Tradicionālie svina skābes automobiļu akumulatori mūsdienās var tikt ignorēti, ņemot vērā neprātu par litija jonu EV akumulatoriem, bet šie mazie puiši ir nenovērtējami inženierijas brīnumi, kas ir palīdzējuši transportlīdzekļiem gadu desmitiem.
Bez sarežģītajām ķīmiskajām reakcijām jūsu transportlīdzekļa 12 V akumulatorā jūs pat nevarētu ieslēgt savu automašīnu vai vēl mazāk nolaist elektriskos logus. Lasiet tālāk, lai izpētītu ģeniālos veidus, kā darbojas jūsu automašīnas akumulators un kā tas sadarbojas ar automašīnas ģeneratoru, lai padarītu jūsu automašīnu par labāku laika pavadīšanas vietu.
Kā darbojas 12 V automašīnas akumulators?
Automašīnas akumulators darbojas ar ķīmiskām reakcijām. Visvienkāršākajā gadījumā tas pārnes elektronus starp anodu (negatīvo spaili) uz to, kur tie patiesībā vēlas būt: katodu (pozitīvo spaili). Piemēram, svina skābes akumulators, ko izmanto vairums transportlīdzekļu, ir ieguvis savu nosaukumu no tā, ka tajā tiek izmantotas svina dioksīda (un tīra svina) plāksnes, kas iemērc ūdens un sērskābes maisījumā.
Šīm baterijām faktiski ir sešas šūnas, kas katra ražo aptuveni 2 V, tāpēc automašīnu akumulatorus parasti sauc par 12 V akumulatoriem, lai gan tie nav tieši 12 V. Šīs sešas šūnas katra sastāv no svina dioksīda plāksnēm (pozitīvs katods) un svina plāksnēm (negatīvais anods), kas ir iegremdētas sērskābes/ūdens maisījumā, lai radītu ķīmiskas reakcijas, kas galu galā palīdzēs akumulatoram atbrīvot elektrība.
Ņemiet vērā, ka akumulators sastāv no sešām šūnām, un katrai no tām ir dažādas plāksnes. Bet šī procesa pamatā ir mijiedarbība starp pozitīvajiem un negatīvajiem termināliem. Kad katoda svina dioksīds mijiedarbojas ar sulfātu skābā maisījumā, skābekļa joni tiek atbrīvoti maisījumā, kur tie mijiedarbojas ar ūdeņradi, veidojot ūdeni. Tikmēr negatīvajā pusē sulfāts reaģē ar svinu anodā, veidojot svina sulfāta slāni anodā un atbrīvojot elektronus.
Šie elektroni uzkrājas negatīvajā terminālī un noteikti nevēlas tur atrasties, taču tie nevar pārvietoties cauri elektrolīta šķīdumu, tāpēc tie tiek izvadīti caur negatīvo spaili un ķēdi, līdz galu galā sasniedz pozitīvo terminālis. Šis ir automašīnas akumulatora funkcionalitātes pamatprincips, jo katrai citai jūsu transportlīdzekļa palīgierīcei tiek pievienota šī ķēde.
Bet tas darbojas tikai tad, kad automašīna ir izslēgta; pretējā gadījumā tas, kas faktiski darbina jūsu transportlīdzekļa elektroniku, ir ģenerators. Akumulators būtībā atrodas jūsu automašīnā, lai darbinātu starteri, kad transportlīdzeklis ir izslēgts, taču, tiklīdz starteris iedarbina dzinēju, ģenerators pārņem vadību. Ģenerators arī uzlādē akumulatoru, mainot procesus, kas izraisīja tā izlādi.
Ko dara ģenerators?
Kā minēts iepriekš, ģenerators būtībā veic darbu, ko cilvēki domā, ka akumulators pastāvīgi dara. Atcerieties, ka akumulators ātri izlādētos, ja tam būtu jādarbina visi logi un radio un būtībā jebkura cita elektroniskā ierīce jūsu transportlīdzeklī. Tātad risinājums šim ir diezgan ģeniāls.
Inženieri jūsu transportlīdzeklī uzstādīja maiņstrāvas ģeneratoru, ko darbina dzinējs, nevis akumulators. Tas ražo pietiekami daudz elektroenerģijas, lai darbinātu visus jūsu transportlīdzekļa elektriskos uzgaļus. Lieliskā ģeneratora priekšrocība ir tā, ka tas arī uzlādē akumulatoru, kamēr darbojas transportlīdzekļa dzinējs ieslēgts, jo akumulators pēc tam, kad ir paveicis savu darbu, ir ļoti izlādējies dzinējs.
Vienīgā problēma ar ģeneratoru ir tā, ka tas ražo maiņstrāvu, kas jāpārvērš līdzstrāvai. Lai atrisinātu šo problēmu, maiņstrāva tiek apstrādāta caur taisngriezi, kas ļauj ģeneratoram izsūknēt nepieciešamo līdzstrāvu.
Kad ģenerators kļūst slikti, jūs sāksit pamanīt šīs pazīmes visā. Piemēram, jūsu transportlīdzekļa elektronika nedarbosies pareizi, un jūsu gaismas var pēkšņi aptumšot. Šādos apstākļos jūsu transportlīdzeklis var sākt ievadīt virkni kodu un pat tad, ja to pievienosit OBD2 lietotne, tas, iespējams, nenorādīs, vai problēma patiesībā ir ģeneratorā vai akumulatorā.
Vēl ļaunāk, daudzos transportlīdzekļos tiek izmantoti uzlaboti moduļi, kas ir kalibrēti darbam ar ļoti nelielām pielaidēm. Ja jūsu ģenerators vai akumulators sabojājas, visa automašīna var sākt darboties neregulāri un izmest kodus, kas nav pilnībā saistīti ar faktisko problēmu: bojātu akumulatoru vai ģeneratoru.
Vai automašīnas akumulators ir tāds pats kā EV akumulators?
Nē, tie nav tas pats, kas jūsu EV akumulators. Svina skābes akumulatori būtiski atšķiras no litija jonu akumulatoriem, kas atrodas jūsu EV. Vispirms, kā jau esat uzzinājis, svina skābes akumulatoru sastāvs lielākoties sastāv no svina un ūdens/sērskābes maisījuma. No otras puses, litija jonu baterijas sastāv no tādiem materiāliem kā litijs, kobalts un grafīts.
Ne tikai tam, bet arī litija jonu akumulatoriem ir augstāks enerģijas blīvums nekā svina skābes akumulatoriem, kas ir īpaši ideāls veiktspējas EV un elektronika, kur telpas un svara apsvērumi ir ārkārtīgi svarīgi.
Svina skābes akumulatori arī cieš no zemāka dzīves cikla nekā litija jonu akumulatoriem. Tas nozīmē, ka litija jonu akumulatoru var uzlādēt un izlādēt vairākas reizes vairāk nekā svina skābes akumulatoru. Tas acīmredzami ir milzīgs pluss izmantošanai EV, kur akumulators ir vissvarīgākais un dārgākais komponents, un mazāks dzīves cikls padarītu to bezjēdzīgu. Svina skābes akumulatoriem arī ir nepieciešama regulāra apkope, lai tie darbotos, turpretim litija jonu akumulatoriem to darbības laikā nav nepieciešama apkope.
Ir viegli saprast, kāpēc litija jonu akumulatori tiek izmantoti EV, nevis tradicionālie svina skābes akumulatori. Ja elektriskajos transportlīdzekļos tiktu izmantoti svina skābes akumulatori, tie būtu neprātīgi smagi un tiem nebūtu jaudas.
Svina skābes akumulatoriem joprojām ir sava vieta
Neatkarīgi no trūkumiem, kas saistīti ar svina skābes akumulatoriem, tiem ir sava vieta automobiļu vidē. To salīdzinoši lētās izmaksas salīdzinājumā ar litija jonu akumulatoriem nodrošina, ka tās arī turpmāk būs izmanto ar benzīnu darbināmos transportlīdzekļos un citos lietojumos, kur sākotnējās izmaksas ir svarīgas faktors.
Šīs baterijas ir darbinātas transportlīdzekļos jau daudzus gadus, un, lai gan litija jonu tehnoloģija ir spoža jauna lieta, svina skābes akumulatoriem vienmēr būs sava vieta automobiļu vēsturē.
