Tradičné olovené autobatérie môžu byť v dnešnej dobe prehliadnuté kvôli lítium-iónovým elektromobilom batérie, ale títo malí chlapci sú neoceniteľné zázraky inžinierstva, ktoré pomohli poháňať vozidlá desaťročia.
Bez zložitých chemických reakcií vo vnútri 12V batérie vášho vozidla by ste nedokázali ani zapnúť svoje auto a tým menej vypnúť elektrické ovládanie okien. Čítajte ďalej a preskúmajte dômyselné spôsoby, ako funguje vaša autobatéria a ako sa spája s alternátorom auta, aby sa vaše auto stalo lepším miestom na trávenie času.
Ako funguje 12V autobatéria?
Autobatéria pracuje s chemickými reakciami. Vo svojej najzákladnejšej podobe prenáša elektróny medzi anódou (záporný terminál) tam, kde skutočne chcú byť: katódou (kladný terminál). Napríklad olovená batéria, ktorú väčšina vozidiel používa, dostala svoj názov podľa skutočnosti, že používa platne s oxidom olovnatým (a čistým olovom) ponorenými do zmesi vody a kyseliny sírovej.
Tieto batérie majú v skutočnosti šesť článkov, z ktorých každý produkuje približne 2V, a preto sa autobatérie bežne označujú ako 12V batérie, aj keď nie sú presne 12V. Týchto šesť článkov pozostáva z dosiek s oxidom olovnatým (kladná katóda) a olovených dosiek (negatívna anóda), ktoré sú ponorené v zmesi kyseliny sírovej a vody, aby sa vytvorili chemické reakcie, ktoré nakoniec pomôžu uvoľniť batériu elektriny.
Majte na pamäti, že batéria pozostáva zo šiestich článkov a každý z nich má rôzne platne. Ale jadrom tohto procesu je interakcia medzi pozitívnymi a negatívnymi terminálmi. Keď oxid olovnatý katódy interaguje so síranom v kyslej zmesi, kyslíkové ióny sa uvoľňujú do zmesi, kde interagujú s vodíkom za vzniku vody. Medzitým, na negatívnej strane, síran reaguje s olovom v anóde, čím vytvára vrstvu síranu olovnatého v anóde a uvoľňuje elektróny.
Tieto elektróny sa hromadia v zápornom póle a určite tam nechcú byť, ale nemôžu cez neho cestovať roztoku elektrolytu, takže sú vedené von cez záporný pól a cez obvod, až kým nakoniec nedosiahnu kladný terminál. Toto je základný princíp funkčnosti autobatérie, keďže do tohto obvodu sa pripája každé ďalšie prídavné zariadenie vo vašom vozidle.
Toto však funguje iba vtedy, keď je vozidlo vypnuté; inak to, čo v skutočnosti poháňa elektroniku vášho vozidla, je alternátor. Batéria je v podstate vo vašom aute, aby napájala štartér, keď je vozidlo vypnuté, ale akonáhle štartér oživí motor, prevezme ho alternátor. Alternátor tiež nabíja batériu prostredníctvom obrátenia procesov, ktoré viedli k jej vybitiu.
Čo robí alternátor?
Ako už bolo uvedené, alternátor v podstate robí prácu, o ktorej si ľudia myslia, že batéria neustále robí. Pamätajte, že batéria by sa sama rýchlo vybila, keby mala napájať všetky vaše okná a rádio a v podstate akékoľvek iné elektronické zariadenie vo vašom vozidle. Takže riešenie je celkom dômyselné.
Inžinieri nainštalovali do vášho vozidla generátor striedavého prúdu poháňaný motorom namiesto batérie. Vyrába dostatok elektriny na napájanie všetkých elektrických bitov vášho vozidla. Skvelá vec na alternátore je, že tiež dobíja batériu, kým je motor vozidla zapnite, pretože batéria po vykonaní svojej práce, ktorou je naštartovanie, zaznamená pomerne veľké vybitie motora.
Jediným problémom alternátora je, že vyrába striedavý prúd, ktorý je potrebné premeniť na jednosmerný. Na vyriešenie tohto problému sa striedavý prúd spracováva cez usmerňovač, ktorý umožňuje alternátoru čerpať požadovaný jednosmerný prúd.
Keď sa alternátor pokazí, začnete si všímať známky toho všade. Napríklad elektronika vášho vozidla nebude fungovať správne a vaše svetlá môžu náhle stmavnúť. Za týchto podmienok môže vaše vozidlo začať vyhadzovať veľa kódov a aj keď ho pripojíte k Aplikácia OBD2, pravdepodobne neidentifikuje, že problémom je skutočne alternátor alebo batéria.
Ešte horšie je, že mnohé vozidlá používajú pokročilé moduly, ktoré sú kalibrované tak, aby fungovali s veľmi malými toleranciami. Ak vám zlyhá alternátor alebo batéria, celé auto sa môže začať správať nepravidelne a vyhadzovať kódy, ktoré úplne nesúvisia so skutočným problémom: chybnou batériou alebo alternátorom.
Je autobatéria rovnaká ako batéria EV?
Nie, nie sú rovnaké ako batéria vo vašom EV. Olovené batérie sa výrazne líšia od lítium-iónových batérií vo vašom EV. Po prvé, ako ste sa už dozvedeli, zloženie olovených batérií väčšinou pozostáva z olova a zmesi vody a kyseliny sírovej. Na druhej strane lítium-iónové batérie sú vyrobené z materiálov ako lítium, kobalt a grafit.
Nielen to, ale lítium-iónové batérie majú vyššiu hustotu energie ako olovené batérie, čo je obzvlášť ideálne výkonné EV a elektronika, kde sú hľadisko priestoru a hmotnosti mimoriadne dôležité.
Olovené batérie tiež trpia nižšou životnosťou v porovnaní s lítium-iónovými batériami. To znamená, že lítium-iónovú batériu môžete dobíjať a vybíjať mnohokrát viac ako olovenú batériu. To je samozrejme obrovské plus pre použitie v EV, kde batéria tvorí najdôležitejší a najdrahší komponent a podpriemerný životný cyklus by ju urobil zbytočnou. Olovené batérie tiež vyžadujú pravidelnú údržbu, aby mohli fungovať, zatiaľ čo lítium-iónové batérie sú počas svojej životnosti relatívne bezúdržbové.
Je ľahké pochopiť, prečo sa lítium-iónové batérie používajú v elektromobiloch namiesto tradičných olovených batérií. Ak by elektrické vozidlá používali olovené batérie, boli by šialene ťažké a bez energie.
Olovené batérie majú stále svoje miesto
Bez ohľadu na nevýhody spojené s olovenými batériami majú v automobilovom priemysle svoje miesto. Ich relatívne nízka cena v porovnaní s lítium-iónovými batériami zaisťuje, že budú aj naďalej používa sa vo vozidlách poháňaných benzínom a v iných aplikáciách, kde sú dôležité počiatočné náklady faktor.
Tieto batérie poháňajú vozidlá už mnoho rokov a aj keď je lítium-iónová technológia úplne nová vec, olovené batérie budú mať vždy svoje miesto v histórii automobilov.