Bilbatteri

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 22. juni 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Et bilbatteri (mere præcist et bilbatteri [forkortet bilbatteri]) er en type elektrisk batteri , der bruges i biler eller motorcykler. Den bruges som en hjælpekilde til elektricitet i det indbyggede netværk, når motoren ikke kører, og til at starte motoren.

I elektrisk transport er det ikke en hjælpeenergikilde, men den vigtigste. Sådanne batterier kaldes trækkraft .

Nøglefunktioner

Længere i teksten betragtes kun et bly-syre batteri, da hvis batteriet ikke er trækkraft, så vil dette som et "bil (starter) batteri" blive brugt oftere. Bly-syre-batterier har den unikke evne til automatisk at stoppe opladningen og en kraftig stigning i spændingen, samt et kraftigt fald i ladestrømmen, når de er fuldt opladet. Samtidig er brugen af ​​de samme lithium-ion- eller lithium-jern-phosphat- batterier også mulig, men på grund af det faktum, at de kræver et ekstra elektronisk kredsløb for at overvåge deres tilstand, høje omkostninger, bruges de sjældnere [ 1] [2] [3] .

Lette lastbiler, varebiler og personbiler med dieselmotorer bruger også 12 volts batterier.

Batteriets ubelastede spænding ( spænding med terminalerne fjernet ) kan relateres til det omtrentlige ladeniveau. Hvis batteriet er på køretøjet, måles " no load voltage ", når motoren er stoppet, og belastningen er fuldstændig frakoblet (terminalerne fjernet).

Opladningsgraden vurderes på et batteri afbrudt fra belastningen efter mindst 6 timers hvile og ved stuetemperatur. Ved en anden temperatur end stuetemperatur anvendes en temperaturkorrektion. I gennemsnit antages det, at et fald i temperaturen på 1 ° C fra stuetemperatur reducerer kapaciteten med omkring 1 %, så ved -30 ° C vil kapaciteten af ​​et bilbatteri være omkring halvdelen af ​​den ved +20 ° C.

Spænding uden belastning
ved T = 26,7 °C
Omtrentlig
afgift
Elektrolytdensitet
ved T = 26,7 °C
12 V 6 V
12,70 V 6,32V 100 % 1,265 g/cm³
12.35 V 6,22V 75 % 1,225 g/cm³
12,10 V 6,12V halvtreds % 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
Den ubelastede spænding afhænger også af temperaturen og af elektrolyttens tæthed, når den er fuldt opladet. Det skal bemærkes, at tætheden af ​​elektrolytten ved samme ladningsniveau til gengæld også afhænger af temperaturen (omvendt forhold).

Et træk ved batterier er et fald i afladningstiden med en stigning i afladningsstrømmene. Afhængigheden af ​​afladningstiden af ​​afladningsstrømmen er tæt på en effektlov. Især formlen for den tyske videnskabsmand Peikert er udbredt , som fandt ud af, at: . Her  er batteriets kapacitet, og  er Peukert-tallet, som er en eksponent, der er konstant for et givent batteri eller batteritype. For blysyrebatterier varierer Peukert-tallet typisk fra 1,15 til 1,35. Værdien af ​​konstanten på venstre side af ligningen kan bestemmes ud fra batteriets nominelle kapacitet. Derefter får vi efter flere transformationer formlen for den faktiske batterikapacitet ved en vilkårlig afladningsstrøm :

.

Her  er batteriets nominelle kapacitet, og  er den nominelle afladningsstrøm, som den nominelle kapacitet er indstillet til (normalt strømmen af ​​en 20-timers eller 10-timers afladningscyklus).

Batterikapacitet vælges som regel baseret på motorens arbejdsvolumen (større volumen - mere startkraft - større batterikapacitet), dens type (for dieselmotorer skal bilbatteriets kapacitet være større end for benzinmotorer med samme cylindervolumen) og driftsforhold (for områder med koldt klima øges kapaciteten på grund af et fald i batteriets kapacitet ved lave temperaturer og vanskeligheder med at starte motoren med en starter på grund af fortykkelse af olien ).

Opladnings-/afladningscyklussen

Et bilbatteri indeholder kemikalier, der, når de interagerer, producerer en elektrisk strøm. To forskellige metaller er placeret i et surt miljø kaldet en elektrolyt. Der er en strøm af elektroner, og elektroner fra en gruppe plader går over i en anden.

Batteriet er opladet

Et fuldt opladet batteri indeholder en negativ blysvamp (Pb) plade- katode , en positiv blydioxid (PbO 2 ) plade- anode og en elektrolyt fra en opløsning af svovlsyre (H 2 SO 4 ) og vand (H 2 O) .

Batteriet er ved at løbe tør

Når batteriet er afladet, reduceres blydioxidet ved katoden, og blyet oxideres ved anoden. Metallerne fra begge plader reagerer med SO 4 , hvilket resulterer i dannelsen af ​​blysulfat (PbSO 4 ). Brint (H 2 ) fra svovlsyre reagerer med oxygen (O 2 ) fra den positive plade og danner vand (H 2 O). Dette forbruger svovlsyre og producerer vand. Korrekt opladning bestemmer i høj grad batteriets levetid. [7]

Lavt batteri

I et fuldt afladet batteri er begge plader belagt med blysulfat (PbSO 4 ), og elektrolytten fortyndes i høj grad med vand (H 2 O).

Batteriet oplades

Processen er det modsatte af udledning.

Sulfatet (SO 4 ) forlader pladerne og kombineres med brint (H 2 ) og bliver til svovlsyre (H 2 SO 4 ). Fri oxygen (O 2 ) kombineres med bly (Pb) på den positive plade og danner blydioxid (PbO 2 ). Når batteriet nærmer sig fuld opladning, dannes der brint på de negative plader, og der dannes ilt på de positive plader, opstår der gasning. Den undslippende gas er eksplosiv .

Typer af bilbatterier

Strømforsyning til et elektrisk køretøj ( "Hotzenblitz" ) ved hjælp af 14 NiMH - batterier med en spænding på 12 V og en kapacitet på 78 Ah, hver bestående af 10 prismatiske batterier med en spænding på 1,2 V
Batteri type

Blysyretypen anvendes hovedsageligt . Selve batteriet består af 6 batterier (dåser), hver med en nominel spænding på ca. 2,2 volt, serieforbundet til et batteri. Den sædvanlige elektrolyt er en blanding af destilleret vand og svovlsyre med en densitet i området 1,23-1,31 g/cm³ (jo større densitet elektrolytten er, jo mere frostbestandig er batteriet), men nu er der bygget bilbatterier på basis af AGM- teknologi (Absorbent Glass Mat ), hvori elektrolytten absorberes i glasfiberen[ specificer ] , samt den såkaldte . gelbatterier, hvor elektrolytten fortykkes til en gelagtig tilstand med silicagel (teknologien kaldes GEL).

Dimensioner

Det skete sådan, at når man udviklede en ny type eller endda et mærke af biludstyr, var det ofte nødvendigt at udvikle et nyt bilbatteri til det. I fremtiden har producenterne udviklet et stort udvalg af forskellige batterier, der adskiller sig markant i størrelse og elektriske egenskaber. Til tunge lastbiler og specialkøretøjer med et 24-volts ombord-netværk anvendes to identiske 12-volts-batterier forbundet i serie eller et 24-volts batteri (sjældent).

Der er i øjeblikket flere batteriformfaktorer . Batterier til japanske og europæiske markeder kan variere i størrelse.

Polaritet

"omvendt" eller "direkte". Bestemmer placeringen af ​​elektroderne på bilens batterikasse. Indenlandske biler er kendetegnet ved direkte polaritet, hvor den positive terminal er til venstre, og den negative terminal er til højre, med batteriet i positionen "terminaler tættere på dig". Det er ofte umuligt at installere en andens batteri, for eksempel et "europæisk" på en japansk bil. Ledninger skal muligvis forlænges.

Terminal diameter

I Euro-typen - type 1  - 19,5 mm "positiv" terminal og 17,9 mm "negativ" terminal. Type Asia - Type 3  - 12,7 mm ved den "positive" terminal, - og 11,1 mm ved "minus" terminalen [8] . Der produceres "Caps" - adaptere fra tynde terminaler til tykke.

Monteringstype

I et bestemt køretøj kan en af ​​typerne af fastgørelse af et bilbatteri implementeres - top eller bund. I nogle køretøjer er strukturen til sikring af batteriet muligvis ikke tilvejebragt. Betegnelser for bundmonteringstyper er som følger: B00, B01, B03, B13.

Behov for vedligeholdelse

Ifølge dette princip er bilbatterier klassificeret i to typer: servicerede (og, som deres underkategori, lav vedligeholdelse) og vedligeholdelsesfrie (i GOST-teksten er de udpeget som vedligeholdelsesfrie). Batterier, der er enkle i design, kræver regelmæssig overvågning af elektrolyttens tilstand og regelmæssig genopladning ved hjælp af en speciel teknologi ved hjælp af en stationær oplader. I industrivirksomheder til pleje af bilbatterier er der specialuddannede folk (batteriarbejdere) samt ladestationer.

Dog "vedligeholdelsesfrie" bilbatterier - det betyder ikke, at sådan et batteri slet ikke behøver pleje. Som regel har et vedligeholdelsesfrit batteri en indbygget hydrometerindikator , hvis farve bestemmer elektrolyttens tæthed - et grønt bælte ved normal tæthed, rød eller hvid - ved lav (batteriet skal udskiftes). Det er også nødvendigt at periodisk overvåge elektrolytniveauet i henhold til mærkerne på sagen. På alle bilbatterier er det for at undgå beskadigelse af batterirummet af syre nødvendigt at kontrollere tætheden af ​​kabinettet, påfyldningspropper og renheden af ​​drænhullerne, og hvis der opstår tegn på elektrolyt, skal du fjerne lækagen og grundigt skyl kabinettet og rummet af bilbatteriet med en neutraliserende alkalisk sammensætning. Det er også nødvendigt periodisk grundigt at rengøre og smøre terminalerne med lithiumfedt for at undgå deres elektrokorrosive ødelæggelse.

Interessante fakta

Se også

Noter

  1. Lithium-ion batterier: hvorfor de ikke sættes på biler Arkivkopi dateret 15. februar 2019 på Wayback Machine // Artikel dateret 10/12/2017 B. Ignashin. Udgivet i nr. 10 (57) af tidsskriftet "Engine" for 2017 (s. 44-47).
  2. Lithium-Ion Future: New Generation Batteries Arkivkopi dateret 15. februar 2019 på Wayback Machine // 19/06/2008 V. Sannikov. Udgivet i nr. 7 (69) af Popular Mechanics , 2008.
  3. 7 vigtige spørgsmål (og svar) om batterier Arkiveret 15. februar 2019 på Wayback Machine // 24/12/2018 M. Kolodochkin. Artikel i online-udgaven " Bag rattet "
  4. Kashtanov, 1983 , s. 176.
  5. Jernbanetransport. - 2011. Nr. 12. - c.35. (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 15. december 2015. Arkiveret fra originalen 22. december 2015. 
  6. Kashtanov, 1983 , s. 21-23.
  7. Instruktioner om, hvordan man korrekt oplader et bilbatteri uden at fjerne batteriet (video) . autoclema.com. Hentet 11. april 2018. Arkiveret fra originalen 12. april 2018.
  8. terminaler - Type 1 har en europæisk standard; terminaler i ASIA-serien - Type 3 - tyndere end den europæiske standard. . Hentet 13. marts 2011. Arkiveret fra originalen 22. maj 2011.
  9. Oversigt over information om "calcium"-batterier fra forskellige kilder. . Hentet 24. november 2020. Arkiveret fra originalen 23. juni 2020.
  10. Mikhail Kolodochkin: "Batterier: er det muligt at installere et batteri med en større kapacitet end standard på en bil?" Arkiveret 10. marts 2013 på Wayback Machine . " Bag rattet ", 20.02.2013

Litteratur

Standarder i Den Russiske Føderation

I Rusland er der pålagt en række lovgivningsmæssige krav til bilbatterier og batterier, især gælder en række GOST'er :

Generel Ifølge blysyre Til nikkelmetalhydrid Til nikkel-cadmium Ved lithium-ion

Links