerat vatten och svavelsyra med en densitet i intervallet 1,23-1,31 g/cm³ (ju större densitet elektrolyten har, desto frostbeständigare är batteriet), men nu finns bilbatterier byggda på basis av AGM -teknik (Absorbent Glass Mat ), elektrolyten i vilken absorberas i glasfibern[ specificera ] , såväl som den så kallade . gelbatterier, där elektrolyten förtjockas till ett gelliknande tillstånd med silikagel (tekniken kallas GEL).

Mått

Det hände så att när man utvecklade en ny typ eller till och med ett märke av bilutrustning, var det ofta nödvändigt att utveckla ett nytt bilbatteri för det. I framtiden har tillverkare utvecklat ett stort utbud av olika batterier som skiljer sig markant i storlek och elektriska egenskaper. För tunga lastbilar och specialfordon med 24-volts ombordnät används två identiska 12-voltsbatterier kopplade i serie eller ett 24-voltsbatteri (sällan).

Det finns för närvarande flera batteriformfaktorer . Batterier för japanska och europeiska marknader kan variera i storlek.

Polaritet

"omvänd" eller "direkt". Bestämmer placeringen av elektroderna på bilbatterihöljet. Inrikesbilar kännetecknas av direkt polaritet, där den positiva polen är till vänster och den negativa polen är till höger, med batteriet i positionen "uttag närmare dig". Det är ofta omöjligt att installera någon annans batteri, till exempel ett "europeiskt" på en japansk bil. Ledningarna kan behöva förlängas.

Terminal diameter

I Euro-typ - typ 1  - 19,5 mm "positiv" terminal och 17,9 mm "negativ" terminal. Typ Asia - Typ 3  - 12,7 mm vid den "positiva" terminalen, - och 11,1 mm vid "minus" terminalen [8] . "Caps" produceras - adaptrar från tunna terminaler till tjocka.

Monteringstyp

I ett speciellt fordon kan en av typerna av fastsättning av ett bilbatteri implementeras - topp eller botten. I vissa fordon kanske inte strukturen för att säkra batteriet finns. Beteckningar för bottenmonteringstyper är följande: B00, B01, B03, B13.

Behov av underhåll

Enligt denna princip klassificeras bilbatterier i två typer: servade (och, som deras underkategori, lågt underhåll) och underhållsfria (i GOST-texten betecknas de som underhållsfria). Batterier som är enkla i design kräver regelbunden övervakning av elektrolytens tillstånd och regelbunden uppladdning med hjälp av en speciell teknik med en stationär laddare. I industriföretag för vård av bilbatterier finns specialutbildade personer (batteriarbetare) samt laddstationer.

Däremot "underhållsfria" bilbatterier - det betyder inte att ett sådant batteri inte behöver skötas alls. Som regel har ett underhållsfritt batteri en inbyggd hydrometerindikator , vars färg bestämmer elektrolytens densitet - ett grönt bälte vid normal densitet, rött eller vitt - vid låg (batteriet måste bytas ut). Det är också nödvändigt att regelbundet övervaka elektrolytnivån enligt märkena på höljet. På alla bilbatterier, för att undvika skador på batterifacket av syra, är det nödvändigt att kontrollera tätheten i höljet, påfyllningspluggarna och dräneringshålens renhet, och om tecken på elektrolyt uppstår, eliminera läckan och noggrant skölj höljet och facket på bilbatteriet med en neutraliserande alkalisk sammansättning. Det är också nödvändigt att regelbundet noggrant rengöra och smörja terminalerna med litiumfett för att undvika deras elektrokorrosiva förstörelse.

Intressanta fakta

Se även

Anteckningar

  1. Litiumjonbatterier: varför de inte sätts på bilar Arkivkopia daterad 15 februari 2019 på Wayback Machine // Artikel daterad 2017-12-10 B. Ignashin. Publicerad i nr 10 (57) i tidskriften "Engine" för 2017 (s. 44-47).
  2. Lithium-Ion Future: New Generation Batteries Arkivexemplar daterad 15 februari 2019 på Wayback Machine // 2008-06-19 V. Sannikov. Publicerad i nr 7 (69) av Popular Mechanics , 2008.
  3. 7 viktiga frågor (och svar) om batterier Arkiverad 15 februari 2019 på Wayback Machine // 2018-12-24 M. Kolodochkin. Artikel i nätupplagan " Bakom ratten "
  4. Kashtanov, 1983 , sid. 176.
  5. Järnvägstransport. - 2011. Nr 12. - c.35. (inte tillgänglig länk) . Tillträdesdatum: 15 december 2015. Arkiverad från originalet 22 december 2015. 
  6. Kashtanov, 1983 , sid. 21–23.
  7. Instruktioner om hur man laddar ett bilbatteri korrekt utan att ta bort batteriet (video) . autoclema.com. Hämtad 11 april 2018. Arkiverad från originalet 12 april 2018.
  8. terminaler - Typ 1 har en europeisk standard; terminaler i ASIA-serien - Typ 3 - tunnare än den europeiska standarden. . Hämtad 13 mars 2011. Arkiverad från originalet 22 maj 2011.
  9. Översikt över information om "kalcium"-batterier från olika källor. . Hämtad 24 november 2020. Arkiverad från originalet 23 juni 2020.
  10. Mikhail Kolodochkin: "Batterier: är det möjligt att installera ett batteri med större kapacitet än standard på en bil?" Arkiverad 10 mars 2013 på Wayback Machine . " Bakom ratten ", 20.02.2013

Litteratur

Standarder i Ryska federationen

I Ryssland ställs ett antal lagstadgade krav på bilbatterier och batterier, i synnerhet gäller ett antal GOST :

Allmän Enligt blysyra För nickelmetallhydrid För nickel-kadmium Med litiumjon

Länkar