Bateriile tradiționale de mașini cu plumb-acid pot fi trecute cu vederea în zilele noastre odată cu frenezia față de vehiculele electrice cu litiu-ion baterii, dar acești băieți sunt minuni neprețuite ale ingineriei, care au ajutat la alimentarea vehiculelor pentru decenii.
Fără reacțiile chimice complexe din interiorul bateriei de 12 V a vehiculului dvs., nici măcar nu ați putea să vă porniți mașina sau cu atât mai puțin să vă opriți geamurile electrice. Citiți mai departe pentru a explora modalitățile ingenioase în care funcționează bateria mașinii și modul în care aceasta face echipă cu alternatorul mașinii pentru a face mașina dvs. un loc mai bun pentru a petrece timpul.
Cum funcționează o baterie de mașină de 12 V?
Bateria mașinii funcționează cu reacții chimice. Cel mai elementar, transferă electroni între anod (terminal negativ) acolo unde doresc să fie de fapt: catod (terminal pozitiv). De exemplu, bateria cu plumb-acid pe care o folosesc majoritatea vehiculelor își ia numele de la faptul că folosește plăci de dioxid de plumb (și plumb pur) scufundate într-un amestec de apă și acid sulfuric.
Aceste baterii au de fapt șase celule care produc aproximativ 2V fiecare, motiv pentru care bateriile auto sunt denumite în mod obișnuit baterii de 12V, chiar dacă nu sunt exact de 12V. Aceste șase celule sunt formate fiecare din plăci de dioxid de plumb (catod pozitiv) și plăci de plumb (anod negativ) care sunt scufundate. în amestecul acid sulfuric/apă pentru a crea reacții chimice care vor ajuta în cele din urmă la eliberarea bateriei electricitate.
Rețineți că bateria este formată din șase celule și fiecare are diverse plăci. Dar, în centrul acestui proces este interacțiunea dintre terminalele pozitive și negative. Când dioxidul de plumb al catodului interacționează cu sulfatul din amestecul acid, ionii de oxigen sunt eliberați în amestec unde interacționează cu hidrogenul pentru a produce apă. Între timp, pe partea negativă, sulfatul reacționează cu plumbul din anod, creând un strat de sulfat de plumb în anod și eliberând electroni.
Acești electroni se acumulează în terminalul negativ și cu siguranță nu vor să fie acolo, dar nu pot călători prin soluție de electroliți, astfel încât acestea sunt direcționate prin terminalul negativ și printr-un circuit până ajung în cele din urmă la pozitiv Terminal. Acesta este principiul de bază al funcționalității bateriei mașinii, deoarece orice alt dispozitiv auxiliar din vehiculul dumneavoastră se conectează la acest circuit.
Dar acest lucru funcționează numai când mașina este oprită; în caz contrar, ceea ce alimentează de fapt electronicele vehiculului tău este alternatorul. Bateria se află în esență în mașina dvs. pentru a alimenta demarorul atunci când vehiculul este oprit, dar odată ce demarorul reacționează motorul, alternatorul preia controlul. De asemenea, alternatorul încarcă bateria printr-o inversare a proceselor care au dus la descărcarea acesteia.
Ce face un alternator?
După cum s-a menționat anterior, alternatorul face practic treaba pe care oamenii ar crede că bateria o face în mod constant. Amintiți-vă, bateria s-ar epuiza rapid dacă ar trebui să alimenteze toate geamurile și radioul și, practic, orice alt dispozitiv electronic din vehiculul dumneavoastră. Deci, soluția la acest lucru este destul de ingenioasă.
Inginerii au instalat în vehiculul dumneavoastră un generator de curent alternativ alimentat de motor în loc de baterie. Produce suficientă energie electrică pentru a alimenta toate biții electrici ai vehiculului dumneavoastră. Lucrul minunat despre alternator este că reîncarcă și bateria în timp ce motorul vehiculului este aprins deoarece bateria are o epuizare destul de puternică după ce și-a făcut treaba de a porni motor.
Singura problemă cu alternatorul este că produce curent alternativ, care trebuie convertit în curent continuu. Pentru a rezolva această problemă, curentul alternativ este procesat printr-un redresor, care permite alternatorului să pompeze curentul continuu necesar.
Când un alternator merge prost, veți începe să observați semne ale acestui lucru peste tot. De exemplu, electronicele vehiculului dvs. nu vor acționa corect, iar luminile dvs. s-ar putea stinge brusc. În aceste condiții, vehiculul dumneavoastră ar putea începe să arunce o grămadă de coduri și chiar dacă îl conectați la un aplicație OBD2, probabil că nu va identifica că problema este de fapt alternatorul sau bateria.
Mai rău încă, multe vehicule folosesc module avansate care sunt calibrate pentru a funcționa cu toleranțe foarte mici. Dacă alternatorul sau bateria dvs. se defectează, întreaga mașină ar putea începe să acționeze neregulat și să arunce coduri care nu au legătură cu problema reală: bateria sau alternatorul defect.
Este o baterie de mașină la fel cu o baterie EV?
Nu, nu sunt la fel cu bateria din EV. Bateriile cu plumb-acid sunt semnificativ diferite de bateriile cu litiu-ion prezente în vehiculul electric. În primul rând, după cum ați învățat deja, compoziția bateriilor cu plumb-acid constă în principal din plumb și un amestec apă/acid sulfuric. Pe de altă parte, bateriile litiu-ion sunt alcătuite din materiale precum litiu, cobalt și grafit.
Nu numai asta, dar bateriile cu litiu-ion au o densitate de energie superioară decât bateriile cu plumb-acid, ceea ce este ideal în special în EV-uri de performanță și electronice, unde considerentele legate de spațiu și greutate sunt extrem de importante.
Bateriile cu plumb-acid suferă, de asemenea, de cicluri de viață inferioare în comparație cu bateriile cu litiu-ion. Acest lucru înseamnă că puteți reîncărca și descărca o baterie litiu-ion de multe ori mai mult decât o baterie cu plumb acid. Acesta este, evident, un plus uriaș pentru utilizarea în vehiculele electrice, unde bateria cuprinde cea mai importantă și costisitoare componentă, iar un ciclu de viață inferior l-ar face inutilă. Bateriile cu plumb-acid necesită, de asemenea, întreținere regulată pentru a le menține în funcțiune, în timp ce bateriile cu litiu-ion nu necesită întreținere relativ pe durata de viață.
Este ușor de înțeles de ce bateriile cu litiu-ion sunt folosite în vehiculele electrice față de bateriile tradiționale cu plumb-acid. Dacă vehiculele electrice ar folosi baterii cu plumb-acid, acestea ar fi nebun de grele și ar fi lipsite de putere.
Bateriile cu plumb și-au încă locul lor
Indiferent de dezavantajele asociate bateriilor cu plumb-acid, acestea își au locul în peisajul auto. Costul lor relativ ieftin în comparație cu bateriile litiu-ion asigură că vor continua să fie utilizat în vehicule pe benzină și în alte aplicații în care costul inițial este important factor.
Aceste baterii alimentează vehiculele de mulți ani și, deși tehnologia litiu-ion este noul lucru strălucitor, bateriile cu plumb-acid își vor avea întotdeauna locul în istoria automobilelor.