Что находится внутри аккумулятора автомобиля

Далеко не все владельцы транспортных средств понимают, как работает аккумулятор в машине. Но, большинство из них знает, что без качественной и заряженной АКБ завести двигатель автомобиля не получится, особенно в условиях отрицательных температур. Батарея выдает начальный электрический ток, за счет которого стартер вращает коленвал силового агрегата. После запуска двигателя необходимую энергию начинает вырабатывать генератор.

Назначение аккумуляторной батареи автомобиля

Бесперебойная работа аккумулятора автомобиля является обязательным условием эффективной эксплуатации транспортного средства. Каждый собственник авто должен следить за состоянием источника питания, своевременно производить его зарядку и замену при необходимости.

На современных автомобилях АКБ выполняет следующие функции:

Существует несколько разновидностей автомобильных батарей, отличающихся конструкцией, материалами, размерами, техническими характеристиками. Принцип действия и назначение всех элементов питания идентичное.

Устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля

Традиционный свинцовый аккумулятор имеет пластиковый корпус, внутри которого размещено 6 батарей. Каждый элемент выдает выходное напряжение 2 Вольта, что в сумме дает 12 Вольт. Внутри каждого элемента расположены пластины из свинца, обработанные химически активным веществом. Мелкопористый свинец и двуокись свинца наносятся на отрицательные и положительные пластины соответственно.

Принцип работы аккумуляторной батареи автомобиля заключается в активации и протекании химической реакции при подаче на АКБ нагрузки. Электролит и активное вещество взаимодействуют между собой, в результате чего вырабатывается электрический ток. Побочный эффект химической реакции – выпадение в осадок сульфата свинца и постепенное истощение электролита. По этой причине длительный забор энергии аккумуляторной батареи приводит к ее истощению.

Если двигатель автомобиля запущен, транспортное средство в движении, химическая реакция происходит в обратном направлении. Восстанавливается способность АКБ выдавать ток. При длительном движении авто аккумулятор набирает полную емкость и функционирует без сбоев.

Что внутри аккумулятора автомобиля

Если устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля у многих автовладельцев не вызывает особых вопросов, то и присутствует понимание необходимости периодической профилактики и подзарядки АКБ. Каждая батарея, вне зависимости от производителя и модели. Является достаточно сложным устройством, в состав которого входят следующие элементы:

Подобная конструкция и состав являются типовыми для разных видов аккумуляторных батарей. Существуют обслуживаемые и необслуживаемые модели. Изделия второго типа не предполагают возможности доливки электролита, не требуют обслуживания на всем сроке эксплуатации.

Особенности конструкции современных аккумуляторов

Длительная и безотказная работа АКБ автомобиля возможна при использовании качественных батарей и своевременной профилактики устройств. Современные модели аккумуляторов имеют длительный срок эксплуатации за счет особенностей конструкции. В зависимости от типа, марки и модели АКБ, производители могут использовать следующие технические решения:

Существуют и другие особенности современных аккумуляторов. Технологии постоянно развиваются. Производители вносят инновационные идеи, позволяющие улучшить качество продукции.

Корпус и крышка

Одними из основных элементов каждой аккумуляторной батареи являются корпус и крышка. Данные модули выполнены из прочного, химически устойчивого пластика, выдерживающего перепады температуры и влажности. Материал нейтрален к воздействию кислоты, сохраняет прочность и герметичность в течение всего времени использования АКБ.

Пластины

В каждом аккумуляторе есть набор отрицательных и положительных пластин которые называются катод и анод соответственно. Отрицательная пластина выполнена из губчатого свинца, положительная из диоксида свинца и является пористой.

Добавление в свинец дополнительных материалов позволяет исключить быструю разрядку АКБ. Такие элементы замедляют процесс сульфации и позволяют поднять емкость АКБ на 70 процентов. Современные модели батарей выполнены с использованием чистого свинца, очищенного от примесей. За такой особенности удается поднять мощность отдаваемый пусковой ток.

Электролит

Залитый в каждый аккумулятор электролит представляет собой смесь, состоящую на 35 процентов из серной кислоты и на 65 процентов из дистиллированной воды. Высокая плотность электролита позволяет исключить замерзание АКБ при сильных морозах. Чем выше этот показатель, тем более качественным является аккумулятор.

Сепаратор

Для разделения пластин, исключения их контакта между собой, в состав каждого аккумулятора входят сепараторы. Данные элементы выполнены из химически нейтрального пластика, ревертэкса или эбонита. Сепаратор отделяет отрицательные пластины от положительных.

Микроволокно используется для изготовления сепараторов для современны моделей АКБ. Такой материал является высокотехнологичным, выполняет функцию удержания электролита внутри батареи. Пластины завернуты в микроволокно и плотно составлены в АКБ.

Клеммы и пробки

Имеющиеся на каждом аккумуляторе клеммы выполнены из свинца. К положительной и отрицательной клеммам присоединяются контакты электрической сети транспортного средства. Если аккумулятор предполагает обслуживание в процессе эксплуатации, на его крышке размещены заливные пробки по количеству банок. Эти пробки можно выкрутить, замерить уровень электролита, долить дистиллированную воду.

Принцип работы АКБ автомобиля

Каждый аккумулятор работает за счет непрерывной химической реакции, происходящей между пластинами. При разрядке АКБ на катоде восстанавливается диоксид свинца, на аноде происходит окисление свинца. За счет сульфатации из кислоты выделяется водород, который вступает в реакцию с кислородом с анода. В результате химической реакции вырабатывается электрическая энергия.

Процесс зарядки предполагает восстановление серной кислоты, образование диоксида свинца. Увеличивается плотность электролита и емкость аккумуляторной батареи. Постоянные процессы зарядки и разрядки аккумулятор происходят весь срок его эксплуатации. От владельца требуется следить за уровнем электролита.

Виды аккумуляторов для автомобилей

Все представленные на рынке АКБ делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Изделия, указанные первыми, комплектуются пробками для проверки уровня и заливки жидкости. Необслуживаемые модели не требуют профилактики при использовании.

АКБ с жидким электролитом

Модели АКБ с жидким электролитом рассчитаны на 3-5 лет эксплуатации. Для продления срока службы желательно периодически проверять уровень электролита и доливать жидкость при необходимости. Такие батареи наиболее востребованные на рынке.

EFB аккумуляторы

Аккумуляторы, выполненные по технологии EFB, комплектуются пластинами, завернутыми в микроволокно. Площадь контакта с пластинами увеличена, что делает емкость и мощность более высокими. Такие АКБ не обслуживаются, срок их эксплуатации составляет 4-5 лет.

AGM

В конструкцию АКБ, выполненных по технологии AGM, входят газоотводные клапаны. Между пластинами размещается волокно с электролитом в порах. Процесс сульфатации в таких батареях проходит очень медленно. Срок службы таких аккумуляторов достигает 10 лет, но и стоимость изделий достаточно высокая.

Гелевые АКБ

В аккумуляторах данного типа электролит достаточно густой из-за наличия присадок. Жидкость выполняет также функции сепаратора. Такие батареи сохраняют технические характеристики в течение 10 лет, но стоят в несколько раз дороже стандартных моделей. К минусам АЛБ относится чувствительность к короткому замыканию.

Каждый тип АКБ имеет свои достоинства и недостатки. При выборе необходимо сравнивать технические характеристики, стоимость, условия эксплуатации и другие параметры изделий.

Аккумулятор – что внутри и как работает

24.10.2022 12:03:56

Автомобильная батарея — это источник электроэнергии постоянного тока, которую она не производит сама, а хранит в виде химической энергии. В автомобиле аккумулятор используется для питания электрических устройств при выключенном двигателе внутреннего сгорания. Электрическая энергия аккумуляторной батареи, потребляемая при стоянке автомобиля или запуске двигателя, восполняется во время движения от генератора переменного тока, процессы потребления и восполнения электроэнергии периодически повторяются.

Все более технологичные автомобили с увеличением количества современного электрооборудования вынуждают производителей аккумуляторов производить все более надежные источники энергии. Современные АКБ должны иметь увеличенный срок службы и быть полностью необслуживаемыми, а также иметь высокий пусковой ток и быть устойчивыми к влиянию высоких температур в моторном отсеке, а также к низким температурам зимой. Как работают аккумуляторы для машины — рассказывают специалисты компании АКБ Мастер.

Устройство автомобильного аккумулятора – общие принципы

Стандартный автомобильный аккумулятор представляет собой набор из 6 независимых элементов, замкнутых в отдельные ячейки внутри корпуса (специалисты называют ячейками) с напряжением около 2,1В каждая, соединенных последовательно, что должно давать 12,6В.

Отдельный аккумуляторный элемент состоит из положительных и отрицательных пластин, расположенных поочередно в виде сетки, ячейки которой заполнены активной массой. Расстояние между пластинами должно быть достаточно большим, чтобы вместить разделители и предотвратить механическое короткое замыкание. Обе пластины погружены в электролит, т.е. раствор серной кислоты (в жидкой или гелеобразной форме). Следует отметить, что в случае аккумуляторов AGM электролитом также может быть пропитанный мат из стекловолокна (Absorbent Matt Glass).

Два основных технических параметра АКБ помимо напряжения (в большинстве легковых автомобилей установлена установка на 12 вольт, в случае грузовиков установка на 24 вольта, и тогда две 12-вольтовые батареи должны быть соединены вместе):

• Емкость — выражается в ампер-часах (Ач). Это количество электроэнергии, которое батарея способна отдать при соответствующих условиях тока. Емкость аккумулятора зависит от площади поверхности пластин в аккумуляторе. Чем их больше, чем больше площадь их поверхности, тем больше емкость АКБ.
• Пусковой ток, выраженный в амперах (А), также называемый холодным током. Его размер определяется напряжением на ячейке, которое при -18 градусах С должно указывать: потенциал 1,4 В при разряде в течение 30 секунд и потенциал 1,0 В при разряде в течение 180 секунд. Чем больше пусковой ток, тем «сильнее» батарея.

В зависимости от типа транспортного средства используются АКБ с соответствующими емкостями и значениями пускового тока. Например, для дизельных автомобилей рекомендуются аккумуляторы с более высоким пусковым током из-за более высокой степени сжатия.

Что касается мощности, то она должна быть тем больше, чем больше у нас в машине потребителей электроэнергии. Тем не менее, это следует проконсультироваться со специалистом, потому что, если наш автомобиль имеет генератор с эффективностью, не адаптированной к аккумулятору большей емкости, существует риск того, что генератор не сможет зарядить АКБ во время движения и, как следствие, он будет постоянно недозаряжаться.

Аккумуляторная батарея и температурный режим

Низкие температуры неблагоприятны для работы аккумуляторов . Полнофункциональная батарея со 100% емкостью при 25°С, 80% емкостью при 0°С и только 60% при 25°С. Если батарея уже частично разряжена, ее электрическая емкость будет еще ниже при низких температурах.

То же самое относится и к пусковому току, значение которого также уменьшается при понижении температуры. Сообщается, что при -18°C пусковая емкость аккумулятора составляет 50% от таковой при 20°C. При этом потребность двигателя в этой мощности возрастает именно при низких температурах

Устройство свинцовой аккумуляторной батареи

Аккумулятор состоит из нескольких последовательно соединенных элементов, погруженных в разбавленную серную кислоту (H2SO4). Внешние элементы АКБ имеют выводы с соблюдением полярности для подключения к электрической цепи. Основной принцип схемы – положительное звено ведет к положительному полюсу, отрицательное – к отрицательному полюсу.

Количество ячеек зависит от того, какое напряжение должно быть получено в конечной фазе. 6-вольтовый состоит из 3 последовательно соединенных ячеек, и 12-вольтовый, состоит из 6 последовательно соединенных ячеек. Приведенная выше зависимость обусловлена тем, что одна ячейка способна генерировать напряжение 2,1 В.

• Аккумуляторный блок (корпус) — изготовлен из кислотостойкого материала. В большинстве случаев для его изготовления используется полипропилен. Аккумуляторный блок на 12В состоит из шести элементов, а аккумуляторный блок на 6 В состоит из трех элементов. Каждая ячейка — это отдельная ячейка, она должна быть герметичной, и электролит не может перетекать между ячейками. В нижней части корпуса имеются пороги, на которые опирается набор плит. Между этими порогами могут накапливаться примеси, а также активная масса, стекающая с пластин.
• Крышка (крышка с лабиринтом) – это очень важный элемент корпуса батареи. Его задача – гарантировать герметичность, отводить выделяющиеся при работе АКБ газы и защищать от взрыва. Крышки сервисных аккумуляторов имеют систему вентиляции и пробки, через которые при необходимости можно долить электролит. Крышки необслуживаемых аккумуляторов плотно закрыты и доливка электролита через них отсутствует. Эти крышки имеют специальную лабиринтную систему, препятствующую испарению электролита при интенсивной эксплуатации аккумулятора и вызывающую его конденсацию на элементах.
• Сетка (сетка) – это структурный скелет, поддерживающий активную массу и проводник электрического тока. Он выполняет одну и ту же функцию как в положительных, так и в отрицательных пластинах. Основным составом сплава решетки является свинец. Для улучшения электрических и механических свойств и коррозионной стойкости добавляют алюминий, олово, известь и серебро.
• Положительная пластина АКБ – создается за счет нанесения активной массой из двуокиси свинца (PbO2) на решетку. Имеет оранжевый цвет, в последствии становится коричневой.
• Отрицательная пластина АКБ – создается в процессе нанесения на решетку активной массы из губчатого свинца (Pb). Имеет серый цвет, который не изменяется. Отрицательная пластина тоньше положительной.
• Разделитель – представляет собой прокладку из непроводящего материала, задачей которой является отделение положительной пластины от отрицательной, а также она должна обеспечивать свободное перемещение электролита. Как правило, он изготавливается из пластичного материала с соответствующей пористостью, через который может свободно протекать ток.
• Ячейка аккумулятора – это набор положительных и отрицательных пластин, разделенных сепаратором. Емкость аккумулятора зависит от количества активных масс, а пусковой ток зависит от количества пластин.
• Электролит – это раствор серной кислоты, в который погружены пластины. Электролит проводит электричество между пластинами. Его плотность составляет 1,28 г/см3 при 25oC с правильно заряженным аккумулятором. Уровень электролита в АКБ должен быть на 1,5 см выше верхних краев пластин.

Гелевый аккумулятор — устройство и принцип работы

Одной из самых популярных на рынке сегодня является гелевая батарея, которая превосходит по своей эргономике обычно используемые свинцово-кислотные батареи. Первые гелевые АКБ появились в автомобилях еще в 1960-х годах. В настоящее время данные типы АКБ представляют собой весьма практичные устройства для хранения электроэнергии, отличающиеся высокой герметичностью, благодаря чему их можно безопасно транспортировать практически в любом положении. Их не обязательно размещать только в горизонтальном положении, в отличие от стандартных аккумуляторов, и они не требуют постоянного пополнения электролита, потому что наполненный ими гель не испаряется и не разлагается каким-либо другим образом. Гелевая батарея — это просто устройство, относящееся к так называемым необслуживаемым АКБ. Что нужно знать об устройстве такого оборудования:

• Гель в качестве электролита

В случае гелевых аккумуляторов жидкий электролит заменен высококачественным гелем на основе серной кислоты и кремнезема. Он проводит электричество, а функцию коллекторов выполняют решетки из сурьмы. Эти типы АКБ чаще всего создаются как VRLA (свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном). Свойства и параметры гелевых аккумуляторов определенно превосходят другие доступные в настоящее время конструкции аккумуляторов.

• Преимущества гелевых ячеек

Практически нулевой риск утечки электролита. Свобода сборки — без необходимости устанавливать только в горизонтальном положении. Высокая устойчивость АКБ к ударам и механическим повреждениям. Саморазряд на очень низком уровне. Устойчивость к глубокому разряду. Сохранение свойств, несмотря на множество последовательных зарядов и разрядов

• Гелевый аккумулятор не только для легковых автомобилей

Очень часто гелевые аккумуляторы путают с аккумуляторами типа AGM, которые также относятся к необслуживаемым устройствам. Если вы думаете, что у вас в машине стоит гелевая батарея, то, скорее всего, вы ошибаетесь. Эти устройства не следует использовать для запуска легковых автомобилей, потому что гелевые аккумуляторы показывают малую мощность при подаче высокоэффективного электричества, поэтому для запуска двигателя в автомобиле его просто недостаточно. Чаще всего гелевые элементы используются в двухколесных транспортных средствах, т. е. скутерах, мопедах и т. д. Их также можно встретить в гольф-карах, автодомах, машинах скорой помощи и других транспортных средствах, оснащенных большим количеством электроприборов.

AGM технология – устройство аккумулятора

Суть работы технологии Absorbent Glass Mat, используемой в аккумуляторах, основана на использовании сепараторов из стекловолокна, поглощающих электролит, что в свою очередь выливается в повышение качества цикловой работы. Маты, размещенные между свинцовыми пластинами, отличаются высокой впитывающей способностью, значительно превышающей объем жидкости, содержащейся в аккумуляторе. Это решение влияет на срок службы батареи, увеличивает количество циклов, позволяя многократно заряжать и разряжать элементы без потери рабочих параметров устройства. В этом механизме используется односторонний клапан для сброса избыточного давления внутри аккумулятора, что может привести к протечке корпуса. Стоит добавить, что даже в случае протечки маты из стекловолокна остановят утечку электролита за пределы изоляции аккумулятора.

Особенность конструкции определяет высокую эффективность оборудования, использование технологии AGM гарантирует очень низкое внутреннее сопротивление, что приводит к более короткому времени реакции между электродами и электролитом. Высокий КПД при сохранении небольших размеров позволяет производить установку в труднодоступных местах. Кроме того, впитывающие маты обладают двумя дополнительными преимуществами. Они гарантируют, что низкая температура не вызовет протечки корпуса АКБ из-за изменения объема электролита, а также повышают устойчивость аккумулятора к ударам и вибрациям.

Есть ли минусы у такого устройства? Зарядка AGM аккумуляторов остается проблематичным вопросом, так как требует определенных условий. Целесообразно использовать стабилизаторы напряжения, способные на постоянной основе регулировать уровень электропитания в соответствии с требованиями, указанными производителем. Перезарядка AGM-аккумулятора может отрицательно сказаться на его сроке службы, уменьшив емкость запасенной энергии. Также длительное воздействие низких температур сокращает срок службы AGM батареи.

Если вы планируете покупку новой АКБ, обратитесь к экспертам компании АКБ Мастер, которые детально проконсультируют по конструкционным и эксплуатационным характеристикам оборудования, и помогут подобрать лучший вариант.

АКБ или же аккумуляторная батарея — это неотъемлемая часть электрической системы автомобиля. Она предоставляет энергию, которая нужна для пуска двигателя и питания различных электронных и электрических систем в авто, когда двигатель не запущен. В этом материале подробно расскажем об устройстве АКБ, характеристиках, маркировке и видах.

Зачем аккумулятор в автомобиле

Каждая автомобильная АКБ играет важную роль в функционировании транспортного средства, выполняя следующие действия:

1. Предоставление электроэнергии для старта мотора через стартер.
2. Подпитку автомобиля в случае, если генератор перестанет справляться.
3. Предоставление автономного питания для бортовой сети транспорта.

Важно понимать, как работают аккумуляторы. Каждый из них обладает своей емкостью и зарядом. Во время работы двигателя, генератор берет на себя ответственность за поставку электроэнергии, заряжая аккумулятор в процессе движения. В случае если генератор не может обеспечить достаточную мощность, аккумулятор может быть использован как обеспечение автономного питания на определенное время.

Как работает АКБ

Принцип работы автомобильного аккумулятора такой: между пластинами батареи и электролитом постоянно идет электрохимический процесс, который приводит к превращению хим. энергии в электричество при разрядке, и обратный процесс при зарядке.

Когда идет процесс разрядки, на катоде аккумулятора восстанавливается диоксид свинца, а на аноде наоборот, окисление свинца. Серная кислота, взаимодействующая с металлическими пластинами, образует сульфат свинца. При реакции выходит водород, который реагирует с кислородом из плюсовой пластины, образуя молекулы воды. При этом процессе идет потребление серной кислоты и снижение плотности электролита.

Во время зарядки весь процесс идет наоборот, восстанавливая аккумулятор. Если зарядка полная, то плотность электролита равна примерно 1,29 г/см3, что говорит о содержании серной кислоты в электролите.

Характеристики батарей

В этом разделе мы рассмотрим главные характеристики аккумулятора автомобиля, которые важны для выбора и дальнейшей эксплуатации этого устройства.

Электрические

Аккумулятор обычного легкового автомобиля имеет напряжение 12 В, что достаточно для обеспечения энергией бортовой сети. Однако для тяжелых грузовиков используются АКБ на 24 В, которые состоят из двух простых АКБ.

Емкость аккумулятора обычно составляет от 40 до 130 ампер-час для простых транспортных средств.

Ток холодной прокрутки, который показывает способность АКБ отдавать энергию при морозах, тоже один из важнейших параметров и может варьироваться в зависимости от эксплуатации авто.

Параметры клемм

Полярность аккумулятора зависит от того, где расположены клеммы, которые являются контактными элементами для электрического тока. Существуют два типа расположения полюсов – в прямой полярности и в обратной. Прямая полярность является отечественной разработкой и определяется так: если плюсовая клемма аккумулятора расположена слева, а клемма на минус — справа, то такой аккумулятор принято считать прямо-полярным. В свою очередь, на иностранных автомобилях ставятся батареи с обратной полярностью.

Различные нормы клемм широко распространены, среди них можно выделить: Type 1 Euro, Type 3 Asia и американский стандарт «под болт». У клемм  типа Euro диаметры для плюсовой и минусовой равны 19,5 мм и 17,9 мм. А клемма типа Asia имеет диаметр 12,7 мм плюс и 11,1 мм минус. Клеммы «под болт» находятся на верхней или боковой поверхности аккумулятора. Провод, присоединенный к болту, вставляется в отверстие для клеммы и закрепляется.

Характеристики корпуса

Тело аккумулятора обычно состоит из прочного полипропилена, который достаточно легок и не взаимодействует с электролитом. Полипропилен также хорошо переносит изменения температуры, которое происходит под капотом авто. У корпусов АКБ обычно есть ручка для удобного перемещения, пробки, индикатор заряда, а так же клеммы. Например, вес АКБ на 55 ампер-час составляет около 16,5 кг. Кроме того, имеется несколько видов корпусов, таких как американские, европейские, азиатские и российские.

У европейских и американских корпусов обычно одинаковые размеры. К примеру, аккумуляторы емкость которых 60 А-ч имеют высоту от 17,5 до 19 см. Азиатские слегка повыше, до 22 см из-за того что электроды расположены сверху. Поэтому важно правильно определить размер под аккумулятор, чтобы его можно было надежно закрепить, а также уберечь от случайного замыкания.

Также следует уделить внимание типу крепления, который может быть сверху или снизу. Если АКБ крепится сверху, то используется специальная монтажная рамка, которая обхватывает аккумулятор. Его удержание осуществляется с помощью планки и двух шпилек. Такой тип крепления наиболее распространен на автомобилях японского, китайского и корейского производства.

Нижнее крепление аккумулятора используют европейские производители. На нижней части корпуса аккумулятора имеется выступ, за который он крепится к платформе с помощью пластины и винта.

Обозначения на корпусе

На своей аккумуляторной батарее вы увидите маркировку, обозначающую ее устройство, например 6CT-55L.

• Первая цифра(6) — указывает на количество последовательно присоединенных аккумуляторов в АКБ (3, 6 или 12), их еще называют банками.
• Буквы, которые идут после цифры 6(CT), обозначают функциональный признак батареи (СТ — стартерная).
• Число после тире(55), указывает на номинальную ёмкость АКБ в ампер-часах.
• Последние буквы (в нашем случае L), обозначают конструктивно-технологическое исполнение (N — с нормальным расходом воды, L — с небольшим расходом, VL — с наименьшим расходом, VRLA — с клапаном регулировки).

Обязательно на корпусе АКБ указаны:

• вольтаж – 12V
• номинальная емкость – 40-130 Ah
• значение тока холодной прокрутки – примерно от 400 А
• бренд производителя
• полярность клемм

Еще на аккумуляторной батарее могут быть обозначены:

• максимальный и минимальный уровень электролита, продольные полосы с надписью MAX и MIN.
• вес батареи – Max – 20 Kg
• дата изготовления
• символы безопасности

Значок	Пояснение
	Соблюдайте положения инструкции
	Запрещено пользоваться огнем и курить
	Опасные химические вещества
	Беречь от детей
	При работе пользоваться очками для защиты
	Опасно, возможен взрыв
	Переработка возможна
	Выбрасывать с бытовыми отходами запрещено

 Загрузка …

Конструкция аккумулятора

Стандартная конструкция аккумуляторной батареи — это шесть отдельных аккумуляторных банок, которые заключены в единый пластиковый корпус с крышкой.

Что внутри аккумулятора еще? У каждой из банок есть минусовые и плюсовые пластины, перемычки, соединяющие отсеки, жидкий электролит, разделители и пробки залива. Любая банка предоставляет напряжение в диапазоне 2,1-2,2 В, а когда все банки соединены последовательно, то итоговое напряжение составляет 12,6-13,2 В.

На автомобильном аккумуляторе также имеются плюсовой и минусовой вывод (клеммы), которые позволяют подключить аккумулятор к электрической системе авто.

Корпус, клеммы, пробки

Пластиковый корпус, а также крышка аккумулятора изготовлены из материала, который не реагирует с кислотой. Любая из банок содержит свинцовые пластины, которые являются электродами.

Контакты аккумулятора сделаны из свинца, точно так же и клеммы, к которым они прикреплены. Обслуживаемые аккумуляторы имеют заливные пробки, которые находятся на корпусе, и их столько же сколько и банок. Эти пробки необходимы для дозаправки водой без примесей (дистиллированной), когда это требуется.

Пластины и электролит

Катод в аккумуляторе машины — это отрицательно заряженная пластина, которая изготовлена из свинца (Pb), а анод – наоборот, плюсовая пластина, слегка пористая и содержит диоксид свинца (PbO2). Для уменьшения скорости разрядки АКБ используют нечистый свинец, добавляя различные присадки. Ранее, для этой цели использовали 5% сурьмы, однако, это не помогало предотвратить ускоренное прохождение процесса сульфатации.

В нынешних жидкостных машинных аккумуляторах в качестве присадки используют кальций, который сильно снижает скорость сульфатации и увеличивает емкость батареи до 70%. Гелиевые, AGM машинные аккумуляторы используют только очищенный свинец, благодаря чему мощность и ток, который они отдают, повышается до 1200А.

Также каждая банка аккумулятора заполнена электролитом, который сам по себе является смесью серной кислоты и дистиллированной воды в пропорции 35:65. Плотность электролита колеблется от 1,23 до 1,30 г/см3. Батарея с более высокой плотностью электролита сильнее устойчива к низким температурам.

Разделитель

Если посмотреть аккумулятор в разрезе можно увидеть, что в жидкостных аккумуляторах присутствует разделитель, который сепарирует пластины электродов от замыкания. Разделители или же сепараторы изготавливают из пластика. А материал для них — это ревертекс или эбонит. Такие элементы принято называть диэлектрической прослойкой, так как они разделяют плюсовые и минусовые электроды.

В машинных аккумуляторах, которые не обслуживаются, используются сепараторы из микроволокон. Они держат электролит внутри и не допускают его вытекания и испарения. Микроволокно обертывает пластины электродов, плотно прижимая их.

Работа АКБ при разных температурах и хранение

Когда стартер и мотор авто запущены, аккумулятор начинает заряжаться от генератора. Если батарея не установлена на авто, то ее можно зарядить с помощью зарядного устройства.

Однако если вы решили оставить храниться батарею с жидким электролитом на длительное время, необходимо чтобы она лежала только в горизонтальном положении и при температуре не превышающей 5 градусов, но и не ниже -15°C, чтобы избежать вытекания электролита и замыкания пластин в нижней части банки.

Температура тоже сильно влияет на функционирование АКБ. При большой температуре, мощность и токоотдача повышаются, но при этом батарея быстрее садится, а вода тратится быстрее.

Электролит не мерзнет при небольшом минусе, но когда сильный мороз это возможно. Хим. процессы проходят медленней, пусковой ток понижается, как и емкость батареи. Именно поэтому водители чаще всего сталкиваются с трудностями при запуске двигателя именно в зимнее время.

Бренд	Страна производитель
Tyumen Battery Premium	Россия
American SMF	Корея
Medalist SMF	Корея
Varta Blue Dynamic	страна не указана
Cene calcium battery	Корея
Topla Тор	EU
Лучшие батареи в результате испытаний журнала За рулем

Виды аккумуляторов по действующим веществам

Существуют два основных типа нынешних АКБ: которые нужно обслуживать и которые не нужно.

Если в аккумуляторах есть жидкий электролит, значит это обслуживаемый тип. Это означает, что иногда необходимо посматривать за уровнем электролита, его плотностью, а так же проверять емкость АКБ. Такие аккумуляторы в среднем служат до 5 лет и доступны по хорошей цене. Они отлично выполняют свою задачу и поэтому являются популярными.

В необслуживаемых аккумуляторных батареях электролитом пропитан материал, который обволакивает пластины.  Поэтому испарение воды из электролита идет не так активно.

Подробнее о видах аккумулятора и из чего они состоят далее.

Сурьмянистые

Батареи с сурьмой входят в классический тип АКБ из-за большого содержания данного элемента, который ускоряет электролиз.

В малосурьмянистых АКБ материалом для пластин служит свинец с небольшими добавками сурьмы. В таких моделях уровень саморазряда гораздо меньше.

Батареи с сурьмой не очень надежны, поэтому их вытеснили более современные варианты.

Кальциевые

В таких источниках питания свинцовые пластины содержат примесь кальция в пределах 0,1%. Его добавляют в плюсовые и минусовые пластины.

Гибридные

Кальциевые батареи постепенно уступают место гибридным. Такой аккумулятор включает в свой состав две объединенные технологии: использование сурьмы и свинцового сплава для создания плюсовых электродов и кальция со сплавом свинца для формирования минусовых электродов. Это позволяет добиться более высокой эффективности и длительности работы батареи.

EFB

Не так давно появились АКБ по технологии EFB. Они тоже содержат электролит в жидком виде, но пластины обернуты в микроволокно, которое впитывает электролит и делает площадь контакта с пластинами больше. Это увеличивает как емкость, так и мощность АКБ и помогает понизить объем электролита, что делает такие батареи почти необслуживаемыми. Ресурс их составляет 6-7 лет, а стоимость является приемлемой.

Гелиевые

Эти батареи также относятся к необслуживаемым. Из-за добавленных в электролит примесей он густеет и переходит в твердое состояние, при этом он выполняет функцию сепаратора между пластинами. Их ресурс может достигать 10 лет, однако нужен специальный уход, аналогичный уходу за AGM-батареями. Они устойчивы к полному разряду, но чувствительны к перезаряду и короткому замыканию. По стоимости они дороже чем обычные.

Литиевые

Литиевые аккумуляторные батареи содержат жидкий электролит, который является эфиром угольной кислоты и фторсодержащих солей лития.

 AGM

Необслуживаемые AGM-батареи имеют герметичный корпус с газоотводными клапанами. Между пластинами имеется стекловолокно, наполненное электролитом, что помогает снизить риск сульфатации. Данные батареи не подвержены разряду в ноль. Ресурс их доходит до 10 лет. Однако, у них есть свои недостатки, такие как высокая цена и необходимость обслуживания. Для продления срока службы AGM-батареи требуют правильного ухода и регулярной зарядки.

Причины, почему разряжается аккумулятор за ночь

Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.

АКБ – это источник электричества, предназначенный для накопления и последующей передачи энергии. Является ключевым элементом в современном транспортном средстве. Аккумулятор обеспечивает питание бортовых устройств, когда не работает генератор. Основной задачей считается запуск двигателя.

Установка батареи осуществляется в подкапотном пространстве. Схема внешнего крепления используется для грузовых автомобилей. Поскольку для работы устройства применяется высокоактивная кислота, обеспечивается высокий уровень защиты. При обслуживании аккумулятора важно соблюдать многочисленные правила безопасности.

Устройство АКБ

Внутренняя конструкция практически не изменялась на протяжении последнего столетия. Если рассматривать стандартную современную батарею, то она представляет собой шесть аккумуляторов меньшего размера в одном корпусе. Данные элементы получили название банок. Каждая из них находится в отдельном отсеке и соединяется с другими перемычками из свинца. Используется последовательная схема подключения. Система обеспечивает напряжение на уровне 12,6 – 13,2 В. Подробнее остановимся на том, из чего состоит АКБ.

Корпус и крышка

Чаще всего для изготовления данных частей конструкции используется полипропилен. Пластик обладает высокой прочностью и устойчив к воздействию кислотного состава. Дополнительными преимуществами считается сохранение свойств в широком диапазоне температур (от -30 до 60°С). Поскольку в ходе зарядки образуется незначительное количество газов, корпус обладает системой отвода за счет клапанов. Более современный подход предусматривает систему лабиринтной вентиляции (методом конденсации кислотных паров).

Отрицательная пластина

Получила название анод, изготавливается из губчатого свинца или его сплава с сурьмой. Добавление примесей способствует замедлению разрядки. Сейчас получают распространение аккумуляторы, где пластины содержат незначительный объем кальция. Это позволило увеличить емкость почти на 70%. Использование чистого свинца имеет свои преимущества. Сюда следует отнести повышение мощности и пускового тока.

Положительная пластина

Называется катод и, чаще всего, обладает пористой структурой. Здесь к свинцу добавляют олово, тантал или серебро. Указанные присадки способствуют увеличению стойкости к коррозии. В процессе производства катодов применяются следующие технологии:

1. Power Frame. Используются внутренние направляющие элементы и рама опорного типа, что увеличивает надежность конструкции. Метод считается наиболее продвинутым.

2. Power Pass. Устанавливаются вертикальные направляющие – это упрощает конструкцию и снижает стоимость.

3. Chess Plate. Жилки электродов расположены в шахматном порядке.

Чтобы повысить площадь поверхности, которая взаимодействует с кислотным составом, на решетку пластин наносится активная масса или специальная обмазка.

Электролит

В большинстве случаев, это раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Ключевой характеристикой является плотность состава. Она увеличивается при полном заряде батареи и снижается в момент разрядки. Существуют составы с повышенным показателем плотности, которые предназначаются для эксплуатации в условиях низких температур. Чтобы электролит со временем не густел, используются разнообразные присадки.

Сепараторы

Элементы из нейтральных типов пластика, которые разделяют пластины анода и катода. Если электроды замкнутся, это приведет к неисправности всего аккумулятора. Для изготовления сепараторов применяется эбонит и ревертекс. На современных моделях используется микроволокно. Такие разделители можно сделать тоньше и прочнее.

Как работает батарея

Принцип функционирования основывается на химических взаимодействиях. Внутри аккумулятора постоянно протекает реакция. Во время заряда химическая энергия преобразуется в электрическую, а при разряде происходит обратный процесс.

Формула реакции представлена ниже.

Постараемся подробнее разобраться в химических процессах при разряде:

1. На аноде происходит окисление свинца, а на катоде восстановление его диоксида.

2. Оба электрода вступают в реакцию с составом серной кислоты. Ее результатом становится образование сульфата свинца.

3. Серная кислота выделяет водород. Данный газ взаимодействует с кислородом, который образуется на катоде.

4. Реакция газов приводит к появлению воды. Она взаимодействует с серной кислотой, что уменьшает показатель плотности электролита.

Когда происходит зарядка, процесс выполняется в обратном порядке. Серная кислота в электролите восстанавливается, плотность состава повышается.

Здесь же вырисовывается главная проблема системы. Если допустить слишком глубокую разрядку, процесс станет необратимым. Внутри аккумуляторной батареи останутся только сульфат свинца и вода. Реакция не сможет начаться заново.

Виды аккумуляторов

Общая схема работы АКБ остается неизменной. Несмотря на это, имеется большое количество особенностей в конструкции, типе электролита и других моментах. Перечислим главные виды батарей для авто.

1. АКБ с жидким электролитом. В процессе работы требуют периодического обслуживания. Необходимо проверять уровень состава и его плотность, а также следить за емкостью устройства. Срок службы составляет около 5 лет. Несмотря на ряд недостатков, низкая стоимость и простота эксплуатации делают их самыми востребованными в наши дни.

2. EFB. Используется кислотный электролит в связанном состоянии. Свинцовые пластины «завернуты» в стекловолокно. Поскольку этот материал впитывает электролит, площадь реакции увеличивается. Удается повысить емкость и другие параметры, без изменения габаритов самого устройства. По сравнению с предыдущей моделью, стоимость не сильно возрастает. В процессе использования почти не требуется проводить обслуживание.

3. AGM. Изготавливается герметичный корпус, в котором расположены клапаны для отвода излишков газа. Применение стекловолокна замедляет процесс образования сульфидов. Особенности конструкции делают АКБ нечувствительным к полной разрядке. Главным преимуществом считается срок службы до 10 лет. Нужно учитывать высокую стоимость устройств данного класса.

4. Электролит представляет собой желе особого состава. Еще одним нововведением считается возможность устранить сепараторы. В качестве разделителя пластин используется сам электролит. Это многократно увеличивает срок службы. Переворачивание больше не является серьезной проблемой, а снижение емкости замедленно. Стоимость в несколько раз превышает цену обычных моделей.

Следует понимать, что существуют и другие способы классификации АКБ.

Характеристики аккумуляторов

Существует большое количество параметров, на основании которых осуществляется выбор устройства. Рассмотрим подробнее основные характеристики.

Пусковой ток

Возникает в момент поворота ключа зажигания и измеряется в Амперах. Измерение проводится в стартере машины. Значение определяется при температуре -18 °С, на протяжении 30 секунд с момента включения мотора. Чем выше пусковой ток, тем эффективнее происходит запуск транспортного средства в мороз.

Емкость

Основной параметр, который определяет время подачи энергии на подключенные устройства. Поскольку именно этот критерий является главным при выборе, он указывается на самом устройстве и упаковке. Следует учитывать, что емкость не полностью определяет энергию АКБ. Чем больше напряжение, тем выше уровень накопленной энергии.

Полярность

На верхней части батареи находятся клеммы для подключения нагрузки. Полярностью называется порядок расположения токовыводящих элементов. Поскольку существует два полюса (положительный и отрицательный), допускается два варианта:

1. Прямая полярность. Клемма «+» находится справа, а «-» слева. Часто применяется в отечественной сфере автомобилестроения.

2. Обратная полярность. Токовыводящие элементы имеют порядок от «-» к «+». Такой подход используется на иномарках.

Для удобства, многие производители закрашивают «+» в красный цвет.

Корпус

На современном рынке принято разделять российские, американские, европейские и азиатские типы корпусов. Основные элементы всегда будут совпадать, отличия заключаются в габаритах и других деталях (расстояние между клеммами).

Существует ряд особенностей:

• европейские и американские модели имеют одинаковые габариты;

• у азиатских устройств клеммы выступают, что должно учитываться при определении высоты;

• АКБ по европейским стандартам предусматривает размещение токовыводящих элементов в специальном углублении;

•  российский стандарт описывается буквенными обозначениями (А, З, Э, Т, М, П).

Рекомендуется изучить соответствующий материал перед покупкой.

Особенности клемм

Всеобщее распространение получили три стандарта – европейский, азиатский и американский. У типа Euro положительная клемма имеет диаметр 19,5 мм, отрицательная – 17,9 мм. Для азиатского стандарта показатели составляют 12,7 и 11,1 мм, соответственно. Американский тип использует особую схему подключения. Болт соединяется с проводом и продевается в отверстие клеммы.

Способ установки

Конструкция аккумулятора предусматривает крепление снизу или сверху. Это еще одна ключевая детали во время выбора. Крепление сверху выполняется за счет монтажной рамки. Указанный способ часто встречается на транспортных средствах из Азии. Нижний тип крепления популярен в европейских машинах. В основании имеется выступ, который прижимается к платформе специальной пластиной или болтом.

Устройство автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор выполняет три функции. Основанная функция АКБ – это запуск двигателя. Также, батарея питает бортовые электрические устройства – при неработающем двигателе. Вторая важная функция – возможность аварийного питания, источником которого аккумулятор выступает в случае поломки генератора. Третья функция – это достижение баланса напряжения, которое поступает от  генератора. Эта функция характерна для инжекторных двигателей.

Устройство аккумулятора автомобиля существенно не меняется уже много десятилетий. Хотя развитие технологий и появление новых материалов более высокого качества способствует более надежной конструкции и работе АКБ.

Основу работы аккумулятора составляет принцип возникновения разности потенциалов – то есть, напряжения. Оно возникает между пластинами, которые погружены в раствор электролита.

АКБ – устройство, которое, в зависимости от типа и производителя, имеет определенные  конструктивно-технологические различия. Но общий принцип – одинаков: все аккумуляторные батареи содержат электроды, разделенные сепараторами, и помещенные в пространство, заполненное электролитом.

Корпус

Корпус аккумулятора состоит из двух частей: основной глубокой емкости и закрывающей крышки. Она может быть оснащена горловинами с пробками или системой, при помощи которой стабилизируется давление внутри батареи, и отводится образующийся газ. Конструкция корпуса зависит от типа АКБ.

Сам корпус изготовлен из материала, к которому предъявляются большие требования прочности и безопасности. Он должен быть устойчив к воздействию агрессивных химических реагентов, переносить колебания температуры и сильную вибрацию. В большинстве современных аккумуляторов корпус сделан из полипропилена.

Внутренние отсеки

Стандартное устройство аккумуляторной батареи представляет собой контейнер, состоящий из шести секций (или, как их называют, «банок»). Каждая секция – это отдельный источник питания. Она вырабатывает порядка 2 – 2,1 В. Стандартная АКБ рассчитана на 12 В.

В каждой из ячеек находится набор (или пакет) из отдельных пластин с чередующейся полярностью. То есть, одна пластина положительная, другая отрицательная. Причем, пластины отделены друг от друга. Пластины сделаны из свинца и имеют решетчатую структуру в виде прямоугольных сот. Это облегчает нанесение них активной массы – основного рабочего реагента.

Пластины

Для увеличения прочности пластин в них добавляют сурьму. У этой технологии есть и свои недостатки: присутствие сурьмы способствует выкипанию воды из электролита. Это – основная причина, по которой практически во все типы АКБ необходимо доливать воду. Но технологии не стоят на месте. Устройство автомобильных аккумуляторов совершенствуется. Количество сурьмы в свинцовых пластинах значительно уменьшилось, благодаря чему появились малообслуживаемые и гибридные аккумуляторы.

На положительный электрод наносится двуокись свинца, на отрицательный – губчатый свинец. Внутрь заливается электролит, который является водным раствором серной кислоты.

Каждая чередующаяся пластина является электродом, имеющим противоположную полярность. Таким образом, с целью предотвращения замыкания, между каждой парой пластин располагается сепаратор. Он изготовлен из пористого пластика и не создает препятствий для циркуляции электролита внутри ячейки.

Пластин с отрицательной полярностью больше на 1 единицу, так как каждая пластина с положительным зарядом помещена между двумя отрицательными (минусовыми).

Пакет с пластинами надежно фиксируется, чтобы предотвратить смещение и деформацию. Фиксация осуществляется при помощи специального бандажа. Токовыводы пластин (плюсовые и минусовые) объединены в пары. Концентрация энергии происходит при помощи токосборников – на выводные борны аккумулятора. К ним  токоприемные клеммы.

Устройство АКБ обеспечивает максимальную надежность. Современные аккумуляторы – это качественные устройства, выступающие источниками питания даже для самых мощных автомобилей.

Виды современных аккумуляторов

Современные АКБ подразделяются на два основных вида: классические и необслуживаемые. Классические существуют уже больше ста лет и описаны выше. Необслуживаемые аккумуляторные батареи были созданы всего несколько десятилетий назад. Они эффективно работают в любом, даже перевернутом, положении. Вместо жидкого электролита в них применяется гелиевый, или адсорбированный сепараторами. Устройство автомобильного аккумулятора, который является необслуживаемым, подразумевает максимальную герметичность. Для отвода газов, которые выделяются при заряде и разряде, предусмотрен специальный клапан.

Главное различие необслуживаемых АКБ от классических – в более низких разрядных и зарядных токах.  Причина – в конструкции необслуживаемых батарей. При больших токах классическая АКБ активно выделяет газ и «закипает». У необслуживаемых и герметизированных батарей этого нет.

Google