Из чего состоит автомобильный аккумулятор12.02.2022

АКБ – это источник электричества, предназначенный для накопления и последующей передачи энергии. Является ключевым элементом в современном транспортном средстве. Аккумулятор обеспечивает питание бортовых устройств, когда не работает генератор. Основной задачей считается запуск двигателя.

Установка батареи осуществляется в подкапотном пространстве. Схема внешнего крепления используется для грузовых автомобилей. Поскольку для работы устройства применяется высокоактивная кислота, обеспечивается высокий уровень защиты. При обслуживании аккумулятора важно соблюдать многочисленные правила безопасности.

Устройство АКБ

Внутренняя конструкция практически не изменялась на протяжении последнего столетия. Если рассматривать стандартную современную батарею, то она представляет собой шесть аккумуляторов меньшего размера в одном корпусе. Данные элементы получили название банок. Каждая из них находится в отдельном отсеке и соединяется с другими перемычками из свинца. Используется последовательная схема подключения. Система обеспечивает напряжение на уровне 12,6 – 13,2 В. Подробнее остановимся на том, из чего состоит АКБ.

Корпус и крышка

Чаще всего для изготовления данных частей конструкции используется полипропилен. Пластик обладает высокой прочностью и устойчив к воздействию кислотного состава. Дополнительными преимуществами считается сохранение свойств в широком диапазоне температур (от -30 до 60°С). Поскольку в ходе зарядки образуется незначительное количество газов, корпус обладает системой отвода за счет клапанов. Более современный подход предусматривает систему лабиринтной вентиляции (методом конденсации кислотных паров).

Отрицательная пластина

Получила название анод, изготавливается из губчатого свинца или его сплава с сурьмой. Добавление примесей способствует замедлению разрядки. Сейчас получают распространение аккумуляторы, где пластины содержат незначительный объем кальция. Это позволило увеличить емкость почти на 70%. Использование чистого свинца имеет свои преимущества. Сюда следует отнести повышение мощности и пускового тока.

Положительная пластина

Называется катод и, чаще всего, обладает пористой структурой. Здесь к свинцу добавляют олово, тантал или серебро. Указанные присадки способствуют увеличению стойкости к коррозии. В процессе производства катодов применяются следующие технологии:

1. Power Frame. Используются внутренние направляющие элементы и рама опорного типа, что увеличивает надежность конструкции. Метод считается наиболее продвинутым.

2. Power Pass. Устанавливаются вертикальные направляющие – это упрощает конструкцию и снижает стоимость.

3. Chess Plate. Жилки электродов расположены в шахматном порядке.

Чтобы повысить площадь поверхности, которая взаимодействует с кислотным составом, на решетку пластин наносится активная масса или специальная обмазка.

Электролит

В большинстве случаев, это раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Ключевой характеристикой является плотность состава. Она увеличивается при полном заряде батареи и снижается в момент разрядки. Существуют составы с повышенным показателем плотности, которые предназначаются для эксплуатации в условиях низких температур. Чтобы электролит со временем не густел, используются разнообразные присадки.

Сепараторы

Элементы из нейтральных типов пластика, которые разделяют пластины анода и катода. Если электроды замкнутся, это приведет к неисправности всего аккумулятора. Для изготовления сепараторов применяется эбонит и ревертекс. На современных моделях используется микроволокно. Такие разделители можно сделать тоньше и прочнее.

Как работает батарея

Принцип функционирования основывается на химических взаимодействиях. Внутри аккумулятора постоянно протекает реакция. Во время заряда химическая энергия преобразуется в электрическую, а при разряде происходит обратный процесс.

Формула реакции представлена ниже.

Постараемся подробнее разобраться в химических процессах при разряде:

1. На аноде происходит окисление свинца, а на катоде восстановление его диоксида.

2. Оба электрода вступают в реакцию с составом серной кислоты. Ее результатом становится образование сульфата свинца.

3. Серная кислота выделяет водород. Данный газ взаимодействует с кислородом, который образуется на катоде.

4. Реакция газов приводит к появлению воды. Она взаимодействует с серной кислотой, что уменьшает показатель плотности электролита.

Когда происходит зарядка, процесс выполняется в обратном порядке. Серная кислота в электролите восстанавливается, плотность состава повышается.

Здесь же вырисовывается главная проблема системы. Если допустить слишком глубокую разрядку, процесс станет необратимым. Внутри аккумуляторной батареи останутся только сульфат свинца и вода. Реакция не сможет начаться заново.

Виды аккумуляторов

Общая схема работы АКБ остается неизменной. Несмотря на это, имеется большое количество особенностей в конструкции, типе электролита и других моментах. Перечислим главные виды батарей для авто.

1. АКБ с жидким электролитом. В процессе работы требуют периодического обслуживания. Необходимо проверять уровень состава и его плотность, а также следить за емкостью устройства. Срок службы составляет около 5 лет. Несмотря на ряд недостатков, низкая стоимость и простота эксплуатации делают их самыми востребованными в наши дни.

2. EFB. Используется кислотный электролит в связанном состоянии. Свинцовые пластины «завернуты» в стекловолокно. Поскольку этот материал впитывает электролит, площадь реакции увеличивается. Удается повысить емкость и другие параметры, без изменения габаритов самого устройства. По сравнению с предыдущей моделью, стоимость не сильно возрастает. В процессе использования почти не требуется проводить обслуживание.

3. AGM. Изготавливается герметичный корпус, в котором расположены клапаны для отвода излишков газа. Применение стекловолокна замедляет процесс образования сульфидов. Особенности конструкции делают АКБ нечувствительным к полной разрядке. Главным преимуществом считается срок службы до 10 лет. Нужно учитывать высокую стоимость устройств данного класса.

4. Электролит представляет собой желе особого состава. Еще одним нововведением считается возможность устранить сепараторы. В качестве разделителя пластин используется сам электролит. Это многократно увеличивает срок службы. Переворачивание больше не является серьезной проблемой, а снижение емкости замедленно. Стоимость в несколько раз превышает цену обычных моделей.

Следует понимать, что существуют и другие способы классификации АКБ.

Характеристики аккумуляторов

Существует большое количество параметров, на основании которых осуществляется выбор устройства. Рассмотрим подробнее основные характеристики.

Пусковой ток

Возникает в момент поворота ключа зажигания и измеряется в Амперах. Измерение проводится в стартере машины. Значение определяется при температуре -18 °С, на протяжении 30 секунд с момента включения мотора. Чем выше пусковой ток, тем эффективнее происходит запуск транспортного средства в мороз.

Емкость

Основной параметр, который определяет время подачи энергии на подключенные устройства. Поскольку именно этот критерий является главным при выборе, он указывается на самом устройстве и упаковке. Следует учитывать, что емкость не полностью определяет энергию АКБ. Чем больше напряжение, тем выше уровень накопленной энергии.

Полярность

На верхней части батареи находятся клеммы для подключения нагрузки. Полярностью называется порядок расположения токовыводящих элементов. Поскольку существует два полюса (положительный и отрицательный), допускается два варианта:

1. Прямая полярность. Клемма «+» находится справа, а «-» слева. Часто применяется в отечественной сфере автомобилестроения.

2. Обратная полярность. Токовыводящие элементы имеют порядок от «-» к «+». Такой подход используется на иномарках.

Для удобства, многие производители закрашивают «+» в красный цвет.

Корпус

На современном рынке принято разделять российские, американские, европейские и азиатские типы корпусов. Основные элементы всегда будут совпадать, отличия заключаются в габаритах и других деталях (расстояние между клеммами).

Существует ряд особенностей:

• европейские и американские модели имеют одинаковые габариты;

• у азиатских устройств клеммы выступают, что должно учитываться при определении высоты;

• АКБ по европейским стандартам предусматривает размещение токовыводящих элементов в специальном углублении;

•  российский стандарт описывается буквенными обозначениями (А, З, Э, Т, М, П).

Рекомендуется изучить соответствующий материал перед покупкой.

Особенности клемм

Всеобщее распространение получили три стандарта – европейский, азиатский и американский. У типа Euro положительная клемма имеет диаметр 19,5 мм, отрицательная – 17,9 мм. Для азиатского стандарта показатели составляют 12,7 и 11,1 мм, соответственно. Американский тип использует особую схему подключения. Болт соединяется с проводом и продевается в отверстие клеммы.

Способ установки

Конструкция аккумулятора предусматривает крепление снизу или сверху. Это еще одна ключевая детали во время выбора. Крепление сверху выполняется за счет монтажной рамки. Указанный способ часто встречается на транспортных средствах из Азии. Нижний тип крепления популярен в европейских машинах. В основании имеется выступ, который прижимается к платформе специальной пластиной или болтом.