Как работи технологията за батериите на автомобилите?
Оловото и киселината са две неща, които повечето хора знаят достатъчно добре, за да избегнат. Оловото е тежък метал, който може да предизвика пълен списък със здравословни проблеми, а киселината е киселинна. Самото споменаване на думата предизвиква образи на пропиващи зелени течности и умрели учени, наведени на световното господство.
Но като шоколад и фъстъчено масло, оловото и киселината няма да изглеждат заедно, но те го правят. Без олово и киселини няма да имаме батерии за автомобили и без батерии за автомобили няма да имаме нито една от модерните аксесоари или основни потребности като фаровете, които изискват електрическа система да функционира. И така, как точно тези две смъртоносни вещества се събраха, за да формират стабилната основа на автомобилните електронни системи? Отговорът, за да вземеш обрат на фразата, е елементарен.
Науката за съхраняване на електрическата енергия
Електрическите батерии са просто съдове за съхранение, които могат да държат електрически заряд и след това да го зареждат в товар. Някои батерии могат да произвеждат електрически ток от базовите си компоненти веднага след като бъдат сглобени. Тези батерии се наричат батерии и те обикновено се изхвърлят след изчерпване на заряда. Автомобилните батерии се вместват в различна категория електрическа батерия, която може да се зарежда, разрежда и зарежда отново и отново. Тези вторични батерии използват реверсивна химическа реакция, която се различава от един вид акумулаторна батерия до друга.
По начин, който повечето хора могат лесно да разберат, батериите тип AA или AAA, които купувате в магазина, залепете в дистанционното си управление и след това ги изхвърлете, когато умрат, са батерии. Те се сглобяват, обикновено от цинков-въглероден или цинков и манганов диоксид, и те са в състояние да осигурят ток, без да се зареждат. Когато умрат, ги изхвърляте или ги изхвърляте правилно, ако предпочитате.
Разбира се, можете да закупите същите AA или AAA батерии в "акумулаторна" форма, която струва повече. Тези акумулаторни батерии обикновено използват никел-кадмиеви или никел-метални хидридни клетки. За разлика от традиционните "алкални" батерии, NiCd и NiMH батериите не са в състояние да осигурят ток на товар при монтажа. Вместо това се подава електрически ток към клетките, което предизвиква химична реакция в акумулатора. След това поставете батерията в устройството за дистанционно управление и когато умре, поставете я в зарядно устройство и приложението на ток обръща химическия процес, който се случи по време на разреждането.
Автомобилните батерии, които използват олово и сярна киселина вместо никелов оксихидроксид и сплав, абсорбираща водорода, са подобни на NiMH батериите. Когато се подава електрически ток към батерията, възниква химическа реакция и се съхранява електрически заряд. Когато товарът е свързан с акумулатора, тази реакция се обръща и се осигурява ток на товара.
Съхранение на енергия с олово и киселина
Ако използвате олово и киселина за съхраняване на електрически заряд звучи архаично, това е. Първата оловно-кисела батерия е измислена през 1850 г., а батерията в колата ви използва същите основни принципи. Дизайнът и материалите са се развили през годините, но същата основна идея е в игра.
Когато оловно-киселинната батерия се разтовари, електролитът се превръща в много разреден разтвор на сярна киселина - това означава, че е предимно обикновен H20, като в него се движат някои H2SO4. Оловните плочи, които са абсорбирали сярна киселина, се превръщат предимно в оловен сулфат. Когато на батерията е приложен електрически ток, този процес се обръща. Оловните сулфатни пластини се обръщат (най-вече) обратно в оловото, а разреденият разтвор на сярна киселина става по-концентриран.
Това не е ужасно ефективен начин за съхранение на електрическата енергия по отношение на това колко тежки и големи са клетките в сравнение с количеството енергия, която съхраняват, но оловните киселинни батерии все още се използват днес по две причини. Първата е въпрос на икономика; оловно-киселинните батерии са много по-евтини за производство от всеки друг вариант. Другата причина е, че оловните акумулаторни батерии са в състояние да осигурят огромни количества ток по заявка наведнъж, което ги прави уникални за употреба като стартови батерии.
Колко плитка е вашият цикъл?
Традиционните батерии за автомобили понякога се наричат SLI батерии , където "SLI" означава запалване, запалване и запалване. Тази абревиатура илюстрира основните цели на автомобилната батерия доста добре, тъй като основната задача на която и да е акумулаторна батерия е да задвижва стартерния двигател, светлините и запалването, преди двигателят да работи. След като двигателят работи, алтернаторът осигурява цялата необходима електрическа енергия и батерията се зарежда.
Този вид използване е плитък тип работен цикъл, тъй като осигурява кратък взрив на голямо количество ток и това е предназначението на автомобилните батерии. Имайки предвид това, модерните автомобилни батерии съдържат много тънки пластини от олово, което позволява максимално излагане на електролита и осигурява възможно най-голяма ампераж за кратки периоди. Този дизайн е необходим благодарение на огромните текущи изисквания на стартерните двигатели.
За разлика от стартиращите батерии, батериите с дълбок цикъл са друг вид оловно-кисели батерии, предназначени за "по-дълбок" цикъл. Конфигурацията на плочите е различна, така че те не са подходящи за осигуряване на големи количества ток при поискване. Вместо това те са предназначени да осигуряват по-малко енергия за по-дълъг период от време. Цикълът е "по-дълбок", защото е по-дълъг, отколкото поради по-голямата цялостна изхвърляния. За разлика от стартовите батерии, които се зареждат автоматично след всяка употреба , батериите с дълбок цикъл могат да бъдат бавно изхвърлени - на безопасно ниво - преди да бъдат зареждани отново. Подобно на стартовите батерии, киселинните акумулатори с дълбок цикъл не трябва да се изхвърлят под препоръчителното ниво, за да се избегнат трайни повреди.
Различен пакет, същата технология
Въпреки че базовата технология зад оловно-киселинните батерии е останала повече или по-малко същата, напредъкът в материалите и техниките е довел до редица вариации. Батериите с дълбок цикъл, разбира се, използват различна конфигурация на плочите, за да позволят по-дълбок цикъл на работа. Други варианти отнемат нещата още повече.
Най-големият напредък в оловно-киселата батерия технология вероятно е регулиран от клапаните оловно-кисели батерии (VRLA) батерии. Те все още използват олово и сярна киселина, но нямат "наводнени" влажни клетки. Вместо това, те използват гел клетки или абсорбирано стъкло мат (AGM) за електролита. Химическият процес е един и същ на основно ниво, но тези батерии не са обект на изгаряне като заредени батерии, нито пък са уязвими за изтичане, ако са наклонени.
Въпреки че батериите VRLA имат редица предимства, те са много по-скъпи за производство от традиционните заредени батерии. Така че, докато технологията продължава да се движи все по-напред, шансовете ви все още ще се движите с най-модерната технология на 1860 г. под капака си още известно време - освен ако не отидете електрически. Но това е съвсем различен въпрос по отношение на батериите.