Μαθήματα:
- Γενικός
- Werking
- Κατασκευή της μπαταρίας
- Πλάκες συν και πλην
- Κυψέλες μπαταρίας
- Φόρτωση/εκφόρτωση
- Χωρητικότητα
- Ρεύμα ψυχρής εκκίνησης
- Αποσυνδέστε τους πόλους της μπαταρίας
- Ξεκινήστε με καλώδια βραχυκυκλωτήρα
Γενικά:
Το καθήκον της μπαταρίας είναι να παρέχει ενέργεια στους καταναλωτές σε στιγμές που ο εναλλάκτης παρέχει λίγη ή καθόλου ενέργεια, για παράδειγμα κατά την εκκίνηση του κινητήρα. Η μπαταρία είναι ένα buffer που αποθηκεύει ενέργεια. Η ενέργεια που παρέχεται από τον εναλλάκτη αποθηκεύεται στην μπαταρία και πρέπει να απελευθερωθεί ξανά όταν χρειαστεί. Επειδή η ηλεκτρική ενέργεια είναι δύσκολο να αποθηκευτεί, η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται από τον εναλλάκτη μετατρέπεται σε χημική ενέργεια. Εάν η μπαταρία στη συνέχεια πρέπει να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στους καταναλωτές, η χημική ενέργεια μετατρέπεται ξανά σε ηλεκτρική ενέργεια.
Εάν η μπαταρία του αυτοκινήτου είναι σε καλή κατάσταση, αλλά είναι ξανά άδεια μετά από λίγες ώρες ακινησίας, μπορεί να υπάρχει πρόβλημα. κρυφός καταναλωτής.
Λειτουργία:
Η μπαταρία περιέχει πολλές λεπτές πλάκες μολύβδου σε ένα δοχείο με θειικό οξύ. Ο μόλυβδος συνδυάζεται με θείο. Στη συνέχεια εμφανίζεται μια χημική αντίδραση. Ο μόλυβδος μετατρέπεται σε θειικό μόλυβδο (PbSO4).
Το αραιό θειικό οξύ είναι ένα μείγμα θειικού οξέος και απιονισμένου (καθαρισμένου) νερού. Το αραιωμένο θειικό οξύ ονομάζεται συχνά ηλεκτρολύτης. Όταν οι πλάκες μολύβδου συνδέονται σε μια συσκευή φόρτωσης, οι πλάκες μολύβδου θα υποστούν αλλαγή. Η πλάκα που συνδέεται με το μείον απελευθερώνει θείο στον ηλεκτρολύτη. Ο θειικός μόλυβδος μετατρέπεται σε πορώδες μόλυβδο. Η πλάκα που συνδέεται με το συν απορροφά οξυγόνο από τον ηλεκτρολύτη και απελευθερώνει θείο στον ηλεκτρολύτη. Αυτή η πλάκα περιέχει διοκτόνο μολύβδου (PbO2) μετά τη φόρτιση. Η παραπάνω διαδικασία δημιουργεί μια διαφορά τάσης μεταξύ των πλακών συν και πλην.
Εάν ένας καταναλωτής συνδεθεί στις πλάκες μολύβδου που έχουν φορτιστεί με τον προαναφερθέντα τρόπο, θα ρέει ρεύμα. Το διοξείδιο του μολύβδου από την πλάκα συν μετατρέπεται ξανά σε θειικό μόλυβδο. Ο πορώδης μόλυβδος της αρνητικής πλάκας μετατρέπεται επίσης σε θειικό μόλυβδο. Κατά τη φόρτιση και εκφόρτιση των μπαταριών, εμφανίζεται μια αλλαγή στη θετική και αρνητική πλάκα (χημική επίδραση). Ο ηλεκτρολύτης υφίσταται επίσης μια αλλαγή κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, η θετική και η αρνητική πλάκα αποτελούνται από θειικό μόλυβδο. Το θείο που χρησιμοποιείται για το σχηματισμό του θειικού μολύβδου έχει εξαχθεί από τον ηλεκτρολύτη. Επομένως, ο ηλεκτρολύτης μιας μπαταρίας που έχει αποφορτιστεί έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο. Με μια φορτισμένη μπαταρία, ο θειικός μόλυβδος από τις πλάκες έχει μεταφερθεί στον ηλεκτρολύτη. Ο ηλεκτρολύτης έχει τότε υψηλή περιεκτικότητα σε θείο. Επειδή τα σωματίδια θείου είναι τα βαρύτερα σωματίδια στον ηλεκτρολύτη, η ειδική μάζα του ηλεκτρολύτη αυξάνεται καθώς αυξάνεται η κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας. Ο ηλεκτρολύτης μιας πλήρως φορτισμένης μπαταρίας έχει παρόμοια μάζα 1280 kg/m3. όταν η μπαταρία είναι πλήρως αποφορτισμένη, ο ηλεκτρολύτης έχει ειδική μάζα 1140 kg/m3. Για σύγκριση: το νερό έχει ειδική μάζα 1000 kg/m3.
Κατασκευή μπαταρίας:
Οι μπαταρίες αποτελούνται από έναν αριθμό κυψελών, κάθε στοιχείο περιέχει έναν αριθμό θετικών και αρνητικών πλακών. Κάθε στοιχείο έχει τάση περίπου 2V. Μια μπαταρία 12 V έχει 6 κελιά συνδεδεμένα σε σειρά. Οι πλάκες συν και πλην χωρίζονται μεταξύ τους με διαχωριστικά.
Πλάκες συν και πλην:
Οι θετικές πλάκες συνδέονται με τον θετικό πόλο, οι αρνητικές με τον αρνητικό πόλο. Για την αποφυγή σφαλμάτων σύνδεσης, επισημαίνονται και οι δύο πόλοι και ο θετικός πόλος έχει πάντα μεγαλύτερη διάμετρο από τον αρνητικό πόλο. Οι πλάκες συν και πλην συνδέονται μεταξύ τους με ένα κομμάτι γέφυρας. Οι πλάκες αποτελούνται από ένα πλέγμα δομών μολύβδου. Τα πλέγματα γεμίζονται με πάστα (μίγμα σκόνης μολύβδου, θειικού οξέος και διάφορες εφαρμογές). Οι διαχωριστές είναι κατασκευασμένοι από πλαστικό και κυτταρίνη. Κατά τη μετατροπή ενέργειας στην μπαταρία, αναπτύσσεται περισσότερη θερμότητα στη θετική πλάκα παρά στην αρνητική πλάκα. Για να αποφευχθεί η παραμόρφωση της πλάκας συν, η πλάκα συν τοποθετείται πάντα μεταξύ δύο πλακών μείον.
Κυψέλες μπαταρίας:
Όλα τα στοιχεία της μπαταρίας γεμίζουν με τον λεγόμενο ηλεκτρολύτη, ένα μείγμα απεσταγμένου νερού και θειικού οξέος. Το απεσταγμένο (επίσης αποκαλούμενο απιονισμένο) νερό είναι το νερό από το οποίο έχουν αφαιρεθεί προσμείξεις όπως ο ασβέστης και οι ενώσεις χλωρίου. Σε παλιότερες μπαταρίες, οι κυψέλες έχουν ανοίγματα πλήρωσης. Το απιονισμένο νερό μπορεί να ξαναγεμιστεί μέσω αυτών των ανοιγμάτων. Το άνοιγμα πλήρωσης μπορεί να κλείσει με καπάκι πλήρωσης. Με νεότερες μπαταρίες, η πλήρωση δεν είναι πλέον δυνατή. Είναι μπαταρίες που δεν χρειάζονται συντήρηση όπου η κατανάλωση νερού είναι τόσο χαμηλή που δεν είναι απαραίτητη η επαναπλήρωση.
Φόρτωση/εκφόρτωση:
Η κατάσταση φόρτισης μιας μπαταρίας μπορεί να μετρηθεί με έναν μετρητή οξέος. Ένας καλός φορτιστής μπαταρίας μειώνει αυτόματα το ρεύμα εάν η τάση φόρτισης υπερβαίνει τα 2,35 V ανά στοιχείο (δηλαδή περίπου 14 V για μια μπαταρία 12 V). Εάν ξεπεραστεί αυτή η τιμή, τα μόρια του νερού αποσυντίθενται σε οξυγόνο και υδρογόνο, δημιουργώντας αέριο υδρογόνο. Εάν παράγεται πολύ από αυτό το αέριο, σχηματίζεται ένα εκρηκτικό μείγμα (οξυγόνο).
- Κανονική φόρτιση:
Κατά τη διάρκεια της κανονικής φόρτισης, η χωρητικότητα της μπαταρίας αποκαθίσταται στο 100%. Το μέγεθος του ρεύματος φόρτισης είναι 5 έως 10% της χωρητικότητας. Μια μπαταρία χωρητικότητας 40 Ah φορτίζεται με ρεύμα φόρτισης 2 έως 4 A κατά την κανονική φόρτιση. - Γρήγορη φόρτιση: Οι μπαταρίες που αποφορτίζονται γρήγορα πλήρως μπορούν να φορτιστούν ξανά μερικώς μέσω γρήγορης φόρτισης. Το ρεύμα φόρτισης είναι 30 έως 50% της χωρητικότητας της μπαταρίας. Για μια μπαταρία χωρητικότητας 40 Ah, το ρεύμα φόρτισης είναι 12 έως 20 A. Η γρήγορη φόρτιση δεν χρησιμοποιείται τόσο συχνά. Πολλοί γρήγοροι φορτιστές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως εκκινητήρας και κανονικός φορτιστής.
- Τελική φόρτιση: Εάν μια μπαταρία δεν χρησιμοποιηθεί για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, συμβαίνει απώλεια τάσης λόγω αυτοεκφόρτισης. Συνδέοντας συνεχώς έναν φορτιστή στάγδην στην μπαταρία, η μπαταρία διατηρείται πάντα γεμάτη. Το ρεύμα φόρτισης είναι περίπου το 0,1% της χωρητικότητας της μπαταρίας. Στη συνέχεια, μια μπαταρία χωρητικότητας 40 Ah φορτίζεται με ρεύμα 0,04 A. Υπάρχουν φορτιστές μπαταριών που μεταβαίνουν αυτόματα σε στάγδην φόρτιση στο τέλος της κανονικής φόρτισης.
- Φόρτιση buffer: Με τη φόρτιση buffer, οι καταναλωτές και η συσκευή φόρτισης συνδέονται με την μπαταρία. Ο φορτιστής παρέχει τέτοιο ρεύμα που η μπαταρία παραμένει πρακτικά γεμάτη. Η μπαταρία παρέχει το ρεύμα αιχμής στους χρήστες. Η φόρτιση του buffer πραγματοποιείται όταν ο εναλλάκτης φορτίζει την μπαταρία και ταυτόχρονα τροφοδοτεί με ρεύμα τους χρήστες. Ο εναλλάκτης διαθέτει ρυθμιστή τάσης που έχει ρυθμιστεί στα 14,4 V για εγκατάσταση 12 Volt. Μετά την εκκίνηση, ο εναλλάκτης φορτίζει γρήγορα για λίγο. Το ρεύμα φόρτισης πέφτει απότομα κατά την οδήγηση. Όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη, το ρεύμα φόρτισης γίνεται τόσο μικρό που ο φορτιστής διατηρεί μόνο τη μπαταρία φορτισμένη.
Εάν το αυτοκίνητο είναι σε γκαράζ, καλό είναι να έχετε την μπαταρία στον φορτιστή. Η μπαταρία έχει τότε μικρότερη διάρκεια ζωής από μια μπαταρία που συχνά αποφορτίζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα και επαναφορτίζεται γρήγορα από το δυναμό. Μια μπαταρία αποφορτίζεται εάν ένας καταναλωτής παραμένει αναμμένος όταν ο κινητήρας είναι σβηστός (όπως ο φωτισμός). Εάν μια μπαταρία είναι βαθιά αποφορτισμένη (η μπαταρία είναι εντελώς άδεια), η μπαταρία θα καταστραφεί εσωτερικά. Αυτό μειώνει δραστικά τη διάρκεια ζωής.
Χωρητικότητα:
Η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι η μέγιστη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να περιέχει η μπαταρία. Η χωρητικότητα εκφράζεται σε Ah (αμπέρ-ώρα) Η χωρητικότητα προσδιορίζεται με βάση τα αποτελέσματα της δοκιμής. Παράδειγμα: Μια μπαταρία έχει χωρητικότητα 60 Ah. Αυτή η μπαταρία μπορεί να παρέχει ρεύμα 20Α για 3 ώρες. (60Ah : 20h = 3A). Η τάση ακροδεκτών δεν θα πέσει κάτω από 1,75 V ανά στοιχείο.
Ρεύμα ψυχρής εκκίνησης:
Γενικά μπορεί να υποτεθεί ότι το μέγεθος του ψυχρού ρεύματος εκκίνησης είναι 4 έως 5 φορές τη χωρητικότητα της μπαταρίας. Το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ταχύτητα με την οποία η μπαταρία μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια. Για τις μπαταρίες εκκίνησης που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα, το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης είναι ακόμη πιο σημαντικό από τη χωρητικότητα. Το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης μειώνεται απότομα καθώς μειώνεται η θερμοκρασία. Αυτό συμβαίνει επειδή οι χημικές αντιδράσεις προχωρούν πολύ πιο αργά σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Οι συνθήκες υπό τις οποίες μετράται το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης προσδιορίζονται εκ των προτέρων.
Σύμφωνα με τα πρότυπα DIN: το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να παρέχει η μπαταρία σε θερμοκρασία 255 K (-18 μοίρες) για ορισμένο χρονικό διάστημα, με επαρκή τάση:
- Μετά από 30 δευτερόλεπτα. Όταν εκφορτίζεται με το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης, η τάση τερματικού θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,5 V ανά στοιχείο.
- Μετά από 150 δευτερόλεπτα. Όταν εκφορτίζεται με το ρεύμα ψυχρής εκκίνησης, η τάση ακροδεκτών πρέπει να είναι τουλάχιστον 1 V ανά στοιχείο.
Αποσύνδεση των ακροδεκτών της μπαταρίας:
Η μπαταρία πρέπει να αποσυνδέεται κατά τη διάρκεια ορισμένων εργασιών (π.χ. αερόσακοι, μοτέρ εκκίνησης, εναλλάκτης). Διαφορετικά, θα μπορούσε να προκληθεί βραχυκύκλωμα ή ένας αερόσακος να ανοίξει ακούσια. Σε αυτές τις περιπτώσεις αρκεί να αποσυναρμολογήσετε τον αρνητικό πόλο. Ο θετικός ακροδέκτης μπορεί στη συνέχεια να παραμείνει στην μπαταρία. Ποτέ μην αφαιρείτε μόνο τον θετικό πόλο! Εάν ακουμπήσει το αμάξωμα (το οποίο χρησιμεύει ως γείωση και επομένως συνδέεται με τον αρνητικό πόλο), θα προκληθεί βραχυκύκλωμα. Όταν αφαιρείται η μπαταρία, πρέπει πάντα να αφαιρείται πρώτα ο αρνητικός πόλος και μετά ο θετικός πόλος.
Η μπαταρία δεν πρέπει ποτέ να αποσυνδέεται με τον κινητήρα σε λειτουργία. Οι σημερινοί κινητήρες ελέγχονται πλήρως ηλεκτρονικά. Τα ηλεκτρονικά μπορεί να καταστραφούν σοβαρά από τα ρεύματα αιχμής που προέρχονται από τον εναλλάκτη.
Στο παρελθόν, ένας (μη ηλεκτρονικά ελεγχόμενος) κινητήρας ντίζελ μπορούσε να αποσυνδεθεί με αυτόν τον τρόπο, επειδή η αντλία καυσίμου κινούνταν μηχανικά και τα μπεκ άνοιγαν σε μια συγκεκριμένη πίεση ψεκασμού. Η μηχανική λειτουργία επέτρεψε στον κινητήρα να συνεχίσει να λειτουργεί χωρίς μπαταρία μετά την εκκίνηση.
Εκκίνηση με καλώδια jumper:
Εάν η μπαταρία είναι άδεια, η μπαταρία πρέπει να φορτιστεί για να μπορέσει να ξεκινήσει ξανά ο κινητήρας. Αυτό είναι δυνατό να εγκαταστήσετε την μπαταρία σε άλλο αυτοκίνητο χρησιμοποιώντας καλώδια βραχυκυκλωτήρα. Είναι σημαντικό να χρησιμοποιούνται καλά (χοντρά) καλώδια βραχυκυκλωτήρα. Τα λεπτά καλώδια δημιουργούν μεγάλη αντίσταση σε υψηλά ρεύματα και ως εκ τούτου ζεσταίνονται πολύ. Υπάρχει περίπτωση να μην μπορεί να εκκινηθεί ένας βαρύτερος/μεγαλύτερος κινητήρας με πολύ ελαφριά καλώδια.
Η σειρά σύνδεσης είναι σημαντική. Ποτέ μην συνδέετε τα καλώδια συν (κόκκινο) και μείον (μαύρο) σε 1 μπαταρία ταυτόχρονα, γιατί τότε μπορεί να έχετε γρήγορα βραχυκύκλωμα λόγω των επαφών στην άλλη πλευρά του καλωδίου που ακουμπούν μεταξύ τους. Επομένως, ακολουθήστε αυτή τη σειρά:
- Συνδέστε το αρνητικό καλώδιο στο ένα αυτοκίνητο και την άλλη πλευρά του αρνητικού καλωδίου στο άλλο αυτοκίνητο.
- Στη συνέχεια, συνδέστε το θετικό καλώδιο στο ένα αυτοκίνητο και μετά στο άλλο. Δεν έχει σημασία αν πρώτα συνδέεται το καλώδιο συν και μετά το καλώδιο μείον ή το αντίστροφο.
Τώρα και οι δύο μπαταρίες είναι παράλληλες μεταξύ τους. Εάν οι μπαταρίες είναι παράλληλες, η τάση παραμένει 12v. Δεν ισχύει λοιπόν ότι η συνολική τάση της μπαταρίας είναι τώρα 24 βολτ. Αυτό θα συνέβαινε εάν οι μπαταρίες ήταν συνδεδεμένες σε σειρά, κάτι που συμβαίνει, για παράδειγμα, με ηλεκτρικά/υβριδικά οχήματα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα σειριακά και παράλληλα κυκλώματα (χρησιμοποιώντας αντιστάσεις ως παράδειγμα), ανατρέξτε στη σελίδα ρεύμα, αντίσταση τάσης.
Τώρα που έχουν συνδεθεί τα καλώδια της μπαταρίας, ο εναλλάκτης του αυτοκινήτου «φόρτισης» φορτίζει την άδεια μπαταρία. Είναι καλύτερο να το αφήσετε για ένα λεπτό, διαφορετικά ο κινητήρας μπορεί να μην μπορεί να ξεκινήσει. Ειδικά αν πρόκειται για βαρύ κινητήρα ντίζελ. Μετά από ένα λεπτό (ή περισσότερο) το αυτοκίνητο μπορεί να ξεκινήσει με την άδεια μπαταρία.
Οι ενέργειες που γίνονται κατά την αποσυναρμολόγηση των καλωδίων βραχυκυκλωτήρα είναι επίσης σημαντικές. Επειδή το αυτοκίνητο που παρέχει υποβοήθηση εκκίνησης στο άλλο αυτοκίνητο εξακολουθεί να μεταφέρει πολύ ρεύμα φόρτισης μέσω των καλωδίων βραχυκυκλωτήρα στην άδεια μπαταρία, δεν είναι καλό να αφαιρείτε τα καλώδια βραχυκυκλωτήρα με μία κίνηση. Το ρεύμα / τάση φόρτισης είναι πολύ υψηλή κατά τη φόρτιση, αλλά όταν αποσυνδέετε ένα καλώδιο, το ρεύμα δεν μπορεί να πάει πουθενά, εκτός από τα ηλεκτρονικά του αυτοκινήτου σας. Υπάρχει τότε μια αιχμή ρεύματος, η οποία μπορεί επίσης να καταλήξει στις μονάδες ελέγχου. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να αποφευχθεί με την ενεργοποίηση όλων των βαρέων καταναλωτών στο αυτοκίνητο φόρτισης (δηλαδή του αυτοκινήτου που φορτίζει την άδεια μπαταρία). Σκεφτείτε τη θέρμανση του πίσω παραθύρου, τον φωτισμό, εάν χρειάζεται. θέρμανση καθισμάτων, κ.λπ. Κατά την αποσυναρμολόγηση ενός καλωδίου βραχυκυκλωτήρα, το ρεύμα αιχμής μπορεί να διανεμηθεί σε αυτά τα εξαρτήματα που απαιτούν ήδη μεγάλη ισχύ. Στη συνέχεια, οι μονάδες ελέγχου εξοικονομούνται. Η αποσυναρμολόγηση των καλωδίων βραχυκυκλωτήρα γίνεται επίσης με την ίδια σειρά με τη σύνδεσή τους. πρώτα το καλώδιο συν ή πλην και των δύο αυτοκινήτων και μετά το άλλο. Ποτέ μην αφαιρείτε και τις δύο από μια μπαταρία ταυτόχρονα.
Είναι καλύτερο να φορτίζετε μια άδεια μπαταρία με φορτιστή μπαταρίας, γιατί ένα δυναμό τη φορτίζει με το μέγιστο ρεύμα φόρτισης. Ένας φορτιστής μπαταρίας προσαρμόζει το ρεύμα φόρτισης στην κατάσταση της μπαταρίας. Όταν μια μπαταρία είναι βαθιά αποφορτισμένη (δηλαδή όταν η τάση της μπαταρίας έχει πέσει κάτω από τα 6 Volt), παθαίνει εσωτερική ζημιά. Αυτό μειώνει δραστικά τη διάρκεια ζωής.
Σχετική σελίδα:
