Как устроен автомобильный аккумулятор

Автомобильный аккумулятор служит источником питания для электрических систем машины, таких как зажигание, стартер, система зажигания, освещение и другие электроприборы.

Располагается в специальном месте, обычно под капотом, в двигательном отсеке. Устанавливается на платформу или в раме и крепится специальными зажимами. Внешний вид аккумулятора представляет собой прямоугольный или квадратный блок, изготовленный из пластмассы, внутри которого находятся положительные и отрицательные пластины (электроды) из свинца или свинцового сплава.

Из каких частей состоит

Аккумулятор состоит из нескольких частей, каждая из которых имеет свою роль и функциональное значение:

• Корпус и крышка - это внешние защитные элементы, которые окружают и защищают все внутренние компоненты аккумулятора. Корпус обычно выполнен из пластика, металла или других материалов с высокой прочностью, а крышка предназначена для обеспечения герметичности.

• Полюсные выводы – это контактные элементы, которые используются для подключения аккумулятора к электронному устройству или зарядному устройству. Они обычно представляют собой металлические штыри или контактные площадки.

• Аккумуляторная батарея – это основной элемент, который содержит и хранит электрическую энергию. Она состоит из одного или нескольких электрических аккумуляторов, соединенных параллельно или последовательно, чтобы достигнуть необходимого показателя напряжения и емкости.

• Борны – это металлические пластины или полосы, которые служат проводниками для электрического тока в аккумуляторной батарее. Они выполнены из материала с хорошей электропроводностью, например, свинца или свинцового сплава.

• Перегородки для разделения блоков аккумулятора – это пластиковые или стеклянные преграды, которые разделяют борны между собой внутри аккумуляторной батареи. Они предотвращают короткое замыкание и электронный контакт между разными блоками аккумулятора.

• Полюсные мосты – это проводники, которые соединяют полюсные выводы аккумуляторной батареи между собой. Они позволяют передавать электрический ток от одного блока к другому.

• Блоки (банки) – это основные модули аккумуляторной батареи, состоящие из борн, перегородок, электролита и активных материалов. Каждый блок имеет свою емкость и способность хранить энергию. Они могут быть соединены параллельно или последовательно для достижения требуемых параметров. Состав блоков включает пластины из свинцового сплава, которые являются активными материалами. Они покрыты пористым слоем активного материала, таким как оксид свинца, и погружены в электролит, который обеспечивает проводимость и химические реакции внутри аккумулятора. Обычно в качестве электролита используется раствор серной кислоты или другой химической смеси.

Изучение строения и принципов работы аккумулятора помогает более глубоко понять его принципы и особенности.

Принцип работы аккумуляторной батареи

Он основан на электрохимических реакциях, происходящих внутри батареи. Когда аккумуляторная батарея разряжена, происходит окислительно-восстановительная реакция между анодом и катодом, где электроны переносятся из анода в катод через электролит. Это создает разность потенциалов между анодом и катодом. При зарядке аккумулятора процесс реверсируется: электрическая энергия, подаваемая на батарею, принуждает окислительные и восстановительные процессы протекать в обратном направлении. Анод становится местом, где происходит восстановление соединений, а катод – их окисление. Таким образом, электрохимические реакции в аккумуляторе "обратны" реакциям при разрядке.

Зарядка, хранение и зависимость от температуры

Зарядка производится с помощью зарядного устройства, которое подключается к источнику питания. Правильная зарядка аккумулятора играет важную роль в его долговечности. Один из факторов, который следует учитывать при зарядке аккумулятора - это температура окружающей среды.

Если температура ниже некоторого определенного значения (обычно около 0°C), то зарядка может быть затруднена из-за снижения электрической проводимости внутри аккумулятора. Если температура, наоборот, слишком высока, это может привести к увеличению процесса саморазряда аккумулятора и его износу и, как следствие, обращению в автосервис.

Правильное хранение является важным аспектом работы. Температура окружающей среды также влияет и на процесс саморазряда аккумулятора во время его хранения. Высокие температуры приводят к увеличению саморазряда, что сокращает срок службы. При низких температурах аккумулятор может выдерживать холодный запуск, но его емкость может снизиться.

Зарядка, хранение и состояние аккумулятора тесно связаны с температурой окружающей среды. Для правильной работы устройства следует учитывать оптимальные условия зарядки и хранения, а также предотвращать перегрев и переохлаждение аккумулятора. Это гарантирует его долговечность и эффективность использования.

Обслуживаемые и необслуживаемые аккумуляторы

Обслуживаемые аккумуляторы, как следует из названия, требуют регулярного обслуживания для поддержания своей работоспособности. Они обычно имеют отверстия для проверки и добавления электролита. Состоит из контейнера, сепаратора, пластин и электролита. Электролит, который обычно представляет собой смесь серной кислоты и дистиллированной воды, необходим для проведения химической реакции, которая заряжает аккумулятор.

Для того чтобы обслуживать аккумулятор, необходимо периодически проверять его уровень электролита и, при необходимости, доливать дистиллированную воду. Также следует следить за состоянием контейнера и пластин, чтобы не допустить коррозии и повреждений. В случае неисправности или неправильной работы, обслуживаемые модели могут быть отремонтированы или перезаряжены.

Необслуживаемые аккумуляторы, в свою очередь, требуют гораздо меньше внимания со стороны пользователя. Главное их преимущество заключается в надежности и длительном сроке службы. Они поддерживают устойчивое напряжение и не требуют дополнительных действий.

Необслуживаемые аккумуляторы обычно состоят из литий-ионных или литий-полимерных элементов, которые обеспечивают высокую плотность энергии. Они имеют встроенные микропроцессоры, которые контролируют и оптимизируют их работу. Такие аккумуляторы обычно нельзя разобрать или ремонтировать, и в случае неисправности их следует заменить новыми.

Виды аккумуляторов

Каждый тип аккумулятора имеет свои особенности и применяется в зависимости от требований и условий эксплуатации:

• Аккумуляторы с жидким электролитом (АКБ). Они наиболее распространены и широко применяются как в автомобильной, так и в гражданской сфере. АКБ с жидким электролитом состоят из свинцовых пластин, которые обеспечивают запас энергии. Они имеют открытый корпус, что позволяет контролировать уровень электролита и заполнять батарею при необходимости.

• EFB аккумуляторы. Они были разработаны для автомобилей с системой старта-стоп, где двигатель автоматически выключается при остановке и снова запускается при движении. EFB аккумуляторы обладают усиленной конструкцией, за счет применения специальных пластин и электролита. Это позволяет им лучше выдерживать повышенные нагрузки и повышенное количество циклов зарядки-разрядки.

• AGM аккумуляторы. Являются вариантом герметичных аккумуляторов с применением стеклотканевого материала, который впитывает и удерживает электролит. Это делает их устойчивыми к переворачиванию и позволяет использовать в тяжелых условиях, таких как повышенные вибрации, высокие температуры и интенсивные нагрузки.

• Гелевые аккумуляторы. Оснащены гелевым электролитом, который представляет собой густую пасту. Он защищен от протекания и обеспечивает устойчивость аккумулятора к вибрациям и повышенным нагрузкам. Это делает гелевые аккумуляторы эффективными в использовании в системах безопасности, альтернативной энергии и глубокого циклического использования, таких как солнечные батареи и электрические транспортные средства.

Знание и понимание разных видов аккумуляторов поможет правильно подобрать и эффективно использовать источники энергии в различных ситуациях.




Обслуживание и уход за АКБ

Именно АКБ обеспечивает питание электрооборудования автомобиля и пуск двигателя. Поэтому крайне важно знать и выполнять основные аспекты обслуживания и ухода за аккумуляторной батареей, а именно:.

• проверка уровня заряда; 

• устранение коррозии на контактах; 

• подзарядка АКБ; 

• проверка уровня электролита (в случае обслуживаемых моделей); 

• замена АКБ - при достижении определенного возраста или при появлении критических проблем;

• защита от перезарядки и глубокого разряда - некоторые модели обладают такими функциями, это позволяет продлить их срок службы и предотвратить поломки. 

Все эти рекомендации необходимы для сохранения эффективной работы аккумулятора и обеспечения надежной работы автомобиля.