車のバッテリー-それは何ですか？
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一部の車両システムは、動作するために電圧を必要とします。 たとえば、XNUMXつのセンサーの操作専用に、エネルギーのごく一部しか使用しないものもあります。 他のシステムは複雑で、電気がないと機能しません。
たとえば、以前にエンジンを始動するために、ドライバーは特別なノブを使用しました。 それはそれのために意図された穴に挿入され、物理的な力の助けを借りて、エンジンのクランクシャフトが回転しました。 このシステムを最新のマシンで使用することはできません。 この方法の代わりに、スターターがフライホイールに接続されます。 この要素は、電流を使用してフライホイールを回転させます。
車のすべてのシステムに電気を供給するために、メーカーはバッテリーの使用を提供しました。 この要素の扱い方については、すでに検討しました。 以前のレビューのXNUMXつで..。 それでは、充電式バッテリーの種類についてお話ししましょう。
バッテリーとは
まず、用語を理解しましょう。 車のバッテリーは、車の電気ネットワークの定電流源です。 エンジンの運転中に電力を蓄えることができます（このプロセスには発電機が使用されます）。
充電式の装置です。 車が始動できないほど放電した場合は、バッテリーを取り外して、家庭用電源で作動する充電器に接続します。 バッテリーが植えられたときにエンジンを始動する他の方法が説明されています ここで.
車両モデルに応じて、バッテリーはエンジンルーム、床下、車外の別の隙間、またはトランクに設置できます。
バッテリー装置
充電式バッテリーは、いくつかのセル（バッテリーバンクと呼ばれます）で構成されています。 各セルにはプレートがあります。 各プラチナは正または負の電荷を帯びています。 それらの間に特別なセパレーターがあります。 プレート間の短絡を防ぎます。
電解質の接触面積を増やすために、各プレートはグリッドのような形をしています。 鉛製です。 多孔質構造の格子に活性物質が押し込まれます（これによりプレートの接触面積が増加します）
正極板は鉛と硫酸で構成されています。 ネガティブプレートの構造には硫酸バリウムが含まれています。 帯電過程で正極板の物質が化学組成を変化させ、二酸化鉛になります。 負極板は通常のリード板になります。 充電器を外すと、プレート構造が元の位置に戻り、化学組成が変化します。
電解質が各ジャーに注がれます。 酸と水を含む液体物質です。 液体はプレート間で化学反応を引き起こし、そこから電流が生成されます。
すべてのバッテリーセルはハウジングに収納されています。 それは、活発な酸性環境への絶え間ない暴露に耐性がある特殊なタイプのプラスチックでできています。
蓄電池（アキュムレータ）の動作原理
車のバッテリーは、充電された粒子の動きを利用して発電します。 バッテリーではXNUMXつの異なるプロセスが行われるため、電源を長期間使用できます。
- 低バッテリー。 この時点で、活性物質がプレート（アノード）を酸化し、それが電子の放出につながります。 これらの粒子は、XNUMX番目のプレートであるカソードに向けられます。 化学反応の結果、電気が放出されます。
- バッテリーチャージ。 この段階で、反対のプロセスが発生します-電子はプロトンに変換され、物質はそれらをカソードからアノードに戻します-。 その結果、プレートが復元され、その後の放電プロセスが可能になります。
バッテリーの種類と種類
最近ではさまざまな種類のバッテリーが販売されています。 それらは、プレートの材質と電解質の組成が互いに異なります。 自動車には伝統的な鉛酸タイプが使用されていますが、先進技術を使用することももはや珍しいことではありません。 この電池と他の種類の電池の特徴をいくつか紹介します。
伝統的（「アンチモニー」）
プレートがアンチモンの5％以上である鉛酸バッテリー。 この物質は、電極の強度を高めるために電極の組成に追加されました。 このような電源の電気分解は最も早いです。 同時に、十分な量のエネルギーが放出されますが、プレートはすぐに破壊されます（プロセスはすでに12 Vで始まります）。
このようなバッテリーの主な欠点は、缶から水が蒸発する原因となる酸素と水素（気泡）の大量放出です。 このため、すべてのアンチモン電池は修理可能です。少なくとも月にXNUMX回は、電解質のレベルと密度を確認する必要があります。 メンテナンスには、プレートが露出しないように、必要に応じて蒸留水の追加が含まれます。
このようなバッテリーは、ドライバーが車をメンテナンスしやすくするために、車では使用されなくなりました。 低アンチモン類似体がそのようなバッテリーに取って代わりました。
低アンチモン
プレートの組成中のアンチモンの量を最小限に抑えて、水の蒸発プロセスを遅くします。 もうXNUMXつの良い点は、保管の結果としてバッテリーがそれほど速く放電しないことです。 このような変更は、低メンテナンスタイプまたは非メンテナンスタイプに分類されます。
これは、車の所有者が電解質の密度とその量を毎月チェックする必要がないことを意味します。 完全にメンテナンスフリーとは言えませんが、まだ水が沸騰しており、ボリュームを補充する必要があります。
このようなバッテリーの利点は、エネルギー消費に対する気取らないことです。 車のネットワークでは、電圧のサージやドロップが発生する可能性がありますが、カルシウムやゲルの類似物の場合のように、これが電源に悪影響を与えることはありません。
このため、安定したエネルギー消費を誇る設備が自慢できない国産車に最適です。 また、平均的な収入のあるドライバーにも適しています。
カルシウム
これは、低アンチモンバッテリーの変更です。 アンチモンを含む代わりに、カルシウムがプレートに追加されます。 さらに、この材料は両極の電極の一部です。 Ca / Caは、そのようなバッテリーのラベルに示されています。 内部抵抗を減らすために、アクティブプレートの表面が銀でコーティングされている場合があります（内容物のごく一部）。
カルシウムの添加により、バッテリー動作中のガス発生がさらに減少しました。 動作期間全体にわたるこのような変更の電解質の密度と量は、まったくチェックする必要がないため、メンテナンスフリーと呼ばれます。
このタイプの電源は、自己放電の影響を受けやすく（以前の変更と比較して）70％少なくなっています。 これにより、冬季の備品保管など、長期間保管することができます。
もう12つの利点は、電気分解が16 VではなくXNUMX Vで始まるため、過充電をそれほど恐れないことです。
多くの良い面にもかかわらず、カルシウム電池にはいくつかの重大な欠点があります。
- 数回完全に放電してから最初から再充電すると、エネルギー消費量が減少します。 さらに、このパラメータは大幅に減少するため、車のネットワークに接続されている機器の正常な機能には容量が十分でないため、バッテリーの交換が必要になります。
- 製品の品質を向上させるには、より高い料金が必要であり、平均的な材料収入のユーザーは製品にアクセスできなくなります。
- 主な用途は外国車です。設備のエネルギー消費が安定しているためです（たとえば、サイドライトは、ドライバーが誤ってオフにし忘れた場合でも、多くの場合自動的にオフになり、バッテリーが完全に放電することがよくあります）。
- バッテリーの操作にはもっと注意が必要ですが、適切な車両の手入れ（高品質の機器の使用と完全放電への注意）により、このバッテリーは低アンチモンのバッテリーよりもはるかに長持ちします。
ハイブリッド
これらのバッテリーにはCa +というラベルが付いています。 この変更では、プレートはハイブリッドです。 ポジティブにはアンチモン、ネガティブにはカルシウムが含まれます。 効率の点では、そのようなバッテリーはカルシウムのものより劣っていますが、水はそれらの中で低アンチモンのものよりもはるかに少なく沸騰します。
このようなバッテリーは、完全放電の影響をあまり受けず、過充電を恐れません。 予算オプションが技術的に満足のいくものではなく、カルシウム類似体のための十分なお金がない場合の優れたオプション。
ゲル、AGM
これらのバッテリーはゲル電解質を使用しています。 そのようなバッテリーを作成した理由はXNUMXつの要因でした：
- 従来のバッテリーの電解液は、ケースが減圧されるとすぐに漏れてしまいます。 これは物的損害（車体が急速に劣化する）を伴うだけでなく、ドライバーが何かをしようとしている間に人間の健康に重大な害を及ぼす可能性もあります。
- しばらくすると、不注意な操作により、プレートが崩壊（スピルアウト）する可能性があります。
これらの問題は、ゲル化した電解質を使用することで解消されました。
AGMの変更では、多孔質材料がデバイスに追加され、プレートの近くにゲルを保持して、プレートのすぐ近くに小さな気泡が形成されるのを防ぎます。
このようなバッテリーの利点は次のとおりです。
- 彼らは傾きを恐れていません-液体電解質を備えたモデルの場合、動作中に空気がまだケース内に形成され、裏返されるとプレートが露出するため、これを達成することはできません。
- 充電されたバッテリーは自己放電しきい値が最も低いため、長期間保管できます。
- 充電間のサイクル全体を通して、安定した電流を生成します。
- 彼らは完全に放電することを恐れていません-同時にバッテリー容量が失われることはありません。
- そのような要素の耐用年数はXNUMX年に達します。
利点に加えて、そのような車のバッテリーには、車に取り付けたいほとんどのユーザーを困惑させる多くの大きな欠点があります。
- 充電は非常に気まぐれです。これには、安定した低充電電流を提供する特別な充電器を使用する必要があります。
- 高速充電は許可されていません。
- 寒い天候では、ゲルが冷却されると導体特性が低下するため、バッテリーの効率が急激に低下します。
- 車には安定した発電機が必要なので、そのような変更は高級車で使用されます。
- 非常に高い価格。
アルカリ
車のバッテリーには、酸性電解質だけでなくアルカリ性電解質も充填できます。 鉛の代わりに、そのような変更のプレートはニッケルとカドミウムまたはニッケルと鉄でできています。 活性導体として水酸化カリウムを使用しています。
このようなバッテリーの電解質は、動作中に沸騰しないため、補充する必要はありません。 酸の対応物と比較して、これらのタイプのバッテリーには次の利点があります。
- 過放電を恐れません。
- バッテリーは放電した状態で保管でき、その特性が失われることはありません。
- 再充電は彼らにとって重要ではありません。
- 低温でより安定します。
- 自己放電の影響を受けにくい。
- それらは腐食性の有害な蒸気を放出しないため、住宅地で充電することができます。
- 彼らはより多くのエネルギーを蓄えます。
そのような変更を購入する前に、車の所有者は彼がそのような妥協をする準備ができているかどうかを決定しなければなりません：
- アルカリ電池は電圧が低いため、酸性電池よりも多くの缶が必要です。 当然、これはバッテリーの寸法に影響を与え、特定のオンボードネットワークに必要なエネルギーを提供します。
- 高価;
- スターター機能よりもトラクションに適しています。
Li-ion
現時点で最も進歩的なのは、リチウムイオンオプションです。 最後まで、この技術はまだ完成していません。アクティブプレートの組成は絶えず変化していますが、実験が行われる物質はリチウムイオンです。
このような変更の理由は、操作中の安全性の向上（たとえば、リチウム金属が爆発性であることが判明）、および毒性の低下（マンガンと酸化リチウムの反応による修飾は毒性が高いため、このような要素の電気自動車は「グリーン」とは言えない理由です）です。輸送）。
これらのバッテリーは、廃棄する際に可能な限り安定して安全になるように設計されています。 このイノベーションの利点は次のとおりです。
- 同じサイズのバッテリーと比較して最大の容量。
- 最高電圧 (4 つのバンクが XNUMX V を供給できます。これは、「クラシック」対応バンクの XNUMX 倍です)。
- 自己放電の影響を受けにくい。
これらの利点にもかかわらず、そのようなバッテリーはまだ他の類似物と競争することができません。 これにはいくつかの理由があります。
- それらは霜の中でうまく機能しません（負の温度では非常に速く放電します）。
- 充電/放電サイクルが非常に少ない（最大XNUMX）。
- バッテリーを保管すると容量が減少し、20 年で XNUMX% 減少します。
- 完全な放電を恐れています。
- それはスターター要素として使用できるように弱い電力を放出します-機器は長時間動作しますが、モーターを始動するのに十分なエネルギーがありません。
彼らが電気自動車に実装したい別の開発があります-スーパーコンデンサー。 ちなみに、このタイプのバッテリーで動作する車はすでに作成されていますが、より有害で危険なバッテリーと競合することを妨げる多くの欠点もあります。 このような開発と、この電源を動力源とする電気自動車について説明します。 別のレビューで.
バッテリー寿命
現在まで、車の車載ネットワーク用のバッテリーの効率と安全性を改善するための研究が進行中ですが、これまでのところ最も人気のあるのは酸のオプションです。
次の要因がバッテリーの寿命に影響します。
- 電源が動作する温度。
- バッテリー装置;
- ジェネレータの効率とパフォーマンス。
- バッテリー固定;
- ライディングモード;
- 機器の電源を切ったときの消費電力。
使用されていないバッテリーの適切な保管については、 ここで.
ほとんどの酸性電池の寿命は短く、すべての操作規則に従っている場合でも、最高品質の電池はXNUMX年からXNUMX年で動作します。 ほとんどの場合、これらは無人モデルです。 それらはブランド名で認識されています-有名なメーカーは低品質の製品で評判を損なうことはありません。 また、そのような製品の保証期間は長く、少なくともXNUMX年です。
予算オプションは12年間続き、それらの保証はXNUMXか月を超えません。 バッテリー動作に理想的な条件を作り出すことは不可能なので、このオプションに急いではいけません。
何年もの間、作業リソースを決定することは不可能ですが、これは、説明したように、車のタイヤの場合と同じです。 別の記事で..。 平均的なバッテリーは、4回の充電/放電サイクルに耐える必要があります。
バッテリー寿命の詳細については、次のビデオで説明しています。
質問と回答：
バッテリーとはどういう意味ですか？ アキュムレータバッテリー-蓄電池。 車内の電化製品の自律運転に必要な電気を自主的に発電する装置です。
バッテリーは何をしますか？ それが充電されると、電気は化学プロセスを開始します。 バッテリーが充電されていないときは、化学プロセスがトリガーされて電気が生成されます。
