アキュ

科目：

一般
運営
バッテリーの構造
プラスとマイナスのプレート
バッテリーセル
積み降ろし
キャパシタンス
コールドスタート電流
バッテリー端子を外します
ジャンパーケーブルで起動する

一般：
バッテリーの役割は、エンジン始動時など、オルタネーターがほとんどまたはまったくエネルギーを供給しないときに、消費者にエネルギーを供給することです。バッテリーはエネルギーを蓄えるバッファーです。オルタネーターから供給されるエネルギーはバッテリーに蓄えられ、必要なときに再び放出する必要があります。電気エネルギーは貯蔵することが難しいため、オルタネーターによって供給される電気エネルギーは化学エネルギーに変換されます。バッテリーが消費者に電気エネルギーを供給する必要がある場合、化学エネルギーは電気エネルギーに変換されます。

車のバッテリーが良好な状態であっても、数時間放置すると再び空になる場合は、問題が発生している可能性があります。秘密の消費者。

ワーキング:
バッテリーには、硫酸が入った容器の中に数枚の薄い鉛板が入っています。鉛は硫黄と結合します。すると化学反応が起こります。鉛は硫酸鉛 (PbSO4) に変換されます。
希硫酸は、硫酸と脱塩（精製）水の混合物です。希硫酸は電解液と呼ばれることがよくあります。リード板が負荷装置に接続されると、リード板は変化します。マイナスに接続されたプレートは硫黄を電解液に放出します。硫酸鉛は多孔質鉛に変換されます。プラスに接続されたプレートは、電解液から酸素を吸収し、電解液に硫黄を放出します。充電後のこのプレートには二酸化鉛 (PbO2) が含まれています。上記のプロセスにより、プラス極板とマイナス極板の間に電圧差が生じます。

上記のように充電されたリード板に需要家が接続されると電流が流れます。プラスプレートからの二酸化鉛は硫酸鉛に戻されます。負極板の多孔質鉛も硫酸鉛に変換されます。バッテリーを充放電すると、プラス極板とマイナス極板に変化が起こります（化学的影響）。電解質も充電と放電中に変化します。バッテリーが放電すると、プラス極板とマイナス極板は硫酸鉛で構成されます。硫酸鉛の形成に使用される硫黄は電解液から抽出されています。したがって、放電したバッテリーの電解液の硫黄含有量は低くなります。充電されたバッテリーでは、極板からの硫酸鉛が電解液に移動しています。この場合、電解液の硫黄含有量は高くなります。硫黄粒子は電解液中でより重い粒子であるため、バッテリーの充電状態が増加するにつれて電解液の比質量が増加します。完全に充電されたバッテリーの電解液の質量は同様に 1280 kg/m3 です。バッテリーが完全に放電したとき、電解液の比重は 1140 kg/m3 になります。比較のために、水の比重は 1000 kg/m3 です。

バッテリーの構造:
バッテリーは多数のセルで構成されており、各セルには多数の正極板と負極板が含まれています。各セルの電圧は約 2V です。 12 V バッテリーには 6 つのセルが直列に接続されています。プラスとマイナスのプレートはセパレータで分離されています。

プラスとマイナスのプレート:
正極板は正極に接続され、負極板は負極に接続されます。接続エラーを防ぐために、両方の極にマークが付けられており、正極の直径は常に負極よりも大きくなります。プラスプレートとマイナスプレートはブリッジピースによって接続されています。プレートはリード構造のグリッドで構成されます。グリッドにはペースト（鉛の粉末、硫酸、およびさまざまな用途の混合物）が充填されています。セパレーターはプラスチックとセルロースでできています。バッテリー内のエネルギー変換中、負極板よりも正極板でより多くの熱が発生します。プラスプレートの反りを防ぐため、プラスプレートは必ずXNUMX枚のマイナスプレートの間に挟まれます。

バッテリーセル:
バッテリーのすべてのセルは、蒸留水と硫酸の混合物、いわゆる電解液で満たされています。蒸留水（脱塩水とも呼ばれます）は、石灰や塩素化合物などの汚染物質が除去された水です。古いバッテリーでは、セルに注入口があります。脱塩水はこれらの開口部から補充できます。充填口は充填キャップで閉じることができます。新しいバッテリーでは、充填はできなくなりました。補水の必要がないほど水の消費量が少ないメンテナンスフリーのバッテリーです。

積み込み/積み下ろし:
バッテリーの充電状態は酸メーターで測定できます。優れたバッテリー充電器は、充電電圧がセルあたり 2,35 V (つまり、14 V バッテリーの場合は約 12 V) を超えると、自動的に電流を減らします。この値を超えると水分子が酸素と水素に分解され、水素ガスが発生します。このガスが大量に生成されると、爆発性混合物 (酸素) が形成されます。

通常充電：
通常の充電では、バッテリー容量は 100% に回復します。充電電流の大きさは容量の 5 ～ 10% です。容量 40 Ah のバッテリーは、通常の充電中に 2 ～ 4 A の充電電流で充電されます。
急速充電: 急速に完全に放電したバッテリーは、急速充電によって部分的に再充電できます。充電電流はバッテリー容量の 30 ～ 50% です。容量 40Ah のバッテリーの場合、充電電流は 12 ～ 20 A です。急速充電はあまり使用されません。多くの急速充電器は、ジャンプスターターおよび通常の充電器としても使用できます。
トリクル充電：バッテリーを長期間使用しないと、自己放電により電圧が低下します。トリクル充電器をバッテリーに常時接続することで、バッテリーは常に満充電状態に保たれます。充電電流はバッテリー容量の約 0,1% です。容量 40 Ah のバッテリーは、0,04 A の電流で充電されます。通常の充電の終了時に自動的にトリクル充電に切り替わるバッテリー充電器もあります。
バッファ充電: バッファ充電では、消費者と充電デバイスの両方がバッテリに接続されます。充電器は、バッテリーが実質的に満充電のままになるような電流を供給します。バッテリーはピーク電流をユーザーに供給します。バッファ充電は、オルタネーターがバッテリーを充電すると同時にユーザーに電力を供給するときに行われます。オルタネーターには、14,4 ボルトの設置のために 12 V に設定される電圧レギュレーターが付いています。始動後、しばらくの間、オルタネーターは急速充電されます。走行中は充電電流が急激に低下します。バッテリーが完全に充電されると、充電電流は非常に小さくなり、充電器はバッテリーの充電のみを維持します。

車がガレージにある場合は、バッテリーをトリクル充電器に接続しておくと良いでしょう。そのため、バッテリーの寿命は、頻繁に長時間放電され、ダイナモによってすぐに再充電されるバッテリーよりも短くなります。エンジンがオフになっているときに消費者がオンのままであると (照明など)、バッテリーが放電します。バッテリーが深く放電している（バッテリーが完全に空になっている）場合、バッテリーは内部で損傷します。これにより寿命が大幅に短くなります。

静電容量：
バッテリーの容量は、バッテリーに収容できる電気エネルギーの最大量です。容量はAh（アンペアアワー）で表され、試験結果に基づいて決定されます。例: バッテリーの容量は 60 Ah です。このバッテリーは 20A の電流を 3 時間供給できます。 (60Ah : 20h = 3A)。端子電圧はセルあたり 1,75V を下回ることはありません。

コールドスタート電流:
一般に、コールドスタート電流の大きさはバッテリー容量の 4 ～ 5 倍であると想定できます。コールドスタート電流は、バッテリーが電気エネルギーを供給できる速度に関する情報を提供します。車で使用されるスターターバッテリーの場合、コールドスタート電流は容量よりもさらに重要です。コールドスタート電流は、温度が低下するにつれて急激に減少します。これは、温度が低いと化学反応の進行が遅くなるからです。コールドスタート電流の測定条件はあらかじめ決められています。

DIN 規格によると、コールドスタート電流は、バッテリーが十分な電圧で 255 K (-18 度) の温度で一定時間供給できる最大電流です。

30秒後コールドスタート電流で放電しても、端子電圧はセルあたり少なくとも 1,5 V である必要があります。
150秒後コールドスタート電流で放電する場合でも、端子電圧はセルあたり少なくとも 1V でなければなりません。

バッテリー端子を外す：
特定の作業中（エアバッグ、スターターモーター、オルタネーターなど）はバッテリーを接続解除する必要があります。そうしないと、短絡が発生したり、エアバッグが意図せず展開したりする可能性があります。このような場合は、マイナス極を分解するだけで十分です。プラス端子はバッテリーに接続したままにすることができます。絶対にプラス端子だけを取り外さないでください。車体（アースとして機能するため、マイナス極に接続されている）に触れると、短絡が発生します。バッテリーを取り外すときは、常にマイナス極を最初に取り外し、次にプラス極を取り外します。

エンジンの作動中はバッテリーを絶対に外さないでください。現在のエンジンは完全に電子制御されています。電子機器は、オルタネーターからのピーク電流によって重大な損傷を受ける可能性があります。
以前は、(電子制御されていない) ディーゼルエンジンは、燃料ポンプが機械的に駆動され、インジェクターが特定の噴射圧力で開くため、この方法で切り離すことができました。機械的な動作により、エンジンは始動後もバッテリーなしで作動し続けることができました。

ジャンパーケーブルを使用して起動する:
バッテリーが空の場合は、エンジンを再始動する前にバッテリーを充電する必要があります。ジャンパーケーブルを使用してバッテリーを別の車に取り付けることが可能です。良質な (太い) ジャンパーケーブルを使用することが重要です。細いケーブルは大電流で多くの抵抗を生成するため、非常に熱くなります。軽すぎるケーブルでは、より重い/より大きなエンジンを始動できない可能性があります。

接続の順序は重要です。プラス (赤) とマイナス (黒) のケーブルを 1 つのバッテリーに同時に接続しないでください。ケーブルの反対側の接点が互いに接触して、すぐに短絡が発生する可能性があります。したがって、次の順序に従ってください。

マイナスケーブルを一方の車に接続し、マイナスケーブルの反対側をもう一方の車に接続します。
次に、プラスのケーブルを XNUMX 台の車に接続し、次にもう一方の車に接続します。プラスケーブルを先に接続してからマイナスケーブルを接続するか、またはその逆を接続するかは関係ありません。

これで、両方のバッテリーが互いに並列になりました。電池が並列の場合、電圧は 12V のままです。したがって、バッテリーの合計電圧が 24 ボルトになるというわけではありません。これは、バッテリーが直列に接続されている場合に当てはまります。これは、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車で発生することです。直列回路と並列回路（抵抗を例として使用）の詳細については、次のページを参照してください。電流、電圧抵抗.

バッテリーケーブルが接続されたので、「充電中」の車のオルタネーターが空のバッテリーを充電します。 XNUMX分間放置するとエンジンが始動できなくなる場合がありますので、そのままにしておいてください。特に重いディーゼルエンジンの場合はそうです。 XNUMX 分 (またはそれ以上) 後、バッテリーが空の状態で車を始動できます。

ジャンパーケーブルを分解する際の処置も重要です。他の車の発進を補助する車は、ジャンパーケーブルを介して空のバッテリーに大量の充電電流を流しているため、ジャンパーケーブルを一度に取り外すのは良くありません。充電中の充電電流/電圧は非常に高くなりますが、ケーブルを外すと、電流は車の電子機器以外にはどこにも流れなくなります。その後、電流のピークが発生し、制御ユニットにも到達する可能性があります。この問題は、充電中の車 (つまり、空のバッテリーを充電する車) 内のすべての大量消費者のスイッチをオンにすることで防ぐことができます。必要に応じて、リアウィンドウの暖房や照明も考慮してください。ジャンパーケーブルを分解すると、すでに大量の電力を必要とするこれらのコンポーネントにピーク電流が分散される可能性があります。その後、制御ユニットは予備になります。ジャンパーケーブルの取り外しも接続と同じ順序で行います。最初に両方の車のプラスまたはマイナスのケーブルを接続し、次にもう一方のケーブルを接続します。 1 つのバッテリーから両方を同時に取り外さないでください。

ダイナモは最大充電電流で充電するため、空のバッテリーはバッテリー充電器で充電するのが最善です。バッテリー充電器は、バッテリーの状態に合わせて充電電流を調整します。バッテリーが深く放電すると（つまり、バッテリー電圧が 6 ボルト未満に低下した場合）、内部が損傷します。これにより寿命が大幅に短くなります。