Что значит стартерная аккумуляторная батарея

На Токе заряженный портал

Чем отличаются тяговые аккумуляторы от стартерных? — На токе

Чем отличаются тяговые аккумуляторы от стартерных?

Все мы привыкли, что на традиционных транспортных средствах оборудованных ДВС, установлены аккумуляторные батареи, посредством которых запускается силовой агрегат. Они обеспечивают электроэнергией стартер, вращающий маховик бензинового либо дизельного двигателя. Аккумуляторы подобного типа называются стартерные, однако, довольно часто можно услышать такое понятие как «тяговый аккумулятор», который также используется на средствах передвижения, хотя и не всегда так, как многие пользователи привыкли. В этой теме я хочу пролить свет на два этих понятия, объяснить в подробностях чем отличаются друг от друга эти две разновидности аккумуляторов, а также, обсудить вопрос, можно ли один вид заменить другим.

Содержание:

Тяговые АКБ можно найти в обыкновенном автомагазине, правда лично я, наблюдал их в разделе совмещённом с товарами для охоты и рыболовецких подвигов. Конкретно, такие батареи предлагались для плавсредств. Так что же это всё-таки за аппаратура и по каким причинам она не продаётся для обыкновенных машин? Для начала, нам нужно коротко вспомнить о стартерных модификациях аккумуляторных батарей.

Стартерные аккумуляторы

У этих девайсов имеется одно главное предназначение — запуск силовых агрегатов грузовиков и легковых автомобилей. При таких пусках, данная аппаратура отдаёт довольно серьёзную величину тока, который разработчики называют «пусковым». Это значение можно наблюдать на боковинах стартерной батареи и как правило, оно колеблется в пределах 250-1000 A. Данный показатель является одним из основных для стартерного гаджета, параллельно с напряжением, часто достигающим приблизительно 12,7 V. Не малое значение имеет и ёмкость аппарата, измеряющаяся в Ампер/часах. Самым распространённым, является показатель 55-65 Ah.

Эти устройства весьма чувствительны к глубоким разрядам и по этой причине, специалисты не советуют разряжать данное оборудование ниже показателя 10 V. Если это условие не будет учитываться и пользователь опустится ниже приведённой цифры примерно 20-30 раз — стартерную АКБ можно смело сдавать в утиль, так как она утратит большой объём своей ёмкости.

В общем, суть у стартерного аккумулятора такова: при пуске двигателя, он отдаёт очень мощный заряд, а далее подзаряжается от автомобильного генератора. Не переносит глубоких разрядов и в ускоренном режиме приходит от них в негодность.

Тяговые аккумуляторы

Теперь обсудим другую разновидность — тяговые батареи. Итак, это абсолютно другой тип АКБ, хотя он также используется инженерами на машинах, только вот эти самые автомобили не традиционные, а электрические, проще говоря, набирающие в последнее время ход — электрокары. Сюда входят и гибридные модификации, и разного рода электрифицированная спецтехника: тягачи, разного рода погрузочные аппараты и т. д.

Тяговая аппаратура не может предложить юзеру высокие цифры пусковых токов и предназначена немного для других целей. Тяговые батареи призваны отдавать определённую энергию длительный период времени и при этом, они имеют возможность разряжаться почти на сто процентов. Рекомендуется минимальное напряжение пять процентов от общего.

Тяговые аккумуляторные батареи предназначены для эксплуатации в тех местах, где нужно обеспечивать электропитание продолжительное время. К примеру, это уже упомянутые выше электрокары либо гибридные автомобили, погрузчики, электролодки и другая техника оборудованная электродвигателями.

Также тяговые устройства могут быть довольно эффективно использованы и в альтернативных источниках энергии, к примеру, солнечных батареях и ветрогенераторах. Тяговые электронакопители имеют отличную стойкость к подобной нагрузке, могут функционировать часами, а в некоторых случаях даже днями, тут всё зависит от потребления энергии.

У тяговых батарей есть 2 важных показателя:

Как устроены тяговые аккумуляторы

Сразу скажу, что по устройству тяговые гаджеты имеют много общего со стартерными батареями, но имеют место и некоторые отличия.

Чем схожи:

Чем отличаются:

Технологии изготовления тяговых батарей

На рынке присутствует 2 типа тяговых аккумуляторов: щелочные и кислотные:

После приведённых негативных сторон, в принципе, становится вполне понятно, почему щелочные модификации несмотря на все свои достоинства, не получили широкого распространения, а вот во времена СССР, на них был не шуточный спрос.

Сегодня на рынке присутствуют тяговые аккумуляторные батареи, изготовленные с внедрением новых технологий: GEL и AGM. Они обладают компактными размерами и производят больше энергии, правда их ценник может иногда отпугнуть даже повидавшего виды пользователя.

Можно ли тяговую батарею применить вместо стартерной и наоборот?

Гипотетически такое допустимо, однако не всегда автолюбителю удастся запустить силовой агрегат, а причина этому проста: тяговые разновидности аккумуляторных батарей будут отдавать куда меньше энергии на пике, другими словами, им элементарно не будет хватать тока для пуска ДВС.

Ну а если вы вздумаете отыскать тяговый аккумулятор к примеру на 300 A, то он просто-напросто может не поместиться надлежащим образом в подкапотном пространстве вашего транспортного средства. Именно 300 A требуется для того, чтобы завести двигатель среднестатистической легковушки!

Что касается установки стартерного аккумулятора вместо тягового, то он к сожалению не обеспечит вам такого долгоиграющего эффекта и скорее всего, в ближайшее время вам просто придётся изделие выбросить из-за того, что оно придёт в негодность.

Видео: тяговый и стартерный аккумулятор — чем отличаются — просто о сложном:

Заключение

Как видим, тяговая аккумуляторная батарея и стартерная — служат двум совершенно разным целям. Поставите стартерный электронакопитель вместо тягового и — можете с ним распрощаться! Поставите тяговый вместо стартерного и — вы просто не сможете запустить силовой агрегат своего автомобиля! Стартерная АКБ выдаёт высочайший показатель силы тока, а вот тяговая батарея этим к сожалению похвастать не может, зато она обеспечивает электродвигателю продолжительную работу без сбоев и ей не страшны глубокие разряды.

Моделей и тех, и других разновидностей, на рынке достаточно, чтобы сделать правильный выбор. Тут главное не попутать, какая аккумуляторная батарея для чего предназначена, иначе можно запросто попасть в крайне нелепую ситуацию!

Источник

В чём разница между тяговыми и стартерными аккумуляторами, являются ли они взаимозаменяемыми

Практически каждый автомобилист прекрасно знает о том, зачем в его машине нужен аккумулятор. Эта батарея накапливает в себе энергию, которую передаёт на стартер при запуске двигателя. Тем самым удаётся заставить маховик вращаться, и двигатель включается в работу.

И здесь речь идёт об АКБ, необходимых для запуска мотора, то есть для старта. Отсюда и соответствующее понятие стартерного аккумулятора.

Но если внимательнее изучить особенности аккумуляторных батарей и их разновидности, можно встретить ещё один тип. Есть АКБ, которые называют тяговыми. Причём их также применяют в автомобильной сфере. Но только не совсем так, как большинство привыкло видеть.

Это две разные категории источников питания. Важно понять, что в них общего, чем они друг от друга отличаются, и может ли одна батарея заменить другую.

Немного о стартерных АКБ

Про стартерный аккумулятор знает практически каждый владелец автомобиля, либо тот, кто интересуется машинами. Но чем он отличается от тягового, известно далеко не всем.

Начнём с изучения особенностей стартерных батарей, чтобы потом иметь возможность сопоставить их возможности и характеристики с тяговыми аналогами.

Главное назначение стартерного аккумулятора заключается в запуске двигателя автомобиля. На стартер от АКБ передаётся пусковой ток, обеспечивающий включение и работу ДВС.

Есть несколько основных характеристик, которые актуальны для рассматриваемого типа источников питания:

Важной особенностью стартерных АКБ, на которой обязательно нужно акцентировать внимание, выступает высокая чувствительность к сильному разряду. Даже сами производители накопителей энергии предупреждают, что допускать падение напряжения ниже отметки 10 В (при номинальных 12,7 В) категорически не рекомендуется.

И сами автомобилисты прекрасно понимают, почему такой разряд недопустим, и к чему он может привести. Да, вывести АКБ стартерного типа из состояния глубокого разряда можно. Некоторые пригодны к реанимации 20–30 раз. Другие уже через 5 разрядов потеряют свою ёмкость, и дальнейшая эксплуатация батареи станет невозможной.

Смысл работы стартерного аккумулятора простой. Такая батарея отдаёт огромную часть внутреннего заряда, который необходим для запуска двигателя. Затем, оказавшись без накопленной энергии, батарея постепенно восполняет её за счёт работы генератора. Всё питание бортовой сети уже идёт от последнего. Батарея восполняет утраченный заряд, а затем повторно его отдаёт при очередном запуске двигателя.

Особенности тяговых аккумуляторных батарей

Теперь следует рассмотреть тяговый вариант аккумулятора, что даст возможность отличить подобные источники энергии от ранее рассмотренных стартерных АКБ.

Тяговые батареи относятся к принципиально другому типу источников питания. И ключевое отличие заключается именно в принципе работы.

Тяговые АКБ не предназначены для выдачи большого пускового тока. Они работают таким образом, чтобы стабильно подавать определённые заряды, тем самым поддерживая постоянное вращение ротора электрического двигателя.

Вот и получается, что стартерные приборы выдают небольшой, но постоянный ток, необходимый для длительного и непрерывного функционирования потребителя. Основной сферой применения тяговых АКБ стали погрузчики, тягачи, складская техника, электромоторы для лодок, гибридные и полностью электрические автомобили.

Также они отлично себя показали в качестве источников питания для альтернативных энергонакопителей. Это те же самые солнечные батареи, ветрогенераторы и пр.

Тяговые АКБ отличаются повышенной устойчивостью к длительным нагрузкам, что позволяет им беспрерывно работать в течение нескольких часов, а иногда даже и дней. Всё зависит от того, сколько энергии может дать батарея и сколько энергии требуется потребителю.

Тяговые АКБ устойчивы к сильному разряду. Фактически их можно разряжать практически полностью. Производители рекомендуют не допускать разряд менее чем до 5% от номинального напряжения.

А теперь сравните эти параметры со стартерными АКБ, где разряд от 12,7 до 10 В уже считается недопустимым.

Среди основных особенностей тяговых источников питания можно выделить:

Как видите, диапазон по мощности отличается от характеристик, актуальных для стартерных батарей.

Ещё стоит обратить внимание на то, что производители тяговых АКБ обычно указывают 2 параметра ёмкости, в зависимости от температуры. Это диапазон от 2 до 5 градусов, и от 20 до 25 градусов Цельсия. Когда температура низкая, реальная ёмкость может отличаться от номинальной примерно на 10–15%.

Высокие показатели пускового тока здесь не предусмотрены. И это крайне важный момент, который во многом позволяет ответить на все вопросы.

Что же касается разновидностей, то тяговые АКБ могут быть:

Как вы знаете, литий-ионные АКБ получили широкое распространение в гибридном и электрическом транспорте. Ряд категорий тяговых АКБ вовсе не применяются в каком-либо наземном транспорте. Те же серебряно-цинковые актуальны для космической и авиационной отраслей, а литий-полимерные применяются в телефонах, радиотехнике и цифровых аппаратах.

В чём сходства и отличия

Теперь следует разобраться в том, чем отличаются тяговые аккумуляторы от стартерных и что между ними есть общего.

Первым и ключевым отличием тягового типа аккумулятора от стартерного является их назначение. Первые выступают как постоянные источники питания, в то время как стартерные обладают кратковременным воздействием. Их задача просто в том, чтобы запустить двигатель. Далее АКБ только заряжается и фактически находится в состоянии покоя до следующего пуска. От тяговой батареи питание на потребитель идёт постоянно.

Если же смотреть на конструктивные особенности и устройство, здесь есть несколько пунктов, чтобы понять, чем тяговый аккумулятор на деле отличается от стартерного типа АКБ. Речь идёт о таких свойствах:

Не все понимают, почему пластины настолько разные по толщине.

Привычные АКБ для запуска двигателя имеют многочисленные, тонкие, компактно расположенные друг к другу пластины. Это нужно для того, чтобы накапливать большое количество энергии и выдавать мощный пусковой ток.

Но перед силовой батареей такая задача не стоит. Из-за этого пластины делают толще и больше. Тем самым источник питания работает продолжительное время, пластины не осыпаются и не разрушаются.

В итоге 1 тяговая батарея на 2В и 75 Ампер может весить в 4–5 раз больше, нежели стандартная стартерная АКБ на 12В и 60 А.

Подобное отличие ещё не говорит о том, что между батареями нет ничего общего. Как у тягового аккумулятора, так и у стартерного источника питания есть несколько схожих моментов. В именно:

Остаётся лишь актуальным вопрос об их взаимозаменяемости.

Могут ли АКБ заменить друг друга

Вполне закономерным становится вопрос о том, можно ли на практике использовать один тип источника питания вместо другого.

В теории осуществить замену, когда стартерный аккумулятор используется вместо тягового, либо наоборот, можно. Но это только теория. Согласно теоретическим расчётам, тяговый источник питания может выдать 300 А, чтобы запустить двигатель, как это делает стартерная батарея. Но только для подачи 300 А потребуется очень тяжёлая и массивная батарея. Разместить её под капотом обычной легковой машины физически невозможно.

Что же касается обратной замены, то и здесь экспериментаторов ждёт неудача. Теперь проблема уже со стороны пусковой батареи, которая не обладает достаточной ёмкостью и запасом прочности. Подобная АКБ будет работать на пределе своих возможностей и достигнет состояния глубокого разряда очень быстро.

В настоящее время уже есть решение подобной проблемы взаимозаменяемости. Точнее – невозможности одну батарею использовать вместо другой. Это так называемые стартерно-тяговые АКБ, изготовленные по технологии AGM. Их особенность в том, что это фактически гибридный источник питания. Он может выдать солидный пусковой ток, но также и обеспечивает большую ёмкость для равномерного и длительного питания потребителя. В отношении автомобилей подобные гибридные АКБ пока не получили широкого распространения. А вот для лодочных моторов это отличное решение.

Подводя итоги, следует заметить, что у каждого типа аккумуляторов своё назначение. А потому пытаться один вид АКБ заменить другим неправильно и нецелесообразно.

Источник

Стартерная аккумуляторная батарея: характеристики, устройство и назначение

Стартерные АКБ служат в автомобилях в качестве источников энергии. Электричество необходимо для запуска ДВС и питания всех потребителей. В тракторах и автомобилях используют два вида источника энергии. Это аккумуляторная батарея и электрогенератор. Аккумулятор обеспечивает энергией стартер при запуске двигателя и потребители. АКБ компенсирует нехватку энергии, когда генератор еще не вступил в работу. Поэтому АКБ и называется, как стартерная аккумуляторная батарея. Существуют еще и тяговые аккумуляторы, но они необходимы для решения других задач.

Из истории

Первый полноценный АКБ создал в 1859 году французский изобретатель Планте. Устройство состояло из двух свернутых в спираль листов свинца, разделенных сепаратором. Эти листы были погружены в раствор серной кислоты. Батарея отличалась общей активной площадью электродов в 10 м2. После доработок и модернизаций АКБ запустили в массовое производство в 1880 году. Позже Фолькмар создал решетчатые пластины из сплава свинцы с сурьмой, что породило новую аккумуляторную эпоху. Однако впервые электрическая пусковая система на автомобилях стала использоваться только в 1925 году.

Принцип действия

Самый простой свинцовый АКБ – это пластиковый сосуд с электролитом внутри.

Батарея работает на базе принципа двойного преобразования: вначале электричество от сторонних источников преобразуется в химическую энергию, затем химическая энергия преобразуется в электрическую. АКБ — не самостоятельный источник электропитания, а только накапливает и преобразует электричество.

Под воздействием тока серная кислота, которая содержится в составе электролита, распадается. Из нее выделяется водород, который впоследствии соединяется с кислородом, выделяющимся на положительной пластине. В результате соединения водорода и кислорода получается вода. Свинец входит в соединение с тем, что осталось от кислоты, в результате образуется сернокислый свинец.

Вместе с химическими превращениями на положительной пластине при разряде аккумуляторной батареи меняется и химический состав отрицательной. Так, губчатый свинец соединяется с остатком кислоты, и образуется сернокислый свинец.

Конструкция

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, как обратимый источник электрического тока, конструктивно состоит из блока электродов разных потенциалов, помещенного в сосуд-ячейку, заполненную электролитом. В зависимости от необходимого напряжения батарея может содержать несколько блоков, соединенных последовательно. В 12 В батарее таких ячеек-блоков 6. При напряжении в 24 В аккумулятор содержит 12 ячеек.

Электроды

В свинцово-кислотной аккумуляторной батарее электрод имеет решетчатую пластинчатую форму. Ячейки пластины заполнены активными веществами. Активная масса имеет поры, для того чтобы как можно больше активных веществ могло поучаствовать в реакции образования тока. Это особенно важно, если разрядные токи большие.

Решетка включает в себя рамку, вертикальные ребра, горизонтальные жилки, токоотводящее ушко, с помощью которого электроды соединяются с мостиком. Также имеются опорные ножки, которыми электрод опирается на дно блока. В качестве решетки в промышленности применятся и освинцованная металлическая сетка.

Решетка играет роль не только каркаса, который обеспечивает прочность электрода. Она также обеспечивает удержание активной массы и возможность параллельно соединять электроды между собой через ушки. Толщину решеток электродов выбирают исходя из режима работы и характеристик стартерных аккумуляторных батарей. Решетка с отрицательными электродами обычно тоньше, так как электроды меньше подвергаются коррозии и деформациям. Масса отрицательной решетки – 50% массы электрода.

Если АКБ необслуживаемая, то решетка изготовлена из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьяминстых сплавов. Это позволяет снизить интенсивное образование газов. Кальций и кадмий обеспечивает повышение напряжения газовыделения.

Сепараторы

Мы продолжаем рассматривать назначение и устройство стартерной аккумуляторной батареи. Что такое сепаратор? Он служит для разделения электродов в блоке. Это пористая полимерная перегородка, которая призвана предотвратить короткое замыкание электродов разной полярности. Сепаратор также обеспечивает запас электролита в пространстве между электродами. В свинцовом АКБ он может быть изготовлен из мипора, мипласта, порвинила.

Характеристики АКБ

На территории РФ стартерная аккумуляторная батарея обязана соответствовать ГОСТ 959-2002. Батарея должна соответствовать размерам и характеристикам для конкретного автомобиля.

Полярность АКБ определяет, как расположен отрицательный и положительный токовывод. Если рассматривать батарею со стороны, к которой выводы ближе, то выделяют прямую полярность и обратную. Прямая – это, когда положительный вывод находится слева, а отрицательный — справа. Обратная – это, когда положительный находится справа, а отрицательный размещен слева.

Ширина АКБ должна соответствовать ширине места под аккумулятор в конкретном автомобиле. Большинство батарей крепятся за нижние выступы корпуса. Что касается длины и высоты, то эти параметры могут быть больше, если ниша это допускает.

Номинальная емкость – это общее количество электричества, которое может выдать стартерная аккумуляторная батарея в режиме 20-часового разряда током, равным 0,05 емкости до напряжения на токовыводах в 10,5 В. Существует и такой параметр, как резервная емкость – это время разряда заряженной батареи током в 25 А до 10,5 В.

Срок эксплуатации

В приказе СД при ВС РФ №104 указаны причины неисправностей, при которых АКБ нельзя использовать. Приказ ссылается на нормы сроков службы стартерных аккумуляторных батарей. Там указаны сроки эксплуатации для разных типов автомобилей.

Минимальная наработка для легкового автомобиля при индивидуальном использовании составляет 60 000 км, а норма срока эксплуатации составляет 4 года. Если то же легковое авто применятся для служебного использования, то срок жизни АКБ составляет 2,5 года или 112 тыс. км. Если легковое авто эксплуатируется в режиме такси, то срок службы аккумулятора составляет в данном случае 70 000 км или 21 месяц. Стартерная аккумуляторная батарея на коммерческих малотоннажных авто по нормам должна прожить 2 года.

Но нужно учитывать, что сейчас четких норм не существует. Все аккумуляторы разные и производители у них тоже разные. Кто-то производит качественный продукт, кто-то – некачественный. Среди неисправностей, при которых использовать АКБ в полной мере не получается, можно выделить следующие. Это деформация пластин аккумуляторной батареи автомобиля и их последующее разрушение, короткое замыкание, сильная сульфатация пластин, интенсивный саморазряд, переполюсовка без участия человека.

Как можно обслуживать батарею?

Можно выделить обслуживаемые и необслуживаемые батареи. Последние никакого обслуживания за весь свой срок эксплуатации, по словам производителей, не требуют. Максимум, что может делать владелец – это регулярная зарядка АКБ, используя зарядное устройство. Что касается обслуживания стартерных аккумуляторных батарей первого типа, то периодически нужно проверять емкость электролита, заряжать АКБ на зарядном устройстве, доливать дистиллированную воду, если уровень снизился.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Стартерные аккумуляторные батареи

Для чего нужны стартерные аккумуляторные батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией, обеспечением запуска двигателя мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая реже применяемая, но от того не менее значимая использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора.

Требования к аккумуляторной батарее

Требования к характеристикам пусковых аккуму­ляторных батарей в современных автомобилях постоянно растут. Дизельные двигатели и двига­тели с искровым зажиганием с большим рабочим объемом предъявляют высокие требования к хо­лодному запуску (высокий пусковой ток, особенно в мороз). Электрические системы в автомобилях с полным спектром электрооборудования требуют от аккумуляторных батарей большого количества энергии, если вырабатываемой генератором энер­гии временно не хватает, или (что нельзя недооце­нивать), когда двигатель выключен. Суммарная выходная мощность установленного электрообо­рудования, запитываемого в течение нескольких минут от аккумуляторной батареи, часто превышает 2 кВт. Кроме того, пиковый ток в рабочем режиме, который аккумуляторная батарея должна выдавать в течение дней и даже недель, состав­ляет много тысяч миллиампер.

Помимо этих аспектов, требующих однород­ного электропитания, аккумуляторные батареи в электрической системе автомобиля должны поддерживать задачи, требующие динамиче­ских импульсов с большим током, которые не могут быть обеспечены генератором столь же быстро (для переходных процессов, таких как процессы включения в электрическом усилителе руля). Кроме того, из-за очень большой естественной емкости двухслойного конден­сатора (несколько фарад) аккумуляторная батарея способна великолепно сглаживать пульсации тока в бортовой сети. Это помогает све­сти к минимуму и даже устранить проблемы с электромагнитной совместимостью.

Принимая во внимание вышесказанное, легко понять, почему столько вкладывается средств в оптимизацию характеристик акку­муляторных батарей в процессе производства и обеспечение их работы при обслуживании. Самые передовые аккумуляторные батареи — это те, что не просто обладают необходимыми электрическими свойствами, но и не требуют обслуживания, безопасны для окружающей среды и особенно безопасны в обращении. Ожидается, что на автомобили все чаще будут устанавливаться системы с двумя аккумуля­торными батареями и устройствами для из­мерения состояния заряда АКБ для повышения надежности электропитания путем предотвра­щения полного разряда и своевременной за­мены аккумуляторной батареи.

Несмотря на технический прогресс, следить за нормальным функционированием аккуму­ляторной батареи и электрической системы в целом обязан водитель. Отличная способность современных пусковых аккумуляторных бата­рей накапливать заряд оказывается бесполез­ной, если не удается достичь положительного зарядного баланса при регулярных коротких поездках по городу зимой (при высоком энер­гопотреблении и низких оборотах коленчатого вала двигателя). Вообще говоря, сохранение низкого заряда аккумуляторной батареи в те­чение длительного времени сокращает срок ее службы. Это сдвигает пусковые обороты колен­чатого вала двигателя в сторону предельных для холодного пуска (рис. «Влияние температуры на обороты стартера и минимальные начальные обороты коленчатого вала двигателя» ).

Типичное напряжение бортовой сети составляет 12 В у легковых автомобилей и 24 В у грузо­вых; это достигается путем последовательного соединения двух аккумуляторных батарей на­пряжением 12 В.

Устройство аккумуляторной батареи

Компоненты аккумуляторной батареи

Автомобильные аккумуляторные батареи напря­жением 12 В содержат шесть последовательно соединенных и отделенных перегородками галь­ванических элементов в полипропиленовом кор­пусе (рис. «Необслуживаемая стартерная аккумуляторная батарея» ). Каждый гальванический элемент включает наборы положительных и отрицатель­ных пластин. Эти наборы, в свою очередь, со­стоят из пластин (свинцовая решетка и активная масса) и микропористого материала (сепаратор), который изолирует пластины противоположных полярностей. Сепараторы образуют карманы, в которые погружаются пластины. Электролит представляет собой раствор серной кислоты, который проникает в поры пластин и сепараторы, а также в пустоты гальванических элементов. Полюсные выводы, соединительные элементы гальванических элементов и перемычки пластин выполнены из свинца; щели в перегородках межэлементных соединений тщательно уплотнены. Для обеспечения герметичной связи цельной крышки с корпусом аккумуляторной батареи используется процесс горячей опрессовки. На стандартных аккумуляторных батареях каждый элемент закрывается собственной пробкой с вентиляционным отверстием. Вентиляционные отверстия с закрученными пробками позволяют образующимся при зарядке аккумуляторной батареи газам улетучиваться. У необслуживае­мых аккумуляторных батарей, выполненных в герметичном исполнении, нет пробок заливных горловин, однако они также имеют вентиляци­онные отверстия.

Материал решетчатых пластин аккумуляторной батареи

Пластины аккумуляторной батареи состоят из свинцовых решеток и активного материала, которым покрываются свинцовые решетки во время производствен­ного процесса. Активный материал положи­тельной пластины содержит пористый диоксид свинца (РbO₂, оранжево-коричневого цвета), а отрицательной пластины — чистый свинец в виде «губчатого свинца» (РЬ, серого-зеленого цвета). Другими словами, чистый свинец также имеет крайне пористую форму.

По разным причинам (жидкотекучесть, об­работка, механическая прочность, стойкость к коррозии), для решеток используется сплав свинца с сурьмой. Стандартные способы из­готовления решеток — отливка, прокатка и штамповка.

Свинцово-сурьмяный сплав (PbSb)

Сурьма добавляется для придания твердости. Однако в течение срока службы аккумулятор­ной батареи из-за коррозии положительной решетки сурьма все больше отделяется. Она мигрирует к отрицательной пластине, проходя через электролит и сепараторы, и «отравляет» ее, образуя локальные гальванические пары. Эти гальванические пары повышают самораз­ряд отрицательной пластины и уменьшают на­пряжение газовыделения. Все это вызывает повышенный расход воды при перезарядке, что способствует высвобождению сурьмы. Этот механизм самовозбуждения приводит к постоянному снижению мощности на про­тяжении всего срока службы аккумуляторной батареи. Она становится неспособной достичь необходимого заряда, и электролит прихо­дится часто проверять.

Свинцово-кальциевый сплав (РbСа)

Кальций используется для повышения твердости отрицательных пластин. Кальций электрохимически неактивен при потенциальных условиях, существующих в свинцовых аккумуляторных батареях. Это означает, что предотвращается «отравление» отрицательной пластины и саморазряд.

Еще одним преимуществом является высо­кое напряжение газообразования, стабильное в течение срока службы, и связанный с этим расход воды (меньший по сравнению со спла­вом свинца с сурьмой).

Свинцово-кальциевые сплавы с добавлением серебра (РЬСаAg)

Помимо снижения содержания кальция и уве­личения содержания олова этот сплав также имеет определенный процент серебра (Ag). Он имеет более тонкую структуру решетки и показал себя крайне стойким даже при высо­ких температурах, ускоряющих коррозию. Это сказывается, когда происходит деструктивный перезаряд при высокой плотности электролита и (что в равной степени нежелательно) в пере­рывах в эксплуатации при высокой плотности электролита.

Свинцово-кальциево-оловянные сплавы (PbCaSn)

Этот сплав используется для решеток, изго­тавливаемых непрерывной прокаткой и штам­повкой, и содержит гораздо больше олова, чем РЬСаAg. Он отличается крайне высокой стойкостью к коррозии при небольшой массе решетки.

Заряд и разряд аккумуляторной батареи

Активными материалами в свинцово ­кислотной аккумуляторной батарее являются диоксид свинца (РbO₂) на положительных пластинах, губчатый высокопористый свинец (Рb) на отрицательных пластинах и электро­лит-водный раствор серной кислоты (H₂S0₄), который одновременно является ионным проводником. По сравнению с электролитом РbO₂ и Рb принимают типичные напряжения (индивидуальные потенциалы). Их величины (независимо от полярности) равны сумме на­пряжений гальванических элементов, изме­ряемых снаружи (рис. «Электрические параметры аккумуляторной батареи» ). Это приблизительно 2 В в режиме ожидания. Когда гальванический элемент разряжается, РЬO₂ и РЬ реагируют с H₂SO₄, образуя PbSO₄ (сульфат свинца). Электролит отдает ионы SO₄ и его плотность уменьшается. Во время зарядки активные компоненты РbO₂ и РЬ восстанавливаются из PbSO₄ (см. главу «Электрохимия»).

Когда на аккумуляторную батарею подается разрядный ток, на ней создается напряжение в зависимости от величины тока и длительности разряда (рис. «Кривые напряжения АКБ в зависимости от времени разряда при разных разрядных токах» ). Из рисунка также видно, что отбираемый у аккумуляторной батареи заряд зависит от величины тока.

Поведение аккумуляторной батареи при низких температурах

В принципе, при низких температурах химиче­ские реакции в аккумуляторной батарее проис­ходят медленнее. Поэтому пусковая мощность даже полностью заряженной аккумуляторной батареи снижается при падении температуры. Чем больше аккумуляторная батарея разряжа­ется, тем ниже плотность электролита. Так как плотность электролита уменьшается, то его точка замерзания повышается. Аккумулятор­ная батарея, электролит которой имеет низкую температуру замерзания, способна обеспечи­вать низкое значение тока, которого бывает недостаточно для пуска двигателя автомобиля.

Характеристики аккумуляторных батарей

Обозначение на аккумуляторной батарее

Стартерные аккумуляторные батареи, из­готавливаемые в Германии, маркируются с указанием номинального напряжения, номи­нальной емкости и испытательного тока раз­ряда в холодном состоянии (например, DIN EN 50342). Стартерные аккумуля­торные батареи, изготавливаемые в Германии, идентифицируются девятизначным номером (ETN) согласно стандарту EN 50342. Этот но­мер содержит информацию о номинальном напряжении, номинальной емкости и низко­температурном испытательном токе.

Например: 555 059 042 означает: 12 В (первая цифра кода); 55 А-ч; специальный тип конструкции (059); низкотемпературный испытательный ток 420 А.

Емкость аккумуляторной батарею

Емкость — это время, в течение которого аккумуля­торная батарея способна отдавать определенный ток при заданных условиях. Емкость уменьшается по мере того, как увеличивается разрядный ток и уменьшается температура электролита.

Номинальная емкость АКБ

Стандарт DIN EN 50342 определяет номинальную емкость K₂₀ как заряд, который аккумуляторная батарея способна отдать в течение 20 ч до напря­жения отсечки 10,5 В (1,75 В/элемент) при задан­ном постоянном разрядном токе I₂₀ (I₂₀=K₂₀ /20 ч) при 25 °С. Номинальная емкость аккумуляторной батареи зависит от количества используемого ак­тивного материала (масса положительных пла­стин, масса отрицательных пластин, электролит) и не влияет на количество пластин.

Низкотемпературный испытательный ток

Если в аккумуляторной батарее нет неисправ­ностей, но она устойчиво теряет заряд(признаки: низкая плотность электролита во всех гальваниче­ских элементах, отсутствие пусковой мощности) или перезаряжается (признаки: большая потеря воды), это говорит о неисправности электрообо­рудования (неисправен генератор, электрообору­дование остается включенным после выключе­ния двигателя из-за неисправности, к примеру, реле, регулятором напряжения выбрано слиш­ком маленькое или слишком большое значение, либо он вообще вышел из строя). В батареях, подвергающихся глубокому разряду в течение длительного времени, образующийся при раз­ряде мелкокристаллический сульфат свинца может превратиться в крупнокристаллический, что усложняет заряд аккумуляторной батареи.

Источник