Как устроен автомобильный аккумулятор — типы современных АКБ, принцип их работы, конструктивные особенности
- Все статьи
- Как устроен автомобильный аккумулятор — типы современных АКБ, принцип их работы, конструктивные особенности
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.
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.
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.
Принцип действия и устройство аккумуляторных батарей автомобиля
Принцип действия и устройство аккумуляторных батарей автомобиля
Аккумуляторная батарея предназначена для питания электрической энергией всех потребителей при неработающем двигателе и при работе его с малой частотой вращения коленчатого вала, а также для пуска двигателя стартером.
На автомобилях используют стартерные свинцово-кислот-ные аккумуляторные батареи. Такие батареи способны кратковременно отдавать ток большой величины, что необходимо при пуске двигателя стартером.
Аккумуляторная батарея состоит из трех, шести или двенадцати последовательно соединенных аккумуляторов напряжением 2В каждый.
Аккумуляторные батареи выпускаются на 6, 12 и 24В. Простейший свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой пластмассовый сосуд, в который опущены две свинцовые пластины и залит электролит из химически чистой (аккумуляторной) серной кислоты и дистиллированной воды. Если через такой аккумулятор пропускать постоянный электрический ток, то в нем будет протекать химическая реакция с образованием на положительной пластине двуокиси свинца, а на отрицательной — чистого губчатого свинца (Рb). Плотность электролита по мере заряда аккумулятора будет повышаться за счет выделения серной кислоты и поглощения воды. Напряжение на клеммах аккумулятора также будет повышаться. Такой процесс называется зарядом аккумулятора. При включении заряженного аккумулятора во внешнюю цепь будет происходить обратная химическая реакция с отдачей электрической энергии на питание включенных потребителей. По мере разряда пластины аккумулятора будут покрываться сернокислым свинцом, плотность электролита и напряжение аккумулятора будут уменьшаться.
Такой процесс называется разрядом аккумулятора. После разряда необходимо вновь зарядить аккумулятор от источника постоянного тока. Поскольку при заряде и разряде аккумулятора изменяется плотность электролита, то по плотности электролита определяют степень раз-ряженности (заряженности) аккумулятора.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Таким образом, действие аккумулятора основано на превращении электрической энергии в химическую при заряде и, наоборот, химической энергии в электрическую — при разряде.
Основными параметрами аккумулятора являются напряжение и емкость.
Напряжение на выводных штырях исправного и полностью заряженного аккумулятора около 2 В. Допускается в процессе эксплуатации разряжать аккумуляторы до 1,7 В.
Количество электричества в ампер-часах (А-ч), полученное от аккумулятора при его разряде до допустимого напряжения, называется емкостью, которую определяют как произведение силы разрядного тока в амперах на время разряда в часах.
Емкость зависит от количества и размеров пластин аккумуляторов, силы разрядного тока, плотности и температуры электролита, а также степени заряженности, технического состояния и срока службы аккумулятора (батареи).
Номинальной емкостью аккумуляторной батареи называется наименьшее количество электричества в ампер-часах, которое должна отдать новая, полностью заряженная батарея при непрерывном разряде ее током, равным 0,05 номинальной емкости до напряжения 1,7 В при температуре электролита 25 °С. Номинальная емкость в основном зависит от размеров и количества пластин в аккумуляторе.
Каждый тип стартерной аккумуляторной батареи имеет свое условное обозначение, которое наносится на межэлементном соединении (перемычке) или на баке и означает:
— первое число (3, 6 или 12)—количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарее;
— СТ или ТСТ — назначение батареи: стартерная или стартерная для тяжелых условий эксплуатации, соответственно;
— число после букв — номинальную емкость батареи, выраженную в ампер-часах.
Остальные буквы означают:
— М, МС, Р, PC — материал сепаратора, соответственно: мипласт, мипласт со стекловолокном, мипор, мипор со стекловолокном.
Например, условное обозначение батареи 6СТ-90ЭМС указывает, что батарея состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов, стартерная, номинальная емкость батареи 90 А-ч, бак эбонитовый, а сепараторы двойные — мипласт со стекловолокном.
На автомобилях ГАЗ-66 и ГАЗ-53А устанавливается аккумуляторная батарея 6СТ-75ЭМС. Батарея состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов, размещенных в шестикамерном эбонитовом баке. Каждый аккумулятор включает в себя пять положительных и шесть отрицательных пластин. Положительные и отрицательные пластины представляют собой свинцовые решетки, заполненные активной массой, которая и участвует в химических реакциях при зарядах и разрядах аккумулятора. После сложной технологической обработки пластин активная масса положительных пластин превращается в двуокись свинца (РЬОг) (темно-коричневого цвета), а отрицательных — в губчатый свинец (Рb) (серого цвета).
Однородные пластины аккумулятора соединяются между собой с помощью бареток 5 и образуют полублоки положительных и отрицательных пластин. Чтобы предотвратить соприкосновение разноименных пластин, между ними установлены прокладки — сепараторы. Ребристая сторона сепаратора всегда обращена к положительной пластине. При такой установке сепараторов обеспечивается лучший доступ электролита в поры активной массы положительных пластин, что повышает работоспособность аккумулятора.
Рис. 1. Аккумуляторная батарея:
1 — отрицательная пластина; 2 — сепаратор: 3 — положительная пластина; 4 — предохранительный щиток; 5 —баретка: 6 — штырь: 7 — плюсовая клемма; 8 — бак аккумуляторной батареи; 9 — уплотнительная мастика: 10 — пробка; 11 — крышка аккумулятора; 12 — межэлементное соединение; 13 — вентиляционное отверстие; 14 — минусовая клемма
Для защиты кромок сепараторов и пластин от .механических повреждений при замере плотности и уровня электролита сверху положен предохранительный щиток из кислотостойкого материала.
Сверху каждый аккумулятор закрывается крышкой II с двумя отверстиями для полюсных штырей от положительных и отрицательных пластин. В крышках также выполнены резьбовые отверстия под пробку для залива электролита и штуцеры с вентиляционными отверстиями для автоматической установки уровня электролита. На некоторых батареях 6СТ-75ЭМС штуцера может и не быть. У них вентиляционное отверстие выполнено в пробке. Стыки между крышкой и баком залиты мастикой.
На дне бака выполнены ребра, на которые опираются полублоки пластин. В пространстве между ребрами скапливается осыпающаяся со временем активная масса (шлам), что на гарантийный срок исключает за.мыкание разноименных пластин.
Аккумуляторы соединяют между собой с помощью межэлементных соединений, которые привариваются к штырям полублоков. Крайние штыри аккумуляторной батареи выполняют роль плюсовой и минусовой клемм.
Камеры аккумуляторов изолированы друг от друга. Через резьбовые отверстия крышек в аккумуляторы заливается электролит.
Плотность электролита должна соответствовать климатическому району, в котором эксплуатируется батарея.
Минусовая клемма батареи соединена с массой автомобиля через выключатель батареи, а плюсовая — с бортовой сетью. Для уменьшения падения напряжения на проводах и их нагрева батарея подсоединена к сети проводами большого сечения.
На автомобилях ЗИЛ-131 и ЗИЛ-130 используется батарея 6СТ-ЭМС. По устройству она аналогична батарее 6СТ-75ЭМС, но имеет в каждом аккумуляторе по шесть положительных и семь отрицательных пластин, что увеличивает ее емкость.
На автомобиле ЗИЛ-131 к батарее могут придаваться гидростатические пробки, которые исключают попадание воды в аккумуляторы при преодолении глубокого брода.
На автомобиле «Урал-375Д» устанавливается батарея типа 6СТЭН-140М. Ее особенностью является наличие деревянного ящика, в котором размещаются шесть эбонитовых баков. Клеммы выведены на панель ящика и защищены съемной коробкой. Емкость батареи повышена за счет увеличения количества и площади пластин.
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов и пусковые устройства на Ace Hardware
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик.0006
Выбрать 2 или более продуктов для бок о бок по сравнению с функциями Comparrishson.compare
Выберите 2 или более продуктов для бок о бок по боковой функции.
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций.
СравнитеВыберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните
Выберите продукты для параллельного сравнения функций. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. сравнение функций.Сравнить
Выбрать 2 или более продуктов для бок о бок по бок по сравнению с функциями. Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций.
СравнитеВыберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения сравнение функций.Сравнить
Выбрать 2 или более продуктов для бок о бок по бок по сравнению с функциями.
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения функций. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните
Выберите 2 или более продуктов для параллельного сравнения характеристик. Сравните
204 Выберите 2 или более продукты для параллельного сравнения функций.
Сравнить
Сравните
Сравните
СравнитьПоказано 25 из 25 Автомобильное зарядное устройство
и портативное пусковое устройство. В чем разница?
- Сравнение зарядного устройства для автомобильного аккумулятора и портативного пускового устройства
- Описание зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
- Когда использовать автомобильное зарядное устройство
- Описание пускового устройства
- Когда использовать Jump Starter
- Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Разряженный или разряженный автомобильный аккумулятор — очень распространенная проблема, особенно зимой, когда аккумулятор вашего автомобиля работает с максимальной нагрузкой, обеспечивая питание автомобиля, дворников, фар и электроники.
Когда вы сталкиваетесь с разряженным или неисправным аккумулятором, зарядное устройство для автомобильного аккумулятора или пусковое устройство могут помочь вам вернуться в дорогу, однако каждое из этих устройств имеет свои преимущества, ограничения и назначение, которые следует учитывать.
Водители часто путают эти два устройства или просто думают, что это одно и то же, но на самом деле они не только помогают завести машину, но и совершенно разные.
Прочитав этот материал, вы поймете разницу между зарядным устройством для автомобильного аккумулятора и пусковым устройством, как они работают, а также плюсы и минусы каждого устройства.
В чем разница между зарядным устройством для автомобильного аккумулятора и портативным пусковым устройством?
| Назначение | Зарядка аккумулятора | Аккумулятор для запуска от внешнего источника |
| Лучший для | Техническое обслуживание | Аварийные ситуации |
| Время зарядки | от 24 до 48 часов | Мгновенное |
| Аккумуляторная батарея | НЕТ | ДА |
| Зарядка/подзарядка аккумулятора | ДА | НЕТ |
| Риск перезарядки | ДА | НЕТ |
| Портативный | ДА | ДА |
| Беспроводной/беспроводной | НЕТ | ДА |
| Требуется электрическая розетка | ДА | НЕТ |
| Где использовать | Дом | Где угодно |
| Многофункциональный | НЕТ | ДА |
| Основные функции | Зарядить аккумулятор | Запуск автомобиля, USB-зарядка, фонарик |
| Срок службы | Длинный | Длинный |
| Вес | От среднего до тяжелого | От очень легкого до среднего |
| Ключевые покупательские факторы | Ампер и напряжение | Пиковый ток, емкость аккумулятора, ток (холодного) пуска |
| Цена | $$-$$$$ | $-$$$ |
| Купить сейчас | Магазин портативных стартеров | |
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов точно такое же, как зарядное устройство для мобильных телефонов или ноутбуков, но для аккумуляторов автомобилей или грузовиков .
Эти устройства подключаются к электрической розетке на одном конце (источник питания) и подключаются к клеммам аккумуляторной батареи автомобиля кабелями, которые напоминают соединительные кабели.
Как и зарядные устройства для мобильных телефонов/электроники, зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов обеспечивает постоянный поток энергии, подзаряжая или поддерживая заряд аккумулятора автомобиля, когда он разряжен или полностью заряжен соответственно.
Одно предостережение заключается в том, что автомобильные аккумуляторы несовместимы напрямую с обычными электрическими розетками с точки зрения напряжения и типа тока, а также они не поставляются с обычным зарядным портом. Здесь на помощь приходят зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов.
Мобильные телефоны и другая электроника имеют зарядные порты, специально предназначенные для зарядных устройств, которые подключаются к обычной бытовой электрической розетке.
Для зарядки автомобильных аккумуляторов требуется 12-вольтовый постоянный ток, а электрические розетки выдают 120-вольтовый переменный ток.
Зарядные устройства для аккумуляторов преобразуют 120-вольтовый переменный ток, потребляемый из электрической розетки, в 12-вольтовую розетку постоянного тока. Кроме того, они поставляются со специальными кабелями (похожими на соединительные кабели), которые подключаются к клеммам аккумулятора, поскольку у них нет специальных портов для зарядки.
Различные типы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов (сила и напряжение)
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов выпускаются с различными номиналами в ампер-часах (Ач), что отражает их мощность и скорость, с которой они могут заряжать аккумулятор. Номинальный ток обычно варьируется от 0,75 до более 100 ампер.
Автомобильный аккумулятор обычно имеет емкость 48 ампер-часов, в то время как небольшие транспортные средства, такие как мотоциклы, водные мотоциклы и снегоходы, имеют емкость 20 Ач или меньше. Таким образом, если автомобильное зарядное устройство рассчитано на 2, 6 или 12 ампер, для полной зарядки аккумулятора потребуется 24, 8 или 4 часа соответственно.
Вы просто делите номинальную мощность аккумулятора на номинальную мощность автомобильного зарядного устройства, чтобы узнать, сколько часов потребуется для полной зарядки аккумулятора (пример: 48 А/2 Ач = 24 часа).
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов также различаются по напряжению, поскольку автомобильные аккумуляторы также различаются по напряжению, обычно в диапазоне от 6 до 24 вольт. Подавляющее большинство автомобилей имеют 12-вольтовые аккумуляторы. Вам понадобится автомобильное зарядное устройство, которое соответствует напряжению вашего автомобильного аккумулятора, так как вы можете необратимо повредить аккумулятор или даже вызвать взрыв.
Когда использовать автомобильное зарядное устройство
Автомобильное зарядное устройство идеально подходит для поддержания заряда автомобильного аккумулятора, например, в автомобиле, который находится на хранении, или в автомобиле с разряженным аккумулятором. Если ваш автомобильный аккумулятор постоянно выходит из строя и разряжается, вероятно, пришло время полностью заменить его.
Поскольку автомобильным зарядным устройствам обычно требуется несколько часов для зарядки аккумулятора, они не идеальны для экстренных или срочных ситуаций, например, когда ваш автомобиль не заводится утром перед работой. Обычно это происходит из-за холодной погоды или из-за того, что вы оставили в машине что-то, что разрядило аккумулятор на ночь.
В таких ситуациях лучше всего подойдет переносной пусковой механизм, соединительные кабели или служба помощи на дороге. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о том, как работают пусковые устройства и когда их использовать.
Общие сведения о пусковых установках
Пусковое устройство — это переносной аккумуляторный блок, предназначенный для запуска автомобиля без помощи другого автомобиля или источника питания.
Эти удивительные устройства имеют 12-вольтовый выход постоянного тока, к которому подключаются специальные соединительные кабели. Специальные соединительные кабели подключаются к клеммам автомобильного аккумулятора и получают питание непосредственно от аккумулятора пускового устройства.
В отличие от автомобильного зарядного устройства, которое фактически заряжает аккумулятор, пусковое устройство помогает быстро запустить аккумулятор, не заряжая его за счет быстрого скачка мощности. Как только автомобиль заводится, генератор срабатывает и начинает заряжать аккумулятор.
Посетите наш обширный справочник, чтобы узнать больше о пусковых устройствах, о том, как они работают, об их основных характеристиках и различных типах.
Когда использовать пусковые устройства
Пусковое устройство — идеальный автомобильный аксессуар, который поможет вам вернуться на дорогу, если вы столкнетесь с разряженным автомобильным аккумулятором на ходу, в срочных или экстренных ситуациях. Эти устройства очень маленькие и легкие, поэтому их можно хранить под сиденьем, в бардачке или в багажнике автомобиля.
Являясь многофункциональными устройствами, пусковые устройства могут использоваться в самых разных ситуациях. Например, вы можете использовать их для зарядки электроники на ходу благодаря их USB-портам для зарядки или вы можете воспользоваться их мощными светодиодными фонариками, когда вам нужно дополнительное освещение в дороге.
Прочтите нашу статью о том, почему в машине всегда должен быть пусковой механизм.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Можно ли использовать зарядное устройство для запуска автомобиля?
Зарядное устройство нельзя использовать для запуска автомобиля. Его можно использовать только для подзарядки автомобильного аккумулятора, что обычно занимает от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от размера аккумулятора и мощности используемого автомобильного зарядного устройства.
Можно ли заряжать аккумулятор от портативного пускового устройства?
Портативное пусковое устройство не может заряжать аккумулятор. Он разработан, чтобы обеспечить мгновенный мощный поток тока, достаточный для работы аккумулятора, после чего генератор автомобиля приступает к фактической зарядке аккумулятора.
Можно ли заряжать автомобильный аккумулятор, пока он все еще подключен?
Да, автомобильный аккумулятор можно заряжать с помощью автомобильного зарядного устройства, не отключая его от автомобиля.
Его также можно заряжать, если он отсоединен от автомобиля.
Можно ли зарядить автомобильный аккумулятор, не снимая его?
Да, автомобильный аккумулятор можно заряжать с помощью автомобильного зарядного устройства, не снимая аккумулятор с автомобиля. Его также можно зарядить, если снять с автомобиля.
Можно ли оставлять автомобильное зарядное устройство включенным на ночь?
Это зависит от вашего автомобильного аккумулятора и зарядного устройства, так как вы рискуете перезарядить аккумулятор. Некоторые батареи имеют технологию защиты от перезарядки, а другие нет. Некоторые зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов премиум-класса автоматически отключаются, когда аккумулятор полностью заряжен, или уменьшают подачу тока для поддержания полного заряда.
Могу ли я завести машину во время зарядки аккумулятора?
Да, автомобиль можно завести во время зарядки аккумулятора.
Что произойдет, если вы оставите автомобильное зарядное устройство включенным слишком долго?
Это зависит от автомобильного аккумулятора и используемого зарядного устройства.
Некоторые батареи могут выдерживать перезарядку, а другие нет. Аккумуляторы, которые не выдерживают перезарядки, рискуют необратимо выйти из строя, а в некоторых крайних случаях могут взорваться.
Некоторые зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов автоматически выключаются, когда аккумулятор полностью заряжен, и/или уменьшают подачу тока для поддержания полного заряда. При использовании одного из этих зарядных устройств ничего не произойдет, если вы оставите автомобильное зарядное устройство включенным после полной зарядки.
Сколько времени занимает зарядка автомобильного аккумулятора?
Время, необходимое для зарядки автомобильного аккумулятора, зависит от размера аккумулятора и мощности автомобильного зарядного устройства. Вы просто делите номинальную мощность аккумулятора на номинальную мощность автомобильного зарядного устройства, чтобы узнать, сколько часов потребуется для полной зарядки аккумулятора.
Например, обычный автомобильный аккумулятор на 48 ампер заряжается за 24 часа с помощью зарядного устройства на 2 ампер-часа (48 / 2 = 24).