Аккумуляторная батарея (аккумулятор) автомобиля, обеспечивает питание всех энергопотребителей до запуска двигателя автомобиля, на стоянке. Кроме того, аккумулятор "подключается к работе" и тогда, когда генератор не в состоянии выдать ток, необходимый для нормального питания потребителей.
От аккумуляторной батареи зависит работа не только вспомогательных приборов установленных на автомобиле, но и непосредственное энергообеспечение тех узлов, которые отвечают за запуск и работу двигателя. Поэтому иметь правильно подобранную, по всем параметрам, аккумуляторную батарею, на борту вашего автомобиля, которая соответствовала бы эксплуатационным характеристикам очень важно.
Здесь сразу приходит на ум сценка из фильма "Берегись автомобиля", с севшим аккумулятором. И если в кино все смотрится наивно и даже сюжетно - привлекательно, то в настоящей жизни ирония будет уже не уместна.
История применения аккумулятора в автомобиле
Первый работоспособный аккумулятор был изобретен в 1859 году французом Гастоном Планте. Естественно, что первый аккумулятор не задумывался как автомобильный, а был лишь еще одним шагом на пути к прогрессу. Основными недостатками первых аккумуляторов была их маленькая емкость. Связано это было с несовершенством технологий изготовления деталей и чистотой химических реагентов, входящих в состав ккумулятора. Пластины свинца были цельные, а не решетчатые, что значительно сокращало площадь контакта с кислотой, а кроме того, в свинце было много примесей.
На настоящий момент прогресс изготовления аккумуляторов "шагнул" далеко вперед. Применяются не только различные по емкости аккумуляторы, для конкретных случаев и моделей автомобилей, но и разные по принципу работы аккумуляторы. Обо всем по порядку мы и расскажем далее.
Устройтсво и работа аккумуляторной батареи (аккумулятора)
Химические процессы протекающие в аккумуляторе при работе
Протекающий процесс физико-химической реакции в аккумуляторе называется электролизом. Для его осуществления необходимо два материала – двуокись свинца (РЬО2 – положительный электрод) и свинец (РЬ - отрицательный электрод). Конечно, применяться могут и другие материалы, но принцип остается тот же.
Итак, серная кислота и те два материала, про которые мы уже упоминули реагирют следующим образом:
При разряде (работе) аккумулятора на отрицательном электроде:
Из Рb + HSO4 = РЬSO4 + Н + выделившиеся в результате реакции электроны
... на положительном электроде:
РbО2+ HSO4+3Н+электроны = РbSO4+2Н2О
При зарядке аккумулятора на отрицательном электроде:
РbSO4 + Н + электроны = Рb+ HSO4
... на положительном электроде:
РЬSO4+2Н2О = РЬО2+ HSO4+3Н+электроны
Из реакций видно, что она обратимая, это является важнейшим свойством аккумулятора. Обратимость аккумулятора позволяет разряжать и заряжать его определенное количество раз. Конечно, через какое-то время пластины крошаться, концентрация кислоты падает, аккумулятор приходит в негодность.
Хороший кислотный аккумулятор может зарядится, разрядится 500 раз, с сохранением своих номинальных параметров. Зарядка, разрядка аккумулятор назвается циклом, то есть аккумулятор способен быть работоспособным в течении порядка 500 циклов.
Также важно заметить, что в реакции присутствует газ - водород, который выделяется в воздух и в последствии регенерируется из него же. В следствии этой особенности кислотные аккумуляторы не подлежат полной герметизации, то есть они зависимы от сообщения с внешней средой, с атмосферой. Именно поэьтому при зарядке рекомендуется выкручивать пробки банок аккумуляторов. Но об этом мы еще поговрим в разделе "Режимы зарядки аккумулятора".
Внутреннее строение кислотного аккумулятора и его особенности (минусы плюсы)
Можно сказать, что о плюсах кислотонго аккумулятора мы уже поговорили. Он довольно надежен, при этом достаточно дешев.
(на картинке выше строение типового кислотного аккумулятора)
К минусам конструкции кислотного аккумулятора можно отнести механическое растрескивание и расслаивание электродов и изоляторов в банке. Разрушение внутренних элементов связано с постоянными трясками аккумулятора на машине, необратимыми процессами, а также с тем, что они никак не закреплены жидким наполнителем - электролитом в аккумуляторе. Кроме того, кислотноый аккумулятор из-за выделения газов H и О2 время от времени нуждаются в доливке дистиллированной воды, для прохождения реакции электролиза.
Последние модернизированные аккумуляторы с применением элементов (Са) кальция или серебра в составе предотвращают саморазряд и как следствие, выкипание электролита. Применение электродов полностью из (Са) кальция еще лучше решает эту проблему. Такие аккумуляторы не выкипают, при зарядке или разрядке, а значит и не работают в критических режимах с пониженным уровнем электорлита. Все это в значительной мере сказывается на общем сроке эксплуатации кислотного аккумулятора.
Гелевые аккумуляторы их особенности, преимущества и недостатки
Гелевый аккумулятор является неким решением направленным на то, чтобы внутренние реакции аккумулятора были уравновешены, а конструкция удержания пластин более жесткой, то есть более совершенной. Если говорить о реакциях, то они обратимы, как в кислотном аккумуляторе. Но особенностью является то, что для них не требуется контакт с внешней средой - атмосферой, для выделения и поглащения водорода. Это хорошо заметно, если взглянуть на конструкцию гелиевого аккумулятора снаружи, его корпус герметичен.
(Гелевый аккумулятор на фото выше)
По факту, если все же без лукавства, то стоит сказать о том, что в некоторых гелевых аккумуляторах присутствует расширительный клапан, для сброса или забора газа, при изменении окружающей температуры.
Продолжая тему гелевых аккумуляторов необходимо рассказать о их главной особенности, о применяемом в них электролите - наполнителе. Электролит в этих аккумуляторах имеет плазматическое состояние, представляет собой гель.
В качестве электролита могут применять все ту же серную кислоту, но с загустителем, например (SiO2). Кроме того, в состав электродов добавляется кальций, для предотвращения выделения водорода, по аналогии с применением в кислотных аккумуляторах (смотрите выше).
Тем не менее, гель все же пластичен и в состоянии плотно окутать электроды аккумулятора обеспечивая физико - химическую реакцию. Кроме того, после усадки электролита образуются трещины обеспечивающие отток и приток газов при расширении и сжатии. Тем не менее, увеличение данных трещин более определенных размеров недопустимого, так как расслоение электролита пагубно сказываются на характеристиках гелиевых аккумуляторов. Поэтому гелевые аккумуляторы стараются выпускать с ограниченной высотой, для предотвращения этого негативного эффекта.
Плюсы гелевых аккумуляторов
Во-первых, это отсутствие какого либо обслуживания за исключением разрядки, зарядки. Гелевые аккумуляторы более стойки к встряскам, в следствии поддержания внутренних компонентов непосредственно самим гелем. К плюсам данных аккумуляторов можно отнести также более высокий пусковой ток.
Минусы гелевых аккумуляторов
Гелевые аккумуляторы более критичны к режимам зарядки и разрядки. Так, в случае критического разряда аккумулятора, реакции восстановления будут невозможны или пройдут не в полном объеме, что в итоге скажется на емкости и характеристиках АКБ.
Зарядка кислотной аккумуляторной батареи (аккумулятора)
Кислотные аккумуляторы бывают обслуживаемые, так кроме зарядки они нуждаются и в поддержании определенной плотности электролита. Плотность электролита проверяется при температуре +15 С. Но это относится к чисто кислотным аккумуляторам, без добавления кальция или серебра или аналогичных элементов.
Таблица 1 Требования к плотности электролита в аккумуляторе в разных климатических поясах и сезонах - зима, лето.
Оптимальным режимом для заряда аккумулятора является изменение тока в результате зарядки, с максимальным в начале и минимальным в конце. Это связано с понижением в результате зарядки элементов подверженных физико-химической реакции с необходимостью участия электронов, проще говоря с изменением емкости аккумулятора.
К сожалению данные процессы очень сложны и трудно контролируемы, также они зависят не только от состояния аккумулятора, но и от поправок на окружающую среду (температуру). Именно поэтому заряжать аккумуляторы надо под присмотром и с помощью высокотехнологичного зарядного устройства.
где указан ресурс аккумулятора в циклах зарядки разрядки. Зарядку данных аккумуляторов оптимально производить согласно предыдущего графика.
Характеристики аккумуляторных батарей
Электрические характеристики аккумулятора
Номинальная емкость аккумулятора
Номинальная емкость аккумулятора это количество электричества, отданное полностью заряженным аккумулятором до минимально допустимого значения обеспечения работоспособности. Номинальная емкость аккумулятора исчисляется в ампер-часах (А•ч) и зависит от конструкции, силы разрядного тока, и температуры. Температура электролита при определении номинальной емкости аккумулятора должна составлять от +18 до + 27 С.
Снижение температуры электролита влечет за собой уменьшение номинальной емкости порядка 1 % на каждый градус по Цельсию.
Если номинальная емкость аккумулятора (при +27° С) равна 55 А•ч, то при температуре электролита 0° С она уменьшится на 27% и составит 40 А•ч, при этом когда температура -20° С будет 28 А•ч (уменьшится на 47%).
Это условие очень важно при эксплуатации аккумулятора в зимний период времени так как номинальной емкости и стартового тока может не хватить для запуска двигателя автомобиля.
Пусковой ток аккумулятора
Пусковой (стартовый) ток аккумулятора измеряемый в амперах - максимальный ток, обеспечиваемый на 30-й секунде непрерывного разряда при температуре 18° Цельсия но при условии что напряжения не упало ниже 9 В. Пусковой ток как раз и является важной характеристикой аккумулятора при запуске двигателя, особенно в зимний период.
Физические характеристики аккумулятора
К данным характеристикам относятся вес и габариты аккумуляторов, что является актуальным параметром при выборе и установке аккумулятора в автомобиль.
Какой аккумулятор выбрать и купить.
1 При выборе аккумулятора прежде всего стоит руководствоваться рекомендациями производителя автомобиля. Емкость аккумулятора не должна быть менее 95% и более 110% от емкости штатного аккумулятора. При выходе из этих характеристик возможен недозаряд или перезаряд батареи (АКБ)
2 На корпусе пробивают маркировку и дату производства, обратите внимание на данную дату и по возможности выберите максимально «свежий» аккумулятор, с датой приблеженной к настоящему дню покупки аккумулятора.
3 Выбор типоразмера должен совпадать с штатным аккумулятором. Различие по габаритам, весу, выводу клейм, их типоразмеру, может усложнить установку и эксплуатацию аккумулятора на машине.
Какой выбрать импортный аккумулятор
Аккумулятор не имеет национальности, но все же попробуем выделить лидеров с иностранным происхождением или хотя бы с псевдоиностранным. Самыми недорогими являются малообслуживаемые гибридные батареи корейского завода DONG AH (марки Dong AH, SIGMA, Lights of Nord, Power Bronze). Качество — вполне приличное. Это разумный выбор для владельцев старых автомобилей, автомобилей «на продажу» и всех, для кого цена — определяющий фактор.
Наилучшими по соотношению цена-качество будут кальциевые батареи. Также их принято маркировать - MF или CMF. Здесь можно остановиться все на тех же корейских производителях.
1. Компании ATLASBX (ранее — KOREA STORAGE BATTERY): марки батарей ATLAS, KOBA, HANKOOK
2. Компании Hyundai Enercell: марки Solite, IndigoStar
3. Корпорации DELKOR: MEDALIST, DAEWOO.
Всем названным маркам можно смело доверять. Качество — отличное, гарантия — до двух лет.
В принципе, эти аккумуляторы должны понравиться любому автомобилю. Выбор из них — дело вкуса. Конечно, хороши японские аккумуляторы (Panasonic, Supernova, VARTA, BOSH (Германия), но это уже совсем другая ценовая категория.
Какой выбрать отечественный аккумулятор
Многие отечественные производители давно уже используют технологии производства мало отличающиеся от своих иностранных собратьев. Топовые комплектации таких производителей как TITAN (Титан), АКтех, Тюменский аккумуляторный завод и другие, вполне могут составить конкуренцию на рынке. Также, если учитывать цену и средний срок эксплуатации аккумулятора в холодном регионе 3-5 лет, то все встает на свои места.
Отечественный производитель дает гарантию на свои аккумуляторы с возможностью замены на те же 3 года, поэтому все же пальму первенства в номинации "Цена - качество", все же стоит отдать отечественному производителю.
Кроме того, стоит отметить и тот факт, что многие отечественные производители начали выпуск различных модификаций и моделей аккумуляторов для иномарок, то есть расширили ассортимент заняв свою законную нишу на рынке автомобильных аккумуляторов.
