Tradicionalne svinčeno-kislinske avtomobilske baterije so dandanes morda spregledane zaradi norosti nad litij-ionskimi električnimi vozili baterije, vendar so ti mali fantje neprecenljivi čudeži tehnike, ki so pomagali pri pogonu vozil za desetletja.

Brez zapletenih kemičnih reakcij v 12-voltni bateriji vašega vozila ne bi mogli niti prižgati avtomobila ali še manj znižati električnih stekel. Berite dalje in raziščite domiselne načine delovanja akumulatorja vašega avtomobila in kako se združuje z alternatorjem avtomobila, da bo vaš avto boljši kraj za preživljanje časa.

Kako deluje 12 V avtomobilska baterija?

Avtomobilska baterija deluje s kemičnimi reakcijami. V svoji najosnovnejši obliki prenaša elektrone med anodo (negativni terminal) tja, kjer dejansko želijo biti: katodo (pozitivni terminal). Na primer, svinčev akumulator, ki ga uporablja večina vozil, je dobil ime po dejstvu, da uporablja plošče svinčevega dioksida (in čistega svinca), potopljene v mešanico vode in žveplove kisline.

Te baterije imajo dejansko šest celic, od katerih vsaka proizvede približno 2 V, zato se avtomobilske baterije običajno imenujejo 12 V baterije, čeprav niso ravno 12 V. Vsaka od teh šest celic je sestavljena iz plošč svinčevega dioksida (pozitivna katoda) in svinčenih plošč (negativna anoda), ki so potopljene v v mešanici žveplove kisline/vode, da bi ustvarili kemične reakcije, ki bodo sčasoma pripomogle k sprostitvi baterije elektrika.

Ne pozabite, da je baterija sestavljena iz šestih celic, vsaka pa ima različne plošče. Toda v središču tega procesa je interakcija med pozitivnim in negativnim terminalom. Ko svinčev dioksid na katodi medsebojno deluje s sulfatom v kisli mešanici, se kisikovi ioni sprostijo v mešanico, kjer medsebojno delujejo z vodikom, da proizvedejo vodo. Medtem pa na negativni strani sulfat reagira s svincem v anodi, pri čemer ustvari plast svinčevega sulfata v anodi in sprosti elektrone.

Ti elektroni se kopičijo na negativnem terminalu in zagotovo ne želijo biti tam, vendar ne morejo potovati skozi raztopino elektrolitov, tako da so speljani ven skozi negativni pol in skozi vezje, dokler na koncu ne dosežejo pozitivnega terminal. To je temeljni princip delovanja avtomobilskega akumulatorja, saj se vsaka druga pomožna naprava v vašem vozilu poveže s tem vezjem.

Vendar to deluje le, ko je avto ugasnjen; sicer pa tisto, kar dejansko napaja elektroniko vašega vozila, je alternator. Akumulator je v bistvu v vašem avtomobilu, da napaja zaganjalnik, ko je vozilo ugasnjeno, ko pa zaganjalnik oživi motor, ga prevzame alternator. Alternator tudi polni baterijo z obrnjenimi procesi, ki so privedli do njene izpraznitve.

Kaj počne alternator?

Kot je bilo že omenjeno, alternator v bistvu opravlja delo, za katerega bi ljudje mislili, da akumulator nenehno opravlja. Ne pozabite, da bi se baterija hitro izpraznila, če bi morala napajati vsa vaša okna in radio ter v bistvu katero koli drugo elektronsko napravo v vašem vozilu. Torej, rešitev za to je precej genialna.

Inženirji so v vaše vozilo vgradili generator izmeničnega toka, ki ga poganja motor namesto akumulatorja. Proizvaja dovolj električne energije za napajanje vseh električnih nastavkov vašega vozila. Odlična stvar pri alternatorju je, da tudi polni baterijo, medtem ko motor vozila deluje vklopljen, ker se baterija precej izprazni, potem ko je opravila svojo nalogo zagona motor.

Edina težava alternatorja je, da proizvaja izmenični tok, ki ga je treba pretvoriti v enosmerni. Za rešitev te težave se izmenični tok obdela prek usmernika, ki omogoča, da alternator črpa zahtevani enosmerni tok.

Ko se alternator pokvari, boste znake tega začeli opažati povsod. Na primer, elektronika vašega vozila ne bo delovala pravilno in vaše luči se lahko nenadoma zatemnijo. Pod temi pogoji lahko vaše vozilo začne oddajati kup kod, in tudi če ga priključite na Aplikacija OBD2, verjetno ne bo ugotovil, da je težava dejansko v alternatorju ali akumulatorju.

Še huje pa je, da veliko vozil uporablja napredne module, ki so umerjeni za delovanje z zelo majhnimi tolerancami. Če je vaš alternator ali baterija okvarjena, lahko celoten avto začne delovati neenakomerno in oddajati kode, ki niso popolnoma povezane z dejansko težavo: okvarjena baterija ali alternator.

Ali je avtomobilska baterija enaka bateriji za EV?

Ne, niso enaki bateriji v vašem EV. Svinčevi akumulatorji se bistveno razlikujejo od litij-ionskih akumulatorjev v vašem EV. Najprej, kot ste že izvedeli, je sestava svinčenih akumulatorjev večinoma sestavljena iz svinca in mešanice vode in žveplove kisline. Po drugi strani pa so litij-ionske baterije sestavljene iz materialov, kot so litij, kobalt in grafit.

Ne samo to, litij-ionske baterije imajo večjo energijsko gostoto kot svinčeve baterije, kar je še posebej idealno pri zmogljiva EV in elektronika, kjer sta prostor in teža nadvse pomembna.

Življenjska doba svinčenih akumulatorjev je tudi krajša od litij-ionskih. To pomeni, da lahko litij-ionsko baterijo napolnite in izpraznite večkrat bolj kot svinčeno kislinsko baterijo. To je očitno velika prednost za uporabo v električnih vozilih, kjer baterija obsega najpomembnejšo in najdražjo komponento in bi bila neuporabna zaradi slabšega življenjskega cikla. Svinčeve baterije potrebujejo tudi redno vzdrževanje, da lahko delujejo, medtem ko litij-ionske baterije med svojo življenjsko dobo relativno ne potrebujejo vzdrževanja.

Zlahka je razumeti, zakaj se litij-ionske baterije uporabljajo v električnih vozilih namesto tradicionalnih svinčenih baterij. Če bi električna vozila uporabljala svinčeve akumulatorje, bi bila noro težka in brez energije.

Svinčeve baterije imajo še vedno svoje mesto

Ne glede na pomanjkljivosti, povezane s svinčevimi baterijami, imajo svoje mesto v avtomobilski pokrajini. Njihova razmeroma poceni cena v primerjavi z litij-ionskimi baterijami zagotavlja, da bodo še naprej uporablja se v vozilih na bencinski pogon in drugih aplikacijah, kjer so začetni stroški pomembni dejavnik.

Te baterije že vrsto let poganjajo vozila in čeprav je litij-ionska tehnologija svetleča novost, bodo svinčeve baterije vedno imele svoje mesto v avtomobilski zgodovini.